Dispositivo para mejorar las condiciones de admisión del aire en motores de automóvil.

1. Dispositivo para mejorar las condiciones de admisión del aire en motores de automóvil. Teniendo por finalidad filtrar y enfriar el aire

(comburente) en la fase de admisión; utilizando para ello la fuente de energía residual presente en la tubería del sistema de escape y a su vez, enfriar el gas tras su paso por el convertidor catalítico, en su fase de expulsión.

Caracterizado porque el medio de enfriamiento del comburente está comprendido por un intercambiador térmico (5) asistido por una placa cerámica de semiconductores tipo peltier (6) alimentada por un generador termo eléctrico (9) que está adosado a la tubería del sistema de escape del vehículo (13) transformando el calor en electricidad y enfriando los gases.

2. Dispositivo para mejorar las condiciones de admisión del aire en motores de automóvil según reivindicación 1 caracterizado porque comprende una caja (1) que contiene un depósito de residuos (8) un pre-filtro de aire (2) un filtro de aire (4) un intercambiador térmico (5) adosado a una placa cerámica de semiconductores tipo peltier (6) un disipador de calor (7) adosado en el exterior de la caja estanca (1) a la cara caliente de la placa cerámica (6) y una tapa de acceso (3).

3. Dispositivo para mejorar las condiciones de admisión del aire en motores de automóvil según reivindicación 1 caracterizado por un generador termoeléctrico (9) que comprende, numerosas placas cerámicas de semiconductores tipo peltier (10) con sus respectivos disipadores (11) y fijadas en sus distintos lados al cuerpo del generador (9) que se adosa a la tubería del escape (13).

4. Dispositivo para mejorar las condiciones de admisión del aire en motores de automóvil según reivindicación 3 caracterizado por un generador termo eléctrico (9) que se presenta seccionado para facilitar su montaje sobre la tubería de escape (13) y que comprende abrazaderas de sujeción (14) y un termo contacto (12).

5. Dispositivo para mejorar las condiciones de admisión del aire en motores de automóvil según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por un sensor (15) que capta la temperatura del aire ambiental conectado a un circuito que comprende un regulador de carga mixto (16) y que en condiciones ambientales de frío intenso corta el suministro eléctrico al intercambiador de la admisión (5) para contribuir junto con el alternador del vehículo a cargar la batería del mismo.

Tipo: Modelo de Utilidad. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: U201430249.

Solicitante: LEIRA MARTÍNEZ , José Ángel.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: LEIRA MARTÍNEZ,José Ángel.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL > SEPARACION (separación de sólidos por vía húmeda... > B01D46/00 (Filtros o procedimientos especialmente modificados para la separación de partículas dispersas en gases o vapores (elementos filtrantes B01D 24/00 - B01D 35/00; sustancia filtrante B01D 39/00; su regeneración en el exterior de los filtros B01D 41/00))
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Fragmento de la descripción:

Dispositivo para mejorar las condiciones de admisión del aire en motores de automóvil.

Objeto de la invención.

La presente invención se refiere a un dispositivo de mejora para los motores de automóvil. Estas mejoras afectan a la admisión del aire en el motor, a la salida del gas por el sistema de escape y en determinadas condiciones, a la carga 5 de la batería del vehiculo.

Antecedentes de la invención.

En la actualidad está extendido el sistema de filtrado de aire del motor mediante la utilización de filtros de papel plegado. Estos filtros poseen buena calidad de filtrado debido a que sus aperturas son muy pequeñas, por lo cual también restringen considerablemente el flujo de aire afectando negativamente al rendimiento del motor al requerir este mayor 10 energía para el llenado de las cámaras; existen en el mercado filtros de diversos materiales que con un paso de aire mayor proporcionan mejor rendimiento al reducir la depresión durante la aspiración, pero su capacidad de filtrado es limitada. Con el uso, ambos, en un breve espacio de tiempo pierden prestaciones al acumularse en su superficie las partículas sólidas, reduciendo así el flujo de aire.

En los vehículos actuales la admisión del aire se realiza a temperatura ambiental. Es conocido que los valores óptimos 15 se consiguen con el mayor gradiente térmico entre el aire (comburente) y el proceso de explosión.

Como es sabido la temperatura incide directamente en la densidad del aire y cuando esta aumenta, la densidad del aire disminuye y por tanto la cantidad de oxigeno contenido en el. Un motor tiene una cilindrada fija y aspira siempre el mismo volumen, por ello, con una temperatura alta del aire se producen pérdidas de potencia que pueden aparejar aumentos de consumo de combustible. 20

Por otra parte los modernos sistemas de escape equipados con catalizador/ es tienen que evacuar gases a temperaturas muy elevadas.

La energía calorífica del gas eleva la temperatura del catalizador y activa su funcionamiento a fin de producir la catálisis, este proceso químico, cuyos beneficios medioambientales son bien conocidos, a su vez, libera gran cantidad de calor, incrementando la temperatura del gas y su presión en el tramo restante de escape dificultando su expulsión 25 hacia el exterior.

Descripción de la invención.

La presente invención se refiere a un dispositivo concebido para obtener mejoras de rendimiento en el motor de los automóviles mejorando las fases de admisión y escape.

El dispositivo esta previsto para filtrar y enfriar el aire (comburente) en la fase de admisión; utilizando para ello una 30 fuente de energía residual y a su vez, enfriar el gas tras su paso por el convertidor catalítico de escape en su fase de expulsión.

Para mejorar las condiciones de la combustión es necesario un descenso de la temperatura del aire que llega a las cámaras de combustión; como fuente fría, se dispone una placa termo eléctrica tipo peltier , que como es sabido, genera calor en una cara y frío en otra cuando a través de ella se hace pasar una corriente eléctrica. Para esta 35 reducción de la temperatura del aire, se ha previsto una caja, que en su interior aloja un sistema de filtrado del aire junto a la placa termoeléctrica, unida por su cara fría a un disipador realizando así la función de intercambiador térmico y absorbiendo calor del aire en su paso hacia el colector de admisión.

En el exterior de la caja se dispone otro disipador térmico necesario para refrigerar el calor en la otra cara de la placa termoeléctrica. 40

Este sistema se ubica antes de los sensores de medida, tales como, el sensor de caudal del aire y sensor de temperatura, con la finalidad de que el ordenador del vehículo realice los ajustes de la inyección de combustible con precisión.

La energía necesaria para el intercambiador de la admisión se obtiene del calor de la tubería del sistema de escape, para ello se ubican varias placas termo eléctricas tipo peltier con su correspondiente disipador térmico, a fin de 45 provocar el conocido efecto Seebeck y generar corriente continua por la diferencia de temperatura entre el escape y el aire ambiental.

Este generador termoeléctrico se encuentra seccionado en dos piezas y es fijado a la tubería de escape mediante abrazaderas. Este diseño tiene como ventaja su colocación y retirada en cualquier vehiculo sin necesidad de realizar ninguna modificación ; es ubicado en el tramo posterior al ultimo catalizador del vehiculo, en el sentido de salida de los 50 gases; esto es debido a que en este punto, se localiza mucha temperatura, y el proceso de catálisis (que necesita y

genera elevada temperatura) ya se ha producido; por tanto, se absorbe calor residual que además conlleva una mejora en la salida de los gases hacia el exterior al reducir su temperatura y en consecuencia su volumen y presión; de esta forma se reduce así la perdida de energía cinética de los cilindros al reducir la contrapresión. Para no ralentizar el calentamiento del motor se prevé un termo contacto ubicado en el generador termoeléctrico cuya función es interrumpir el suministro de electricidad al intercambiador de la admisión, para que éste, solo funcione cuando el 5 motor ha alcanzado su temperatura óptima de trabajo.

Si la temperatura del aire ambiental desciende en exceso, lo cual es habitual en las noches y en las estaciones de invierno de numerosas ciudades, la corriente continua producida por el generador termoeléctrico es desviada hacia la batería del vehiculo. Para ello se prevé un sensor de temperatura en la caja de filtros conectado a un circuito equipado con un regulador de carga mixto, necesario para poder funcionar junto con el alternador del vehiculo. Las condiciones 10 ambientales de frio, suelen coincidir con una gran demanda de suministro eléctrico (luces, luneta térmica, ventilador para calefacción etc…) , por tanto se reduce el consumo de combustible del motor al requerir éste, menor energía destinada al movimiento del alternador.

Para filtrar las impurezas del aire en su paso hacia el colector de admisión, se prevé un pre filtro cuya función es retener las partículas de mayor tamaño; a continuación se dispone de un filtro que retiene las partículas más 15 pequeñas. Ambos filtros son lavables y van alojados en el interior de una caja. Esta caja dispone de un deposito de residuos alejado del flujo de aire, con la finalidad de albergar las partículas mas grandes atrapadas por el pre filtro; las partículas de gran tamaño acceden a él por gravedad al detener el motor y cesar la aspiración, siendo retiradas de la corriente de admisión y permaneciendo en él hasta su retirada, que se realiza junto con la limpieza de los filtros. Esta caja de filtro también dispone de una tapa desmontable para acceder a su interior. Se obtiene así una capacidad de 20 filtrado similar a la de un filtro de papel pero con un flujo de aire superior además de una mejor resistencia al obturamiento.

El resultado de la invención es una apreciable mejora de rendimiento y en consecuencia de emisiones, que varía dependiendo de las condiciones ambientales y el tipo de motor.

Descripción de los dibujos 25

La figura nº1 es una sección de la caja de filtros, intercambiador térmico y demás componentes.

La figura nº2 es un alzado y sección del generador termo eléctrico

La figura nº3 es una sección de un vehículo en donde se muestra la ubicación de las figuras 1 y 2

Realización preferente de la invención.

En una realización la caja (1) que alberga filtros (2, 4) e intercambiador térmico (5) puede realizarse en un plástico 30 termoestable.

Los intercambiadores de...

 


Reivindicaciones:

1. Dispositivo para mejorar las condiciones de admisión del aire en motores de automóvil. Teniendo por finalidad filtrar y enfriar el aire (comburente) en la fase de admisión; utilizando para ello la fuente de energía residual presente en la tubería del sistema de escape y a su vez, enfriar el gas tras su paso por el convertidor catalítico, en su fase de expulsión. 5

Caracterizado porque el medio de enfriamiento del comburente está comprendido por un intercambiador térmico (5) asistido por una placa cerámica de semiconductores tipo peltier (6) alimentada por un generador termo eléctrico (9) que está adosado a la tubería del sistema de escape del vehículo (13) transformando el calor en electricidad y enfriando los gases.

2. Dispositivo para mejorar las condiciones de admisión del aire en motores de automóvil según reivindicación 1 10 caracterizado porque comprende una caja (1) que contiene un depósito de residuos (8) un pre-filtro de aire (2) un filtro de aire (4) un intercambiador térmico (5) adosado a una placa cerámica de semiconductores tipo peltier (6) un disipador de calor (7) adosado en el exterior de la caja estanca (1) a la cara caliente de la placa cerámica (6) y una tapa de acceso (3)

3. Dispositivo para mejorar las condiciones de admisión del aire en motores de automóvil según reivindicación 1 15 caracterizado por un generador termo eléctrico (9) que comprende, numerosas placas cerámicas de semiconductores tipo peltier (10) con sus respectivos disipadores (11) y fijadas en sus distintos lados al cuerpo del generador (9) que se adosa a la tubería del escape (13) .

4. Dispositivo para mejorar las condiciones de admisión del aire en motores de automóvil según reivindicación 3 caracterizado por un generador termo eléctrico (9) que se presenta seccionado para facilitar su montaje sobre la 20 tubería de escape (13) y que comprende abrazaderas de sujeción (14) y un termo contacto (12)

.Dispositivo para mejorar las condiciones de admisión del aire en motores de automóvil según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por un sensor (15) que capta la temperatura del aire ambiental conectado a un circuito que comprende un regulador de carga mixto (16) y que en condiciones ambientales de frío intenso corta el suministro eléctrico al intercambiador de la admisión (5) para contribuir junto con el alternador del vehículo a cargar la 25 batería del mismo.