Dispositivo de distribución de un aditivo.

Dispositivo de distribución de un aditivo líquido en un circuito (1) de circulación de combustible para motor de combustión interna,

garantizando dicho circuito en un vehículo la circulación del combustible entre el interior de un depósito (2) de combustible y el motor, constando dicho dispositivo:

- de un orificio (13) de entrada de combustible;

- de un orificio (14) de salida de combustible;

- de un orificio (17) de distribución de aditivo que es distinto de los orificios de entrada y de salida de combustible, definiéndose el orificio (17) de distribución en un primer extremo de un canal (16) de distribución;

- de una cámara de aditivo (22) que comunica con el circuito (1) de circulación de combustible;

- de un depósito (12) de aditivo líquido que permite difundir un aditivo en el circuito (1) de circulación de combustible por medio del canal (16) de distribución,

caracterizado por que consta:

- al menos de una pared (32, 33, 34) móvil y estanca entre dicha cámara de aditivo (22) y el depósito (12) de aditivo que garantiza, por una parte, una separación estanca y, por otra parte, que mantiene una presión idéntica entre el aditivo dentro del depósito (12) de aditivo y el combustible dentro de la cámara de aditivo (22);

- de un medio generador de una depresión entre el orificio (17) de distribución de aditivo y el orificio de entrada (13) o de salida (14) de combustible; y

- una cabeza de difusión (10) que consta del orificio (13) de entrada de combustible, del orificio (14) de salida de combustible, del orificio (17) de distribución, del canal (16) de distribución y de dicho medio generador de depresión, sabiendo que el orificio (17) de distribución de aditivo está dispuesto a la altura de dicho medio generador de una depresión que se presenta en forma de un diafragma o de un tubo venturi (21),

y por que la cámara de aditivo (22), el depósito (12) de aditivo y dicha pared móvil (32, 33, 34) forman parte de un cartucho sustituible (11) montado de manera extraíble con respecto a la cabeza de difusión (20), presentando el canal (16) de distribución un segundo extremo que permite la conexión estanca con el depósito (22) de aditivo.

Dispositivo de distribución de un aditivo Sector de la técnica

El campo técnico de la presente invención es el de los motores de combustión interna, en particular los motores de vehículos automóviles, y de manera más particular los dispositivos de distribución de un aditivo líquido en el circuito de circulación de combustible del motor de combustión interna.

Estado de la técnica

Las nuevas tecnologías del motor, como los motores diésel con sistema common rail e inyección de combustible de muy alta presión, son muy eficientes pero son sin embargo muy sensibles a la calidad del combustible. De este modo, hay un beneficio al utilizar un combustible que contiene aditivos que mejoran su calidad, en particular los aditivos de mejora de la distribución del combustible en el motor, los aditivos de mejora del rendimiento del funcionamiento del motor y los aditivos de mejora de la estabilidad del funcionamiento del motor. La calidad de los combustibles comerciales disponibles no permite en todos los casos alimentar al vehículo con un combustible con aditivos de buena calidad.

Por otra parte, para cumplir con las nuevas normas de control de las emisiones de los vehículos, en particular diésel, los vehículos se equipan progresivamente con Filtros de Partículas (FDP). Es el caso en Europa desde la aparición de la norma Euro 5. En la mayoría de los casos se utiliza un catalizador para ayudar a quemar el hollín periódicamente y de este modo regenerar el FDP. Actualmente ya no basta con regenerar eficazmente el FDP deteniendo los humos negros y el hollín. Hoy en día, el principal desafío es reducir simultáneamente las emisiones de CO2 y de óxidos de nitrógeno NOx conservando al mismo tiempo un vehículo seguro, eficiente y económico, en particular en presencia de biocombustibles. El vehículo debe ser también competitivo con respecto a las ofertas competidoras "gasolinas" e "híbridos". La utilización de un aditivo de regeneración de los FDP, vectorizado por el combustible que alimenta el motor o también Fuel Borne Catalyst (FBC), parece cumplir con numerosos criterios puesto que permite regenerar el FDP más rápidamente y a más baja temperatura que la tecnología de la competencia denominada Catalysed Soot Filter (CSF). Por otra parte, la tecnología FBC no tiene ninguna restricción en la relación NOx/hollín lo que resulta esencial desde el punto de vista de la integración de un catalizador de eliminación de los NÓx con vistas a la norma Euro 6 en 2014.

Existe por lo tanto el interés de equipar el vehículo con un dispositivo que permita introducir en el combustible un aditivo de ayuda para la regeneración del FDP y/o unos aditivos para el combustible que mejoren la calidad del combustible y/o el funcionamiento del motor y/o su durabilidad.

Se sabe que existen algunos sistemas que permiten introducir dichos aditivos en el combustible, en particular los aditivos catalíticos FBC de ayuda a la regeneración de los FDPs. Estos sistemas se basan por lo general en un depósito de gran tamaño de 2 a 3 litros mínimo de volumen que contienen la reserva de aditivo y que es preciso implantar en las zonas próximas al depósito de combustible.

Las estrategias actuales de dosificación de aditivo recurren también a unas bombas dosificadoras de alta precisión, que hay que controlar, a través de una unidad electrónica (o ECU) adicional y específica. Este dispositivo de dosificación se debe gestionar de manera precisa con el fin de garantizar un contenido de aditivo en el combustible suficiente para permitir una buena regeneración del FDP, pero no en exceso para evitar el ensuciamiento prematuro del FDP con los residuos minerales de regeneración del FDP que quedan acumulados en su interior. Tradicionalmente, cuando el nivel de combustible aumenta en el depósito, tras la adición de combustible, la calculadora indica a la bomba la cantidad de aditivo que hay que inyectar en el depósito de tal modo que mantenga una concentración de aditivo constante en el combustible del depósito.

Estas bombas dosificadoras son de una extrema precisión y su coste está lejos de ser insignificante en el aspecto económico global. Del mismo modo, la gestión ECU del sistema también interviene en gran medida en el coste del sistema completo.

La utilización de dicha estrategia implica también controlar correctamente el sistema de dosificación y verificar su estado de funcionamiento, lo que resulta especialmente intrusivo en la gestión de los modos por defecto del vehículo.

En términos de mantenimiento, el llenado del depósito es más bien difícil y se lleva a cabo a través de una tecnología de conectores adaptada entre las necesidades de llenado y el depósito de aditivo.

Los vehículos diésel del grupo PSA están, por ejemplo, equipados con dicho dispositivo.

En algunas zonas geográficas, como los países emergentes, es difícil garantizar que el depósito estará

completamente lleno durante el tiempo de vida útil del vehículo. Es, por lo tanto, necesario superar esta amenaza que puede dañar la Imagen del fabricante de automóviles.

A veces es necesario introducir en el combustible de los vehículos automóviles aditivos destinados a cambiar las calidades intrínsecas del combustible o a actuar en el circuito de distribución del combustible o después de la combustión. Se trata, por ejemplo, de agentes antifúngicos, de aditivos de lubricación, de aditivos detergentes, de agentes antihielo o incluso de aditivos que tienen una función de ayuda a la regeneración de los filtros de partículas, como los FBC.

Estos aditivos se pueden añadir al combustible durante el llenado del depósito de combustible, dispensado de manera difusa y continua en el circuito de distribución de combustible o incluso inyectados de forma intermitente, en función de unos parámetros específicos que pueden ser, por ejemplo, la temperatura del combustible, el consumo instantáneo o medio de combustible, el régimen del motor o unos intervalos de tiempo.

Se conoce ya la patente FR 2668203 que da a conocer la introducción de un aditivo de regeneración de filtro de partículas en el depósito de combustible durante el llenado de este último. Esta solución técnica presenta el inconveniente de necesitar un depósito de aditivo de gran volumen así como un sistema electrónico de medición del llenado del depósito de combustible. Además, esta solución técnica aumenta el peso del vehículo y por lo tanto su consumo de combustible.

También se conocen las patentes EP 1061251 y US 7153422 que da a conocer un filtro de combustible que consta de un depósito de aditivo, dispersándose este último en el circuito de distribución del combustible. Esta solución técnica presenta el inconveniente de la disolución o dilución del aditivo por el combustible introducido en el depósito de aditivo, lo que no permite controlar la concentración del aditivo disperso en el combustible.

El documento CA 2 270 093 A1 describe un dispositivo de distribución de un aditivo de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1. Los documentos US 3 392 753 A y US 4 736 769 A describen unos dispositivos de distribución de un aditivo que comprenden una pared móvil y estanca entre una cámara de aditivo y un depósito de aditivo.

Objeto de la invención

Es, por lo tanto, el objeto de la invención resolver estos problemas técnicos proponiendo un dispositivo de distribución de un aditivo líquido de reducido tamaño y la composición del aditivo líquido no experimentaría ninguna variación significativa a lo largo del tiempo.

La presente solicitud tiene, por lo tanto, por objeto, un dispositivo de distribución de un aditivo líquido en un circuito de circulación de combustible para motor de combustión interna, garantizando dicho circuito la circulación del combustible entre el interior de un depósito de combustible y el motor, constando el dispositivo:

de un depósito de aditivo líquido que permite difundir un aditivo en el circuito de circulación de combustible por medio de un canal de distribución;

de una cámara de aditivo que comunica con el circuito de circulación de combustible; y

al menos de una pared móvil y estanca entre dicha cámara de aditivo y el depósito de aditivo que garantiza, por una parte, una separación estanca y, por otra parte, que mantiene una presión idéntica entre el aditivo dentro del depósito de aditivo y el combustible dentro de la cámara de aditivo.

De acuerdo con una característica de la invención, el depósito de aditivo se presenta en forma de una bolsa flexible y dicha bolsa flexible constituye la pared móvil y estanca.

De acuerdo con otra característica de la invención, la pared... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo de distribución de un aditivo líquido en un circuito (1) de circulación de combustible para motor de combustión interna, garantizando dicho circuito en un vehículo la circulación del combustible entre el interior de un depósito (2) de combustible y el motor, constando dicho dispositivo:

de un orificio (13) de entrada de combustible; de un orificio (14) de salida de combustible;

de un orificio (17) de distribución de aditivo que es distinto de los orificios de entrada y de salida de combustible, definiéndose el orificio (17) de distribución en un primer extremo de un canal (16) de distribución; de una cámara de aditivo (22) que comunica con el circuito (1) de circulación de combustible; de un depósito (12) de aditivo líquido que permite difundir un aditivo en el circuito (1) de circulación de combustible por medio del canal (16) de distribución,

caracterizado por que consta:

al menos de una pared (32, 33, 34) móvil y estanca entre dicha cámara de aditivo (22) y el depósito (12) de aditivo que garantiza, por una parte, una separación estanca y, por otra parte, que mantiene una presión idéntica entre el aditivo dentro del depósito (12) de aditivo y el combustible dentro de la cámara de aditivo (22);

de un medio generador de una depresión entre el orificio (17) de distribución de aditivo y el orificio de entrada (13) o de salida (14) de combustible; y

una cabeza de difusión (10) que consta del orificio (13) de entrada de combustible, del orificio (14) de salida de combustible, del orificio (17) de distribución, del canal (16) de distribución y de dicho medio generador de depresión, sabiendo que el orificio (17) de distribución de aditivo está dispuesto a la altura de dicho medio generador de una depresión que se presenta en forma de un diafragma o de un tubo venturi (21),

y por que la cámara de aditivo (22), el depósito (12) de aditivo y dicha pared móvil (32, 33, 34) forman parte de un cartucho sustituible (11) montado de manera extraíble con respecto a la cabeza de difusión (20), presentando el canal (16) de distribución un segundo extremo que permite la conexión estanca con el depósito (22) de aditivo.

2. Dispositivo de distribución de un aditivo líquido de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado por que el depósito (12) de aditivo se presenta en forma de una bolsa flexible (32) y porque dicha bolsa flexible (32) constituye la pared móvil y estanca.

3. Dispositivo de distribución de un aditivo líquido de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado por que la pared móvil y estanca se realiza mediante una membrana (33) o un pistón (34).

4. Dispositivo de distribución de un aditivo líquido de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3 caracterizado por que consta, en la cabeza de difusión (10), de un medio (15) de obturación total o parcial del canal (16) de distribución del aditivo, garantizando el canal (1(3) de distribución del aditivo el paso del aditivo líquido desde el depósito (12) hacia el orificio (17) de distribución de aditivo.

5. Dispositivo de distribución de un aditivo líquido de acuerdo con la reivindicación 4 caracterizado por que el medio (15) de obturación del canal de distribución del aditivo es un medio electromecánico.

6. Dispositivo de distribución de un aditivo líquido de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5 caracterizado por que consta de un dispositivo de filtración del combustible que consta al menos de un elemento filtrante (25) situado en el cartucho sustituible (11).

7. Dispositivo de distribución de un aditivo líquido de acuerdo con la reivindicación 6 caracterizado por que el elemento filtrante (25) tiene una forma anular y el depósito de aditivo (12) está dispuesto de acuerdo con una de las siguientes posibilidades:

de manera concéntrica en el interior de dicho elemento filtrante (25); de manera concéntrica en el exterior del elemento filtrante (25);

de tal modo que el elemento filtrante (25) y el depósito de aditivo (12) se superpongan axialmente.

8. Dispositivo de distribución de un aditivo líquido de acuerdo con la reivindicación 6 o 7 caracterizado por que el elemento filtrante (25) es atravesado por el combustible, delimitando un lado aguas arriba (28), situado entre el depósito (2) de combustible y el elemento filtrante (25), en el que circula el combustible no filtrado y un lado aguas abajo (29), dispuesto entre el elemento filtrante (25) y el motor de combustión interna, en el que circula el combustible filtrado y por que el aditivo se difunde en el lado aguas arriba (28).

9. Dispositivo de distribución de un aditivo líquido de acuerdo con la reivindicación 6 o 7 caracterizado por que el elemento filtrante (25) es atravesado por el combustible, delimitando un lado aguas arriba (28), situado entre el depósito (2) de combustible y el elemento filtrante (25), en el que circula el combustible no filtrado y un lado aguas

abajo (29), dispuesto entre el elemento filtrante (25) y el motor de combustión interna, en el que circula el combustible filtrado y por que el aditivo se difunde en el lado aguas abajo (29).

10. Dispositivo de distribución de un aditivo líquido de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 caracterizado por que el aditivo se difunde en la línea de retorno (6) de combustible del motor de combustión interna, aguas abajo del sistema de inyección y hacia el depósito (2) de combustible.

11. Dispositivo de distribución de un aditivo líquido de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 10 caracterizado por que la pared móvil (32, 33, 34) está dispuesta entre el depósito de aditivo (12) y el lado aguas arriba (28) del elemento filtrante (25).

12. Dispositivo de distribución de un aditivo líquido de acuerdo con una de las reivindicaciones 6 a 10 caracterizado por que la pared móvil (32, 33, 34) está dispuesta entre el depósito de aditivo (12) y el lado aguas abajo (29) del elemento filtrante (25).

13. Dispositivo de distribución de un aditivo líquido de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la cámara de aditivo (22) está dispuesta en el depósito (2) de combustible del vehículo.

14. Dispositivo de distribución de un aditivo líquido de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho circuito (1) también garantiza la circulación de retorno del combustible del motor hasta el interior de dicho depósito (2) de combustible.

15. Dispositivo de distribución de un aditivo líquido de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por que el aditivo es un aditivo de regeneración de los filtros de partículas a base de una tierra rara y/o de un metal seleccionado de los grupos NA, IVA, VIIA, VIII, IB, IIB, IIIB y IVB de la tabla periódica, presentándose el aditivo de preferencia en forma de una dispersión coloidal, siendo las partículas de la dispersión coloidal de preferencia a base de cerio y/o de hierro.

16. Dispositivo de distribución de un aditivo líquido de acuerdo con la reivindicación 15 caracterizado por que el aditivo es una combinación de una dispersión coloidal de partículas, que comprende una fase orgánica y al menos un agente anfifílico, y de un detergente a base de una sal de amonio cuaternario.

17. Dispositivo de distribución de un aditivo líquido de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el aditivo es una combinación de un aditivo detergente y de un aditivo de lubricación.