PROCEDIMIENTO DE INYECCION DE CARBURANTE PARA UN MOTOR DE COMBUSTION INTERNA DE GRAN SENSIBILIDAD DE INYECCION Y MOTOR QUE UTILIZA DICHO PROCEDIMIENTO.

Procedimiento de inyección de carburante en la cámara de combustión de un motor de combustión interna de inyección directa,

estando dicha chambre delimitada por la pared de un cilindro (10), una culata (12) y un pistón (22) que comprende un cuenco (26) que aloja un tetón (28), caracterizado por que se inyecta el carburante por medio de un inyector (24) que permite obtener una sensibilidad de inyección del motor superior o igual a 380 cm3/30 s correspondiendo dicha sensibilidad a , donde Permeabilidad corresponde a la permeabilidad del inyector en cm3/30 s, Potencia a la potencia por litro del motor en Kw/l, P_inj a la presión máxima del sistema de inyección en bares y L_cyl a la cilindrada del motor en litros, y que tiene un ángulo de dispersión (a1) inferior o igual a donde CD es el diámetro del cilindro (10) y F es la distancia entre el punto de origen de los chorros de carburante y la posición del pistón correspondiente a un ángulo de cigüeñal de 50º con respecto al punto muerto superior (PMS)

Procedimiento de inyección de carburante para un motor de combustión interna de gran sensibilidad de inyección y motor que utiliza dicho procedimiento.

La presente invención se refiere a un procedimiento de inyección de carburante en la cámara de combustión de un motor de combustión interna de inyección directa, particularmente de tipo Diésel, que comprende un inyector de carburante que permite obtener una gran sensibilidad de inyección del motor.

La invención también se refiere a un motor de combustión interna que utiliza dicho procedimiento.

Generalmente y como se describe mejor en el documento UC 5 906 183, un motor de combustión interna comprende al menos un cilindro, una culata, un pistón que se desliza en este cilindro, un inyector de carburante y una cámara de combustión delimitada en un lado por la cara superior del pistón que comprende un tetón orientado hacia la culata y dispuesto en un cuenco.

Como es admitido generalmente por los especialistas en la técnica, para comparar los motores entre sí, de cilindrada unitaria y con sistemas de inyección diferentes, se recurre generalmente a la siguiente formulación que permite determinar la sensibilidad de inyección (en cm³/30 s) del motor:

Donde Permeabilidad representa la permeabilidad del inyector (en cm³/30 s), Potencia, la potencia por litro del motor (en Kw/l), L_cyl, la cilindrada unitaria del motor (en litros) y P_inj, la presión máxima del sistema de inyección (en bares).

La elección de esta sensibilidad resulta de un compromiso entre las exigencias de rendimiento a plena carga (par y potencia) y de contaminación con cargas parciales.

De este modo, para tener en cuenta las exigencias vinculadas a la reglamentación en materia de contaminación y asegurar una potencia suficiente, generalmente se utiliza un motor con una sensibilidad de un valor inferior a 380 cm³/30 s.

Como ilustración, la figura 1 muestra la evolución de la potencia (P) del motor, en ordenadas, (en Kw/l) en función de la sensibilidad de inyección (S) de este motor (en cm³/30 s), en abscisas.

Puede constatarse que, hasta el punto C, la potencia del motor aumenta de forma prácticamente lineal con el aumento de la sensibilidad de inyección, y después, a partir de este punto C hasta el punto D, el aumento de potencia del motor es mínimo mientras que la sensibilidad de inyección aumenta de manera importante y, a partir de este punto D, la sensibilidad aumenta mientras que la potencia del motor decrece.

Con cargas parciales, como se ha probado varias veces, un aumento de la sensibilidad de inyección conlleva un aumento de las emisiones contaminantes (NOx, partículas y CO).

En lo que respecta a los contaminantes, y siempre como ejemplo, la figura 2 muestra, en ordenadas, la evolución de las emisiones de contaminantes (E) en g/Kwh (NOx/10 o Partículas) en función de la sensibilidad de inyección (S), en abscisas, en un punto de funcionamiento representativo de un funcionamiento del motor en ciudad.

Puede constatarse que, para una sensibilidad de inyección que aumenta aproximadamente 40 cm³/30 s que va del punto A al punto B, se obtiene un aumento de las emisiones de contaminantes del orden de 15 g/Kw, y después, más allá de este punto B, las emisiones de contaminantes crecen de manera muy significativa.

En la figura 3, se muestra la evolución de la sensibilidad de inyección en un gráfico que lleva, en abscisas, las emisiones de contaminantes (E) con cargas parciales (NOx/10 o partículas) y, en ordenadas, la potencia (P) del motor. Puede constatarse que, para respetar la reglamentación en materia de contaminación, la sensibilidad de inyección debe permanecer inferior a 380 cm³/30 s, lo que corresponde al punto G en este gráfico.

Para librarse de los inconvenientes mencionados anteriormente y particularmente del compromiso entre reglamentación anti-contaminación y rendimiento del motor (potencia y par), el solicitante ha desarrollado un procedimiento de inyección de carburante que permite obtener un sensible aumento de la potencia del motor al tiempo que disminuye de manera significativa las emisiones de contaminantes.

Se trata de un motor con dos modos de combustión. Un modo de combustión tradicional de tipo Diésel, con la inyección del carburante alrededor del punto muerto superior de combustión y combustión por difusión, que se utiliza preferiblemente con cargas elevadas.

Mediante el cambio de la estrategia de inyección, el motor funciona de acuerdo con otro modo de combustión, llamado modo homogéneo, que se utiliza con cargas reducidas.

De este modo, la invención se refiere a un procedimiento de inyección de carburante en la cámara de combustión de un motor de combustión interna de inyección directa, estando dicha cámara delimitada por la pared de un cilindro, una culata y un pistón que comprende un cuenco que aloja a un tetón, caracterizado por que se inyecta el carburante por medio de un inyector que permite obtener una sensibilidad de inyección del motor superior o igual a 380 cm³/30 s, correspondiendo dicha sensibilidad a , donde permeabilidad corresponde a la permeabilidad del inyector, Potencia a la potencia por litro del motor, P_inj a la presión máxima del sistema de inyección y L_cyl a la cilindrada del motor, y que tiene un ángulo de dispersión inferior o igual a donde CD es el diámetro del cilindro y F es la distancia entre el punto de origen de los chorros de carburante y la posición del pistón correspondiente a un ángulo de cigüeñal de 50º con respecto al punto muerto superior (PMS).

De manera ventajosa, la sensibilidad puede estar comprendida entre 380 y 520 cm³/30 s.

El carburante puede inyectarse con un ángulo de dispersión de chorros de carburante inferior o igual a 120º.

El carburante puede inyectarse con un ángulo de dispersión comprendido entre 40º y 100º.

La invención también se refiere a un motor de combustión interna que comprende al menos un cilindro, una culata, un pistón que se desliza en este cilindro, un inyector de carburante y una cámara de combustión delimitada en un lado por la cara superior del pistón que comprende un tetón orientado hacia la culata y dispuesto en un cuenco, caracterizado por que este motor comprende un inyector de carburante que permite obtener una sensibilidad de inyección superior o igual a 380 cm³/30 s correspondiendo dicha sensibilidad a , donde permeabilidad corresponde a la permeabilidad del inyector, Potencia a la potencia por litro del motor, P_inj a la presión máxima del sistema de inyección y L_cyl a la cilindrada del motor, y que tiene un ángulo de dispersión inferior o igual a , donde CD es el diámetro del cilindro y F la distancia entre el punto de origen de los chorros de carburante procedentes del inyector y la posición del pistón correspondiente a un ángulo de cigüeñal de 50º con respecto al punto muerto superior (PMS).

El ángulo de dispersión del inyector puede seleccionarse entre 0º y 120º, preferiblemente entre 40º y 100º.

El ángulo en la cúspide del tetón puede seleccionarse superior al ángulo de dispersión en un valor comprendido entre 0º y 30º.

Los ejes de los chorros de carburante pueden formar con el flanco del tetón un ángulo de intersección del orden de 5º.

El cuenco puede comprender una pared lateral inclinada y el ángulo de inclinación de esta pared es inferior a 45º.

Las demás características y ventajas de la invención surgirán con la lectura de la siguiente descripción, que se da únicamente a título ilustrativo, y a la que se adjuntan:

- la figura 4 que muestra un corte axial parcial de un motor de combustión interna de inyección directa que utiliza el procedimiento de acuerdo con la invención;

- la figura 5 que es un gráfico...

1. Procedimiento de inyección de carburante en la cámara de combustión de un motor de combustión interna de inyección directa, estando dicha chambre delimitada por la pared de un cilindro (10), una culata (12) y un pistón (22) que comprende un cuenco (26) que aloja un tetón (28), caracterizado por que se inyecta el carburante por medio de un inyector (24) que permite obtener una sensibilidad de inyección del motor superior o igual a 380 cm³/30 s correspondiendo dicha sensibilidad a , donde Permeabilidad corresponde a la permeabilidad del inyector en cm³/30 s, Potencia a la potencia por litro del motor en Kw/l, P_inj a la presión máxima del sistema de inyección en bares y L_cyl a la cilindrada del motor en litros, y que tiene un ángulo de dispersión (a₁) inferior o igual a donde CD es el diámetro del cilindro (10) y F es la distancia entre el punto de origen de los chorros de carburante y la posición del pistón correspondiente a un ángulo de cigüeñal de 50º con respecto al punto muerto superior (PMS).

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que la sensibilidad está comprendida entre 380 y 520 cm³/30 s.

3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que se inyecta el carburante con un ángulo de dispersión (a₁) de chorros de carburante inferior o igual a 120º.

4. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado por que se inyecta el carburante con un ángulo de dispersión (a₁) comprendido entre 40º y 100º.

5. Motor de combustión interna que comprende al menos un cilindro (10), una culata (12), un pistón (22) que se desliza en este cilindro, un inyector (24) de carburante y una cámara de combustión delimitada en un lado por la cara superior del pistón (22) que comprende un tetón (28) orientado hacia la culata (12) y dispuesto en un cuenco (26), caracterizado por que este motor comprende un inyector de carburante (24) que permite obtener una sensibilidad de inyección superior o igual a 380 cm³/30 s correspondiendo dicha sensibilidad a , donde Permeabilidad corresponde a la permeabilidad del inyector en cm³/30 s, Potencia a la potencia por litro del motor en Kw/l, P_inj a la presión máxima del sistema de inyección en bares y L_cyl a la cilindrada del motor en litros, y que tiene un ángulo de dispersión (a₁) inferior o igual a donde CD es el diámetro del cilindro (10) y F la distancia entre el punto de origen de los chorros de carburante procedentes del inyector (24) y la posición del pistón correspondiente a un ángulo de cigüeñal de 50º con respecto al punto muerto superior (PMS).

6. Motor de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado por que el ángulo de dispersión (a₁) del inyector (24) se selecciona entre 0º y 120º.

7. Motor de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado por que el ángulo de dispersión (a₁) del inyector (24) se selecciona entre 40º y 100º.

8. Motor de acuerdo con una de las reivindicaciones 5 a 7, caracterizado por que el ángulo en la cúspide del tetón (28) se selecciona superior al ángulo de dispersión (a₁) en un valor comprendido entre 0º y 30º.

9. Motor de acuerdo con una de las reivindicaciones 5 a 8, caracterizado por que los ejes de los chorros de carburante forman con el flanco (32) del tetón (28) un ángulo de intersección del orden de 5º.

10. Motor de acuerdo con la reivindicación 5, en el que el cuenco (26) comprende una pared lateral inclinada (34), caracterizado por que el ángulo de inclinación de la pared (38) es inferior a 45º.