BRPI0810033B1 - processo para a partida de uma máquina de combustão interna - Google Patents
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Description
(54) Título: PROCESSO PARA A PARTIDA DE UMA MÁQUINA DE COMBUSTÃO INTERNA (73) Titular: ROBERT BOSCH GMBH.. Endereço: Stuttgart, D-70442, ALEMANHA(DE) (72) Inventor: KLAUS JOOS; JENS WOLBER; TIMM HOLLMANN; MANFRED DIETRICH; PETER SCHENK; ERKAN DANISMAN; RUEDIGER WEISS.
Prazo de Validade: 10 (dez) anos contados a partir de 06/11/2018, observadas as condições legais
Expedida em: 06/11/2018
Assinado digitalmente por:
Liane Elizabeth Caldeira Lage
Diretora de Patentes, Programas de Computador e Topografias de Circuitos Integrados
1/6
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para PROCESSO PARA A PARTIDA DE UMA MÁQUINA DE COMBUSTÃO INTERNA.
ESTADO DA TÉCNICA [001] A presente invenção refere-se a um processo para a partida de uma máquina de combustão interna, que é acionada com uma mistura de combustíveis de, pelo menos, dois tipos de combustível, em que, uma injeção do combustível em câmaras de combustão da máquina de combustão interna é realizada a partir de um limite de pressão especificado do combustível em uma alimentação de combustível de acordo com um modo de partida de alta pressão, e é realizada, no caso do não alcance do limite de pressão especificado, de acordo com um modo de partida de baixa pressão.
[002] Máquinas de combustão interna com base em motores tipo Otto em geral são operadas com combustível de hidrocarbonetos de combustíveis fósseis com base em petróleo refinado. A este combustível, cada vez mais é adicionado, em diferentes relações de misturas, etanol ou um outro álcool produzido a partir de matérias-primas renováveis (plantas). Nos EUA e na Europa em geral é empregada uma mistura de 70 a 85% de etanol e 15 a 30% de gasolina sob o nome de marca E85. As máquinas de combustão interna são projetadas, de tal modo que, elas podem ser operadas tanto com gasolina pura, como também, com misturas de até E85; isto é designado como operação de combustível flex. Para uma operação econômica com uma pequena expulsão de poluentes com alta potência do motor ao mesmo tempo, e um bom comportamento de partida, os parâmetros de operação na operação de combustível flex precisam ser adaptados à respectiva mistura de combustíveis existente. Por exemplo, uma relação de ar e combustível estequiométrica está disponível com 14,7 partes em peso de ar por parte de gasolina, contudo no caso do emprego de etanol puPetição 870180070718, de 14/08/2018, pág. 4/16
2/6 ro precisa ser ajustada uma parte de ar por 9 partes em peso.
[003] Durante a partida de motores tipo Otto (máquinas de combustão interna com ignição externa), uma injeção de alta pressão do combustível somente é liberada com o alcance de um limite especificado para a pressão no sistema de injeção, uma vez que, somente então pode ser obtida uma boa qualidade de pulverização. A título de exemplo, em um motor Otto com injeção direta de gasolina, a injeção de alta pressão somente é liberada se um valor limite da pressão de combustível dependente da temperatura for alcançado em um condutor de distribuição de combustível como, por exemplo, em um reservatório de pressão de Common Rail. A título de exemplo, uma partida de alta pressão significa que, uma grande parte da quantidade de combustível prevista para um tempo de combustão é injetada sob alta pressão em uma câmara de combustão durante um tempo de aspiração da máquina de combustão interna, e produz um enchimento do cilindro homogêneo. Em uma fase de compressão que se segue, ocorre uma outra injeção que produz um carregamento em camadas. Um pouco depois do instante de ignição pode estar prevista uma terceira fase de injeção. De modo alternativo, a quantidade de combustível prevista também pode ser depositada em somente uma injeção durante a fase de compressão.
[004] No caso de pressão mais baixa que o valor limite, a injeção é operada na operação de baixa pressão com parâmetros de injeção alterados. De modo típico, em uma partida de baixa pressão a injeção ocorre em até três injeções parciais, que ocorrem todas antes do instante de ignição. Com isto, por um lado é obtida uma boa distribuição do combustível na câmara de combustão e, além disso, uma redução da queda de pressão no Common Rail. Os tempos de injeção podem ser escolhidos, de tal modo que, apesar da baixa pressão do combustível, é impedida uma penetração de mistura de gases da câmara de
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3/6 combustão no injetor. Neste caso, o valor limite da pressão de combustível pode ser escolhido em função da temperatura de um meio de resfriamento, ou da câmara de combustão da máquina de combustão interna. Com temperaturas mais baixas se condensa mais combustível nas paredes do cilindro, é expulso sem queimar e, deste modo, aumenta as emissões. No caso da partida de baixa pressão, isto é evitado através de uma primeira quantidade de injeção menor, que diminui uma condensação de combustível na parede do cilindro. Pode estar previsto que, a escolha dos parâmetros de injeção efetue exclusivamente um carregamento em camadas da câmara de combustão.
[005] Através do procedimento descrito pode ser obtido que, as emissões de partida sejam reduzidas, e o processo de partida ocorra com um perigo menor de interrupção de ignição. Do mesmo modo, uma partida de baixa pressão ocorre, em geral, abaixo de uma temperatura mínima e acima de uma temperatura máxima, por exemplo, de uma temperatura do meio de resfriamento. A título de exemplo, a partida de baixa pressão ocorre abaixo de -15Ό e acima de 90Ό. Na faixa de temperatura intermediária ocorre uma partida de alta pressão quando é atingida uma pressão de operação suficiente de, por exemplo, 1 mPa (10 bar). Se um motor Otto deste tipo for operado com uma mistura de gasolina e etanol, então na partida a composição da mistura precisa ser levada em conta para alcançar um comportamento de partida sem problemas. Isto não é considerado de acordo com o estado da técnica.
[006] O objetivo da invenção é indicar um processo que, em uma operação com uma mistura de gasolina e etanol (operação de combustível flex) ou no caso de emprego de uma mistura de combustível de outra composição, possibilite um comportamento de partida como em uma operação com gasolina pura.
VANTAGENS DA INVENÇÃO
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4/6 [007] Esta tarefa da invenção é solucionada pelo fato de que, o limite de pressão é escolhido em função da relação de mistura dos tipos de combustível na mistura de combustíveis. Com isto pode ser obtido que, podem ser levados em conta diferenças na formação da mistura ótima dos tipos de combustível. Neste caso, em uma mistura de gasolina e etanol pode ser levado em conta que, durante a partida de uma máquina de combustão interna com ignição externa, em uma mistura rica em etanol precisa ser injetada uma quantidade de combustível maior do que em uma mistura rica em gasolina, pelo fato de que, em uma mistura rica em etanol o limite de pressão para uma ignição de alta pressão é escolhido mais alto. Se, em uma mistura rica em etanol, o limite de pressão for escolhido mais alto que em uma mistura mais pobre em etanol, então, além disso, a reserva para as interrupções de pressão será maior e erros de quantidade devido a uma dinâmica de pressão terão menos efeito. Ambos os efeitos aperfeiçoam o comportamento de partida em misturas de combustíveis contendo etanol.
[008] Em uma forma de execução está previsto que, o processo de acordo com a invenção é usado em um combustível, no qual a mistura de combustíveis é formada de gasolina e etanol. Esta mistura de combustíveis é usada nos EUA e na Europa. Está previsto que os veículos operados com esta mistura de combustíveis podem ser abastecidos com uma mistura de combustíveis de composição especificada, a título de exemplo, E85, como também com gasolina ou etanol. Esta operação designada como operação de combustível flex implica que, após um processo de abastecimento, pode existir uma composição qualquer da mistura de combustíveis entre a gasolina pura e o etanol puro. A composição da mistura de combustíveis precisa ser levada em conta tanto na dosagem do combustível na operação, como também, durante o processo de partida. Durante o processo de partida a composição da mistura de combustíveis é conhecida do último ciclo de viPetição 870180070718, de 14/08/2018, pág. 7/16
5/6 agem ou de uma estimativa de acordo com o processo de abastecimento; também pode estar previsto um sensor de etanol para a determinação do teor de etanol. Destes dados, para um processo de partida ótimo o limite de pressão pode ser adaptado de acordo com a invenção para a liberação da partida de alta pressão.
[009] Se o limite de pressão for determinado em função da cota de um dos tipos de combustível e/ou em função da temperatura de um meio de resfriamento e/ou de uma câmara de combustão da máquina de combustão interna e/ou da mistura de combustíveis e/ou do ar ambiente e/ou do ar aspirado, então o comportamento de partida da máquina de combustão interna pode ser aperfeiçoado ainda mais. Na determinação do limite de pressão não precisam ser levados em conta todos os componentes da mistura de combustíveis; em geral é suficiente levar em conta somente um dos componentes como, por exemplo, o teor de etanol. A consideração da temperatura do sistema durante a liberação da partida de alta pressão aperfeiçoa ainda mais o comportamento de partida. Neste caso, a temperatura a ser levada em conta pode ser formada de uma ou mais temperaturas que caracterizam o sistema. De acordo com a invenção pode estar previsto que, o limite de pressão seja formado pela soma de um limite de pressão dependente da cota de um tipo de combustível e de um limite de pressão dependente da temperatura.
[0010] Um aperfeiçoamento do processo de acordo com a invenção prevê que, o limite de pressão seja determinado em um campo característico, em função da temperatura do meio de resfriamento e/ ou da câmara de combustão da máquina de combustão interna, e/ ou do combustível e/ ou do ar ambiente e/ ou do ar aspirado e da relação de mistura dos tipos de combustível na mistura de combustíveis.
[0011] Uma variante do processo, que leva em conta o comportamento de evaporação dos tipos de combustível em baixa temperatura,
Petição 870180070718, de 14/08/2018, pág. 8/16
6/6 prevê que, abaixo de um primeiro limite de temperatura especificado, e acima de um segundo limite de temperatura especificado é realizada uma partida de baixa pressão, pelo fato de que, em uma faixa de temperatura entre o primeiro e o segundo limites de temperatura é realizada uma partida de alta pressão e, pelo fato de que, o primeiro e o segundo limites de temperatura são determinados em função da composição da mistura de combustíveis. Nesta variante do processo também é levado em conta que, no caso de alta temperatura do sistema, muitas vezes uma pressão de combustível suficientemente alta não pode ser disponibilizada de modo confiável.
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Claims (5)
- REIVINDICAÇÕES1. Processo para a partida de uma máquina de combustão interna, que é acionada com uma mistura de combustíveis de, pelo menos, dois tipos de combustível, em que, uma injeção do combustível em câmaras de combustão da máquina de combustão interna é realizada a partir de um limite de pressão especificado do combustível em uma alimentação de combustível de acordo com um modo de partida de alta pressão, e é realizada, no caso do não alcance do limite de pressão especificado, de acordo com um modo de partida de baixa pressão, caracterizado pelo fato de que o limite de pressão é escolhido em função da relação de mistura dos tipos de combustível na mistura de combustíveis.
- 2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a mistura de combustíveis é formada de gasolina e etanol.
- 3. Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o limite de pressão é determinado em função da cota de um dos tipos de combustível e/ ou em função da temperatura de um meio de resfriamento e/ ou de uma câmara de combustão da máquina de combustão interna e/ ou da mistura de combustíveis e/ ou do ar ambiente e/ ou do ar aspirado.
- 4. Processo de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o limite de pressão é determinado em um campo característico, em função da temperatura do meio de resfriamento e/ ou da câmara de combustão da máquina de combustão interna e/ ou do combustível e/ ou do ar ambiente e/ ou do ar aspirado e da relação de mistura dos tipos de combustível na mistura de combustíveis.
- 5. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que abaixo de um primeiro limite de temperatura especificado e acima de um segundo limite de tempePetição 870180070718, de 14/08/2018, pág. 10/162/2 ratura especificado é realizada uma partida de baixa pressão, pelo fato de que em uma faixa de temperatura entre o primeiro e o segundo limites de temperatura é realizada uma partida de alta pressão e, pelo fato de que o primeiro e o segundo limites de temperatura são determinados em função da composição da mistura de combustíveis.Petição 870180070718, de 14/08/2018, pág. 11/16
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