Sistema de inyección de agua en motor de combustión interna y procedimiento de inyección.

Sistema que comprende un depósito de agua (1), unos medios de impulsión del agua, unos medios de disociación o disociador (2) del agua y unos medios de inyección en el colector de admisión del motor (1) u otro punto del circuito de entrada del aire, provocando la disociación del agua en hidrógeno y oxígeno. El disociador (2) está constituido por al menos un conducto (2) estrecho de paso del agua, presentando dicho conducto (21) al menos un hilo (22) de nicróm a su largo, estando estos hilos (22) de nicróm conectados con una fuente eléctrica para la generación de una corriente inductiva. El procedimiento de inyección de agua comprende la disociación del agua antes de la inyección en el aire de admisión del motor (1), siendo el agua disociada suministrada de forma sincronizada con la velocidad de giro del motor (1).

Sistema de inyección de agua en motor de combustión interna y procedimiento de inyección.

Objeto de la invención

La presente invención se refiere a un sistema de inyección de agua en motor de combustión interna con el fin de optimizar su funcionamiento.

Antecedentes de la invención

Son conocidos diversos sistemas de inyección de agua en la admisión de un motor de combustión interna, por ejemplo un motor de ciclo diésel o de ciclo otto preferentemente, que consisten en inyectar una cierta cantidad de agua en el aire de admisión a dicho motor.

Por ejemplo la solicitud de PCT WO2007/068260 de D. Christian Javier García Rojas, describe un sistema que mediante una bomba inyecta una pequeña cantidad de agua destilada en el aire de admisión mediante uno o más pulverizadores dispuestos en el colector de admisión.

También, la patente de invención española ES530493 de la firma Forschungsgesellschaft Fur Energietechnik und Verbrennungsmotoren MBH. describe un procedimiento y dispositivo de inyección de agua y alcohol en el aire de admisión de un motor de combustión interna con la intención de incrementar la cantidad de moléculas con enlaces OH (hidróxido) que mejoran la combustión posterior.

Todos estos sistemas comprenden básicamente un depósito de agua, unos medios de impulsión del agua y unos medios de inyección en el colector de admisión del motor, y se apoyan en que el agua a partir de una cierta temperatura se disocia en sus componentes básicos, que son oxígeno e hidrógeno. El hidrógeno separado en la cámara de combustión tiene una gran interacción con la mezcla de aire y combustible, ayudando a que la explosión o inflamación se produzca más correcta. A su vez, el aporte de oxígeno extra que se produce permite que la atmósfera de combustión sea óptima para una completa combustión del combustible, con lo que se evita la salida de hidrocarburos sin quemar en los gases de escape.

Sin embargo estos sistemas presentan un problema considerable, que consiste en que el agua se introduce en el motor mediante la pulverización directa en el colector de admisión, con lo que no está en un estado óptimo para su correcta combustión una vez mezclada con el aire y el combustible.

Esta situación lleva a que la adición de agua no sea tan efectiva, e incluso exista problemas de acumulación de agua líquida sin usar en distintas partes del motor por su incorrecta pulverización y disolución en el flujo de aire.

Descripción de la invención

El sistema de inyección de agua en motor de combustión interna y procedimiento de inyección, objeto de esta invención, presenta unas particularidades técnicas destinadas a mejorar la combustión en el motor, obteniendo un menor consumo, una mayor potencia y una reducción de los gases contaminantes emitidos como resultado de una combustión asistida más completa.

Para ello el sistema comprende unos medios de disociación o disociador del agua antes de su introducción en el motor por los medios de inyección. Esta agua disociada en el oxígeno e hidrógeno que la conforman permite que la combustión sea más espontánea y completa. Por un lado el hidrógeno aporta más energía al motor en su combustión y el aporte extraordinario de oxígeno al oxígeno natural del aire permite que la quema de los combustibles sea completa, evitando asó la emisión de hidrocarburos sin quemar y reduciendo la cantidad de dióxido de carbono emitido por el motor a la atmósfera.

Este funcionamiento representa una mejora notable respecto a otros sistemas de inyección de agua, en los que el agua se añade directamente y se descompone en el interior del motor al alcanzar las altas temperaturas que se producen en la cámara durante la quema del combustible, con lo que consume energía y su efecto es retrasado de forma inconveniente.

En una realización principal, el disociador está constituido por un conducto estrecho de paso del agua, presentando dicho conducto al menos un hilo de nicróm (aleación de hierro, níquel y cromo) dispuesto a su largo, estando este hilo de nicróm conectados con una fuente eléctrica para la generación de una corriente inductiva, tal como la propia batería de un coche. Estos hilos provocan la disociación del agua en sus componentes básicos gracias a la corriente inductiva aplicada.

Así, en una primera realización el conducto de paso del agua en el disociador está configurado en espiral en el interior de una carcasa externa de refuerzo.

En otras realizaciones el conducto se puede colocar longitudinalmente simple o apilado múltiple en una carcasa prismática u otras conformaciones.

Los medios de impulsión del agua desde el depósito comprenden una bomba de impulsión asociada a dicho depósito de agua, por ejemplo sumergida y un regulador de presión suministrada por dicha bomba, para evitar sobrepresiones en el sistema y permitir una presión constante y regulada de suministro.

Para la correcta dosificación del agua disociada se ha previsto que los medios de impulsión comprenden una microbomba de impulsos de suministro del agua al disociador, estando esta microbomba de impulsos conectada con una unidad de control para la regulación de los impulsos de suministro de agua a disociar sincronizado con la velocidad de giro del motor. Así, la dosificación de agua disociada en el flujo de aire de admisión corresponde de forma ventajosa con la apertura de las válvulas que determinan el consumo de aire entrante, por ejemplo.

Esta unidad de control, además puede tener diversas funciones como por ejemplo iniciar el funcionamiento del sistema solo a partir de una velocidad del motor mínima, un seguro de puesta en marcha sin agua, o diagnosis del sistema, además de la citada dosificación del agua disociada.

Los medios de inyección comprenden una válvula de retorno del agua disociada no utilizada y un difusor del agua disociada en el motor. Así, se permite que el propio sistema tenga unos medios de vaciado interno cuando el motor se para o no necesita la inyección de agua y unos medios correctos de inyección del agua por difusión en el flujo del aire.

El difusor está conectado directamente en el colector de admisión del motor, lo cual no exige cambios notorios en la mecánica del vehículo ni de su aspecto estético.

Con este sistema, el procedimiento de inyección de agua en motor de combustión interna, comprende la disociación del agua antes de la inyección en el aire de admisión del motor, con lo no resta potencia en la combustión y la mejora mediante la aportación del oxígeno y el hidrógeno.

Además el procedimiento prevé que el agua disociada es suministrada de forma sincronizada con la velocidad de giro del motor para realizar una dosificación correcta según las necesidades de consumo y los momentos en los que el flujo de aire llena las cámaras de combustión para evitar condensaciones innecesarias de agua en el colector de admisión.

Descripción de las figuras

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de facilitar la comprensión de las características de la invención, se acompaña a la presente memoria descriptiva un juego de dibujos en los que, con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

- La figura 1 muestra un esquema del sistema.

- La figura 2 muestra una vista esquematizada del disociador configurado en espiral.

- La figura 3 muestra una vista esquematizada del disociador configurado por un conducto longitudinal.

- La figura 4 muestra una sección transversal de un conducto del disociador.

Realización preferente de la invención

Como se puede observar en las figuras referenciadas, el sistema comprende un depósito de agua (1) con unos medios de impulsión, un disociador (2) y unos medios de inyección del agua disociada en el flujo de aire de admisión de un motor (3) de combustión interna.

Los medios de impulsión comprenden una bomba (41) de impulsión sumergida en el depósito de agua (1) y un regulador de presión (42) suministrada por dicha bomba. A continuación del regulador se encuentra una microbomba (43) de impulsos, la cual está asociada con una unidad de control (5) electrónica que vigila el funcionamiento del motor (3) y principalmente su velocidad de giro y puntos de combustión en las cámaras para dosificar el agua suministrada...

1. Sistema de inyección de agua en motor de combustión interna, del tipo de los que comprenden un depósito de agua (1), unos medios de impulsión del agua y unos medios de inyección en el colector de admisión del motor (1) u otro punto del circuito de entrada del aire, caracterizado porque comprende unos medios de disociación o disociador (2) del agua antes de su introducción en el motor (1) por los medios de inyección para provocar la disociación del agua en hidrógeno y oxígeno.

2. Sistema, según la reivindicación 1, caracterizado porque el disociador (2) está constituido por al menos un conducto (21) estrecho de paso del agua, presentando dicho conducto (21) al menos un hilo (22) de nicróm a su largo, estando estos hilos (22) de nicróm conectados con una fuente eléctrica para la generación de una corriente inductiva.

3. Sistema, según la reivindicación 2, caracterizado porque el conducto (21) está configurado en espiral en el interior de una carcasa (23a) externa de refuerzo.

4. Sistema, según la reivindicación 1, caracterizado porque los medios de impulsión comprenden una bomba (41) de impulsión asociada al depósito de agua (1) y un regulador de presión (42) suministrada por dicha bomba (41).

5. Sistema, según la reivindicación 1, caracterizado porque los medios de impulsión comprenden una microbomba (43) de impulsos de suministro del agua al disociador (2), estando esta microbomba (43) de impulsos conectada con una unidad de control (5) para la regulación de los impulsos de suministro de agua a disociar sincronizado con la velocidad de giro del motor (1).

6. Sistema, según la reivindicación 1, caracterizado porque los medios de inyección comprenden una válvula de retorno (61) del agua disociada no utilizada y un difusor (62) del agua disociada en el motor.

7. Sistema, según la reivindicación 6, caracterizado porque el difusor (63) está conectado directamente en el colector de admisión del motor (1).

8. Procedimiento de inyección de agua en motor de combustión interna, caracterizado porque comprende la disociación del agua antes de la inyección en el aire de admisión del motor (1).

9. Procedimiento, según la reivindicación 8, caracterizado porque el agua disociada es suministrada de forma sincronizada con la velocidad de giro del motor (1).