BRPI0901572A2 - dispositivo de aquecimento para tubulações de alimentação do combustìvel, tubulação de alimentação do combustìvel e motor a combustão - Google Patents
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Abstract
DISPOSITIVO DE AQUECIMENTO PARA TUBULAçOES DE ALIMENTAçãO DO COMBUSTìVEL, TUBULAçãO DE ALIMENTAçãO DO COMBUSTìVEL E MOTOR A COMBUSTãO. A presente invenção se refere a um dispositivo de aquecimento associável ou associado à pelo menos uma tubulação de alimentação do combustível onde a tubulação de alimentação compreende pelo menos uma entrada e uma saída associável a um injetor e/ou a uma tubulação de difusão, este dispositivo, sendo do tipo que compreende pelo menos um corpo (2,2A,2B,2C) e pelo menos um elemento elétrico de aquecimento (3,30) associado a tal corpo (2,2A,2B,2C), é um componente apto a ser em parte montado ou integrado ao interior desta tubulação de alimentação (4), para estender-se por todo ou em parte do comprimento da tubulação de alimentação (4), onde o elemento elétrico de aquecimento (3,30) é feito, pelo menos em parte, através de técnicas de deposição e/ou litografia e/ou serigrafia sobre este corpo. (2,2A,2B,2C).
Description
DISPOSITIVO DE AQUECIMENTO PARA TUBULAÇÕES DE ALIMENTAÇÃODO COMBUSTÍVEL, TUBULAÇÃO DE ALIMENTAÇÃO DO COMBUSTÍVEL EMOTOR A COMBUSTÃO
DESCRIÇÃO
A presente invenção concerne um dispositivo de aquecimento paratubulações de alimentação do combustível, uma tubulação de alimentação docombustível e um motor a combustão.
Como se sabe, em motores a combustão interna uma mistura de combustívele comburente reage no interior de uma câmara de combustão (situada entreum cilindro e o respectivo pistão), de maneira a produzir um trabalhomecânico a partir da reação química de combustão. Entende-se porcombustível a substância ou a mistura química que oxida, e por comburenteentende-se a substância ou a mistura que se reduz durante a reação químicade combustão. Em geral, o combustível real nunca é absolutamente puro e,freqüentemente contém aditivo (que podem não participar na reação decombustão ou participar somente em parte), e o comburente real égeralmente o ar (ou seja, uma mistura de vários gases dos quais somenteum, o oxigênio, participa da reação de combustão); para esta invenção,todavia, é suficiente indicar como combustível aquele líquido ou fluido, porexemplo, gasolina, diesel, álcool ou óleo combustível que é misturado aocomburente para provocar a reação de combustão, incluindo ou nãoeventuais aditivos ou parte do mencionado comburente.
Para melhorar a combustão (relativamente à qualidade do combustívelrealmente utilizado e à homogeneidade da reação na câmara de combustão)e reduzir as emissões nocivas de descarga e na tentativa de maximizar orendimento, é notório esquentar o combustível antes da entrada na ou nascâmaras de combustão.
Este procedimento é útil também para enfrentar os seguintes problemas:
- otimizar a combustão em qualquer condição de funcionamento do motor.
- facilitar o acendímento com o motor frio.
Estes problemas são especialmente percebidos quando o combustível é ogasóleo, como nos motores a diesel, ou é um biocombustível ou um álcoolcomo o etanol, obtido, por exemplo, por fermentação de produtos vegetais(um país onde este tipo de combustível é muito difundido é o Brasil), ou umóleo combustível.
É preciso também considerar que existem motores projetados para seremutilizados com mais de um tipo de combustível, em particular doiscombustíveis diferentes (por exemplo, gasolina e álcool): nestes motores oscombustíveis podem ser utilizados um no lugar do outro e, portanto, podemoster a situação em que um dos combustíveis precisa de aquecimento,enquanto o outro não tem esta necessidade ou a requer em menor medida,ou podem ser utilizados como mistura em relações pré-estabelecidas e/ouvariáveis destes dois combustíveis diferentes entre si; esta mistura podeacontecer de forma automática, com relações ou porcentagens determinadasatravés de uma central eletrônica de controle do veículo.
Atualmente, no setor dos motores, é muito difundida a tecnologia chamada"common rail" ou "fuel rail", que é, em síntese, um sistema de injeção queprevê uma pressão muito elevada do combustível no interior de uma únicatubulação de alimentação em uma pluralidade de cilindros (por isto chamadode "common rail" isto é, traduzindo livremente, "tubulação comum", ouchamado de "fuel rail", isto é "tubulação combustível"); entre a "common rail"ou "fuel rail" e as câmaras de combustão dos cilindros, estão previstos osinjetores que podem ser conectados diretamente ou através de curtíssimastubulações, que se tornam tubulações de ramificação até a própria tubulaçãode alimentação; em geral esta tubulação de alimentação é única para todo omotor.
Caso o motor seja dotado de "common rail" ou "fuel rail", ou de umatubulação de alimentação, foram desenvolvidas diferentes soluções paraaquecer o combustível antes da sua imissão na câmara de combustão: umprimeiro tipo prevê que o combustível seja aquecido na bomba que alimenta atubulação de alimentação (como descrito na patente DE19918227); umsegundo tipo prevê que seja aquecido através de vários aquecedoresindividuais inseridos em proximidade de cada injetor que alimenta os cilindros(como descrito nas patentes W02006/130938 e DE10340159); um terceirotipo prevê que o combustível seja aquecido através de um adaptador quepode ser aquecido entre a tubulação de alimentação e os injetores (comodescrito na patente W02007/028663).
Um quarto tipo de solução prevê o aquecimento do combustível ao longo datubulação de alimentação, conforme descrito, por exemplo, na publicação dapatente USH1820, e nas patentes DE10341708 e JP83338339, tipo desolução a qual pertence esta invenção.
Embora estas soluções tenham condições de melhorar a combustão,apresentam, todavia, alguns inconvenientes.
Por exemplo, a solução utilizada no documento da patente USH1820 ensina aaquecer o combustível na tubulação de alimentação através de um aquecedor
Claims (2)
- composto por uma resistência elétrica inserida em um invólucro colocado naparte interna da tubulação de alimentação, para separá-la do combustível,cujo invólucro, aquecido pela resistência, transmite por sua vez calor aocombustível na parte interna da tubulação de alimentação.
- 1. Um primeiro problema desta solução é que a resistência elétrica, e maisainda o invólucro (necessário para isolar eletricamente a resistência docombustível) ocupam determinado volume, não desprezível, na parte internada tubulação de alimentação, que deve ser superdimensionado paraconsiderar o volume que não pode ser utilizado porque está ocupado peloinvólucro.Sempre em relação a quanto indicado pelo documento USH1820, oaquecedor apresenta um passo constante, com uma troca térmica uniformedo invólucro externo, que, porém não se traduz necessariamente em umaquecimento uniforme do combustível, como indicado a seguir.A temperatura do combustível na extremidade da imissão do mesmo natubulação de alimentação é de fato inferior à temperatura do mesmo perto daextremidade oposta e, mais especificamente, a temperatura do combustívelque chega aos injetores é diferente entre um injetor e outro (de acordo com aposição dos injetores em relação à extremidade de entrada do combustívelna tubulação) e isto comporta um grau de heterogeneidade entre as reaçõesde combustão dos vários cilindros, com uma redução indesejada dorendimento e/ou uma imperfeita combustão de todo o combustível, podendoser expulso parcialmente não combusto, e/ou uma dificuldade noacendimento do motor; assim, é claro que o combustível, em contato com oinvólucro, tende a se aquecer de maneira proporcional ao tempo que
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