DISPOSITIVO APLICADO EM MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA PARA ECONOMIA DE COMBUSTÍVEL
Introdução [001] O presente pedido de patente de invenção refere-se a um inédito DISPOSITIVO APLICADO EM MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA PARA ECONOMIA DE COMBUSTÍVEL, o qual é aplicado em motores de combustão interna para economia de combustível, em que a economia faz-se por meio de pulsos ultrassônicos em uma fração de combustível líquido desviado por um by pass para o reator eletrônico, onde separa-se as moléculas por meio de cavitação, o que transforma o combustível líquido em gasoso, que ingressa pela admissão do veículo, o qual eletronicamente reconhece o combustível e diminui o tempo de injeção dos bicos injetores, aumentando o desempenho e diminuindo o consumo de combustíveis, bem como reduzindo gases nocivos ao meio ambiente.
Campo de aplicação [002] A presente invenção tem o seu campo de aplicação voltado para veículos de passeios, caminhões e caminhonetes, os quais utilizam combustíveis como etanol, gasolina e diesel. Ainda assim, a presente invenção pode ser aplicada em geradores de energia para redução de combustíveis.
Convencimento [003] Sabe-se que o cenário automotivo atual exige dos fabricantes de veículos movidos a motores de combustão interna, a incessante busca por diminuição de emissão de poluentes, redução do consumo de combustível e aumento de eficiência energética, sem que ocorra perda de desempenho e confiabilidade.
[004] O mercado apresenta alguns dispositivos adaptados em veículos e que promovem economia de combustível, como os geradores de hidrogênio, que basicamente apresentam dois compartimentos instalados no cofre do motor, em que uma mistura é formada basicamente de água e sal, onde a molécula de água (H2O) é quebrada para obter hidrogênio (H-H-O). O gás gerado é enviado em alta temperatura ao sistema de admissão do motor e acelera a queima de combustível, levando à consequente economia no consumo.
[005] No entanto, a combinação de hidrogênio e oxigênio formam um explosivo muito forte, o que acarreta na não poluição do meio ambiente e acelera a queima do combustível, mas, somente é verificada uma melhor performance, se o motor trabalhar com baixa rotação. Ainda assim, apresenta riscos de curto-circuito, em função do descarregamento do circuito elétrico e explosão do cofre do motor, caso os cabos não estejam dimensionados.
[006] Dessa forma, a fim de evitar os inconvenientes do estado da técnica, verificou o inventor em apreço a necessidade de desenvolver um dispositivo que contempla uma tecnologia capaz de prover economia de combustível, que faz-se por meio de pulsos ultrassônicos em uma fração de combustível líquido desviado por um by pass para o reator eletrônico, onde separa-se as moléculas por meio de cavitação, o que transforma o combustível líquido em gasoso, que ingressa pela admissão do veículo, o qual eletronicamente reconhece o combustível e diminui o tempo de injeção dos bicos injetores, aumentando o desempenho e diminuindo o consumo de combustíveis, bem como reduzindo gases nocivos ao meio ambiente.
Estado da técnica [007] O atual estado da técnica antecipa alguns documentos de patente que versam sobre a matéria em apreço, como o documento US4038348, que revela um transdutor piezoelétrico cerâmico cilíndrico com revestimento de titanato de chumbo, um elemento tóxico e agressivo ao meio ambiente, que ao ser colocado ao lado, acima ou dentro de um carburador, recebe o combustível líquido que é vaporizado e enviado para admissão do veículo. O motor de combustão interna é regulado pelo sistema de carburador, ainda assim, é fixado por meio de massa epóxi, em que o transdutor é alimentado com uso de oscilador e amplificador de potência. [008] Em resumo, o documento acima utiliza um transdutor cerâmico para veículos de combustão interna que são regulados pelo velho carburador. Portanto, revela uma tecnologia diferente do pedido aqui reivindicado.
[009] O documento US2323274 é caracterizado pela geração ou produção de combustível gasoso a partir de líquidos voláteis e não voláteis, em que o objeto principal da presente invenção consiste em proporcionar um dispositivo eficiente e prático, especialmente em forma portátil, e particularmente adaptado para o funcionamento do automóvel, motores de combustão interna, lâmpadas, aquecimento e de cozinhar (fogões e queimadores) e outros dispositivos que requerem um combustível limpo.
[010] O documento acima, apesar de produzir combustível gasoso, o produz por meio de uma tecnologia completamente diferente do objeto de invenção aqui proposto. [011] O documento US20140151458 A1 descreve injetores de combustível que são modificados para diminuir o tamanho das gotículas de combustível e, consequentemente, aumentar a eficiência de combustível em motores de combustão de todos os tipos, incluindo, entre outros, motores GDI, bem como motores automatizados por pulverização, como automóveis, motores a jato e usinas de combustão a óleo.
[012] O documento acima mostra uma disposição feita em bicos injetores, para que se diminua o tamanho das gotículas, ao passo que, ocorra a pulverização das gotículas dentro do motor, afim de se obter a economia de combustível. Logo, a tecnologia utilizada para tal efeito técnico, difere-se da invenção aqui proposta.
[013] O documento US2017284324 descreve um método inventivo de injetar combustível gasoso diretamente em uma câmara de combustão de um motor de combustão interna para aquecer, em contraste, um catalisador, em que a vantagem do aquecimento rápido e eficaz do referido catalisador, é que o mesmo tenha uma temperatura abaixo de uma temperatura limiar predeterminada. Estas emissões de gases de escape podem ser significativamente reduzidas durante um arranque a frio. [014] Além disso, de acordo com a invenção, permite um método de funcionamento suave significativamente maior do motor de combustão interna.
[015] O documento acima revela uma unidade de controle que inclui uma memória em um modelo de temperatura para o catalisador, que com base no modelo de temperatura, a unidade de controle é configurada para executar a estratégia de injeção para injetar combustível gasoso diretamente numa câmara de combustão de um motor de combustão interna para aquecer um conversor catalítico, se o catalisador tem uma temperatura abaixo a uma temperatura limite. A unidade de controle é projetada para efetuar uma injeção principal de combustível gasoso diretamente na câmara de combustão, e realizar uma pós-injeção de combustível gasoso diretamente na câmara de combustão, após o final da referida combustão na mesma, para aumentar um gás de escape entalpia.
[016] Em suma, nenhum dos documentos citados acima utiliza a tecnologia que a invenção reivindicada neste pedido de patente contempla, que nada mais é, que a combinação de um módulo de comando com um reator eletrônico, para gerar pulsos ultrassônicos em uma fração de combustível líquido desviado por um by pass para o reator eletrônico, onde separa-se as moléculas por meio de cavitação, o que transforma o combustível líquido em gasoso, que ingressa pela admissão do veículo, o qual eletronicamente reconhece o combustível e diminui o tempo de injeção dos bicos injetores, aumentando o desempenho e diminuindo o consumo de combustíveis, bem como reduzindo gases nocivos ao meio ambiente.
[017] Objetivos da invenção Prover economia no consumo de combustíveis, sem agredir o meio ambiente;
Prover pulsos ultrassônicos em uma fração de combustível, separando as moléculas por cavitação, gerando gases que ingressam pela admissão do veículo que eletronicamente reconhece o combustível e diminuindo o tempo de injeção dos bicos, o que aumenta o desempenho e diminui o consumo de combustíveis;
Possibilitar um dispositivo aplicado em motores de combustão interna para economia de combustível, de fácil instalação no veículo automotor, sem provocar danos ou alterações construtivas nos elementos elétricos e mecânicos do veículo;
Prover a redução da poluição atmosférica, a qual é propiciada pela redução da demanda de combustível, uma vez que os gases liberados a partir da agitação ultrassônica, propiciam melhor desempenho do motor e permite a redução da queima de combustível, o que, consequentemente, promove redução da emissão de gases nocivos ao meio ambiente;
Por fim, não gerar borras ou resíduos no motor.
Sumário da invenção [018] O DISPOSITIVO APLICADO EM MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA PARA ECONOMIA DE COMBUSTÍVEL refere-se a um dispositivo que objetiva aproveitar toda a energia que o sistema convencional de um veículo desperdiça e elimina pelo escapamento, em que o módulo convencional do veículo identifica qual é a combustão gerada pela mistura ar combustível no referido sistema, realizando um desvio da fração de combustível que vem do tanque de combustível antes da entrada da flauta do motor, utilizando by pass, então, o combustível entra diretamente para um reator eletrônico, o qual realiza o processo de transformação do estado líquido do combustível em gasoso, quebrando as moléculas com pulsos ultrassônicos e separando as moléculas de hidrocarbonetos. Essa substância gasosa sai do reator eletrônico e é incluída na entrada de admissão do motor junto com o ar, deixando a combustão muito mais rica. [019] Assim, no momento em que a sonda lâmbda faz a leitura da mistura ar e combustível, a mesma identifica a mistura rica e envia um sinal para o módulo convencional do veículo diminuir o tempo de injeção dos bicos injetores.
[020] A presente invenção é capaz de gerar mais de 50% em economia de combustível, com o processo de quebra das moléculas totalmente ecológico, proporcionando uma diminuição na queima do combustível e emitindo 50% menos de CO2, do que um carro compreendido pelo sistema convencional.
Descrição das figuras [021] Na sequência, são apresentadas as figuras para melhor explicar o pedido de patente de forma ilustrativa e não limitativa: Figura 1: Vista em perspectiva do dispositivo aplicado em motores de combustão interna para economia de combustível;
Figura 2: Vista em perspectiva explodida do dispositivo aplicado em motores de combustão interna para economia de combustível;
Figura 3: Vista em perspectiva explodida do dispositivo aplicado em motores de combustão interna para economia de combustível, mostrando o módulo de comando;
Figura 4: Vista em perspectiva explodida do dispositivo aplicado em motores de combustão interna para economia de combustível, mostrando a caixa do reator eletrônico;
Figura 5: Vista em perspectiva do dispositivo aplicado em motores de combustão interna para economia de combustível, mostrando a caixa que acondiciona o reator eletrônico;
Figura 6: Vista em perspectiva explodida do dispositivo aplicado em motores de combustão interna para economia de combustível, mostrando o reator eletrônico;
Figura 7: Vista em perspectiva do dispositivo aplicado em motores de combustão interna para economia de combustível, mostrando o reator eletrônico;
Figura 8: Vista esquemática do dispositivo aplicado em motores de combustão interna para economia de combustível, mostrando a placa de comando; Figura 9: Vista esquemática do dispositivo aplicado em motores de combustão interna para economia de combustível, mostrando seu uso.
Descrição detalhada da invenção [022] O DISPOSITIVO APLICADO EM MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA PARA ECONOMIA DE COMBUSTÍVEL refere-se a um dispositivo (1) que objetiva gerar pulsos ultrassônicos em uma fração de combustível líquido (L), separando as moléculas por meio de cavitação, gerando gases que ingressam pela admissão do veículo que eletronicamente reconhece o combustível, agora gasoso, diminuindo o tempo de injeção dos bicos injetores (13), aumentando o desempenho e diminuindo o consumo de combustíveis.
[023] Mais particularmente, o dispositivo (1) compreende um módulo de comando (MC) dotado de uma estrutura bipartida (2), fixada por meio de pinos de fixação (PN) localizados nas extremidades da tampa (3). Ainda assim, a tampa (3) contempla um dissipador de energia (DE) e rebaixos (RB) para melhor acomodação de uma placa de comando (P). Já a tampa (4) é dotada de um compartimento retangular (5), que acomoda a placa de comando (P) do dispositivo (1). Logo acima do compartimento retangular (5), denota-se um orifício maior (6) para receber um conector de pinos (CP), e orifícios (6') para prover A fixação do conector de pinos (CP) no compartimento retangular (5). Por seguinte, um conector (CNR) é rosqueado no conector de pinos (CP), ao passo que o referido conector (CNR) acomode uma tubulação (T4). Posteriormente, a tubulação (T4) faz conexão com um conector (CNR') rosqueado no conector de pinos (CP'). O referido conector de pinos (CP') fica acomodado em um orifício (7) previsto no topo da caixa (CX). Ainda assim, o topo da caixa (CX) revela orifícios (7') para que seja possível realizar a conexão do conector de pinos (CP'). Nada obstante, o topo da caixa (CX) ainda revela um orifício (8) responsável pela passagem do cabo (T2), ademais, revela mais um orifício (9) capaz de receber um conector (10) para prover a passagem de um cabo (T1). A caixa (CX) é utilizada para acomodar um reator eletrônico (RE), que, contudo, recebe uma tampa (11) dotada de um orifício (12) para circulação de ar, em que o referido orifício (12) é sobreposto por uma grade de proteção (13).
[024] O dispositivo (1) é idealizado por meio de um módulo de comando (MC), o qual é responsável por todo o gerenciamento do reator eletrônico (RE), em que o módulo de comando (MC) compreende alguns circuitos específicos, como o circuito oscilador das ultrassom (A), um circuito responsável pela análise de falhas nas ultrassom (B), um microcontrolador (C), responsável pelo gerenciamento da placa de comando (P), e um módulo bluetooth (D), que faz conexão com o aplicativo do celular (CL). Ainda assim, a placa de comando (P) conta com os dissipadores de energia (DE) previstos no módulo de comando (MC), que trabalha em temperaturas elevadas, provenientes do motor (M) do veículo.
[025] Ademais, o reator eletrônico (RE) compreende um reservatório (R) dotado de uma espera (E1) para acomodar um sensor de nível (S1), que contém uma rosca (R1) para melhor fixação do mesmo na espera (E1); uma espera (E2) capaz de acomodar um sensor de segurança (S2), que abrange uma rosca (R2) para melhor fixação na espera (E2). Além disso, o reator eletrônico (RE) apresenta um orifício (14) capaz de receber a canopla de gás (15), que faz conexão com uma tubulação (T2), a qual tem sua extremidade ligada à um bico injetor (BI). Por seguinte, ao lado do orifício (14) encontra-se um orifício (16), responsável por receber a canopla do bico injetor (17), o qual recebe um conector (10) capaz de acoplar a tubulação (T1). Mais à frente do orifício (16), localiza-se o orifício (18) utilizado para fixar uma ventoinha (V) controlada por PWM. Abaixo do reator eletrônico (RE) denota-se um alojamento (19) dotado de esperas (20) simétricas e opostas, as quais são concordantes com o formato das pastilhas cerâmicas (21). O alojamento (19) é fixado abaixo do reator eletrônico (RE) por meio de elementos de fixação, de modo que as pastilhas cerâmicas (21) tenham contato com o reservatório (R) para decompor as moléculas do combustível por cavitação.
[026] Após a instalação do modulo de comando (MC) e o reator eletrônico (RE) no veículo, a comunicação entre o usuário e o módulo de comando (MC) é feito através de uma comunicação via bluetooth de 2,4mhz, por meio do módulo bluetooth (D) presente na placa de comando (P). Antes de iniciar a partida do motor (M) do veículo, o usuário conecta seu celular (CL) ao módulo de comando (MC), através de um aplicativo, e ajusta as configurações, tais como tipo de combustível e motorização. Posteriormente, quando o usuário girar a chave para dar a partida no motor (M) do veículo, o módulo de comando (MC) recebe um sinal nos pinos PB (PB) o qual é ligado por meio de um cabo flexível de cobre 0,50mm no positivo da bobina de ignição do veículo, que ao receber o referido sinal, o módulo de comando (MC) faz uma análise no nível de combustível dentro do reservatório do reator eletrônico (RE) por meio do sensor de nível (S1), pois quando não há combustível no reator eletrônico (RE) o sensor de nível (S1) envia um sinal para a placa de comando (P), onde a mesma libera a entrada de combustível pelo bico injetor, até que a boia no sensor de nível (S1) atinja o nível de combustível especificado, então, quando a boia atingir o nível, a placa de comando (P) desliga o bico injetor. O referido sensor de nível (S1) tem a função de analisar o nível de combustível (L) dentro do reator eletrônico (RE) e, caso o mesmo esteja baixo, o módulo de comando (MC) liga o bico injetor (BI) até que o nível de combustível líquido (L) seja estabilizado. Após estabilizado, o módulo de comando (MC) envia um sinal para o bico injetor (BI) fechar a passagem de combustível líquido (L) para o reservatório (R) do reator eletrônico (RE). Ainda assim, um outro sensor de segurança (S2), localizado acima do reservatório (R) do reator eletrônico (RE), é capaz de identificar o excesso de combustível líquido (L) indo para o mesmo e, então, o sensor de segurança (S2) é acionado quando houver um problema com excesso de combustível líquido (L) dentro do reator eletrônico (RE), enviando um sinal ao módulo de comando (MC) de anomalia, onde este imediatamente inicia uma rotina de segurança, garantindo que o bico injetor (BI) não abra até que o nível de segurança esteja estabelecido.
[027] Por seguinte, o referido reator eletrônico (RE) recebe uma fração de combustível líquido (L) por meio da tubulação (T1), que é ligada ao reator eletrônico (RE) por intermédio de um conector (10), sendo que a tubulação (T1) tem sua extremidade oposta conectada ao tubo dos bicos injetores (13) do veículo através de um conector by pass (BY). Vale ressaltar, que a tubulação (T1) faz bifurcação com uma tubulação (T3), que interliga o tanque de combustível (TC) nos bicos injetores (13) do motor (M) do veículo. Então, o módulo de comando (MC) é conectado ao reator eletrônico (RE) através de um meio físico, ou seja, através de um cabo manga (CM), em que no referido cabo manga (CM) trafega sinais necessários para o funcionamento do reator eletrônico (RE), assim, as pastilhas cerâmicas (21) são ligadas, gerando pulsos ultrassônicos em uma fração de combustível líquido (L), então desviado por meio do circuito oscilador das ultrassom (A), onde começa-se a produzir o gás de hidrocarboneto dentro do reator eletrônico (RE).
[028] As pastilhas cerâmicas (21) apresentam bordas revestidas de material não condutor, portanto não tóxico, o que não agride o meio ambiente. O material não condutor das pastilhas cerâmicas (21) recebe energia contínua que vem da bateria de 12v do veículo que passa por uma placa inversora (IF), localizada na placa de comando (P) do módulo de comando (MC), convertendo a energia contínua em 35v, que por sua vez, alimenta as pastilhas cerâmicas (21), que como descrito acima, gera pulsos ultrassônicos em uma fração de combustível líquido (L) que como já descrito acima, é desviada para o reator eletrônico (RE), o qual separa as moléculas por cavitação (fenômeno de vaporização de um líquido), transformando o combustível líquido (L) para gasoso, portanto, o combustível líquido (L) agora em estado gasoso, passa pela tubulação (T2) até entrar na admissão do motor (M) do veículo. Ainda assim, com a formação e o colapso das bolhas microscópicas no combustível líquido (L) depositado no reservatório (R) do reator eletrônico (RE), geram-se gases e, para que o gás de hidrocarboneto seja retirado do interior do reator eletrônico (RE), existe uma ventoinha (V) controlada por PWM, ou seja, quanto maior o RPM do motor (M), mais gás de hidrocarboneto é retirado do reator eletrônico (RE), assim controla-se o fornecimento de gás de hidrocarbonetos ao motor (M) do veículo. Ainda assim, os gases ingressam em uma câmara superior, sendo expelida pela tubulação (T2) através da referida ventoinha (V), em que dita tubulação (T2) se conecta antes da borboleta (BB) do motor (M), forçando os gases gerados no reservatório (R) do reator eletrônico (RE) até a câmara de combustão (não representada) do motor (M), que pela queima, geram gases que são liberados pelo escapamento do motor (M) e passam por uma sonda lâmbda (SL), a qual reconhece a mistura rica do ar combustível e diminui o tempo de injeção dos bicos injetores (13), o que por consequência gera economia de combustível.
[029] Por fim, caso em pleno funcionamento do sistema uma das pastilhas cerâmicas (21) pare de funcionar por quaisquer motivos, o módulo de comando (MC) imediatamente corta a alimentação elétrica do ultrassom e envia um sinal de falha ao usuário por meio da comunicação bluetooth, isso acontece por meio do circuito responsável pela análise de falhas nas ultrassom (B), e é enviado para o aplicativo do celular (CL) do usuário, por meio do módulo bluetooth (D). O módulo de comando (MC) também conta com sensores de temperatura (ST1) interno, bem como o reator eletrônico (RE), que também compreende um sensor de temperatura (ST2), que monitora a temperatura do reator eletrônico (RE) para fins de segurança, ou seja, garantindo que a temperatura do reator eletrônico (RE) não ultrapasse a temperatura do ponto de fulgor do combustível líquido (L), caso, por algum motivo, esta temperatura ultrapasse os limites de segurança, o sistema entra em modo de emergência e desliga os dois circuitos osciladores das ultrassom (A); a comunicação do sensor de temperatura (ST2) no reator eletrônico (RE) é feita através de dois fios de 0,25mm, que são conectados na placa de comando (P). Já o sensor de temperatura (ST1) no módulo de comando (MC), é o responsável por verificar se a temperatura interna do módulo de comando (MC) está trabalhando dentro dos níveis aceitáveis, afim de prever a segurança do equipamento e, caso esta temperatura seja ultrapassada o sistema é desligado.
[030] Em suma, a presente invenção reduz a poluição atmosférica, a qual é propiciada pela redução da demanda de combustível, uma vez que os gases liberados a partir da agitação ultrassônica propiciam melhor desempenho do motor (M), permitindo redução da queima de combustível, o que, consequentemente, promove redução da emissão de gases nocivos ao meio ambiente.
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