BRPI0711184A2

BRPI0711184A2 - dispositivo e método para reduzir emissões

Info

Publication number: BRPI0711184A2
Application number: BRPI0711184-3A
Authority: BR
Inventors: Varkala Sangiovani Sergio
Original assignee: Sabertec L.L.C.
Priority date: 2006-05-03
Filing date: 2007-05-03
Publication date: 2011-08-23
Also published as: US20100199843A1; KR20090017518A; MA30422B1; WO2007131102A2; IL194866A0; WO2007131083A2; EP2021596A4; US20080053068A1; HK1129866A1; ZA200808867B; IL194866A; WO2007131083A3; NO20084499L; EP2021098A4; BRPI0711184B1; JP2009536290A; IL194867A; CR10446A; CR10368A; CN101454544A

Abstract

DISPOSITIVO E METODO PAIRA REDUZIR EMISSõES Um dispositivo de redução de emissões que pode ser afixado de maneira desmontável a um sistema de escapamento de motor a diesel. O dispositivo compreende uma carcaça cilíndrica dotada de uma abertura chanfrada em diagonal em relação à sua parte proximal. Uma bobina é afixada na parte distal da carcaça. Uma manta fibrosa de forma cilíndrica pode ser inserida na carcaça e enrolada em uma malha metálica. Uma segunda malha fibrosa formada em cone pode ser inserida de maneira desmontável na manta fibrosa cilíndrica com o diâmetro maior do cone posicionado de maneira proximal.

Description

DISPOSITIVO E MÉTODO PARA REDUZIR EMISSÕES

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

Campo da invenção

Verificou-se a necessidade de um método e um sistema sercapazes de filtrar os poluentes de gases de escapamento demaneira eficaz e efetiva. Muito embora se encontre àdisposição uma série de dispositivos úteis para a filtragem ecatalisação de gases de combustão e reações químicas, cada umdeles é incapaz de proporcionar um método efetivo de reduziro custo com poluentes de maneira efetiva pelos motivosrelacionados neste documento. Em geral, reconhece-se que aeficácia funcional de motores a combustão está diretamenterelacionada à capacidade do motor de liberar gás criadodurante o processo de combustão. Um elemento fundamental dadescarga eficiente de gás é a existência de uma quantidadeadequada de contrapressão no tempo exato que durar o processode combustão. Esta é uma questão que vem sendo amplamenteignorada na criação desses dispositivos.

Em geral, um motor de combustão interna opera a partirde uma explosão de uma mistura de ar/combustível que provocaa expansão dos gases que movem o pistão de um cilindro. Aotérmino deste ciclo, uma válvula de escape se abre e os gasesqueimados são expelidos a grande velocidade e som. 0desempenho de um motor a combustão é afetado por diversosfatores, tais como a qualidade do combustível, a pressão soba qual o combustível é queimado, etc.

Dada a importância da relação entre combustível e ar namistura de combustão, os motores da maioria dos veículos oudispositivos são controlados por um sistema de injeçãoeletrônica. Quando combustível e ar são misturados, ocorre aignição da vela, provocando a explosão que põe em movimentoalgumas peças do motor, fazendo com que o veículo oudispositivo se mova. 0 resultado desta "explosão" no interiordo motor também produz uma série de gases poluentes,eliminados pelo sistema de escapamento. Alguns desses gasessão: vapor d'água (H2O), dióxido de carbono (CO2), nitrogênio(N2) , monóxido de carbono (CO) , hidrocarbonetos (HxCy) , óxidode nitrogênio (N2O), hidrogênio (H), metano (CH4) e oxigênio(O2) . Os gases mais tóxicos aos seres humanos são: monóxidode carbono (CO), que reduz a oxigenação do sangue, afeta osistema nervoso, piora doenças cardíacas e respiratórias epode causar fadiga e enxaqueca em baixas concentrações emorte em altas concentrações; hidrocarboneto (HxCy) ; e óxidode nitrogênio (N2O) , que afeta os pulmões e o coração,podendo causar bronquite, retenção de ácido, e reduz avisibilidade atmosférica.

Uma vez obtido o desempenho ótimo de um motor acombustão, a medição do sistema ótimo pode ser empregada comoreferência em relação à qual se pode medir o efeito dasdiversas mudanças no sistema de escapamento, tais comocoletor, conversor catalitico, diâmetros do tubo e sistemasde eliminação de ruídos. Ao alterar características dosistema, é possível minimizar a emissão dos gases tóxicosgerados durante a combustão, ao aumentar os períodos de baixapressão entre as emissões de gás das explosões.

Além da produção de gases, a queima de combustíveisproduz partículas de material (MP) que variam em composição etambém em relação à temperatura operacional do motor. Aspartículas de material são formadas a partir da aglomeraçãode hidrocarbonetos que não são queimados, água e impurezas docombustível nos núcleos do elemento químico carbono. Osparticulados de material podem ser inalados e se acumular emáreas remotas do pulmão humano, por exemplo, sendo amplamenteconsiderados um agente irritante das vias respiratórias.Essas partículas causam doenças pulmonares que afetamprincipalmente idosos e crianças e, especificamente, duranteos meses mais frios do ano, quando as temperaturas sãoextremamente baixas, um fato que aumenta a concentração departículas de material. Este processo de contaminação aumentaos elementos cancerígenos que podem existir nas partículas dematerial. Também é importante considerar os outros efeitosindesejáveis sobre a atmosfera, tais como a redução davisibilidade e a intensificação do "efeito estufa".

As partículas de material geralmente variam muito detamanho. Esta variação faz com que qualquer tipo de filtroporoso fique saturado prematuramente, o que, por sua vez,provoca uma sobrecarga funcional dos componentes do motor,resultando em um aumento do consumo de combustível, reduçãoda potência do motor, aumento do volume de gases emitidosdurante o processo de combustão, aumento da temperatura epossível destruição do motor.

Conhecendo os problemas causados por esses gases, foramdesenvolvidos vários componentes projetados para auxiliar ocontrole das emissões. Dentre os mais importantes estãounidade de controle eletrônico ("E.C.U."), sensor lambda,válvula EGR e conversor catalítico. 0 controle da admissão dear/combustível realizada pela E.C.U. é simplesmente ummicrocontrolador (microprocessador com memórias RAM e ROMembutidas, sendo que a ROM já vem de fábrica com um programaespecífico gravado) com o uso de entradas de saídasanalógicas e digitais, combinando sinais como temperatura evelocidade obtidos de sensores. A E.C.U. busca em seusregistros as condições dos sensores. O software gravado naROM analisa os dados e, de acordo com as informações doprograma, considera potência, economia e fatores de poluiçãopara determinar e implantar o ponto de trabalho da válvula dechoque e do atuador do impulsor.

0 sensor lambda normalmente se localiza no sistema deescapamento. Ele mede a quantidade de moléculas de oxigênionão consumidas no processo de combustão e que, por estemotivo, foram expelidas junto com os gases queimados atravésdo cano de descarga. Desta forma, o computador comandará ainjeção de mais combustível em caso de excesso de moléculasde oxigênio ou, alternativamente, injeta menos combustívelnos casos em que houver menos moléculas de oxigênio. Aoenriquecer ou empobrecer a mistura de ar/combustível, o motorfuncionará com mais eficiência, poluindo bem menos,desperdiçando menos combustível e exigindo menos manutenção.Lambda vem a ser a razão da quantidade de ar disponível paracombustão para a quantidade de ar exigido para que acombustão seja estequiométrica. 0 valor desejado de lambda éum (1), o que indica que o combustível está perfeito.

Na salda do sensor há um sinal elétrico de tensão que éproporcional à quantidade de oxigênio nos gases queimados eessa tensão, por sua vez, é proporcional à razãoar/combustivel. A ECU controla os ajustes na posição doatuador do impulsor e na posição da válvula de choque,resultando em uma mistura de ar/combustivel mais rica (maiscombustível) ou mais pobre (menos combustível). Enquanto omotor está se aquecendo, a válvula de choque é mantidaparcialmente fechada, proporcionando uma mistura dear/combustível mais rica (isto é, mais combustível) . No pontoneutro, a válvula de choque é ajustada para um lambda devalor 1, enquanto que em baixa velocidade, o impulsor émantido parcialmente fechado, economizando combustível. Nasdemais marchas, a válvula de choque da ECU é regulada deacordo com os ajustes adotados para otimizar potência eeconomia e reduzir a poluição. No gerenciamento eletrônico,esta válvula é controlada pelo Módulo de Controle Eletrônico,que emprega atuadores para determinar o momento e o tempo emque deve operar, sendo o seu desempenho real monitorado porum potenciômetro presente na válvula pertinente. Isto, naverdade, será parte do objeto descrito no presente documento.

A válvula EGR controle o fluxo e o momento em que essesgases devem ser absorvidos na câmara de combustão. A válvuladeve necessariamente estar aberta em cada uma das seguintescondições: motor quente; rotação do motor superior para umdos ralentis; condições diversas de aceleração edesaceleração do motor. A quantidade de gases de escapamentoexistentes na câmara e o tempo pelo qual a válvula permaneceaberta dependerão das mudanças no vácuo e na pressão dosgases do cano de descarga, segundo o padrão de trabalho domotor. Os gases de escapamento são uma mistura decombustíveis queimados e, por este motivo, deixaram de sercombustíveis. Além disso, se ocupam espaço demais na câmara,eles limitarão a queima da mistura de ar/combustível,diminuindo assim a sua temperatura. Uma vez ocorrendo essaredução de temperatura, o nível de formação de óxidos denitrogênio produzidos pelo motor também se reduz.

O conversor catalítico, localizado no sistema deescapamento atrás do sensor lambda, funciona como um filtroque reage quimicamente, transformando os gases tóxicos euainda se encontram na corrente de escapamento. Atrás doconversor catalítico está o abafador ou silenciador, que devenecessariamente atenuar o som e abafar as vibrações do choqueda corrente de gases (por meio de anteparos e com o fluxopassando por uma séri9e de canos perfurados e câmaras),absorver as ondas sonoras e controlar a contrapressão.

Tanto o conversor catalítico quanto o silenciador sãoprojetados para exercer determinada contrapressão no sistemade escapamento. Sem o controle correto desta, o sistema deescapamento se torna extremamente prejudicial ao desempenhodo motor. Os versados na técnica logo perceberão que um motorcom desempenho ótimo obtém o máximo de potência a partir deum deslocamento de pistão e a devida descarga dos gases desaída serve para gerar o máximo de potência e, porconseguinte, melhor desempenho. Um sistema duplo deválvula/escapamento oferece condições restritivas, gerando acontrapressão.

Mesmo o motor a combustível, com a tecnologia atual,apresenta excesso de emissões de gases e partículas dematerial na atmosfera. A capacidade de obter o máximo depotência e desempenho está diretamente ligada ao escapamentodos gases do cano de descarga. 0 processo de escapamento develevar em conta a emissão de gases quando o motor estáoperando à potência máxima. Quando o motor opera fora desteparâmetro, resultando em um escapamento excessivo, ele nãoterá a devida restrição dos gases para obter a melhorpotência e o melhor desempenho do motor. Isto provoca áreasde baixa pressão, resultando em ondas de explosão de gases nomotor e provocando o aumento desnecessário das emissões degases e do consumo de combustível.

A Mercedes-Benz do Brasil publicou um relatório sobre odesenvolvimento e a fabricação de dispositivos como um filtropara partículas de material intitulado "The CommercialVehicles and the Environmentque atesta grande parte dasinformações acima. Além desse relatório, é de conhecimentogeral que a Mercedes-Benz GAC - Alemanha realizou um testecom um filtro de partículas de material em uma frota deveículos circulando em ambiente urbano. 0 filtro neste estudofoi produzido a partir de uma rede de fios de cerâmica que,por sua vez, foi instalado no interior da carcaça, quesubstitui o silenciador instalado no cano de descarga doautomóvel. Nesta configuração utiliza-se um sistema deregeneração catalítica na queima das partículas de materialque são depositadas no filtro, mantendo a restrição dos gasesem níveis aceitáveis à legislação ambiental corrente, uma vezque o dispositivo está colocado automaticamente em movimentodurante a operação do automóvel.

Apesar da alegada eficiência dos métodos e sistemas doestado da técnica, muitos são caracterizados pelo alto custode produção e, portanto, são impraticáveis do ponto de vistacomercial, especialmente para uso nos automóveis atuais.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

O sistema e o método ora descritos referem-se a umasolução nova para o uso melhor de combustível e o tratamentode gases emitidos por motores a diesel e, maisespecificamente, os gases emitidos por canos de descarga deveículos, tais como automóveis e equipamentos industriais.Constitui objeto da presente invenção reduzir a poluiçãoambiental e, por conseguinte, melhorar as condições de vida,tais como a qualidade e a quantidade da flora e da fauna doplaneta terra. A emissão de gases poluentes na atmosfera temcontribuído significativamente para a contaminação do meioambiente. Há uma enorme demanda por uma solução capaz derefrear os efeitos alarmantes causados pela degradaçãoambiental em todo o mundo.

A presente invenção fornece uma série de vantagensecológicas e econômicas. Por exemplo, devido ao fato de apresente invenção filtrar particulados e reduzir enormementea quantidade de monóxido de carbono, hidrocarbonetos e outrosgases produzidos pela queima de combustível, esta invençãoapresenta um efeito direto na melhora do meio ambiente. Istominimiza os efeitos danosos do fenômeno ambiental conhecidopor "efeito estufa", melhorando a qualidade do ar nos centrosurbanos.

Em uma modalidade, a presente invenção compreende umacarcaça cilíndrica dotada de uma abertura chanfrada emdiagonal na sua parte proximal. A carcaça pode ser fixada demaneira destacável ao sistema de escapamento de um motor. Umabobina é afixada na carcaça ou em sua parte distai. Uma mantafibrosa cilíndrica pode ser inserida na carcaça e enrolada emuma malha de fios. Uma segunda manta fibrosa em forma de conecom o diâmetro maior posicionado de maneira proximal pode serinserida de modo destacável na manta fibrosa cilíndrica.

Os resultados dos testes iniciais de uma modalidade dapresente invenção mostram uma redução de aproximadamente 33%da emissão de monóxido de carbono e de aproximadamente 45% daemissão de hidrocarbonetos e particulados, resultando no usomais eficiente do combustível. Além disso, pode-seidentificar as vantagens operacionais, onde a aplicação destainvenção não compromete o desempenho do motor à combustãodevido a um conceito exclusivo de um sistema que reduz osperíodos de baixa pressão do procedimento de exaustão de gása partir de explosões do combustível do motor à combustão. Asimplicações diretas dessas características positivas são aredução do consumo de combustível e da emissão de gases. Elasdeixam o motor mais próximo do ponto de desempenho máximo,evitando a sobrecarga dos seus componentes durante aoperação, uma vez que apresenta melhora significativa daqueima dos gases de combustão. Além disso, reduz-se aformação de impurezas no sistema, aumentado a vida útil ereduzindo a necessidade de manutenção corretiva.

0 dispositivo também apresenta vantagens do ponto devista do próprio produto, já que o conceito construtivomostra uma extrema simplicidade e praticidade, fatores estesque contribuem para a redução dos custos fixos envolvidos nasua fabricação e, portanto, tornando o preço final acessívelao mercado consumidor.

0 aspecto econômico é ainda mais evidente ao se levar emconta que o dispositivo pode ser utilizado indefinidamente,pois pode ser lavado com detergentes, eliminando aspartículas acumuladas, e limpo segundo as normas ambientais.

Além disso, a invenção reduz o nível de ruído emitidopelo sistema de escapamento ao atuar como silenciador,reduzindo a poluição sonora.

Por todos estes e outros motivos, o dispositivo e ométodo da presente invenção representam uma inovação no campodo controle de emissões.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A fim de proporcionar um melhor entendimento do sistemae do método da presente invenção, faz-se referência aosdesenhos, onde a:

Fig. 1 mostra uma vista ampliada em perspectiva do jogode componentes que formam uma modalidade do dispositivo dapresente invenção;

Fig. 2 mostra a vista representando a fixação de umamodalidade do dispositivo à extremidade de um sistema deescapamento;

Fig. 3 mostra a vista de uma modalidade do dispositivoinstalado na extremidade de um sistema de escapamento;

Fig. 4 mostra uma vista em corte lateral de umamodalidade do dispositivo indicando o fluxo das ondas de gásoriginárias do sistema de escapamento do motor;

Fig. 5 mostra uma vista em corte lateral de umamodalidade do dispositivo indicando o comportamento das ondas35 de gás originárias do sistema de escapamento do motor;

Fig. 6 mostra uma vista em corte lateral interior de umamodalidade do dispositivo dentro da carcaça do sistema deescapamento indicando o fluxo das ondas de gás;

Fig. 7 mostra modos alternativos de aplicar umamodalidade do dispositivo no sistema de escapamento de ummotor;

Fig. 8 mostra uma representação de ondas de gásoriginárias do sistema de escapamento sem o dispositivo dapresente invenção; e

Fig. 9 mostra uma representação das ondas de gásoriginárias do sistema de escapamento com o dispositivo dapresente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

Abaixo segue uma descrição detalhada da invenção comreferência aos desenhos onde os números de referência para osmesmos elementos ou similares são aplicados.

A presente invenção apresenta um dispositivo e um métodoeficientes para reduzir a emissão de gases tóxicos no meioambiente, reduzindo ruídos, o consumo de combustível eaumentando o desempenho do motor, tudo de maneira econômica.O motor pode ser qualquer forma de motor à combustão como,por exemplo, motor de carro, caminhão, cortador de grama ououtro veículo ou dispositivo.

Agora, no que se refere aos desenhos, a Fig. 1 mostrauma modalidade do dispositivo 101 compreendendo uma carcaçacilíndrica 1 com uma abertura chanfrada 2 em diagonal quantoà sua parte proximal, onde é fixada por uma braçadeira 3 paraprender o dispositivo 101 ao sistema de escapamento de ummotor, sendo a sua parte frontal adaptada para receber efixar uma cápsula 4. A carcaça Iea cápsula 4 podem serproduzidas em qualquer material capaz de suportar atemperatura e a pressão das aplicações, tais como alumínio,aço, aço inoxidável ou aluminizado. A cápsula 4 é geralmentecilíndrica, dotada de um refluxo interno 4a na sua partefrontal para receber e fixar uma tela sob pressão 5. Acápsula pode também apresentar um refluxo lateral cilíndrico5a para receber e fixar uma combinação de bobina 6 e/oucilindro de manta fibrosa 7. A tela 5 pode ser metálica como,por exemplo, uma tela metálica perfurada ou malha metálicaou, alternativamente, pode ser construída ao se perfurar omaterial empregado para construir a cápsula. A bobina 6 podeser produzida a partir de um ou mais metais ou de outrosmateriais capazes de suportar o calor e a pressão de umsistema de escapamento, podendo ser construída enrolando-sedois tecidos metálicos em torno de um ponto central.

Em outra configuração, a carcaça Iea cápsula 4 sãointegradas em um cilindro. Nesta caso, pode-se afixar a telaou efetuar perfurações na extremidade distai do cilindro,podendo a bobina ser colocada no interior do cilindro, em suaextremidade distai. Ao se configurar o cilindro destamaneira, não há emendas em que a carcaça Iea cápsula 4 seunem.

Em uma configuração, o cilindro de manta fibrosa 7 éfeito ao se enrolar a manta fibrosa em uma tela condutivaperfurada 6a e/ou malha 6b, sobrepondo-se as extremidadespara formar uma mola espiral. A manta fibrosa 7 pode serproduzida em qualquer material que consiga suportar o calor ea pressão da aplicação. Exemplos incluem a combinação de umou mais dos seguintes materiais: aramida, meta-aramida,poliamida, sulfeto de polifenileno, p-fenileno-1,3,4-oxadizol, politetrafluoretileno e basalto. Além disso, cadacaso a que se faça referência deste documento a uma mantafibrosa 7 deve ser entendido que o material pode ser removidoda carcaça para substituição e/ou limpeza a qualquer tempo.

Um diafragma 8 é formado ao se enrolar uma manta fibrosa8a em cone com o raio maior posicionado de maneira proximal eo raio menor posicionado de maneira distai. Em uma modalidadeda invenção, a manta fibrosa 8a é enrolada de tal maneira queas extremidades sobrepostas na extremidade estreita do conesão presas uma à outra e, em outra configuração, asextremidades sobrepostas na extremidade estreita do cone sesobrepõem sem se prenderem uma à outra. O diafragma 8 podeser produzido em qualquer material que consiga suportar ocalor e a pressão da aplicação. Dentre os exemplos está acombinação de um ou mais dos materiais a seguir: aramida,meta-aramida, poliamida, sulfeto de polifenileno, p-fenileno-1,3,4-oxadizol, politetrafluoretileno e basalto. Além disso,cada caso a que se faça referência deste documento a umdiafragma 8 deve ser entendido que o material pode serremovido da carcaça para substituição e/ou limpeza a qualquertempo.

Uma vez montada, a extremidade proximal da carcaça 1 épresa ao sistema de escapamento de um motor. Uma maneira emque se pode fixar uma modalidade da presente invenção a umsistema de escapamento é mostrada nas Figuras 2 e 3. Odispositivo pode ser fixado ou permanentemente ou de maneiradestacável ao sistema de escapamento. Na configuraçãomostrada nas Figuras 2 e 3, o dispositivo é preso com umacavilha em U que circunda o cano de descarga do motor eatravessa a carcaça, sendo presto por pinos de máquina.

O efeito produzido por cada explosão do combustível emum motor à combustão provoca uma onda de gases em altapressão (mostrada nas Figuras 4, 5, 6, 8 e 9) que é enviadarapidamente ao coletor. A onda seguirá pelo sistema deescapamento até ser expelida na atmosfera através de um canode descarga. Entre as explosões em série que convertem aenergia química em energia mecânica, ocorrem períodos debaixa pressão. Estes variam quanto ao ritmo das explosões.Quanto mais rápido o motor trabalha, menor o número de áreasde baixa pressão. Um resultado do uso deste dispositivo é atransformação desses períodos variáveis de baixa pressão empequenos períodos constantes. Por conseguinte, o sistema deexaustão está pronto para produzir a contrapressão necessáriapara o melhor uso no sistema envolvendo válvulas, escapamentode gás e injeção de combustível. 0 resultado é a menoremissão de gases e o consumo de combustível.

Conforme mostrado na Fig. 4, o gás 402 deixa o cano dedescarga 401 e ingressa na extremidade proximal dodispositivo 101. Na modalidade ilustrada, o gás atravessaprimeiro o diafragma 8 e, devido à forma cônica do diafragma,de maneira que se deixa uma parte do gás 402 escapar pelalateral do cone, conforme visto acima, as laterais dodiafragma 8 não podem ser unidas. Parte do gás 402 tambémpassa pelo diafragma, quando particulados no gás 402 sãoremovidos e o gás limpo escapa para a atmosfera. Por fim, umaparte do gás se origina da extremidade distai do diafragma 8e ingressa na extremidade proximal da bobina 6.

A Fig. 5 mostra uma vista em corte lateral de umamodalidade do dispositivo, indicando o fluxo das ondas de gásoriundas do sistema de escapamento do motor. Durante asexplosões em série que transformam a energia química emmecânica ocorrem períodos de baixa pressão. Esses períodos debaixa pressão variam quanto ao ritmo das explosões.

Conforme ilustrado nas Figuras 6 e 7, o dispositivo 101realiza várias funções em sua operação, podendo ser instaladoem qualquer parte do sistema de escapamento, ou seja, antesdo coletor 601 ou antes do conversor catalítico 602, ou antesou depois do silenciador 603,m ou intercaladamente, oudepois. Em poucas palavras, a eficácia do dispositivo dapresente invenção não depende do posicionamento no interiordo sistema de escapamento.

Para que o dispositivo 101 possa ser instalado em váriaspartes do sistema de escapamento, conforme descrito noparágrafo acima e ilustrado nas Figs. 6 e 7, em umamodalidade alternativa o dispositivo 101 é instaladointernamente em uma carcaça de abrigo 9 dotada de uma entrada9a e uma saída 9b para o gás 402. 0 seu funcionamento dependedo fato de o motor à combustão estar funcionando e emitindogás 402 para gerar as explosões. Períodos de baixa pressão(LP) são produzidos durante a baixa rotação do motor. Quandoo gás 402 ingressa no dispositivo 101, a amplitude é reduzidapela configuração cônica do diafragma 8, sendo que esteefeito reduz a energia potencial do gás 402, bem como a suavelocidade, distribuindo-a pela área que sofreu o impacto dogás 402 na bobina 5 e espalha a energia do choque da onda 402pela bobina 6.

A bobina 6 provoca uma restrição no fluxo de gás 402,limitando a compressão necessária para reduzir os períodos debaixa pressão (LP) entre as ondas de gás 402. Este efeitoprovoca uma cadeia de eventos nas ondas de gás 402 durante oescapamento, reduzindo os períodos de baixa pressão entre asondas. Ao aumentar a velocidade do ciclo das explosões, apressão das ondas 4 02 no diafragma 8 e na bobina 6 aumenta. 0aumento da pressão nas paredes do diafragma 8 faz que asfibras admitam um maior fluxo de saída de gás entre si,equilibrando-se com a energia elástica do material fibroso,regulando assim o excesso da contrapressão devolvida aosistema. O aumento do ciclo das explosões também aumenta asondas de choque na bobina 6 pela energia armazenada a partirdo seu efeito de mola. Quando a bobina é formada enrolando-sedois metais juntos, a energia das ondas de choque de gás 402faz com que a bobina 6 se mova na direção oposta à suamemória mecânica, produzindo assim uma lacuna maior entre osseus segmentos paralelos e regulando a contrapressão com oaumento da admissão de fluxo de ondas de gás 402. Com aenergia do choque da onda, a energia elástica da bobina 6aumenta e a bobina acaba por permitir um maior fluxo entre asplacas revestidas em um movimento circular. Uma vezrestabelecido o equilíbrio da bobina 6, a mesma retorna à suaconfiguração inicial.

Quando a velocidade das explosões atinge o ponto em queos períodos de baixa pressão (LP) são mínimos, isto faz comque se mova a contrapressão oferecida pelo diafragma 8, nasobreposição do material em sua forma cônica, permitindo umfluxo extra de gases e normalizando assim a contrapressão dosistema de escapamento. Ao se realizar o movimento para asobreposição do material do diafragma 8, o mesmo oferece umaumento radial da lateral proximal do cone, tendo a suaabertura máxima limitada pela manta fibrosa 7. Isto faz comque as ondas de gases 402 se choquem radialmente contra asparedes da manta fibrosa 7, permitindo uma contrapressãoregulável em relação aos gases que ingressam em suas paredese à passagem forçada até a saída dos gases. A carcaçametálica 1 concentra e direciona a saída dos gases através dasua saída em corte diagonal 2, direcionada para o solo. Esteefeito produz uma contrapressão controlável no sistema deescapamento, tirando vantagem do sistema de escapamento emrelação a válvulas, resultando em uma melhora no desempenhodo motor e reduzindo o consumo de combustível.

Tanto a bobina quanto a manta fibrosa 6 e 7 queconstituem parte do dispositivo 101 atuam como filtros departícula de material. Na bobina 6, a coleta de partículas dematerial é realizada pelo acúmulo do choque de partículas nasparedes da malha da manta fibrosa 7a e da bobina 6b. Aspartículas se aglutinam em virtude da perda de velocidade ede suas próprias características físicas. A manta fibrosa 7 e8a coleta as partículas de material que não passam pelotecido. Esses dois sistemas de coleta de partículas dematerial são eficientes podem ser limpos e reutilizados.

A bobina 6 pode ser construída a partir de diferentesmetais, como alumínio, zinco, cobre, ferro e outros, a fim degerar um diferencial elétrico ou de tensão que torna os íonsdisponíveis ao sistema. Esses íons gerados na bobina 6 afetama capacidade catalítica nos gases emitidos nos motores àcombustão a baixas temperaturas, ou até o fim do processo decatálises de gases iniciado no sistema catalítico dos motoresà combustão que, devido à velocidade das ondas 402 no sistemade escapamento, não proporcionaram tempo suficiente paraconcluir as reações catalíticas necessárias, ou mesmo quandohouve esta desativação, por diversos motivos (temperatura,contaminação do óleo do motor, excesso de SO2) no conversorcatalítico.

Outro efeito importante é a redução dos ruídos emitidospelo dispositivo, em virtude do amortecimento das ondas dechoque dos gases contra a bobina 6 e das mantas fibrosas 7a e8a.

Muito embora os presentes sistema e método tenham sidodivulgados segundo a modalidade preferida da invenção, aspessoas pouco versadas na técnica compreenderão apossibilidade de haver outras modalidades. Ainda que adiscussão precedente tenha se concentrado em modalidadesespecificas, entende-se que foram contempladas outrasmodalidades. Em termos específicos, embora as expressões "emuma modalidade" ou "em outra modalidade" sejam oraempregadas, as mesmas têm por fim designar em geralpossibilidades de modalidade, e não restringir a invenção aessas modalidades específicas. Esses termos podem referir-seàs mesmas ou outras modalidades e, salvo indicação emcontrário, podem ser combinadas em modalidades agregadas. Ostermos "um(a)", "uns/umas" e "o(s)/a(s)" significam "um(a) oumais", salvo especificação em contrário.

Quando apenas uma modalidade é descrita no presentedocumento, será imediatamente evidente que se pode empregarmais de uma modalidade em lugar de uma modalidade única.Similarmente, quando uma ou mais modalidades são descritasaqui, ficará entendido que uma única modalidade pode sersubstituída por esse dispositivo.

À luz de uma grande variedade de filtros possíveis, afinalidade das modalidades é terem caráter ilustrativo, nãodevendo ser consideradas um fator a restringir o âmbito dainvenção. Pelo contrário, o que se reivindica como invençãosão todas as modificações que podem surgir segundo o espíritoe o âmbito das reivindicações a seguir e os seusequivalentes.

Nenhuma das descrições nesta especificação deve serentendida no sentido de sugerir que um elemento, etapa oufunção específica seja um elemento essencial que se devanecessariamente incluir no âmbito das reivindicações. 0âmbito do objeto patenteado é definido única e exclusivamentepelas reivindicações autorizadas e pelos equivalentes dasmesmas. Salvo menção expressa, outros aspectos da presenteinvenção, conforme descritos nesta especificação, não limitamo âmbito das reivindicações.

Claims

1. Dispositivo para reduzir emissões, caracterizado porcompreender:uma carcaça;uma bobina;no qual a bobina é afixada à extremidade distai dareferida carcaça e a extremidade proximal da referida carcaçaé afixada à saída de escapamento de um motor à combustão.

2. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado por incluir ainda uma manta fibrosa em forma decilindro, afixada a uma malha condutiva e posicionada nointerior da carcaça.

3. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado por incluir ainda um diafragma em forma de conecom a sua abertura maior posicionada de maneira proximal eposicionado no interior da referida carcaça.

4. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 2,caracterizado por incluir ainda um diafragma em forma de conecom a sua abertura maior posicionada de maneira proximal eposicionado no interior do referido cilindro.

5. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de a carcaça ser feita de alumínio,aço, aço aluminizado ou aço inoxidável.

6. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de a referida bobina ser construídaenrolando-se dois tecidos de metal diferente em torno de umponto central.

7. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de a referida carcaça ser afixada demaneira desmontável à referida saída de escapamento.

8. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 2,caracterizado pelo fato de a referida manta fibrosa serproduzida a partir de um ou mais dos seguintes materiais:aramida, meta-aramida, poliamida, sulfeto de polifenileno, p-fenileno-1,3,4-oxadizol, politetrafluoretileno e basalto.

9. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 2,caracterizado pelo fato de a referida malha condutiva serposicionada em torno do perímetro da referida manta fibrosa.

10. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 3,caracterizado pelo fato de o diafragma ser feito de um maisdos materiais a seguir: aramida, meta-aramida, poliamida,sulfeto de polifenileno, p-fenileno-1,3,4-oxadizol,politetrafluoretileno e basalto.

11. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 3,caracterizado pelo fato de o diafragma ser afixado de maneiradestacável à referida carcaça.

12. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de a bobina estar posicionada nointerior de uma cápsula afixada à extremidade distai dareferida carcaça.

13. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 12,caracterizado pelo fato de a referida cápsula possuir umatela posicionada na sua extremidade distai.

14. Método para reduzir emissões, caracterizado porcompreender:a afixação da extremidade proximal de uma carcaça àsaída de escapamento de um motor à combustão, onde uma bobinaestá posicionada na extremidade distai dessa carcaça;

15. Método, de acordo com a reivindicação 14,caracterizado por incluir ainda o posicionamento, no interiorda referida carcaça, de uma manta fibrosa em formato decilindro, afixada a uma malha condutiva.

16. Método, de acordo com a reivindicação 14,caracterizado por incluir ainda o posicionamento, no interiorda referida carcaça, de um diafragma em forma de cone e com asua abertura maior posicionada de maneira proximal.

17. Método, de acordo com a reivindicação 15,caracterizado por incluir ainda o posicionamento, no interiordo referido cilindro, de um diafragma em forma de cone e coma sua abertura maior posicionada de maneira proximal.

18. Método, de acordo com a reivindicação 14,caracterizado pelo fato de a referida carcaça ser feita dealumínio, aço, aço aluminizado ou inoxidável.

19. Método, de acordo com a reivindicação 14,caracterizado pelo fato de a referida bobina ser construídaao se enrolarem dois tecidos de metal diferente em torno deum ponto central.

20. Método, de acordo com a reivindicação 14,caracterizado pelo fato de a referida carcaça ser afixada demaneira destacável à referida saída de escapamento.

21. Método, de acordo com a reivindicação 15,caracterizado pelo fato de a referida manta fibrosa ser feitade um ou mais dos seguintes materiais: aramida, meta-aramida,poliamida, sulfeto de polifenileno, p-fenileno-1,3,4-oxadizol, politetrafluoretileno e basalto.

22. Método, de acordo com a reivindicação 15,caracterizado pelo fato de a referida malha condutiva estarposicionada em torno do perímetro da manta fibrosa.

23. Método, de acordo com a reivindicação 16,caracterizado pelo fato de o referido diafragma ser feito deum ou mais dos materiais a seguir: aramida, meta-aramida,poliamida, sulfeto de polifenileno, p-fenileno-1,3, 4-oxadizol, politetrafluoretileno e basalto.

24. Método, de acordo com a reivindicação 16,caracterizado pelo fato de o referido diafragma ser afixadode modo destacável à carcaça.

25. Método, de acordo com a reivindicação 16,caracterizado pelo fato de a referida bobina estarposicionada no interior de uma cápsula presa à extremidadedistai da carcaça.

26. Método, de acordo com a reivindicação 25,caracterizado pelo fato de a referida cápsula possuir umatela posicionada em sua extremidade distai.

27. Método para reduzir emissões, caracterizado porcompreender:meios de fixar a extremidade proximal de uma carcaça àsaída de escapamento de um motor à combustão, onde uma bobinaestá posicionada na extremidade distai da referida carcaça.

28. Método, de acordo com a reivindicação 27,caracterizado pelo fato de incluir ainda uma manta fibrosa emforma de cilindro e meios para afixar a malha condutiva àreferida manta fibrosa.

29. Método, de acordo com a reivindicação 27,caracterizado pelo fato de incluir ainda meios de posicionar,no interior da referida carcaça, um diafragma em forma decone e com a sua abertura maior posicionada de maneiraproximal.

30. Método, de acordo com a reivindicação 28,caracterizado pelo fato de incluir ainda meios de posicionar,no interior do referido cilindro, um diafragma em forma decone e com a sua abertura maior posicionada de maneiraproximal.