BR102016022685B1

BR102016022685B1 - Galeria de combustível para aquecimento de combustível

Info

Publication number: BR102016022685B1
Application number: BR102016022685-6A
Authority: BR
Inventors: Fernando Lepsch; Naveen Nagaraja
Original assignee: Robert Bosch Limitada
Priority date: 2016-09-29
Filing date: 2016-09-29
Publication date: 2023-02-07
Also published as: BR102016022685A2

Abstract

GALERIA DE COMBUSTÍVEL PARA AQUECIMENTO DE COMBUSTÍVEL. A presente invenção refere-se a uma galeria de combustível (1) para aquecimento de combustível, na qual está previsto um inserto (10) inserível no interior de um tubo principal (6), ao qual se estendem saídas de combustível (14) que se comunicam de forma fluida com um canal transversal. Com isso, combustível flui de forma controlada pelo canal transversal (15) que se estende sobre uma porção substancial de uma face de contato (16) do inserto (10). Há ainda aberturas (18) que promovem comunicação fluida entre o canal transversal (15) e a câmara de aquecimento (17).

Description

[001] A presente invenção refere-se a uma galeria de combustível aquecida que além de minimizar a quantidade de velas de aquecimento empregadas neste tipo de galeria ainda diminui substancialmente o espaço consumido pela galeria no cofre de um motor de combustão interna. A presente invenção é empregada em dispositivos de auxílio de partida a frio para motores de combustão interna que consomem combustíveis com calor específico de vaporização elevado como, por exemplo, etanol.

DESCRIÇÃO DO ESTADO DA TÉCNICA

[002] Nos últimos anos ocorreu uma grande popularização de veículos que utilizam bicombustíveis, por exemplo, gasolina e etanol. Estes veículos, quando operam com etanol como combustível, necessitam para sua partida em climas frios, usualmente de um tanque de combustível adicional dedicado para uma injeção inicial de gasolina. Isso se dá pelo fato do etanol apresentar um alto calor específico de vaporização quando comparado com a gasolina. Com base nessa limitação físico-química do etanol e com o intuito de eliminar o tanque de gasolina adicional os fabricantes de veículos desenvolveram dispositivos de partida a frio do etanol que auxiliam no processo de combustão através do preaquecimento do combustível.

[003] Conjuntos de partida a frio são geralmente fixados em uma região superior do bloco do motor e são constituídos em regra por uma galeria de combustível que possui válvulas de injeção, elementos para o aquecimento do combustível, dutos para a passagem de combustível e seus respectivos acoplamentos. Os ditos dutos da galeria, já conhecidos pelo estado da técnica, possuem diversas geometrias e ainda são feitos usualmente de plástico ou metal. No entanto, para que se promova um aquecimento adequado do combustível é usualmente empregada uma vela de aquecimento para cada cilindro de um motor de combustão interna. Isso, obviamente, aplica-se àquelas galerias que promovem um aquecimento parcial do combustível contido na mesma. Isso porque como conhecido no estado da técnica há soluções que apresentam uma quantidade menor de velas de aquecimento em relação ao número de cilindros, mas que usualmente promovem o aquecimento de todo o combustível ou uma parcela significativa contido na galeria de combustível.

[004] Uma configuração exemplificativa do estado da técnica que contém uma quantidade menor de velas de aquecimento em relação ao número de cilindros e que visa o aquecimento de todo o combustível pode ser verificada no documento US-H1,820.

[005] Por isso, os engenheiros da indústria automotiva perseguem cada vez mais galerias de combustível que promovam o correto aquecimento do combustível, mas com custos reduzidos e que empreguem uma menor quantidade de velas de aquecimento com aquecimento adequado nos motores em que tais galerias são instaladas, sendo que a minimização do espaço utilizado por galerias de combustível deve cada vez ser menor, principalmente, frente à tendência de downsizing dos motores.

[006] Um outro exemplo de galeria de combustível com adequado aquecimento e que emprega uma vela por cilindro do motor de combustão interna pode ser percebido no documento WO 2006/130938 que prevê exatamente um dos primeiros tipos de galeria aquecida que de fato promove uma adequada partida do motor de combustão interna. Mas, apesar da eficiência alcançada na solução apresentada nesta técnica anterior, há ainda a previsão de uma quan-tidade significativa de velas de aquecimento, o que gera custos significativos em linha de montagem e no produto final entregue por forne- cedoras de autopeças às montadoras.

[007] O mesmo se aplica à galeria de combustível do documento WO 2012/071637, a qual consegue empregar o uso eficiente de material plástico em galerias de combustível aquecidas. Mas ainda sim, este conjunto de galeria de combustível possui velas de aquecimento em quantidade significativa compartilhando das mesmas mazelas que a técnica anterior então citada.

[008] Como se observa na técnica anterior existe em função da geometria, do aquecimento a ser realizado e da quantidade de cilindros do motor uma relação de uma vela de aquecimento para cada injetor de combustível. Obviamente, essa relação ignora aquelas galerias ou sistemas de aquecimento de combustível que promovem um aquecimento adequado de uma exata porção de combustível que é aquela injetada no motor de combustão interna.

[009] Assim, um objetivo da presente invenção é minimizar a quantidade de velas de aquecimento adotadas em galerias de combustível que se beneficiam da menor massa específica do combustível aquecido que é aquele que primeiramente é fornecido a um motor de combustão interna durante a partida a frio. Além disso, a galeria da invenção em questão visa uma interação entre o corpo da galeria em si e um elemento que é inserido em seu interior para minimizar ainda mais o espaço ocupado pela mesma.

BREVE DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[0010] A invenção em tela refere-se a uma galeria de combustível para aquecimento de combustível. Esta galeria compreende um tubo principal pelo qual flui combustível advindo de uma entrada de combustível que se comunica com um sistema de alimentação de combustível.

[0011] Para que o combustível seja injetado em um motor de combustão interna extensões comunicam o tubo principal com respectivas válvulas de injeção, sendo que câmaras de aquecimento são conectadas às respectivas velas de aquecimento.

[0012] Importante frisar que no interior do tubo principal um inserto é inserido de modo a promover saídas de combustível que se comunicam de forma fluida com um canal transversal presente sobre uma porção substancial de uma face de contato do inserto. Com isso, aberturas promovem comunicação fluida entre o canal transversal e a câmara de aquecimento permitindo que haja o devido aquecimento do combustível que após aquecimento flui para as ditas válvulas.

[0013] Com essa configuração de galeria consegue-se um objeto compacto, preferencialmente, de plástico que reúne todas as características de galerias aquecidas, porém com dimensões externas substancialmente similares a galerias não aquecidas.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DOS DESENHOS

[0014] A presente invenção será, a seguir, mais detalhadamente descrita com base em alguns exemplos de execução representados nos desenhos. As Figuras mostram:

[0015] Figura 1 - é uma vista em perspectiva de uma galeria de combustível para aquecimento de combustível da presente invenção;

[0016] Figura 2 - é uma vista em perspectiva da galeria de combustível isenta de componentes montados na mesma;

[0017] Figura 3 - é uma vista em perspectiva de um inserto interno da galeria de combustível;

[0018] Figura 4 - é uma vista frontal da galeria para aquecimento de combustível da presente invenção, na qual alguns componentes foram removidos;

[0019] Figura 5 - é uma vista lateral e em corte da galeria para aquecimento de combustível da presente invenção;

[0020] Figura 6 - é uma outra vista lateral e em corte da galeria para aquecimento de combustível da presente invenção;

[0021] Figura 7 - é uma vista inferior da galeria para aquecimento de combustível da presente invenção, na qual alguns componentes foram removidos;

[0022] Figura 8 - é uma vista em perspectiva e em corte da galeria para aquecimento de combustível da presente invenção, na qual alguns componentes foram removidos.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS FIGURAS

[0023] Como informado anteriormente, o principal objetivo da presente invenção é prover uma galeria para aquecimento de combustível, a qual emprega uma quantidade menor de velas de aquecimento por cilindro, ou seja, que promova adequado aquecimento fazendo uso da ascensão do combustível com menor massa específica que está aquecido durante a partida de um motor de combustão interna. Com isso, além da redução de custos em uma linha de montagem as dimensões externas na galeria de aquecimento são minimizadas haja vista uma menor quantidade de câmaras de aquecimento ou tubos secundários presentes na galeria.

[0024] A partir da Figura 1 é possível perceber uma galeria de combustível 1, a qual é apresentada em uma vista em perspectiva. Em uma porção superior da galeria de combustível 1 está presente uma entrada de combustível 3 que se comunica com um sistema de alimentação de combustível (não representados nas Figuras). Por outro lado, em uma porção inferior da galeria de combustível 1 estão presentes válvulas de injeção 2 que estão inseridas em respectivas extensões 5 que comunicam as válvulas de injeção 2 com um tubo principal 6.

[0025] Já entre cada uma das válvulas de injeção 2 estão presentes velas de aquecimento 4, as quais se conectam à galeria de combustível 1 por meio de comunicações 7.

[0026] Verifica-se nesta concretização da presente invenção que estão previstas três válvulas de injeção 2 e duas velas de aquecimento 4, sendo que esta galeria é destinada a um motor de três cilindros ou um par desta galeria poderia, por exemplo, ser empregado em um motor V6 ou boxer de seis cilindros.

[0027] Por meio de uma visualização geral desta Figura 1 um técnico no assunto percebe poucas diferenças dimensionais desta galeria de combustível 1 com relação a galerias não aquecidas, o que é um desejo atual de todos os projetistas de motores de combustão interna, ou melhor, toda a indústria de fornecedores de autopeças. Isso porque esta galeria de combustível 1 pode ser empregada em um motor de combustão interna sem que interfira em outros componentes usuais do motor, assim, não havendo a necessidade de que projetos especiais existam para que o motor de combustão interna possa se beneficiar de uma galeria com adequado aquecimento de combustível.

[0028] Com o objetivo de facilitar o entendimento da presente invenção, a Figura 2 apresenta a galeria de combustível 1 isenta dos componentes agregados à mesma. Porém, esta vista da galeria de combustível 1 é relativamente inclinada de modo que pode ser observada parte da face interna das extensões 5 e das comunicações 7, sendo que pelo fato de suas extremidades se distanciarem do tubo principal 6 estas se comunicam por um reforço 8 que se estende na porção inferior do tubo principal 6 passando pelo lado externo das extensões 5 e comunicações 7, sendo que tal reforço 8 não adentra o interior das mesmas, mas serve como elemento estrutural externo.

[0029] Como mencionado, as extremidades das extensões 5 se afastam do tubo principal 6 sendo previstos respectivos tubos de comunicação 9. Os tubos de comunicação 9 promovem comunicação fluida entre o interior do tubo principal 6 e as válvulas de injeção 2 que estão conectadas às extensões 5. Já as comunicações 7 são na verdade as porções externas das câmaras de aquecimento que serão pormenorizadas e detalhadamente descritas nas próximas Figuras.

[0030] No entanto, antes de explicar a interação entre as câmaras de aquecimento com o combustível no interior do tubo principal 6 é imprescindível observar o objeto da Figura 3. Nesta Figura verifica-se uma estrutura a qual intitulada de inserto 10. Este inserto 10 possui uma geometria que permite ser inserido no interior do tubo principal 6 e promover um fluxo de combustível em seu interior que promove adequado aquecimento de combustível para partida a frio de um motor de combustão interna.

[0031] O inserto 10 é uma peça única normalmente de plástico injetado que possui um fechamento vedante em uma de suas extremidades, sendo promovido de rebaixo 11 e um o-ring 12, o qual é comprimido entre o rebaixo 11 e a parede interna do tubo principal 6 quando o inserto 10 está em uma posição inserida dentro do tubo principal 6 como indicado pelas duas setas à esquerda da Figura 3.

[0032] Próximo a estas setas percebe-se ainda entalhes 13 que têm a função de interagir com ressaltos no interior do tubo principal 6. Com isso, impede-se um movimento rotacional do inserto 10 quando este está devidamente encaixado dentro do tubo principal 6. Isso é de relevante importância, pois alguns elementos presentes no inserto 10 devem interagir com os tubos de comunicação 9 e as comunicações 7 que são parte da câmara de aquecimento a ser descrita adiante.

[0033] Nesta imagem do inserto 10 é possível verificar saídas de combustível 14 as quais se comunicam de forma fluida (como será verificado posteriormente) com um canal transversal 15 que se estende sobre porção substancial de uma face de contato 16. Frise-se que esta face de contato 16 impede a circulação de combustível na interface entre esta face e a parede interna do tubo principal 6 quando o inserto 10 está inserido no interior deste. Isso ocorre porque deseja-se controlar o caminho que o combustível percorre no interior do tubo principal 6.

[0034] É possível ainda e verificar nesta Figura 3 que o canal transversal 15 se comunica de forma fluida com a câmara de aquecimento 17 através de aberturas 18. Na verdade, a câmara de aquecimento 17 é parte da câmara, pois esta é formada pelo somatório desta porção do inserto 10 e o interior da comunicação 7, ou seja, quando o inserto 10 está na posição encaixada, a parte superior da câmara de aquecimento 17 está presente no inserto 10 e a porção inferior da câmara de aquecimento 17 está presente no interior da comunicação 7.

[0035] Ainda destaca-se o fato de o perímetro interno da câmara de aquecimento 17 próximo à junção das comunicações 7 com o inser- to 10 ser adjacente para que haja uma continuidade na interação presente no interior da câmara de aquecimento 17. Ainda com relação à interface das duas peças que formam a câmara de aquecimento 17 deve ser percebido que a face de contato 16 se estende além do dito perímetro da câmara de aquecimento 17 promovendo assim uma câmara que é formada por duas peças que impede fluxo de combustível entre a interface de ambas nesta porção que se configura a câmara de aquecimento 17.

[0036] As demais Figuras serão detalhadas em seguida, no entanto, o leitor deve sempre recorrer às características descritas nestas duas últimas Figuras, pois a geometria interna da interação do interior do tubo principal 15 e o inserto 18 é relativamente complexa.

[0037] A Figura 4 revela uma vista frontal da galeria de combustível 1 que apresenta todos os elementos já descritos nas Figuras anteriores, no entanto, esta Figura demonstra o local em que a galeria de combustível 1 é visualizada nas duas Figuras seguintes que são as Figuras 5 e 6. A Figura 5 é uma representação do corte A-A da Figura 4 e, por sua vez, a Figura 6 é uma representação do corte B-B da Figura 4.

[0038] Na Figura 5 pode ser primeiramente verificada a interação entre a comunicação 7 e o inserto 10 que conjuntamente forma a câmara de aquecimento 17, sendo que na interface entre o inserto 10 e o interior da galeria de combustível 1, ou seja, onde ambas se contatam não há passagem de combustível. Por esse motivo respectivas aberturas, rasgos, orifícios ou tubos estão presentes no interior da galeria de combustível 1 para promover o desejado fluxo de combustível.

[0039] Quando da pressurização do sistema de alimentação de combustível o interior da galeria de combustível 1 é preenchido com combustível sendo que este combustível a ser aquecido possui uma primeira interação com o inserto 10 ao se comunicar com um rasgo posterior 19 - que na verdade é uma abertura - do referido inserto 10. Assim, após o combustível passar pelo rasgo posterior 19 flui por um tubo interno 20 da comunicação 7 que na verdade é um tubo interno da câmara de aquecimento 17 chegando assim em uma porção inferior da referida câmara de aquecimento 17 (observa-se que as partes inferiores e superiores descritas ao longo do presente relatório descritivo tem por premissa o posicionamento da galeria de combustível 1 quando instalada em motor de combustão interna).

[0040] Sem prejuízo ao exposto frisa-se que o posicionamento com relação à força gravitacional é de suma importância para o funcionamento do presente desenvolvimento.

[0041] Com efeito, após ter adentrado a câmera de aquecimento 17 propriamente dita o combustível passa a ser aquecido pela vela de aquecimento 4 que não está demonstrada nesta Figura para que haja uma melhor visualização desta em corte.

[0042] Como é sabido, o combustível com menor massa específica e, portanto, mais aquecido ascende dentro da câmara de aquecimento 17, sendo que aquele combustível com maior temperatura é o que mais se aproxima da saída superior 21 da câmera de aquecimento 17 fluindo em seguida para o canal transversal 15 que é adjacente à saída superior 21. Com isso, o combustível devidamente aquecido percorre em uma direção perpendicular à presente Figura 5 pelo canal transversal 15 até alcançar uma das entradas superiores 22, cuja interação com o combustível será pormenorizada na descrição da Figura 6.

[0043] Porém, antes de descrever a Figura 6 e tendo em vista que a geometria interna da galeria de combustível 1 somada ao inserto 10 é bastante complexa faz-se necessário uma leitura desta descrição tendo como base as demais Figuras 7 e 8 que são respectivamente uma vista inferior da galeria de combustível 1 (isenta dos demais equipamentos) e uma vista em corte revelando detalhes internos da interação que ocorre com o inserto 10.

[0044] Nesse sentido, retornando-se à descrição da Figura 6 que representa o corte B-B pode ser verificado que o combustível após ter percorrido em um sentido axial do canal transversal 15 chega até uma das entradas superiores 22 local em que encontra um tubo descendente 23 que é formado no próprio corpo do inserto 10. Este tubo descendente 23 possui uma primeira porção e uma segunda porção em cada uma das extensões 5 propiciando que o combustível que foi aquecido devidamente na câmara de aquecimento 17 flua em direção a uma perspectiva válvula de injeção 2 e, consequentemente, promova a injeção de combustível desejada.

[0045] Com isto pode-se perceber que a galeria de combustível 1 apesar de possuir um formato bastante compacto consegue realizar o necessário aquecimento dentro das câmaras de aquecimento 17 pela interação entre o inserto 10 e o interior do tubo principal 6.

[0046] Tendo sido descrito um exemplo de concretização preferido, deve ser entendido que o escopo da presente invenção abrange outras possíveis variações, sendo limitado tão somente pelo teor das reivindicações apensas, aí incluídos os possíveis equivalentes. LISTA DAS REFERÊNCIAS NUMÉRICAS DOS DESENHOS 1 - galeria de combustível 2 - válvula de injeção 3 - entrada de combustível 4 - vela de aquecimento 5 - extensões 6 - tubo principal 7 - comunicações 8 - reforço 9 - tubo de comunicação 10 - inserto 11 - rebaixo 12 - o-ring 13 - entalhes 14 - saídas de combustível 15 - canal transversal 16 - face de contato 17 - câmara de aquecimento 18 - aberturas 19 - rasgo posterior 20 - tubo interno 21 - saída superior 22 - entrada superior 23 - tubo descendente

Claims

1. Galeria de combustível (1) para aquecimento de combustível que compreende: - um tubo principal (6) que possui uma entrada de combustível (3) que se comunica com um sistema de alimentação de combustível; - extensões (5) que comunicam as respectivas válvulas de injeção (2) ao tubo principal (6); - comunicações/câmaras de aquecimento (7, 17) conectadas a respectivas velas de aquecimento (4), caracterizada pelo fato de que ainda compreende: - um inserto (10) inserível no interior do tubo principal (6) que possui saídas de combustível (14) que se comunicam de forma fluida com um canal transversal (15); - o canal transversal (15) se estende sobre uma porção substancial de uma face de contato (16) do inserto (10); e - aberturas (18) que promovem comunicação fluida entre o canal transversal (15) e a câmara de aquecimento (17).

2. Galeria de combustível (1) de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que possui três válvulas de injeção (2) e duas velas de aquecimento (4).

3. Galeria de combustível (1) de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que possui quatro válvulas de injeção (2) e duas ou três velas de aquecimento (4).

4. Galeria de combustível (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que as extensões (5) e as comunicações (7) se comunicam por um reforço (8).

5. Galeria de combustível (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que tubos de comunicação (9) promovem comunicação fluida entre o interior do tubo principal (6) e as válvulas de injeção (2).

6. Galeria de combustível (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que o inserto (10) possui um rebaixo (11) atuante com um o-ring (12).

7. Galeria de combustível (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que o inserto (10) possui entalhes (13) que interagem com ressaltos dentro do tubo principal (6) para impedimento de movimento rotacional.

8. Galeria de combustível (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que a câmara de aquecimento (17) é formada pelo somatório de parte do inserto (10) e o interior da comunicação (7).

9. Galeria de combustível (1) de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que uma parte superior da câmara de aquecimento (17) está presente no inserto (10) e uma parte inferior da câmara de aquecimento (17) está presente no interior da comunicação (7).

10. Galeria de combustível (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que um perímetro interno da câmara de aquecimento (17) próximo à junção das comunicações (7) com o inserto (10) é adjacente.

11. Galeria de combustível (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que a câmara de aquecimento (17) possui uma saída superior (21) que se comunica com o canal transversal (15).

12. Galeria de combustível (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que o canal transversal (15) se comunica com entradas superiores (22) que por sua vez se conecta de forma fluida com a válvula de injeção (2) através de um tubo descendente (23).