Conjunto de calentador de combustible con efecto fusible.

Conjunto de calentamiento de combustible con efecto fusible para sistemas de ignición fría en vehículos provistos de un depósito (202),

una bomba (205) de suministro de combustible, tuberías (207) de alimentación a válvula (6) de dosificación de combustible, un minidistribuidor (203) para la distribución de combustible en conductos 5 de colector de entrada, piezas insertas calibradas (204) y un colector (201) de entrada de motor, caracterizado por el hecho de que el conjunto de calentamiento está constituido por:

- conjunto de terminales (11) para recibir la energía eléctrica que viene desde la batería y controlada por la unidad de control electrónico por un módulo de potencia con función de conmutación, en el que dichos terminales están alojados en un conector sobreinyectado (111) con terminales (112);

- empaquetadura aislante (12) del vástago interior (14) de metal;

- vástago interior (14) de metal para conducir la corriente eléctrica desde los terminales (11) al elemento (17) de calentamiento en forma espiral;

- elemento (17) de calentamiento diseñado para funcionar como efecto fusible;

- cuerpo principal (13) de metal que protege el vástago interior (14) de metal;

- aislador eléctrico (16);

- empaquetadura (15) de sellado del material aislante eléctrico;

- tubo externo (18) de metal para compactar el aislador (16).

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DESCRIPCIÓN

Conjunto de calentador de combustible con efecto fusible

Campo de la invención

La presente invención divulga un dispositivo para calentar combustible con una característica de seguridad conocida como efecto fusible. Dicho calentador funciona con etanol, gasolina o una mezcla de etanol y gasolina, siendo parte del sistema de inyección electrónico de motores de combustión interna-ICE.

Es ensamblado dentro del distribuidor de combustible y su función es incrementar la temperatura de combustible antes, durante y después de la ignición a bajas temperaturas.

Estado de la técnica Con el avance en la tecnología combustible flexible, el uso de etanol para ICE ha aumentado en los últimos años. Esto significa un coste inferior y también un beneficio para el medioambiente cuando se analizan los resultados de emisiones de gas de descarga. Sin embargo, los motores automotrices que funcionan con etanol tiene dificultades de ignición cuando la temperatura es inferior a 15º debido a la presión de vaporización de etanol es muy baja y su punto de inflamabilidad es más alto que funcionar con gasolina. Por esta razón, los sistemas actuales tiene un tanque secundario que contiene gasolina que se usa para arrancar el motor cundo su temperatura es inferior a 15º .

En la patente brasileña PI 0504015-9 por Márcio Turra de Ã?vila y Marcelo Valente Feitosa, la solución encontrada para la ignición fría fue el uso de un sistema independiente, provisto de una bobina de calentamiento, y el uso de un inyector (o inyector de combustible, o atomizador) para el combustible secundario. Con esa solución el número de inyectores de combustible para inyectar gasolina en el colector de entrada o motor siempre será un múltiplo del número de inyectores de combustible usado para la inyección de etanol. En este tipo de solución, el problema es el alto coste del sistema debido al uso de dos inyectores de combustible, uno para ignición fría de gasolina y otro para el funcionamiento normal del motor, para cada cilindro de motor.

La patente PI 0703443 por Ademar Rudge Filho divulga una solución usando un sistema con un distribuidor de combustible para distribuir combustible para ignición fría al inyector, en el que hay un inyector exclusivo para ignición fría para cada cilindro de motor. La gran desventaja de este sistema es el alto coste debido al uso de un inyector adicional para cada cilindro de motor dedicado solamente a la ignición fría del motor a baja temperatura.

La patente PI 0705422-0 por Gino Montanari et al divulga un dispositivo de tubo de regulación pasiva de difusión de calor conectado a uno o más dispositivos de calentamiento e insertado en un distribuidor primario de suministro de combustible en un sistema de arranque frío de etanol.

La patente MU 8403382-7 por Eduardo Augusto de Campos divulga un dispositivo de calentamiento controlado para el cuerpo del inyector de combustible principal, reportando que tiene grandes ventajas técnicas y funcionales sobre sistemas de ignición convencionales con gasolina.

Las patentes PI 0403039-7 y P 040104172 por Eduardo Augusto de Campos divulga la estrategia total del sistema 45 de arranque frío de etanol, reportando el concepto de la utilización de un dispositivo de calor para combustible fluido que es activado por una señal que viene desde un sensor instalado en la puerta del vehículo u otro tipo de señal. El autor, Eduardo Augusto de Campos, también divulga en las patentes PI 0405182 y Pi 0405181, posibles configuraciones para calentar el combustible fluido del sistema de arranque frío.

La patente PI 0805484-3 por Akio Omori et al divulga la forma de instalación axial de dispositivos de calentamiento en un distribuidor de suministro de combustible primario del tipo de no retorno, que incrementa la homogeneidad del flujo de calor en un sistema de arranque frío con etanol ECS ®.

El dispositivo de calentamiento ensamblado dentro del distribuidor de combustible es diseñado para transformar 55 energía eléctrica en energía térmica (efecto Joule) transfiriendo su potencial de calentamiento al combustible presente dentro de la cámara para ser después transportado calentado y para ser rociado a cilindros de motor por inyectores de combustible.

La patente US 2009/0308362.A1 por Jens Schneider et al divulga un calentador cuyo elemento de resistencia está

en un polvo compuesto por material aislante y reflectante, que se inserta en un tubo de metal conformado para comprimir el polvo en el elemento de resistencia. Otros dispositivos con funciones similares han sido ya patentados y fabricados por varias corporaciones, tanto en Brasil como fuera, pero no tienen la característica de seguridad (efecto fusible) requerida para garantizar la integridad del sistema en caso de fallo de control en la unidad de control electrónico (ECU) . Dicha función es incluso más importante en aplicaciones donde los distribuidores de combustible 65 están hechos de materiales poliméricos.

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También, el documento EP 2108809 describe un dispositivo de calentamiento asociado con al menos un conducto de alimentación de combustible, en el que el conducto de alimentación comprende al menos una entrada y al menos una salida que puede estar asociada con un inyector y/o un conductor de bifurcación siendo dicho dispositivo del tipo que comprende un cuerpo y un elemento de calentamiento eléctrico. El dispositivo está provisto en forma de un 5 componente adaptado para ser parcialmente montado e integrado en dicho conducto de alimentación de manera que se extiende por toda la longitud del conducto de alimentación o una porción de este. El elemento de calentamiento eléctrico se obtiene por técnicas de deposición, litografía o serigrafía. Como una característica alternativa, puede ser proporcionado un fusible térmico conectado en serie al calentador. A pesar de que la provisión de un fusible térmico es importante para la seguridad del calentador, la inserción de un componente externo puede causar problemas de manejo y funcionamiento a dicho dispositivo.

También, los documentos FR 2595333 y EP 1657425 describen dispositivos para calentar un combustible en el que un fusible externo es empleado para proteger el propio calentador.

Objetivo de la invención

El objetivo principal del calentador de combustible con efecto fusible, pero no el único, es transformar energía eléctrica en energía térmica (efecto Joule) transfiriendo, tanto como sea posible, su potencial de calentamiento al combustible presente dentro de la cámara para después ser transportado calentado y para ser rociado a cilindros de motor por inyectores de combustible.

Como objetivo secundario de tal dispositivo, tenemos el concepto de seguridad por la introducción de un elemento de resistencia diseñado para romper, bajo condiciones de funcionamiento críticas, en un tiempo que puede garantizar la integridad/no fuga del distribuidor de combustible hecho de material plástico.

Como tercer objetivo de dicho dispositivo, resaltamos su importancia de reducir emisiones de gas contaminante de escape mejorando la eficacia de combustión en el motor, ambas a la vez que la ignición y también en el periodo postignición, cuando el fluido frío del tanque de combustible estaría en contacto con el motor que se calienta.

El cuarto objetivo de dicho dispositivo, pero no menos importante, es el hecho de que tiene terminales positivo y negativo, permitiendo así su uso en aplicaciones donde los distribuidores de combustible están hechos de materiales poliméricos.

Breve descripción de la invención

Para los propósitos de la presente descripción, un calentador con efecto fusible ha de entenderse como un conjunto de calentador cuyo elemento de calentamiento se rompe a una temperatura establecida evitando así la alimentación eléctrica del elemento de calentamiento así como del conjunto de calentamiento y el sobrecalentamiento del combustible.

El calentador de combustible con efecto fusible es ensamblado en el sistema (CI) de ignición fría para etanol, colocado en dirección axial, pero no solamente, dentro del conjunto de distribuidor de combustible. La región de calentamiento está formada por un tubo de metal de pared fina que contiene un dispositivo de calentamiento dentro. Dicho elemento está cubierto por un mineral, tal como óxido de magnesio (MgO) , comprimido por el tubo de metal.

Otras realizaciones con las mismas características de MgO pueden ser usadas también.

El dispositivo de calentamiento es también diseñado para tener una curva característica de degradación prematura en caso de cualquier fallo en el sistema... [Seguir leyendo]

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1. Conjunto de calentamiento de combustible con efecto fusible para sistemas de ignición fría en vehículos provistos de un depósito (202) , una bomba (205) de suministro de combustible, tuberías (207) de alimentación a válvula (6) de dosificación de combustible, un minidistribuidor (203) para la distribución de combustible en conductos de colector de entrada, piezas insertas calibradas (204) y un colector (201) de entrada de motor, caracterizado por el hecho de que el conjunto de calentamiento está constituido por:

- conjunto de terminales (11) para recibir la energía eléctrica que viene desde la batería y controlada por la unidad 10 de control electrónico por un módulo de potencia con función de conmutación, en el que dichos terminales están alojados en un conector sobreinyectado (111) con terminales (112) ;

- empaquetadura aislante (12) del vástago interior (14) de metal;

-vástago interior (14) de metal para conducir la corriente eléctrica desde los terminales (11) al elemento (17) de calentamiento en forma espiral;

- elemento (17) de calentamiento diseñado para funcionar como efecto fusible;

-cuerpo principal (13) de metal que protege el vástago interior (14) de metal;

- aislador eléctrico (16) ;

- empaquetadura (15) de sellado del material aislante eléctrico.

25. tubo externo (18) de metal para compactar el aislador (16) .

2. Conjunto de calentador de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que el conjunto (1, 8) de calentador tiene un anillo (113) de sellado más grande y un anillo (114) de sellado más pequeño para garantizar 30 la ausencia de fugas y el ensamblaje del conjunto (1, 8) de calentador.

3. Conjunto de calentador de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que el conjunto de terminales (11) están alojados en un conector sobreinyectado (111) con un cuerpo principal (122) de plástico, susceptible de ser soldado directamente al distribuidor (3) , al cuerpo principal (113) de metal y al tubo externo (114)

de metal que transmite calor al combustible fluido.

4. Conjunto de calentador de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el aislador eléctrico (16) es mineral.

5. Conjunto de calentador de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el aislador eléctrico (16) es óxido de magnesio (MgO) .

6. Conjunto de calentador de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la empaquetadura aislante (12) del vástago interior (14) de metal es de material cerámico.

4.

7. Conjunto de calentador de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque los terminales (112) de conexión eléctrica tienen polos positivo y negativo, permitiendo su instalación en distribuidores de material polimérico.

8. Conjunto de calentador de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el conjunto (1, 7) está posicionado axialmente dentro del minidistribuidor (203) y en uno o ambos de sus extremos.

9. Conjunto de calentador de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el conjunto (1, 7) es activado por la unidad de control electrónico por un voltaje eléctrico nominal E con un consumo de corriente 55 I y una disipación de potencia P.