MOTOR BICARBURANTE.

Motor bicarburante (E) que proporciona la salida de accionamiento por combustión,

en una cámara de combustión principal (4) dividida por un cilindro (1), por un pistón (2) que se mueve alternativamente en el interior de este cilindro (1), y por una culata de cilindro (3) que tiene un orificio de admisión (3a) provisto de una válvula de admisión (5) y un orificio de escape provisto de una válvula de escape, uno de entre un combustible gaseoso y un combustible líquido en un gas comprimido por el pistón (2) según un modo de funcionamiento, en el cual el motor bicarburante (E) está provisto de una unidad de cámara de precombustión (15), que se sitúa en la culata de cilindro (3) del motor bicarburante (E) que tiene una cámara de precombustión (24a) que tiene una válvula (14) de inyección de combustible líquido y que quema el combustible líquido inyectado desde la válvula de inyección de combustible líquido (14) introduciendo el gas comprimido, caracterizado porque el motor bicarburante (E) va provisto también de una válvula (13) de control de relación de compresión que se sitúa en un conducto de aire (A) que conecta la cámara de combustión principal (4) con el exterior de la cámara de combustión principal (4) y que varía la relación de compresión del gas en una etapa inicial de la compresión del gas por el pistón (2) abriendo y cerrando el conducto de aire (A) para a permitir que una parte del gas comprimido se escape al conducto de aire (A), con un aparato de alimentación de gas combustible (10) para alimentar el gas combustible a la cámara (4) de combustión principal, de medios para permitir, que, en el modo de funcionamiento a gas, la válvula (13) de control de relación de compresión ajuste los tiempos de apertura y cierra del conducto de aire (A) según un estado de funcionamiento, tal como el arranque del motor, un funcionamiento a baja carga, o un funcionamiento a carga elevada, y para ajustar la relación de compresión elevándola para el arranque y el funcionamiento a carga baja y bajándola para un funcionamiento a carga elevada, y de medios de ajuste para ajustar los tiempos de apertura y cierre de la válvula (13) de control de relación de compresión de manera que la válvula se abre en el momento del inicio de una carrera de compresión del gas por el pistón (2), y la válvula se cierra cuando se alcanza un ángulo de giro del cigüeñal predeterminado con el ángulo de giro de cigüeñal del motor en el momento de inicio de la carrera de compresión tomado como referencia

Motor bicarburante.

Antecedentes de la invención

La presente invención se refiere a un motor bicarburante capaz de funcionar con combustible gaseoso o combustible líquido por la selección de un modo de funcionamiento.

Convencionalmente, lo que se conoce como "motor bicarburante", capaz de funcionar utilizando tanto un modo de funcionamiento a gas, en el cual se usa combustible gaseoso, como un modo de funcionamiento diesel, en el cual se usa un combustible líquido, se conoce como un motor que acciona un generador de energía. Un ejemplo de este motor es uno que conmuta entre modos de funcionamiento y cuando funciona en modo de funcionamiento con gas quemando un combustible gaseoso que usa una válvula de inyección de combustible líquido dispuesta en el centro de una culata de cilindro, con una pequeña cantidad de gasóleo piloto (un combustible líquido de aproximadamente el 5-15% de la cantidad total de calor) como fuente de encendido. Cuando se encuentra en el modo de funcionamiento diesel, este motor puede funcionar quemando el 100% de combustible líquido usando la válvula de inyección de combustible líquido.

En este motor bicarburante, debido al hecho de que la relación de compresión se reduce en comparación con un motor diesel para evitar el martilleo cuando funciona en modo de funcionamiento a gas, el encendido de compresión del gasóleo piloto en el arranque es difícil. Por lo tanto, cuando se encuentra en modo de funcionamiento a gas, se usa un combustible líquido que tiene una alta inflamabilidad como combustible piloto para ayudar al encendido del combustible gaseoso, que tiene una baja inflamabilidad. Especialmente, el motor se arranca en primer lugar usando un combustible líquido que tiene una excelente inflamabilidad y a continuación funciona así hasta que se calienta. Cuando el motor se ha calentado y la relación de carga de funcionamiento del motor es de aproximadamente el 30% o más, se conmuta el combustible de un combustible líquido a un combustible gaseoso.

En el motor convencional anteriormente mencionado, como consecuencia de la combustión de un combustible líquido de aproximadamente el 5-15% de la cantidad total de calor como gasóleo piloto en modo de funcionamiento a gas, no es posible satisfacer los valores de regulación de NOx y hollín, que se aplican a los motores a gas. Para reducir el Nox y el hollín, es posible encender y quemar solamente combustible gaseoso usando una bujía de encendido o una bujía de calentamiento en lugar de usar utilizar este procedimiento de encendido de gasóleo piloto. Sin embargo, en este caso, se necesita una válvula de inyección de combustible piloto para combustible gaseoso además de la válvula de inyección de combustible líquido, dando como resultados la aparición de problemas tales como que la estructura del motor se complica, y el número de piezas así como los costes de fabricación del motor se elevan.

Además en el modo de funcionamiento a gas, debido al hecho de que el arranque por encendido de compresión del gasóleo piloto es difícil y requiere que el motor se caliente como se ha descrito anteriormente, no es posible poner en marcha rápidamente el motor. Además, debido al hecho de que la relación de compresión es baja, los problemas que surgen son que la eficiencia térmica a carga baja se deteriora y no se mejora la estabilidad de la combustión.

Además en el funcionamiento en modo diesel, se puede obtener una eficiencia de combustión elevada inyectando directamente combustible líquido dentro de la cámara de combustión principal y quemándolo. Sin embargo, el valor de NOx en el gas de escape es entonces elevado dando como resultado los problemas de no ser posible satisfacer los valores de regulación de los gases de escape, que se espera sean consolidados incluso aun más en el futuro, y un postratamiento por un sistema de eliminación de NOx se hace necesario. En consecuencia, los costes de instalación son muy elevados.

La presente invención se concibió a la vista de las circunstancias anteriores y un objeto de la misma es proporcionar un motor bicarburante que permite que se lleve a cabo una selección arbitraria entre un funcionamiento a gas y un funcionamiento diesel, que permite que se consiga una generación regular de energía eléctrica mediante el funcionamiento a gas y el funcionamiento diesel, y que, además, se consiga una reducción en el NOx incluso cuando está en funcionamiento diesel.

Otro objeto de la presente invención es proporcionar un motor bicarburante que permite que se realicen ajustes y alteraciones en la relación de compresión de un gas comprimido en un cilindro según el estado de funcionamiento del motor, que se puede poner en marcha rápidamente incluso cuando está en funcionamiento a gas, y que hace que sean posibles funcionamientos con una eficiencia de combustión alta en todo el intervalo de carga.

Sumario de la invención

Con el fin de resolver los problemas anteriormente descritos, la presente invención se define por los siguientes puntos.

A saber, la presente invención es un motor bicarburante que proporciona salida de mando por combustión, en una cámara de combustión principal dividida por un cilindro, por un pistón que se mueve alternativamente en el interior de este cilindro, y por una culata de cilindro que tiene un orificio de admisión provisto de una válvula de admisión y un orificio de escape provisto de una válvula de escape, uno de un combustible gaseoso o un combustible líquido en un gas comprimido por el pistón según un modo de funcionamiento, según el preámbulo de la reivindicación 1 y conocido por los documentos US 5887566 A y JP 8 004 562 A, y caracterizado por la cláusula caracterizadora de la reivindicación 1.

En el motor bicarburante descrito anteriormente, en el modo de funcionamiento a gas, una mezcla de aire y combustible formada mezclando combustible gaseoso procedente del aparato de alimentación de gas combustible con aire procedente de un orificio de admisión avanza hacia la cámara de combustible principal y la comprime una carrera de pistón. Una parte de esta mezcla comprimida de aire y combustible entra dentro de la cámara de precombustión de la unidad de cámara de precombustión y se enciende mediante la válvula de inyección de combustible líquido. El resto de la mezcla de combustible y aire en el interior de la cámara de combustión principal se quema mediante esta llama encendida. Además, en las etapas iniciales de la compresión de la mezcla de aire y combustible por el pistón, el conducto de aire se abre y se cierra por la válvula de control de la relación de compresión y una parte de la mezcla comprimida de combustible y aire se escapa de la cámara de combustión principal a través del conducto de aire de manera que la relación de compresión de la mezcla de combustible y aire en el interior de la cámara principal de combustión se puede cambiar.

En el modo de funcionamiento diesel, la alimentación de combustible gaseoso procedente del aparato de alimentación de gas combustible se corta y el conducto de aire se cierra mediante la válvula de control de relación de compresión. El aire alimentado desde el orificio de admisión a la cámara principal de combustión se comprime mediante el pistón a una relación de compresión apropiada para el funcionamiento diesel. El 100% del combustible líquido inyectado desde la válvula de inyección de combustible líquido se enciende en la cámara de precombustión por este aire comprimido y se quema.

Según este motor bicarburante, cuando se encuentra en modo de funcionamiento a gas, abriendo y cerrando el conducto de aire que conecta la cámara de combustión principal con el exterior de la misma usando la válvula de control de relación de compresión, la relación de compresión de la mezcla de gas y aire introducida dentro de la cámara de combustión principal se puede cambiar. Como consecuencia, ajustando la relación de compresión a la apropiada según el estado de funcionamiento, tal como si el motor se está poniendo en marcha, está funcionando a carga baja, o está funcionando a carga alta, el encendido de compresión del combustible líquido en el arranque se puede llevar a cabo sin usar un dispositivo de encendido tal como una bujía de encendido, y el motor se puede arrancar sin calentarlo. Además, estableciendo la relación de compresión al mismo nivel que para el funcionamiento diesel incluso en el intervalo de carga baja, se mejora la eficiencia térmica y la estabilidad...

1. Motor bicarburante (E) que proporciona la salida de accionamiento por combustión, en una cámara de combustión principal (4) dividida por un cilindro (1), por un pistón (2) que se mueve alternativamente en el interior de este cilindro (1), y por una culata de cilindro (3) que tiene un orificio de admisión (3a) provisto de una válvula de admisión (5) y un orificio de escape provisto de una válvula de escape, uno de entre un combustible gaseoso y un combustible líquido en un gas comprimido por el pistón (2) según un modo de funcionamiento, en el cual el motor bicarburante (E) está provisto de una unidad de cámara de precombustión (15), que se sitúa en la culata de cilindro (3) del motor bicarburante (E) que tiene una cámara de precombustión (24a) que tiene una válvula (14) de inyección de combustible líquido y que quema el combustible líquido inyectado desde la válvula de inyección de combustible líquido (14) introduciendo el gas comprimido, caracterizado porque el motor bicarburante (E) va provisto también de una válvula (13) de control de relación de compresión que se sitúa en un conducto de aire (A) que conecta la cámara de combustión principal (4) con el exterior de la cámara de combustión principal (4) y que varía la relación de compresión del gas en una etapa inicial de la compresión del gas por el pistón (2) abriendo y cerrando el conducto de aire (A) para a permitir que una parte del gas comprimido se escape al conducto de aire (A), con un aparato de alimentación de gas combustible (10) para alimentar el gas combustible a la cámara (4) de combustión principal, de medios para permitir, que, en el modo de funcionamiento a gas, la válvula (13) de control de relación de compresión ajuste los tiempos de apertura y cierra del conducto de aire (A) según un estado de funcionamiento, tal como el arranque del motor, un funcionamiento a baja carga, o un funcionamiento a carga elevada, y para ajustar la relación de compresión elevándola para el arranque y el funcionamiento a carga baja y bajándola para un funcionamiento a carga elevada, y de medios de ajuste para ajustar los tiempos de apertura y cierre de la válvula (13) de control de relación de compresión de manera que la válvula se abre en el momento del inicio de una carrera de compresión del gas por el pistón (2), y la válvula se cierra cuando se alcanza un ángulo de giro del cigüeñal predeterminado con el ángulo de giro de cigüeñal del motor en el momento de inicio de la carrera de compresión tomado como referencia.

2. Motor bicarburante (E) según la reivindicación 1, en el cual el aparato (10) de alimentación de gas combustible va provisto de un tubo (11) de alimentación de gas que se conecta al orificio de admisión (3a), una válvula electromagnética (12) que ajusta una cantidad de alimentación de combustible gaseoso procedente de una fuente de combustible gaseoso al tubo de alimentación de gas (11), y el controlador (37) de válvula electromagnética que acciona la válvula electromagnética (12) para abrirse y cerrarse por control de mando de velocidad, y en el cual la inyección de una cantidad piloto de combustible líquido por la válvula (14) de inyección de combustible líquido y la inyección de combustible líquido por el control de mando de velocidad son posibles, y además, en el cual la válvula (13) de control de relación de compresión se acciona por una bobina electromagnética (19) con ajuste de un tiempo de apertura de válvula a partir del momento en el cual la válvula se abre para comunicar la cámara (4) principal de combustión con le conductor de aire (A) hasta que la válvula se cierra, para de este modo cerrar la comunicación que es posible según un estado de funcionamiento del motor, y además, en el cual un aparato de control (34) que acciona cada elemento se conecta al controlador (37) de válvula electromagnética, la válvula (14) de inyección de combustible líquido, y la bobina electromagnética (19), y este aparato de control (34) funciona por selección del modo de funcionamiento y, cuando está en el modo de funcionamiento a gas, acciona el controlador de válvula electromagnética (37) por control de mando de velocidad, de manera que la válvula electromagnética (12) se abre y se cierra, y acciona la válvula de inyección de combustible líquido (14) para que cause la inyección de una cantidad piloto de combustible líquido, y también acciona la bobina electromagnética (19), de manera que el tiempo de apertura de válvula de la válvula (13) de control de relación de compresión se ajusta según el estado de funcionamiento del motor, mientras que cuando en funcionamiento con combustible líquido acciona el controlador (37) de válvula electromagnética de manera que la válvula electromagnética (12) se cierra, y acciona la válvula (14) de inyección de combustible líquido de manera que se lleva a cabo la inyección del combustible líquido por control de mando de velocidad, y también acciona la bobina electromagnética (19), de manera que se cierra la válvula (13) de control de relación de compresión.

3. Motor bicarburante (E) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2, en el cual el conducto de aire (A) está conectado al orificio de admisión (3a).

4. Motor bicarburante (E) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el cual el conducto de aire (A) está conectado a un colector de admisión inserto (44) de un turbocargador de escape (T_C) que es accionado por el gas de escape procedente del orificio de escape y alimenta aire comprimido al orificio de admisión (3a).