Bloque regulador de inducción.

Un ensamblaje de bloque colector (140) y culata de cilindro para mejorar el rendimiento de un motor de combustión interna,

estando el bloque instalado en la culata de cilindro (103) de un motor, aumentando así la distancia entre el punto de inyección de combustible y la culata de cilindro del motor, y este bloque (104) tiene al menos un canal colector que lo atraviesa, teniendo el canal colector en el bloque un extremo de entrada y un extremo de salida, en el que el extremo de entrada se comunica durante su uso con el colector de admisión y el extremo de salida se comunica con la culata del cilindro (103), incluyendo el canal colector al menos un canal de cabeza de inyector (132, 134, 136 y 138) ubicado hacia su extremo de entrada y adaptado para recibir un inyector de combustible (140, 142, 144 y 146), estando dicho canal de cabeza de inyector orientado con respecto al eje de canal colector longitudinal y/o con respecto al eje de canal colector transversal con un ángulo de convergencia de entre 5º y 85º, de tal manera que la inyección de combustible en el canal colector en el bloque choca contra la pared del canal colector en el bloque y adopta, al menos parcialmente y en virtud del ángulo de convergencia, un movimiento de remolino del combustible a través del canal colector en el bloque, siendo el contorno del canal colector en el bloque resulta para promover, mantener o facilitar el movimiento de remolino del combustible en el interior del mismo, y que coincide con el contorno del canal en la culata del cilindro.

Bloque regulador de inducción.

La presente invención se refiere a un ensamblaje de bloque colector y culata de cilindro para un motor de combustión interna, y en especial a un bloque colector que promueve la mezcla de combustible y aire en el motor en una ubicación aguas arriba de la culata de cilindro, mejorando el rendimiento, el perfil de emisiones y/o la potencia del motor. Este bloque también puede incorporar un regulador de inducción con el fin de facilitar la mezcla de combustible/aire.

Es bien sabido que se utiliza un inyector de combustible para controlar la proporción de mezcla de combustible/aire en un motor. Los sistemas convencionales de inyección de combustible están adaptados en general para controlar la cantidad de combustible que se suministra al motor, o a cada cilindro del mismo, y se controla el momento y la duración de cada evento de inyección para proporcionar una mezcla deseable de combustible/aire en el cilindro. Sin embargo, los sistemas convencionales de inyección no están diseñados en general para optimizar la mezcla de combustible y aire en una ubicación aguas arriba del cilindro o cilindros, y la presente invención tiene como objetivo proporcionar un medio para optimizar este aspecto de los sistemas de inyección.

En WO-A-01/63107 se divulga un motor de combustión interna para gas licuado de petróleo o gas natural comprimido, y en particular un motor de combustión interna equipado con una válvula de reducción de presión que puede accionarse (por medios eléctricos o mecánicos) para su apertura durante el tiempo de compresión, si la presión en el cilindro sobrepasa un valor predeterminado correspondiente al índice de compresión máximo deseado en el cilindro, pero que se mantiene cerrada durante el tiempo de encendido. Cuando la válvula está abierta durante el tiempo de compresión, se purga el exceso de mezcla de combustible/aire desde el cilindro y éste pasa a través de una válvula unidireccional y un sistema de refrigeración criogénico al colector de admisión, donde se mezcla con el aire fresco entrante. También se puede utilizar este sistema en motores de gasolina/diésel que han sido modificados para utilizar gas como combustible.

En GB-A-2.390.116 se divulga un ensamblaje de conjunto de inyector moldeado, colector de admisión y distribuidor de combustible para motores de combustión interna con configuraciones que se traducen en la necesidad de solo un único sello en la conexión entre el distribuidor de combustible y el ensamblaje de conjunto de inyector moldeado.

En WO-A-02/25092 se divulga un método y un aparato para gasificar mecánicamente una mezcla atomizada de combustible/aire. Este aparato comprende una caja en la que está dispuesto un cuerpo de estator, cuya superficie interior posee una serie de clavijas que se proyectan hacia el interior desde la misma. También se proporciona un cuerpo de rotor que posee una serie de clavijas que se proyectan hacia el exterior desde la superficie exterior del mismo. El rotor está configurado para rotar a gran velocidad y está situado de tal manera que sus clavijas se acoplan con las del estator. Se proporciona un motor (impulsado por aire comprimido/gases de escape/motor eléctrico) para accionar el rotor. La caja está cerrada en ambos extremos, con la excepción de una entrada en un extremo que recibe combustible atomizado de un inyector, y una salida en el otro extremo que dirige el combustible gaseoso hacia un colector de admisión/válvulas de admisión de un motor de combustión interna. El combustible se gasifica cuando las clavijas del rotor/estator chocan contra gotitas de combustible, creando de este modo gotitas más pequeñas. En una realización, se puede configurar el “estator” para rotar en una dirección opuesta a la del rotor a fin de aumentar las velocidades relativas entre las clavijas.

En US 5.673.673 se divulga un método y un aparato para inyectar combustible gaseoso a velocidades del orden de Mach 1 en una corriente de aire que fluye hacia el interior de un puerto de admisión de un motor de combustión interna. El aparato está montado entre el puerto de admisión del motor de combustión interna y el colector de admisión de aire. El aparato de inyección está configurado para inyectar el combustible gaseoso en la corriente de aire a una velocidad de entre Mach 0, 5 y Mach 1 con el fin de lograr una mezcla uniforme del combustible y el aire. La clave para lograr estas altas velocidades de inyección son las áreas de flujo efectivas del orificio de dosificación del inyector (es decir, el orificio desde el cual el combustible gaseoso sale del inyector y se introduce en un conducto que lleva a un orificio de descarga) y el orificio de descarga del conducto. En particular, un área de flujo eficaz para el orificio de descarga del conducto entre dos y cinco veces mayor que el área de flujo eficaz del orificio de dosificación del inyector resulta efectiva para alcanzar estas elevadas velocidades de inyección. Un requisito adicional para alcanzar las altas velocidades de inyección es que la presión a la que se suministra el combustible gaseoso sea de más de cuatro veces la presión absoluta del colector de admisión de aire.

En la patente británica GB-A-2.409.499 se divulga un regulador con hélice propulsada para colectores de admisión o de escape de motores de combustión interna.

En la patente estadounidense US 4.478.607 se divulga un dispositivo para la atomización y dispersión de combustible en una mezcla de combustible/aire. El mezclador/atomizador de combustible comprende un cuerpo cilíndrico hueco provisto de una hélice para mezclar el aire y el combustible (impulsada por el flujo de combustible) y una pantalla que tiene el doble propósito de atrapar los desechos y atomizar aún más el combustible.

En la patente estadounidense US 6.269.805 se divulga un espaciador de colector que comprende un aparato adaptado para su inserción entre una salida de un carburador y la entrada de un colector de admisión. El aparato comprende un cuerpo principal que posee una abertura a través del mismo, cuyo tamaño es coherente con la abertura de salida del carburador y la entrada del colector de admisión. Colectores de óxido nitroso y combustible abarcan la abertura y se proporcionan con una pluralidad de orificios para dirigir la pulverización hacia abajo, hacia la entrada del colector de admisión.

Cada uno de estos dispositivos del estado anterior de la técnica posee uno o varios de los siguientes inconvenientes: su diseño es excesivamente complejo, lo que tiene como consecuencia un coste adicional y la probabilidad de que se produzcan fallos mecánicos; resulta difícil montarlos en forma retroactiva; no funcionan de forma satisfactoria en la práctica para mejorar el rendimiento del motor o no funcionan de forma satisfactoria en la práctica para reducir las emisiones del motor. Uno de los objetivos de la presente invención es proporcionar un bloque regulador de inducción para un motor de combustión interna que subsane uno o varios de los problemas mencionados anteriormente. En concreto, sería deseable proporcionar un medio para instalar retroactivamente en un motor existente un dispositivo eficaz con el fin de mejorar la mezcla de combustible y aire suministrada a la culata (o culatas) de cilindro del mismo.

Por lo tanto, uno de los objetivos de la presente invención es proporcionar un bloque colector para un motor de combustión interna con el fin de mejorar el rendimiento, el perfil de emisiones y/o la potencia del mismo.

En consecuencia, la presente invención proporciona un ensamblaje de bloque colector y culata de cilindro, de conformidad con las reivindicaciones que se indican más adelante.

Durante su uso, el bloque colector de la invención está instalado entre el colector de admisión y la culata de cilindro, aumentando así la distancia entre el punto de inyección de combustible y la culata de cilindro, y al menos debido en parte al ángulo de convergencia de la inyección de combustible con respecto al eje del canal colector, está configurado para facilitar la mezcla turbulenta del combustible inyectado en el canal colector. A tal fin, se orienta el canal de la cabeza del inyector con respecto al eje del canal colector de tal manera que el combustible inyectado en el canal colector choque contra la pared del canal colector, adoptando así un recorrido de movimiento sustancialmente de remolino a través del canal colector. El eje del canal de la cabeza del inyector y el eje del canal colector en el lugar de la inyección convergen en un ángulo de convergencia eficaz para facilitar ese movimiento de remolino. Puede tener una orientación con respecto al eje de canal longitudinal del colector, con respecto al... [Seguir leyendo]

1. Un ensamblaje de bloque colector (140) y culata de cilindro para mejorar el rendimiento de un motor de combustión interna, estando el bloque instalado en la culata de cilindro (103) de un motor, aumentando así la distancia entre el punto de inyección de combustible y la culata de cilindro del motor, y este bloque (104) tiene al menos un canal colector que lo atraviesa, teniendo el canal colector en el bloque un extremo de entrada y un extremo de salida, en el que el extremo de entrada se comunica durante su uso con el colector de admisión y el extremo de salida se comunica con la culata del cilindro (103) , incluyendo el canal colector al menos un canal de cabeza de inyector (132, 134, 136 y 138) ubicado hacia su extremo de entrada y adaptado para recibir un inyector de combustible (140, 142, 144 y 146) , estando dicho canal de cabeza de inyector orientado con respecto al eje de canal colector longitudinal y/o con respecto al eje de canal colector transversal con un ángulo de convergencia de entre 5º y 85º, de tal manera que la inyección de combustible en el canal colector en el bloque choca contra la pared del canal colector en el bloque y adopta, al menos parcialmente y en virtud del ángulo de convergencia, un movimiento de remolino del combustible a través del canal colector en el bloque, siendo el contorno del canal colector en el bloque resulta para promover, mantener o facilitar el movimiento de remolino del combustible en el interior del mismo, y que coincide con el contorno del canal en la culata del cilindro.

2. Un ensamblaje de bloque colector (140) y culata de cilindro, de conformidad con la reivindicación 1, ubicado durante su uso entre un colector de admisión (102, 112, 114, 116 y 118) del motor y un cilindro (103) del mismo.

3. Un ensamblaje de bloque colector (140) y culata de cilindro, de conformidad con las reivindicaciones 1 o 2, configurado en un motor para facilitar la mezcla turbulenta del combustible inyectado en el canal colector.

4. Un ensamblaje de bloque colector (140) y culata de cilindro, de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones comprendidas entre la 1 y la 3, en el que el eje del canal de la cabeza del inyector (132, 134, 136 y 138) y el eje del canal colector en el lugar de inyección convergen en un ángulo de convergencia eficaz para facilitar un movimiento de remolino de la mezcla de combustible/aire dentro del mismo.

5. Un ensamblaje de bloque colector (140) y culata de cilindro, de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones comprendidas entre la 1 y la 4, que cuenta con una orientación con respecto al eje de canal longitudinal del colector.

6. Un ensamblaje de bloque colector (140) y culata de cilindro, de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones comprendidas entre la 1 y la 5, que cuenta con una orientación con respecto al eje transversal del colector.

7. Un ensamblaje de bloque colector (140) y culata de cilindro, de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones comprendidas entre la 1 y la 6, provisto de cabezas de inyección separadas para la inyección de combustible y aire.

8. Un ensamblaje de bloque colector (140) y culata de cilindro, de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones comprendidas entre la 1 y la 7, en el que el número de canales colectores se corresponde con el número de cilindros del motor de combustión interna.

9. Un ensamblaje de bloque colector (140) y culata de cilindro, de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones comprendidas entre la 1 y la 8, conectado al bloque de motor (103) de un motor de combustión interna.

10. Un ensamblaje de bloque colector (140) y culata de cilindro, de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones comprendidas entre la 1 y la 9, en el que el canal colector posee una longitud tal que durante el uso del bloque (140) el colector de admisión (102) y el cilindro (103) se encuentran en una relación espaciada.

11. Un ensamblaje de bloque colector (140) y culata de cilindro, de conformidad con la reivindicación 10, en el que la longitud del canal en el bloque (140) es de al menos aproximadamente 1 cm.

12. Un ensamblaje de bloque colector (140) y culata de cilindro, de conformidad con la reivindicación 11, en el que la longitud del canal en el bloque (140) es de al menos aproximadamente 3 cm.

13. Un ensamblaje de bloque colector (140) y culata de cilindro, de conformidad con la reivindicación 12, en el que la longitud del canal en el bloque (140) es de al menos aproximadamente 5 cm.