Disposición y método para un motor de combustión interna con inyección directa de dos combustibles.

Una disposición para el suministro de combustible a un motor de combustión con inyección directa,

que comprende al menos una bomba de alta presión (10) que se puede conectar con el motor de combustión interna para la inyección directa de combustible, en el que la citada disposición comprende al menos un almacenamiento de combustible de gas licuado (21) y un almacenamiento de combustible líquido (27), así como dos conductos de combustible (22, 26, 30, 52, 101) que se extienden desde los depósitos de combustible respectivos (21,27) a una admisión de la bomba de alta presión (10) para el suministro de los combustibles respectivos a la citada bomba de alta presión (10), estando provistos los citados conductos de combustible (22, 26, 30, 52, 101) de válvulas de retención (6, 7, 24, 40 - 42, 100, 106), que se caracteriza porque la citada disposición está provista de una unidad de purga (28, 44, 102, 104) para purgar el conducto de combustible conectado a la admisión de la citada bomba de alta presión (10).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/NL2009/050095.

Solicitante: VIALLE ALTERNATIVE FUEL SYSTEMS B.V.

Nacionalidad solicitante: Países Bajos.

Dirección: LEEMKUIL 7 5626 EA EINDHOVEN PAISES BAJOS.

Inventor/es: JAASMA, SERVATIUS, ALFONS, MARIA, VAN EIJCK,PIET.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • F02B17/00 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F02 MOTORES DE COMBUSTION; PLANTAS MOTRICES DE GASES CALIENTES O DE PRODUCTOS DE COMBUSTION.F02B MOTORES DE COMBUSTION INTERNA DE PISTONES; MOTORES DE COMBUSTION EN GENERAL (válvulas operadas cíclicamente para este efecto F01L; lubricación de los motores de combustión interna F01M; silenciadores o dispositivos de escape para este efecto F01N; refrigeración de motores de combustión interna F01P; turbinas de combustión interna F02C; plantas motrices en las que los motores utilizan productos de combustión F02C, F02G). › Motores caracterizados por la posibilidad de efectuar una estratificación de la carga en los cilindros.
  • F02D19/06 F02 […] › F02D CONTROL DE LOS MOTORES DE COMBUSTION (accesorios para el control automático de la velocidad en vehículos, que actúan sobre una sola subunidad del vehículo B60K 31/00; control conjunto de subunidades del vehículo de diferente tipo o diferente función, sistemas de control de la propulsión de vehículos de carretera para propósitos distintos que el control de una sola subunidad B60W; válvulas de funcionamiento cíclico para los motores de combustión F01L; control de la lubrificación de los motores de combustión F01M; refrigeración de los motores de combustión interna F01P; alimentación de los motores de combustión con mezclas combustibles o constituyentes de las mismas, p. ej. carburadores, bombas de inyección, F02M; arranque de los motores de combustión F02N; control del encendido F02P; control de las plantas motrices de turbinas de gas, de las plantas motrices por propulsión a reacción o de las plantas motrices de productos de la combustión, ver las clases relativas a estas plantas). › F02D 19/00 Control de los motores caracterizado por el empleo de combustibles no líquidos, de combustibles múltiples o de sustancias no combustibles incorporadas a la mezcla carburante (siendo las sustancias no combustibles gaseosas F02D 21/00). › particular a los motores que funcionan con combustibles múltiples, p. ej. alternativamente con fuel-ligero y fuel-pesado, distintos de los motores indiferentes al combustible que emplean.
  • F02D41/00 F02D […] › Control eléctrico de la alimentación de mezcla combustible o de sus constituyentes (F02D 43/00 tiene prioridad).
  • F02M37/00 F02 […] › F02M ALIMENTACION EN GENERAL DE LOS MOTORES DE COMBUSTION CON MEZCLAS COMBUSTIBLES O CONSTITUYENTES DE LAS MISMAS (introducción de la carga de alimentación en tales motores F02B). › Aparatos o sistemas para alimentar combustible líquido desde los depósitos a los carburadores o a los inyectores (F02M 69/00 tiene prioridad; alimentación de combustible líquido a los aparatos de combustión, en general F23K 5/00; suministro de combustible a aparatos para generar productos de combustión a alta presión y velocidad F23R 3/28 ); Dispositivos para purificar el combustible líquido especialmente adaptado para motores de combustión interna o dispuestos en ellos (aparatos de separación, filtros en sí B01D; centrífugas B04B).
  • F02M43/00 F02M […] › Aparatos de inyección que funcionan simultáneamente con dos o más combustibles o con un combustible líquido y un líquido diferente, p. ej. un líquido antidetonante.
  • F02M55/00 F02M […] › Aparatos de inyección caracterizados por sus conductos de combustible o sus medios de ventilación.

PDF original: ES-2544758_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Disposición y método para un motor de combustión interna con inyección directa de dos combustibles La invención se refiere a una disposición para el suministro de combustible a un motor de combustión con inyección directa. La invención también se refiere a un método para un motor de combustión de este tipo y, en particular, para la conmutación entre dos combustibles.

Se sabe que un motor de combustión puede utilizar dos combustibles, y, en particular, un combustible de gas licuado tal como GLP y un combustible líquido, tal como diesel o gasolina. Los combustibles son alimentados desde sus respectivos depósitos de almacenamiento al motor de combustión. En el caso de inyección directa de combustible, el combustible es inyectado a alta presión directamente en la cámara de combustión por medio de una bomba de alta presión montada en el motor. Una disposición de inyección directa de este tipo es ventajosa en lo que se refiere al consumo de combustible por el motor.

Un motor de bi -combustible con una bomba de alta presión conectada a un inyector es conocido por medio del documento JP 2002327658. Los conductos de retorno 14 -17 de la bomba de alta presión alimentan la cantidad en exceso de combustible retornándolo a los depósitos de almacenamiento de combustible respectivos. Un problema en tales sistemas es la conmutación entre los tipos de combustible, en particular cuando se conmuta de combustible de gas a combustible líquido. Las unidades separadas de inyección para los distintos combustibles son caras. Cuando la bomba de alta presión se utiliza para la inyección directa de ambos combustibles, se produce una mezcla indeseable de los combustibles. Un objetivo de la invención es proporcionar una disposición y un método con los que se pueden usar dos combustibles, que puede ser producida a un bajo costo y que puede funcionar de forma fiable y, en particular, permitir y / o mejorar la conmutación entre los combustibles.

Al menos uno de estos objetivos se consigue con una disposición de acuerdo con la invención, que comprende al menos una bomba de alta presión que se puede conectar con el motor de combustión interna para la inyección directa de combustible, en el que la disposición comprende al menos dos combustibles de un primer depósito de combustible de GLP y de un segundo depósito de combustible líquido. Al menos dos conductos de combustible de los dos depósitos de combustible conducen a la porción de admisión de la bomba de alta presión. Los conductos de combustible pueden estar conectados juntos. Los conductos de combustible pueden bombear los combustibles respectivos a la bomba. Con el fin de evitar que se mezclen los combustibles, los conductos de combustible están equipados con válvulas de no retorno. Estas válvulas se montan preferentemente en la proximidad de la unión de los conductos de combustible. Las válvulas se montan preferiblemente aguas arriba de la unión de los conductos de combustible. Por consiguiente, las válvulas están posicionadas entre la unión y los medios de almacenamiento de combustible. La unión está dispuesta, además, aguas arriba de la admisión de la bomba. De acuerdo con la invención, la disposición comprende una unidad de purga para purgar el conducto de combustible conectada a la bomba de alta presión, preferiblemente a la admisión de la bomba, y posiblemente también a la bomba de alta presión. La admisión puede ser la porción de admisión de la bomba.

Debido a la presencia de la unidad de purga, el combustible presente en el conducto de combustible conectado a la bomba de alta presión, en la porción de admisión de la bomba de alta presión y, posiblemente, también en la misma bomba de alta presión, puede ser purgado con el combustible de sustitución seleccionado. Esto obliga a la sustitución del combustible prevalente por el nuevo combustible. La conmutación a un combustible de sustitución se lleva a cabo de acuerdo con un procedimiento de conmutación. La unidad de purga puede ser accionada por el procedimiento de conmutación y puede estar activa durante un periodo limitado de tiempo. La unidad de purga realiza una única acción de purga. La purga puede ser acompañada por la acumulación de, por ejemplo, el combustible que se acaba de seleccionar. El combustible que se acaba de seleccionar se puede acumular temporalmente. Posteriormente, se puede forzar a que se produzca la acción de purga y el combustible que prevalece puede ser sustituido por el combustible acumulado.

Se debe hacer notar que el uso de la unidad de purga ya es conocido por el documento DE 20 2005 007 712, en el que también se muestran dos sistemas de combustible con una bomba de alta presión. Sin embargo, esto no es un sistema de combustible de GLP. El biocombustible residual se purga de la bomba de alta presión y del inyector con gasolina, en particular, antes de arrancar el motor. Una bomba de combustible es utilizada para la acción de purga. La acción de purga se lleva a cabo, por ejemplo, cuando la temperatura cae por debajo de 20 grados Celsius. Los combustibles utilizados tienen una densidad y presión similares.

La unidad de purga puede estar dispuesta con el fin de igualar la presión en el conducto de combustible. La unidad de purga de acuerdo con la invención se usa preferiblemente para purgar el combustible de GLP desde el conducto de combustible y la porción de admisión de la bomba de alta presión y para la sustitución del mismo por el combustible líquido (por el vapor a baja presión del mismo) , tal como gasolina. De hecho, cuando se lleva a cabo este procedimiento de conmutación es cuando se producen problemas en disposiciones de la técnica anterior y esto es debido a que la presión del gas licuado en el conducto de suministro de la bomba de alta presión es mayor que la presión en el depósito de combustible de gasolina. La unidad de purga habilita ahora la citada conmutación. En una

realización, la unidad de purga comprende medios para reducir o igualar la citada presión antes de realizar la conmutación al nuevo combustible. Los medios de reducción de presión se pueden conectar a un conducto de retorno, por ejemplo. La reducción de presión se puede lograr, por ejemplo, por medio de una descarga y, más específicamente, por medio de un conducto de retorno.

La disposición puede comprender una unidad de control, conectada a la unidad de purga. La unidad de control puede estar dispuesta para la actuación de la unidad de purga al conmutar de GLP a combustible líquido. La unidad de control puede estar dispuesta para realizar y controlar una serie de pasos necesarios requeridos o para conmutar de GLP a combustible líquido. La unidad de control puede estar dispuesta para la actuación en el momento correcto de la unidad de purga, de tal manera que esto permita y / o mejore la conmutación.

La unidad de purga está llena preferiblemente con un combustible de gasolina. Esto permite que el gas licuado para ser purgado del conducto de combustible y de la bomba de alta presión cuando se conmuta entre los combustibles.

Preferiblemente, la unidad de purga está montada en al menos uno de los conductos de combustible. La unidad de purga puede estar incorporada en el conducto de combustible desde el almacenamiento de combustible licuado a la bomba de alta presión. La unidad de purga está dispuesto aguas arriba de la bomba de alta presión. La purga puede tener lugar en la dirección del flujo de combustible. En una realización se suministra una cantidad excesiva de combustible. El exceso de combustible puede escapar o puede ser retornado al almacenamiento de combustible.

En una realización preferida de la invención, la unidad de purga comprende un intensificador para aumentar la presión del combustible. El aumento es preferiblemente sólo temporal. El intensificador puede estar dispuesto para una única carrera para aumentar la presión. El intensificador puede ser un medio de desplazamiento que, por ejemplo, comprende dos pistones con diferentes diámetros y un cilindro con una constricción. Un intensificador o elevador de presión puede forzar el combustible acumulado a través de la constricción por medio de una única carrera. Una salida de la constricción está conectada al conducto de combustible. El combustible comprimido puede ser purgado a través del conducto de combustible y de la bomba y de esta manera desplaza preferiblemente el gas licuado presente en el conducto de combustible. Preferiblemente, también se purga la admisión o la porción de admisión de la bomba.

La unidad de purga es preferiblemente un intensificador de presión hidráulica. Un intensificador de presión, como tal, puede ser utilizado de manera efectiva cuando se realiza la conmutación de manera que se consigue una... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Una disposición para el suministro de combustible a un motor de combustión con inyección directa, que comprende al menos una bomba de alta presión (10) que se puede conectar con el motor de combustión interna para la inyección directa de combustible, en el que la citada disposición comprende al menos un almacenamiento de combustible de gas licuado (21) y un almacenamiento de combustible líquido (27) , así como dos conductos de combustible (22, 26, 30, 52, 101) que se extienden desde los depósitos de combustible respectivos (21, 27) a una admisión de la bomba de alta presión (10) para el suministro de los combustibles respectivos a la citada bomba de alta presión (10) , estando provistos los citados conductos de combustible (22, 26, 30, 52, 101) de válvulas de retención (6, 7, 24.

40. 42, 100, 106) , que se caracteriza porque la citada disposición está provista de una unidad de purga (28, 44, 102, 104) para purgar el conducto de combustible conectado a la admisión de la citada bomba de alta presión (10) .

2. La disposición de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la citada unidad de purga (28, 44, 102, 104) está conectada al conducto de combustible del almacenamiento de combustible líquido a la admisión de la bomba de alta presión.

3. La disposición de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en el que los conductos de combustible (22, 26, 30, 52, 101) que se extienden desde los depósitos de combustible respectivos (21, 27) a la admisión de la bomba de alta presión (10) comprenden una unión (25 ) aguas arriba de la admisión.

4. La disposición de acuerdo con la reivindicación 3, en el que la unidad de purga (28, 44, 102, 104) está dispuesta para purgar la unión (25) .

5. La disposición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la citada unidad de purga (3, 44) está dispuesta para igualar la presión en el conducto de combustible conectado a la admisión de la citada bomba de alta presión (10) .

6. La disposición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la citada disposición comprende una unidad de control (23) , conectada a la citada unidad de purga (3, 44) , y que está dispuesta con el fin de activar la unidad de purga (3, 44, 102, 104) cuando se conmuta del combustible de gas licuado a combustible líquido.

7. La disposición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la unidad de purga (28) comprende un intensificador de presión (3) para aumentar la presión del combustible en el citado conducto de combustible conectado a la admisión de la citada bomba de alta presión (10) .

8. La disposición de acuerdo con la reivindicación 7, en el que el intensificador de presión (3) es un intensificador de presión hidráulica.

9. La disposición de acuerdo con la reivindicación 8, en el que el intensificador de presión (3) comprende dos pistones (11, 12) con diferentes diámetros y un cilindro con una restricción.

10. La disposición de acuerdo con las reivindicaciones 7 a 9, en el que el intensificador de presión (3) comprende 35 una descarga con un conducto de retorno al depósito de combustible y / o en el que el conducto de combustible (30) comprende una válvula de no retorno (6) en forma de una derivación del intensificador de presión (3) .

11. La disposición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que los conductos de combustible (22, 26, 30, 52, 101) tienen una unión (25) aguas arriba de la bomba de alta presión (10) , en el que la disposición comprende además un conducto de retorno ( 32) para el depósito de combustible conectado a un conducto de combustible aguas abajo de la citada unión (25) .

12. La disposición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la bomba de alta presión (10) comprende un conducto de retorno de combustible (32) , en el que la unidad de purga (3, 44) está conectada al conducto de retorno (32) , en el que preferiblemente el conducto de retorno de la bomba de alta presión (32) está conectado al depósito de combustible de gas licuado (21) .

13. La disposición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que una admisión de la unidad de purga (3, 44) está conectada al depósito de combustible líquido (27) .

14. La disposición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes 1 a 6 o las reivindicaciones 11 a 13, en el que la unidad de purga comprende un acumulador de presión (44) .

15. La disposición de acuerdo con la reivindicación 14, en el que un conducto de suministro del acumulador de

presión (44) está conectado a un carril de alta presión (31) dispuesto aguas abajo de la bomba de alta presión (10) .

16. La disposición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 6 o las reivindicaciones 11 a 13, en el que una válvula de control (102) está montada a través de una válvula de no retorno (100) en el conducto de combustible (101) que se extiende desde el depósito de combustible líquido (21) .

17. Un método para la inyección alterna de dos tipos de combustible en un motor de combustión, que comprende la provisión de un depósito de combustible de gas licuado (21) y un depósito de combustible líquido (27) , la conmutación entre los combustibles mediante el suministro de los combustibles alternativamente a una admisión de una bomba de alta presión (10) , el aumento de la presión del combustible suministrado por medio de una bomba de alta presión (10) , y la inyección posterior del combustible en el motor de combustión, en el que la conmutación desde el combustible de gas licuado al combustible líquido comprende purgar el conducto de combustible conectada a la admisión de la citada bomba de alta presión (10) , en el que la citada acción de purga comprende igualar la presión de los combustibles suministrados.

18. El método de acuerdo con la reivindicación 17, en el que la citada acción de purga comprende por lo menos la acumulación temporal del combustible líquido y el suministro posterior y la inyección del combustible acumulado.

19. El método de acuerdo con la reivindicación 17 o 18, en el que la citada acción de purga comprende el suministro del combustible líquido bajo una presión aumentada, en el que el aumento de la presión se obtiene mediante el uso de una carrera hidráulica de un medio de desplazamiento.

20. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 17 a 19, en el que la conmutación de combustible de gas licuado a combustible líquido comprende la activación de una bomba de combustible líquido, el uso de la citada bomba de combustible líquido para generar un nivel de presión predefinido, y, después de que se alcance el nivel de presión predefinido , el desplazamiento del combustible de gas licuado aguas abajo.

21. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 17 a 20, en el que la conmutación del combustible líquido al combustible de gas licuado comprende un aumento del suministro de combustible al motor del 10% al 40% en volumen.

22. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 17 a 21, en el que la operación de purga comprende la evacuación del combustible suministrado por medio de la bomba de alta presión.

23. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 17 a 22, en el que la citada acción de purga comprende igualar la presión de los combustibles suministrados por la apertura de una válvula de control (102) montada a través de una válvula de no retorno (100) en el conducto de combustible (101) que se desplaza desde el depósito de combustible líquido (27) .

 

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