BR112015031280B1

BR112015031280B1 - Sistema de motor e método para minimizar automaticamente o surto durante o boost em um sistema de motor

Info

Publication number: BR112015031280B1
Application number: BR112015031280-2A
Authority: BR
Inventors: Brian M. Graichen; Matt Gilmer; Dave Fletcher; Keith Hampton; James H. Miller; Steve Long
Original assignee: Dayco Ip Holdings, Llc
Priority date: 2013-06-13
Filing date: 2014-06-13
Publication date: 2022-04-19
Also published as: BR112015031280A2; EP3008324A4; KR101693140B1; EP3008324A1; JP2016522351A; CN105308303A; US20140369806A1; US9133852B2; EP3008324B1; WO2014201355A1; CN105308303B; KR20160019459A; JP6110566B2

Abstract

SI STEMA DE MOTOR E MÉTODO PARA MI NIMI ZAR AUTOMATI CAMENTE O SURTO DURANTE O BOOST EM UM SI STEMA DE MOTOR. Um sistema de motor apresentando um compressor acoplado a um motor e fornecendo ar a um coletor de admissão, uma borboleta controlando o fornecimento de ar a partir do compressor para o coletor de admissão, uma válvula de recirculação do compressor (CRV) apresentando uma câmara de controle pneumático, e um aspirador da borboleta apresentando a sua seção de movimentação em comunicação fluída com uma entrada da borboleta e a sua seção de descarga em comunicação fluída com uma saída da borboleta e a sua porta de sucção em comunicação fluída com a câmara de controle pneumático da CRV. Tal sistema de motor minimiza automaticamente o surto durante o boost sem um sistema de controle ativando a CRV. Aqui, a CRV opera puramente em função das alterações na pressão dentro do sistema que forma um ciclo que se auto reinicia. Em outra forma de realização, podem ser incluídos uma válvula de gaveta e um canister de vácuo, em vez de dispor do aspirador de borboleta, conectado diretamente à câmara de controle pneumático da CRV.

Description

Pedido relacionado

[001] Este pedido reivindica o benefício do Pedido Provisório dos Estados Unidos N° 61/834.750, depositado em 13 de Junho de 2013, que é aqui incorporado em sua totalidade por referência.

Campo técnico

[002] O presente pedido se refere às válvulas de recirculação do compressor (“CRV”), mais particularmente, as ditas válvulas em um sistema para controlar a recirculação do ar de saída do compressor de sobre alimentação tipo turboalimentador pelo compressor e de volta para a entrada do compressor, a fim de minimizar os surtos [surge].

Fundamento

[003] O advento do gás natural a preços acessível tem sido abraçado pelos fabricantes de motores de veículos rodoviários e agora eles estão adaptando seus motores originalmente alimentados por diesel para operar com gás natural. Isto requer algumas modificações, incluindo a adição de uma borboleta no fluxo do ar de admissão. Quando a borboleta é fechada rapidamente, pode ser iniciada uma condição chamada surto. Quando um turbo-compressor se encontra em um estado de surto, ele não pode mais comprimir efetivamente a carga de admissão, no entanto, ainda absorve energia do fluxo dos gases de exaustão. Em um fechamento transiente da borboleta esta perda de compressão faz com que o turbo-compressor acelere, enquanto simultaneamente o fluxo de ar para dentro do motor é reduzido. Em uma fração de um segundo a potência de exaustão disponível para o turbo-compressor diminui drasticamente, desacelera o turbo-compressor, e por sua vez, aumenta a pressão de compressão.

[004] Esta operação instável pode ocorrer por diversos ciclos, fazendo com que o veículo vibre e a saída de torque do motor varie. Portanto, existe uma necessidade de projetos aperfeiçoados para controlar a operação do turbo-compressor durante o período de fechamento transitório da borboleta em um motor alimentado a gás natural.

[005] Exemplos de sistemas de motor são revelados nos documentos DE102005029063, DE10201005826, US 2009/0101121 e US 2011/0132311.

Síntese

[006] Em um aspecto, é descrito um sistema de motor que minimiza o surto durante o boost sem um sistema de controle externo que monitore e ative uma CRV, conforme mostrado na figura 4, e/ou uma CRV e uma válvula de gaveta, conforme mostrado na figura 1. Nos sistemas de motor descritos a CRV e/ou a válvula de gaveta operam puramente em função das variações de pressão dentro do sistema, formando assim um ciclo que é auto reiniciado.

[007] Em um aspecto, é descrito um sistema de motor apresentando um aspirador da borboleta conectado à câmara de controle pneumático de uma CRV. Tal sistema de motor inclui um compressor acoplado a um motor e fornecendo ar a um coletor de admissão, uma borboleta que controle o fornecimento de ar a partir do compressor para o coletor de admissão, uma válvula de recirculação do compressor (CRV) que apresenta uma câmara de controle pneumático, e um aspirador de borboleta que apresenta a sua seção de movimentação em comunicação fluída com uma entrada da borboleta e a sua seção de descarga em comunicação fluída com uma saída da borboleta e a sua porta de sucção em comunicação fluída com a câmara de controle pneumático da CRV. O motor pode ser um motor a gás natural.

[008] Em operação, sob o boost com a borboleta fechada, ocorre o fluxo aumentado através do aspirador da borboleta, gerando assim maior vácuo de sucção do que durante o estado estacionário sem qualquer boost, que evacua a câmara de controle pneumático da válvula de recirculação do compressor, desse modo, abrindo a válvula de recirculação do compressor para permitir que o ar comprimido flua através do desvio. A seguir, quando a borboleta é aberta para uma predeterminada posição parcialmente aberta e o fluxo através do aspirador da borboleta diminui para um valor de limiar, a válvula de recirculação do compressor é fechada sob a força de uma mola em seu interior. Em um estado estacionário com boost, o ar flui através da borboleta criando uma queda de pressão e um pequeno vácuo de sucção é criado, o qual permite que a CRV mantenha a porção da válvula da mesma na posição fechada.

[009] Em outro aspecto, são descritos os sistemas de motores que podem incluir um compressor acoplado a um motor e fornecendo ar a um coletor de admissão, uma borboleta controlando o fornecimento de ar a partir do compressor para o coletor de admissão, um reservatório de vácuo, um primeiro aspirador apresentando a sua seção de movimentação em comunicação fluída a jusante do compressor e a sua seção de descarga em comunicação fluída a montante do compressor e uma porta de sucção em comunicação fluída com o reservatório de vácuo, uma válvula de recirculação do compressor que apresenta uma câmara de controle pneumático, uma válvula de gaveta controlando a comunicação fluída da câmara de controle pneumático da válvula de recirculação do compressor com o ar a jusante e o reservatório de vácuo, e um segundo aspirador que apresenta a sua seção de movimentação em comunicação fluída com uma entrada da borboleta e a sua seção de descarga em comunicação fluída com uma saída da borboleta. A porta de sucção do segundo aspirador se encontra em comunicação fluída com a câmara de controle pneumático da válvula de gaveta.

[010] Sob o boost com a borboleta aberta, o primeiro aspirador evacua o reservatório de vácuo, o fluxo através do segundo aspirador está no mínimo, desse modo, permitindo que o ar comprimido do compressor flua através da porta de sucção para dentro da câmara de controle pneumático da válvula de gaveta que move ou mantém a válvula de gaveta em uma primeira posição aberta que coloca a câmara de controle pneumático da válvula de desvio de recirculação do compressor em comunicação fluída com ar comprimido do compressor, desse modo, fechando a válvula de recirculação do compressor ou mantendo a posição fechada da válvula de recirculação do compressor. Em seguida, quando a borboleta fecha sob o boost, o segundo aspirador evacua a câmara de controle pneumático da válvula de gaveta, a qual muda a válvula de gaveta a partir da primeira posição aberta até uma segunda posição aberta colocando a câmara de controle pneumático da válvula de desvio de recirculação do compressor em comunicação fluída com o reservatório de vácuo, desse modo, abrindo a válvula de recirculação do compressor em resposta a uma pressão do reservatório de vácuo. Breve descrição dos desenhos - a figura 1 é uma ilustração esquemática de uma configuração do sistema que inclui uma válvula de recirculação do compressor (CRV) que detecta a pressão de boost. - a figura 2 é uma vista em corte transversal de uma válvula de gaveta do atuador de pressão tomada transversalmente ao eixo longitudinal do duto através do elemento de porta, com a válvula em uma primeira posição aberta alinhada com um primeiro duto. - a figura 3 é uma vista em corte transversal da válvula de gaveta do atuador de pressão da figura 2, com a válvula em uma segunda posição aberta alinhada com um segundo duto. - a figura 4 é uma ilustração esquemática de uma outra forma de realização de uma configuração do sistema que inclui a CRV para a detecção da pressão de boost.

Descrição detalhada

[011] A descrição detalhada a seguir irá ilustrar os princípios gerais da presente invenção, exemplos dos quais são adicionalmente ilustrados nos desenhos acompanhantes. Nos desenhos, os números de referência iguais indicam elementos idênticos ou funcionalmente semelhantes.

[012] Conforme utilizado aqui, “fluido” significa qualquer tipo de líquido, suspensão, colóide, gás, plasma, ou combinações dos mesmos.

[013] A figura 1 ilustra ao menos uma porção de um sistema de motor, designado em geral como número de referência 10, por exemplo, um sistema de motor a gás natural, que apresenta uma CRV 12 controlada por um único conjunto de componentes dentro de um sistema de motor. O sistema de motor 10 inclui um compressor 20 em comunicação fluída com um coletor do motor 22 e apresentando um controle da borboleta 24 disposto no fluxo de fluído entre o coletor 22 e o compressor 20. Nas formas de realização em que o dispositivo de boost é um turbo-compressor, o compressor 20 pode ser acoplado a, e acionado por, uma turbina (não representada) nos gases de exaustão do motor do sistema de motor 10. O conjunto que opera a CRV 12 inclui um primeiro aspirador 14, um reservatório de vácuo 16, uma válvula limitadora de vácuo 18, uma válvula de gaveta 19 que controla a comunicação fluída entre o compressor 20 e a CRV 12 e entre o reservatório de vácuo 16 e a CRV 12, e um segundo aspirador 74. O sistema 10 inclui um duto 76 que conecta uma câmara de controle no interior da válvula de gaveta 19 para o fluxo de fluído próximo da porta de sucção 75 do segundo aspirador 74. Opcionalmente, o sistema 10 pode também incluir uma linha de fluído 52 em comunicação fluída com a porção do atuador da válvula de gaveta 19. O sistema 10 também pode incluir uma ou mais válvulas, tal como, mas não se limitando, a válvula de retenção 30. O duto não deve ser interpretado como significando qualquer tipo específico de material ou conexão, e deverá ser entendido como incluindo tubulações, mangueiras, tubos, e semelhantes quer rígidos ou flexíveis.

[014] A CRV pode ser, mas não é limitada, às configurações descritas no comumente citado Pedido de Patente dos Estados Unidos N° 13/921.473, depositado em 19 de Junho de 2013, aqui incorporado por referência em sua totalidade, mas, provavelmente, não exigindo a detecção de posição ou solenóide e sendo simplesmente operacional para ser aberta ou fechada. Em uma forma de realização, a CRV 12 pode apresentar uma câmara de controle pneumático e uma mola (não mostrada) em uma configuração semelhante à das figuras 2 e 3, mas pode incluir uma válvula de gaveta, uma válvula poppet, uma válvula borboleta, ou outras construções de válvulas conhecidas para abrir e fechar o desvio 66. Na figura 1, a CRV 12 inclui uma porta de entrada 62 e uma porta de saída 64 em comunicação fluída uma com a outra quando a porção de válvula da CRV 12 se encontra em uma posição aberta, a qual permite que o ar comprimido flua através do desvio 66 de volta para o lado a montante do compressor 20. O movimento da porção da válvula da CRV 12 é controlado pela mola e pelas pressões introduzidas ou retiradas da câmara de controle pneumático. A porta de controle 13 da câmara de controle pneumático se encontra em comunicação fluída com o ar a jusante do compressor e em comunicação fluída com o reservatório de vácuo 16. No entanto, estes dois são controlados pela válvula de gaveta 19.

[015] A válvula de gaveta 19 inclui uma câmara de controle pneumático 103 (ver as figuras 2 e 3) que apresenta uma porta de controle 42 (figura 1) conectada na porta de sucção 75 do segundo aspirador 74 através do duto 76 para a cominação fluída entre os mesmos. O segundo aspirador 74 é conectado ao sistema de tal modo que a porta de movimentação (M) do mesmo se encontra em comunicação fluída com o fluxo de fluído a montante de uma entrada no controle da borboleta 24 e a abertura de descarga (D) se encontra em comunicação fluída com a corrente de fluído a jusante da saída para o controle da borboleta 24 que conduz ao coletor 22. O duto 76 pode ser referido como uma linha de “detecção” da posição devido ao vácuo gerado pelo segundo aspirador 74 alterar em resposta à queda de pressão conforme o fluído flui através da borboleta 24 e, em particular, quando a borboleta é fechada e o fluído é desviado através do segundo aspirador 74. A queda de pressão e o fechamento da borboleta é “detectado” pelo segundo aspirador e age automaticamente sobre a válvula de gaveta 19 de modo que ela muda a partir de uma primeira posição aberta 140 (figura 2) para uma segunda posição aberta 142 (figura 3). Quando o fluxo de ar através do segundo aspirador é suficiente, uma pressão de vácuo aspira o fluído através da porta de sucção. Aqui, a pressão do vácuo gerado depende da queda de pressão na borboleta.

[016] Novamente com referência à figura 1, a porção de saída 19’ da válvula de gaveta 19 inclui uma primeira porta de entrada 46 que se estende a partir da mesma e uma primeira porta de saída 48 que se estende a partir da mesma, em direções opostas, e alinhadas para a comunicação fluída umas com as outras. A comunicação fluída entre as mesmas é controlada pela válvula de gaveta 19. A válvula de gaveta 19 inclui um mecanismo móvel para permitir que o fluido flua a partir da primeira porta de entrada 46 para a segunda porta de saída 48. Isto inclui o alinhamento de uma via de passagem 129 na figura 2 no mecanismo de porta, com a primeira porta de entrada 46 ou move o mecanismo de porta de tal modo que ele não bloqueie ou obstrua a primeira porta de entrada 46. A primeira porção de saída 19’ também inclui uma segunda porta de entrada 40 que se estende a partir da mesma e uma segunda porta de saída 50 que se estende a partir da mesma, em direções opostas e alinhadas, para a comunicação fluída umas com as outras. A comunicação fluída entre as mesmas é controlada pela válvula de gaveta 19 de uma maneira semelhante àquela descrita para a primeira porta de entrada 46.

[017] A válvula de gaveta 19 também inclui um atuador ou mecanismo de fechamento 104 (ver as figuras 2 e 3) para controlar o fluxo de fluido a partir da primeira porta de entrada 46 para a primeira porta de saída 48 e a partir da segunda porta de entrada 40 para a segunda porta de saída 50. Na figura 1, a primeira porta de saída 48 está em comunicação fluída com a porta de controle 13 da câmara de controle pneumático da CRV 12. Assim, quando o mecanismo da válvula 120 se encontra na primeira posição aberta 140 ilustrada na figura 2, o ar comprimido está em comunicação fluída com a câmara de controle pneumático da CRV 12. Conforme representado na figura 1, a segunda porta de saída 50 também está em comunicação fluída com a porta de controle 13 da câmara de controle pneumático da CRV 12. Assim, quando o mecanismo da válvula 120 está na segunda posição aberta 142 ilustrada na figura 3, o canister de vácuo 16 se encontra em comunicação fluída com a porta de controle 13 da câmara de controle pneumático da CRV 12 e pode reduzir a pressão na câmara de controle pneumático. Portanto, tanto a primeira porta de saída 48 quanto a segunda porta de saída 50 são conectadas na porta de controle 13 e, portanto, a câmara de controle pneumático da CRV 12 para a comunicação fluída com a mesma afeta a abertura e o fechamento da porção de válvula da mesma.

[018] O primeiro aspirador 14 é aquele que gera a pressão de vácuo e é conectado em comunicação fluída entre uma primeira extremidade 26 e uma segunda extremidade 28 do compressor 20, de tal maneira que, quando o compressor 20 está gerando o boost o primeiro aspirador 14 está gerando o vácuo. Conforme pode ser visto na figura 1, o primeiro aspirador 14 é conectado, em comunicação fluída, a jusante da segunda extremidade 28 do compressor 20 de tal modo que o ar comprimido que sai do compressor fornece o fluxo de movimentação M para dentro do primeiro aspirador 14 através do duto 56 e o fluxo de descarga D é descarregado a montante da primeira extremidade 26 do compressor 20 através do duto 54. O primeiro aspirador 14 pode ser, mas não é limitado, às configurações descritas comumente no Pedido de Patente dos Estados Unidos N° 14 /294.727, depositado em 3 de Junho de 2014, aqui incorporado por referência em sua totalidade. A porta de sucção 15 do primeiro aspirador 14 se encontra em comunicação fluída com o reservatório de vácuo 16 e pode incluir uma primeira válvula de retenção 30 no fluxo de fluído entre eles para controlar a evacuação do reservatório de vácuo 16 como resultado do fluxo de movimentação através do primeiro aspirador 14. O reservatório de vácuo 16 inclui uma válvula limitadora de vácuo 18 para limitar a quantidade de pressão de vácuo do reservatório gerado e é conectado à válvula de gaveta 19, em particular, na sua segunda porta de entrada 40 através de um duto 60.

[019] Com referência agora às figuras 2 e 3, a válvula de gaveta 19, em uma forma de realização, pode ser uma válvula de pressão com atuador de pressão 100. A válvula de gaveta com atuador de pressão 100 inclui uma porção do recipiente 130 e uma tampa 132 conectada de modo estanque na porção do recipiente 130 e definindo uma câmara interna 103 e apresentando uma porta de controle 42 (figura 1) em comunicação fluída com a câmara 103. No interior da câmara 103 é alojado um atuador 104 que inclui um pistão 110 que apresenta uma haste 114 passível de ser conectada a um mecanismo da válvula 120. A haste 114 apresenta uma extremidade proximal 152 (a qual pode ser referida aqui como a extremidade de acoplamento) próxima do mecanismo da válvula 120 e uma extremidade distal 154 removida do mecanismo da válvula 120 (indicado na figura 2). O mecanismo da válvula 120, nesta forma de realização, inclui um bolso 126 que envolve o elemento de porta 128, que apresenta uma passagem 129 através do mesmo. O bolso 126 é conectado a um primeiro duto 58 através da primeira porta de entrada 46 e a um segundo duto 60 através da segunda porta de entrada 40 e, oposto ao primeiro duto 58, é conectado à porta de controle 13 da CRV 12 e, oposto ao segundo duto 60, é conectado na linha de purga 52 e na porta de controle 13 da CRV 12.

[020] Ainda com referência às figuras 2 e 3, o elemento de porta 128 é conectado ao pistão 110 por meio de um sistema de trilhos 160 que fornece o movimento deslizante do elemento de porta 128 na direção do, e em resposta ao, fluxo de fluido, formando assim, uma vedação contra o bolso 126. O sistema de trilhos 160 inclui um trilho de guia 162, próximo da extremidade proximal 152 da haste 114. O trilho guia 162 inclui os sulcos de deslocamento 164 nos lados opostos do mesmo. O elemento de porta 128 inclui um deslizador 166, conformado e configurado para se encaixar ao longo do trilho de guia 162 e em conformidade com os sulcos de deslocamento 164.

[021] O atuador 104 controla a abertura e o fechamento do mecanismo da válvula 120, em particular, o elemento de porta 128 por meio do movimento do pistão 110. Tal como visto nas figuras 2 e 3, o pistão 110 é móvel entre uma primeira posição aberta 140 (figura 2), em que a porta é alinhada com o primeiro duto 58 e uma segunda posição aberta 142 (figura 3), em que a porta fecha o primeiro duto 58 e abre o segundo duto 60. O mecanismo da válvula 120 pode começar em qualquer posição ou pode ser alongado, e os primeiro e segundo dutos 58, 60 espaçados entre si em relação um ao outro, para fornecer também para uma posição fechada para ambos o primeiro e o segundo dutos 58, 60, ao mesmo tempo.

[022] O pistão 110 inclui, ao menos parcialmente, um material magneticamente conectável 111 (ou ser feito de tal material) de tal modo que o pistão 110 é passível de ser conectado a um primeiro magneto 116 e a um segundo magneto 118. Uma mola 112 é assentada contra o pistão 110 para forçar o pistão 110 em geral para a primeira posição aberta 140 (figura 2) e o primeiro magneto 116 é posicionado para auxiliar a mola 112 na manutenção do pistão 110 na primeira posição aberta 140. O segundo magneto 118 é posicionado para manter o pistão 110 na segunda posição aberta 142 (figura 3), quando o pistão 110 se move para a mesma. O pistão 110 também pode incluir um elemento de vedação 134 sobre a sua periferia externa, como um lábio de vedação contra a superfície interna da câmara 103. A periferia externa do pistão 110 pode incluir um sulco anular 136 no qual assenta o elemento de vedação 134. Em uma forma de realização, o elemento de vedação 134 pode ser um O-ring, um V-ring, ou um X-ring. Alternativamente, o elemento de vedação 134 pode ser qualquer outra vedação anular feita de material de vedação para um engate estanque contra o outro elemento.

[023] A haste 114 do pistão também pode se estender em oposição ao mecanismo de válvula e, conforme pode ser visto nas figuras 2 e 3, ser recebido em um canal guia 146 no interior da tampa 132. A tampa 132 também pode incluir uma sede 148 para a mola 112. Estas características da tampa 132 fornecem o alinhamento do atuador e impedem a torção e/ou o empenamento da mola e pistão.

[024] O atuador 104 pode incluir um primeiro amortecedor 138 posicionado para reduzir o ruído entre o pistão 110 e o alojamento 102 quando chega na posição de partida 140 e um segundo amortecedor 139 posicionado para reduzir o ruído entre o pistão 110 e o alojamento 102 ao chegar na posição secundária 142. O primeiro amortecedor 138 também pode ser posicionado para vedar a abertura 150 entre o alojamento 102 e o mecanismo da válvula 120 (ver as figuras 2 e 4). Em uma forma de realização, a abertura 150 pode ser definida por uma superfície em geral tronco-cônica. Os primeiro e segundo amortecedores 138, 139 podem ser assentados em sulcos anulares no interior do alojamento 102 ou sobre um componente do pistão 110, tal como a haste 114.

[025] Em operação, o atuador 104 move o pistão 110 por meio da introdução de fluido para o interior da, ou a remoção de fluido a partir da, câmara 103 através da porta de controle 42 e através da assistência dos magnetos 116, 118 e da mola 112. O pistão 110 é assentado na primeira posição aberta 140 (figura 2) e permanece nesta posição mantida pela força da mola e pela força magnética do primeiro magneto 116 até que uma força limiar seja aplicada ao pistão 110 que supere a força da mola e da força magnética do primeiro magneto. Uma vez que este força limiar seja atingida, o pistão 110 se move em todo o comprimento de seu curso para a sua segunda posição aberta 142 (figura 3) com a ajuda da força magnética do segundo magneto, que a partir desse instante mantém o pistão 110 na posição secundária 142. O movimento do pistão 110 através de todo o comprimento de seu curso é um movimento rápido, quase instantâneo, substancialmente sem pausa entre os mesmos, ou seja, não há atraso ou flutuação do pistão entre a posição inicial 140 e a posição secundária 142, o qual pode ser descrito como um movimento de “estalo” do pistão. Este “estalo", que sem o amortecedor é um som audível, é um resultado da atração magnética do segundo magneto 118 para o pistão 110, que atua para mover rapidamente o pistão até à segunda posição aberta 142. O segundo magneto 118 posteriormente retém ou mantém o pistão 110 na segunda posição aberta 142 até que uma força de limiar inferior seja atingida, ponto no qual o pistão se move de volta para a primeira posição aberta 140 novamente através do movimento em todo o comprimento de seu curso, como um movimento do tipo de estalo. A válvula de gaveta com atuador de pressão 100 também pode incluir outras características descritas no comumente citado Pedido de Patente dos Estados Unidos N° 14/154.268, depositado em 1 de Janeiro de 2014, e aqui incorporado em sua totalidade por referência.

[026] A linha de fluído 52 conduz a partir da porção do atuador da válvula de gaveta 19 para o sistema de indução de ar 38, tal como ilustrado na figura 1, a montante do compressor 20, em particular, a montante a de sua primeira extremidade 26.

[027] Em operação há três estados a considerar: (1) estado estacionário com boost, (2) o estado de fechamento da borboleta, e (3) estado estacionário sem boost. Quando o motor estiver sob boost a pressão do boost faz com que duas coisas ocorram: (a) a válvula de gaveta 19 move a porção de válvula da mesma para uma posição em que é permitida a comunicação fluída entre a primeira porta de entrada 46 e a primeira porta de saída 48, fornecendo assim a comunicação fluída entre a segunda extremidade 28 do compressor 20 e a câmara de controle pneumático da CRV 12; e (b), o aspirador 14 gera o vácuo que evacua o reservatório de vácuo 16. A ocorrência (a) permite que a pressão de saída do compressor, que sai do compressor 20, atue sobre o atuador no interior da CRV 12 e, desse modo, move o atuador para uma posição fechada da válvula, onde permanece até que essa pressão seja removida ou superada.

[028] No estado de fechamento da borboleta (ou seja, quando a borboleta 24 é fechada), uma queda de pressão é experimentada pela borboleta e mais fluído se encontra disponível para fluir através do segundo aspirador 74, que gera vácuo. O vácuo gerado atua sobre a válvula de gaveta 19 devido à comunicação fluída entre o segundo aspirador 74 e a câmara de controle pneumático da válvula de gaveta pela linha de “detecção” da posição da borboleta 78. O vácuo faz com que a válvula de gaveta 19 se mova, mudando a sua comunicação fluída a partir da primeira porta de saída 48 para a segunda porta de saída 50. A segunda porta de saída 50, conforme mencionado acima, é conectada ao reservatório de vácuo 16 para a comunicação fluída entre os mesmos. Isto evacua a pressão da câmara de controle pneumático da CRV 12, que por sua vez abre a porção da válvula da CRV para encurtar o circuito do fluxo do compressor a partir da sua segunda extremidade 28 (saída) de volta para a sua primeira extremidade 26 (entrada) através do desvio 66.

[029] Uma vez que o estado estacionário sem qualquer boost seja atingido, a diferença de pressão entre uma entrada 82 e uma saída 88 da borboleta 24 permanece e de forma que o aspirador 74 continua a gerar um nível de vácuo suficiente para manter a válvula de gaveta 19 na segunda posição aberta 142. Desta forma, a CRV 12 permanece fechada.

[030] Fazendo agora referência à forma de realização apresentada na figura 4, um sistema de motor, designado em geral pelo número de referência 100, é ilustrado como apresentando apenas o segundo aspirador 74 na posição descrita acima na figura 1 e uma CRV 12 apresentando uma câmara de controle em comunicação fluída com a porta de sucção 75 da mesma. Portanto, o aspirador na figura 4 também é identificado pelo número de referência 74, mas será referido como um aspirador da borboleta 74, uma vez que não há o primeiro aspirador presente neste sistema. O aspirador da borboleta 74 apresenta a sua porta de movimentação (M) em comunicação fluída com a entrada 82 da borboleta 24 e a sua abertura de descarga (D) em comunicação fluída com a saída 84 da borboleta 24, que conduz para o coletor 22. A comunicação fluída entre o aspirador da borboleta 74 e a CRV 12 se dá pelo duto 78. A CRV 12 é conectada ao sistema de motor 100 conforme descrito acima para a figura 1. Portanto, a CRV também é identificada pelo número de referência 12 e apresenta uma porta de entrada 62 e uma porta de saída 64 e as setas indicando a direção do fluxo quando a porção da válvula da mesma se encontra em uma posição aberta para facilitar o fluxo de fluído através do desvio 66.

[031] Ainda com referência à figura 4, em operação, especificamente quando o motor estiver operando, o ar flui através da borboleta 24, ou seja, a borboleta 24 se encontra aberta, criando uma queda de pressão dependente da taxa de fluxo através da borboleta. Aqui, durante o estado de estacionário com o boost, a borboleta é aberta e, pouco vácuo de sucção é criado, o que permite que a CRV 12 apresente a porção de válvula da mesma em uma posição fechada. No entanto, quando a borboleta 24 é fechada, a borboleta 24 fecha a passagem de comunicação fluída primária entre a segunda extremidade 28 do compressor 20 e o coletor 22, o que provoca um fluxo aumentado através do aspirador da borboleta 74 para gerar uma maior vácuo de sucção (a pressão de sucção é um valor numérico baixo em relação a 0 kPa e a diferença de pressão entre a entrada 82 e a saída 84 da borboleta é alta). O vácuo gerado evacua a pressão da câmara de controle da CRV 12 movendo assim o atuador nela para mover a porção de válvula para uma posição aberta, que por sua vez encurta o circuito do fluxo compressor a partir de sua segunda extremidade 28 (saída) de volta para a sua primeira extremidade 26 (entrada) (abre o desvio 66 através da CRV 12).

[032] Em operação, quando a abertura da borboleta aumenta até um certo ponto, ou seja, em uma posição parcialmente aberta entre 0 e 90 graus, a diferença de pressão entre a entrada 82 e a saída 84 da mesma diminui para um valor que faz com que a pressão de sucção aumente para um valor numérico maior em relação a 0 kPa, ou seja, há menos aspiração de ar através da porta de sucção 75 do aspirador 74 do que quando a borboleta se encontra fechada. Quando o valor numérico da pressão de sucção atinge um certo valor limiar, a CRV 12 fecha sob a força da mola em seu interior e o compressor não é mais contornado.

[033] Os sistemas de motor descritos acima minimizam automaticamente o surto durante o boost. Aqui, nenhum sistema de controle externo é necessário para controlar e ativar a CRV e/ou a válvula de gaveta. Em vez disso, a CRV e/ou a válvula de gaveta operam puramente em função das variações de pressão dentro do sistema, formando assim um ciclo que é auto reiniciado.

[034] A invenção foi descrita em detalhe e com referência às formas de realização preferidas da mesma, será evidente que são possíveis modificações e variações sem se afastar do escopo da invenção, que é definido nas reivindicações anexas.

Claims

1. SISTEMA DE MOTOR (10, 100), caracterizado por compreender: - um compressor (20) acoplado a um motor e fornecendo ar a um coletor de admissão (22); - uma borboleta (24) que controla o fornecimento de ar a partir do compressor (20) para o coletor de admissão (22); - uma válvula de recirculação do compressor (12) que apresenta uma câmara (103) de controle pneumático; - um aspirador (74) da borboleta apresentando a sua seção de movimentação (M) em comunicação fluída com uma entrada (82) da borboleta (24) e a sua seção de descarga (D) em comunicação fluída com uma saída (84) da borboleta (24); e - uma porta de sucção (75) do aspirador (74) da borboleta em comunicação fluída com a câmara de controle pneumático (103) da válvula de recirculação do compressor (12).

2. SISTEMA DE MOTOR (10, 100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o compressor (20) ser uma porção de um turbo-compressor acoplado ao motor.

3. SISTEMA DE MOTOR (10, 100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por durante um estado estacionário com o boost, o ar flui através da borboleta (24) criando uma queda de pressão, a borboleta (24) é aberta, e pouco vácuo de sucção é criado que permite que a válvula de recirculação do compressor (CRV) (12) a apresentar uma porção da válvula da mesma em uma posição fechada.

4. SISTEMA DE MOTOR (10, 100), de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por, quando a borboleta (24) é fechada, ocorre o fluxo aumentado através do aspirador (74) da borboleta gerando assim um vácuo de sucção maior do que durante o estado estacionário sem o boost que evacua a câmara de controle pneumático (103) da válvula de recirculação do compressor (12), desse modo, abrindo a válvula de recirculação do compressor (12) para permitir que o ar comprimido flua através do desvio (66).

5. SISTEMA DE MOTOR (10, 100), de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por, quando a borboleta (24) abre para uma predeterminada posição parcialmente aberta e o fluxo através do aspirador (74) da borboleta diminui para um valor de limiar, a válvula de recirculação do compressor (12) é fechada sob a força de uma mola (112) em seu interior.

6. SISTEMA DE MOTOR (10, 100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o motor ser um motor a gás natural.

7. MÉTODO PARA MINIMIZAR AUTOMATICAMENTE O SURTO DURANTE O BOOST EM UM SISTEMA DE MOTOR (10), o método caracterizado por compreender: - fornecer o sistema de motor (10, 100) conforme descrito na reivindicação 1; - operar o motor sob a condição de boost com a borboleta (24) aberta, na qual o ar flui através da borboleta (24) criando uma queda de pressão e pouco vácuo de sucção é criado, o que permite que a válvula de recirculação do compressor (CRV) (12) apresente uma porção da válvula da mesma em uma posição fechada sob a força de uma mola (112) no interior dela; e - fechar a borboleta (24) sob a condição de boost, na qual o aspirador (74) da borboleta evacua a câmara de controle pneumático (103) da válvula de recirculação do compressor (12), que abre a válvula de recirculação do compressor (12) para permitir que o ar comprimido flua através da válvula de recirculação do compressor (12).

8. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por compreender ainda a abertura da borboleta (24) para uma predeterminada posição parcialmente aberta diminuindo assim o fluxo de ar através do aspirador (74) da borboleta até que um valor de limiar seja atingido ou excedido, que fecha a válvula de recirculação do compressor (12) sob a força da mola (112) em seu interior.

9. SISTEMA DE MOTOR (10), compreender: - um compressor (20) acoplado a um motor e fornecendo ar a um coletor de admissão (22); - uma borboleta (24) controlando o fornecimento de ar do compressor (20) para o coletor de admissão (22); - um reservatório de vácuo (16); - o dito sistema sendo caracterizado por compreender um primeiro aspirador (14) que apresenta a sua seção de movimentação (M) em comunicação fluída a jusante do compressor (20) e a sua seção de descarga (D) em comunicação fluída a montante do compressor (20); - uma porta de sucção (15) do primeiro aspirador (14) em comunicação fluída com o reservatório de vácuo (16); - uma válvula de recirculação do compressor (12) que apresenta uma câmara de controle pneumático (103) em comunicação fluída com o ar a jusante do compressor (20) e em comunicação fluída com o reservatório de vácuo (16); - uma válvula de gaveta (19) que controla a comunicação fluída da câmara de controle pneumático (103) da válvula de recirculação do compressor (12) com o ar a jusante e o reservatório de vácuo (16), a válvula de gaveta (19) apresentando uma câmara de controle pneumático (103); - um segundo aspirador (74) que apresenta a sua seção de movimentação (M) em comunicação fluída com uma entrada da borboleta (24) e a sua seção de descarga (D) em comunicação fluída com uma saída da borboleta (24); e - a porta de sucção (75) do segundo aspirador (74) em comunicação fluída com a câmara de controle pneumático (103) da válvula de gaveta (19).

10. SISTEMA DE MOTOR (10), de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por o reservatório de vácuo (16) incluir uma válvula limitadora de vácuo (18).

11. SISTEMA DE MOTOR (10), de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por compreender ainda uma válvula de retenção (30) entre a porta de sucção (15) do primeiro aspirador (14) e o reservatório de vácuo (16).

12. SISTEMA DE MOTOR (10), de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por compreender ainda uma linha de fluído (52) conectando a câmara de controle pneumático (103) da válvula de gaveta (19) ao sistema de indução de ar (38) a montante do compressor (20).

13. SISTEMA DE MOTOR (10), de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por, sob o boost com a borboleta (24) aberta, o primeiro aspirador (14) evacua o reservatório de vácuo (16), o fluxo através do segundo aspirador (74) se encontra em um mínimo, desse modo, permitindo que o ar comprimido do compressor (20) flua através da porta de sucção (75) do segundo aspirador (74) para dentro da câmara de controle pneumático (103) da válvula de gaveta (19), que move ou mantém a válvula de gaveta (19) em uma primeira posição aberta colocando a câmara de controle pneumático (103) da válvula de recirculação do compressor (12) em comunicação fluída com ar comprimido do compressor (20), desse modo, fechando a válvula de recirculação do compressor (12) ou mantendo uma posição fechada da válvula de recirculação do compressor (12).

14. SISTEMA DE MOTOR (10), de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por, quando a borboleta (24) fecha sob o boost, o segundo aspirador (74) evacua a câmara de controle pneumático (103) da válvula de gaveta (19), a qual muda a válvula de gaveta (19) a partir de uma primeira posição aberta para uma segunda posição aberta, colocando a câmara de controle pneumático (103) da válvula de recirculação do compressor (12) em comunicação fluída com o reservatório de vácuo (16), abrindo assim a válvula de recirculação do compressor (12) em resposta a uma pressão do reservatório de vácuo (16).

15. SISTEMA DE MOTOR (10), de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por o motor ser um motor a gás natural.