BR112016028003B1 - Sistema de combustível para motor de combustão interna, motor de combustão, veículo e método para reduzir flutuações de pressão em dispositivo de filtro de combustível em um sistema de combustível - Google Patents

Sistema de combustível para motor de combustão interna, motor de combustão, veículo e método para reduzir flutuações de pressão em dispositivo de filtro de combustível em um sistema de combustível Download PDF

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Abstract

SISTEMA DE COMBUSTÍVEL PARA MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA E MÉTODO PARA REDUZIR FLUTUAÇÕES DE PRESSÃO EM DISPOSITIVO DE FILTRO DE COMBUSTÍVEL EM UM SISTEMA DE COMBUSTÍVEL A invenção diz respeito a um sistema de combustível (4) para um motor de combustão interna (2), cujo sistema de combustível (4) compreende um primeiro tanque de combustível (20), um dispositivo de filtro de combustível (12), disposto entre uma bomba de baixa pressão (22) operada por um motor elétrico e uma bomba de alta pressão (14), um primeiro conduto de combus-tível (24), através do qual a bomba de baixa pressão (22) é disposta para suprir combustível ao dispositivo de filtro de combustível (12), e um dispositivo de controle (26), disposto com relação a um motor elétrico (M1) operando a bomba de baixa pressão (22). Além disso, um conduto de descarga (56) é disposto com relação a uma saída de desaeração (54), disposta no dispositivo de filtro de combustível (12) e no primeiro tanque de combustível (20), e o dispositivo de controle (26) é disposto para controlar o motor elétrico (M1), de uma maneira tal que a bomba de baixa pressão (22) fica ativa quando o motor de combustão interna (2) é desligada por um período limitado, por meio do que combustível pode escoar do dispositivo de filtro de combustível (12) por meio da (...).

Description

CAMPO DA INVENÇÃO
[0001] A presente invenção diz respeito a um sistema de combustível para um motor de combustão interna, um motor de combustão interna com um sistema de combustível como este, um veículo com um sistema de combustível como este e um método para reduzir flutuações de pressão em um dispositivo de filtro de combustível em um sistema de combustível.
FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO E TECNOLOGIA ANTERIOR
[0002] Motores de combustão, tais como motores diesel ou motores Otto, são usados em diversos tipos de aplicações e veículos hoje em dia, por exemplo, em veículos de mercadorias pesadas, tais como caminhões ou ônibus, carros de passageiros, barcos a motor, embarcações, balsas e navios. Motores de combustão são também usados em motores industriais e/ou robôs industriais acionados por motor, usinas de energia tais como, por exemplo, usinas de energia elétrica compreendendo um gerador diesel, e em locomotivas.
[0003] Motores de combustão podem ser acionados por diesel, gasolina ou etanol, ou outros tipos de biocombustíveis. Tais motores são equipado com um sistema de combustível para transportar combustível de ou diversos tanques de combustível para o sistema de injeção de motor de combustão interna. O sistema de combustível compreende uma ou diversas bombas de combustível, que podem ser acionadas mecanicamente pelo motor de combustão interna, ou ser acionadas por um motor elétrico. As bombas de combustível criam um fluxo e pressão de combustível para transportar o combustível para o sistema de injeção de motor de combustão interna, que supre o combustível na câmara de combustão do motor de combustão interna.
[0004] Sistemas de combustível também compreendem filtros de combustível para filtração do combustível antes que ele atinja o sistema de injeção de motor de combustão interna. O motor de combustão interna e seu sistema de injeção são sensíveis a impurezas e podem ser negativamente impactados se o combustível for muito poluído. Impurezas podem significar partículas sólidas, gás ou líquido.
[0005] Alguns motores de combustão ou motores híbridos podem ser desligados quando o veículo para, por exemplo, em um sinal vermelho ou em um engarrafamento, com o objetivo de reduzir consumo de combustível e emissões. Esta função implica que o motor de combustão interna é frequentemente iniciado e parado. Quando o motor de combustão interna é desligado, a pressão no sistema de combustível cai drasticamente, uma vez que combustível não mais precisa ser suprido no motor de combustão interna. Por outro lado, cada partida do motor de combustão interna exige uma rápida elevação de pressão no sistema de combustível, a fim de rapidamente obter suprimento suficiente de combustível ao motor de combustão interna. Dessa maneira, frequentes partidas/paradas do motor de combustão interna resultam em frequentes flutuações de pressão no sistema de combustível e, portanto, também no filtro de combustível. Durante partida do motor de combustão interna, e o aumento de pressão resultante no sistema de combustível, combustível é assim suprido por meio do filtro de combustível a uma alta pressão. A alta pressão resulta em um risco de que impurezas no combustível possam ser pressionadas através do filtro, que pode impactar a funcionalidade do sistema de injeção e do motor de combustão interna. Mesmo se somente uma pequena quantidade de impurezas atingir o motor de combustão interna, a consequência pode ser que o motor de combustão interna não pode ser acionado pelo combustível. Além disso, existe um risco de que o filtro de combustível pode ser danificado ou colapsar por causa das flutuações de pressão e da alta pressão que frequentemente tem que ser atingida no sistema. O risco de que as impurezas possam atingir o motor de combustão interna aumenta com a frequência do filtro de combustível que está sendo submetido a uma alta pressão, e assim aumenta o risco de dano no filtro de combustível. É assim desejável reduzir flutuações de pressão no filtro de combustível.
[0006] A despeito das soluções da tecnologia anterior nesta área, continua haver uma necessidade de desenvolver adicionalmente um sistema de combustível, que contribui para redução de flutuações de pressão em um filtro de combustível em um sistema de combustível para um motor de combustão interna, e que assim minimiza o risco de dano no filtro de combustível e no motor de combustão interna.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
[0007] O objetivo da invenção é obter um sistema de combustível para um motor de combustão interna, cujo sistema de combustível reduz flutuações de pressão em um filtro de combustível no sistema de combustível.
[0008] É também um objetivo da invenção obter um sistema de combustível para um motor de combustão interna, cujo sistema de combustível minimiza o risco de interrupções operacionais no motor de combustão interna.
[0009] Um outro objetivo da invenção é obter um sistema de combustível para um motor de combustão interna, cujo sistema de combustível minimiza o risco de interrupções operacionais em um filtro de combustível no sistema de combustível.
[0010] É também um objetivo da invenção obter um sistema de combustível para um motor de combustão interna, cujo sistema de combustível é compacto e econômico quanto ao espaço.
[0011] Um outro objetivo da invenção é obter um método para reduzir flutuações de pressão em um filtro de combustível no sistema de combustível de um motor de combustão interna.
[0012] Esses objetivos são alcançados com um sistema de combustível definido na reivindicação 1 e um método para reduzir flutuações de pressão em um filtro de combustível em um sistema de combustível, cujo método é definido na reivindicação 10.
[0013] De acordo com a invenção, esses objetivos são alcançados com um sistema de combustível para um motor de combustão interna, cujo sistema de combustível compreende um primeiro tanque de combustível, um dispositivo de filtro de combustível disposto entre uma bomba de baixa pressão operada por um motor elétrico e uma bomba de alta pressão, um primeiro conduto de combustível através do qual a bomba de baixa pressão é disposta para suprir combustível ao dispositivo de filtro de combustível, e um dispositivo de controle disposto em conexão com um motor elétrico operando a bomba de baixa pressão. Além disso, um conduto de descarga é disposto em conexão com uma saída de desaeração disposta no dispositivo de filtro de combustível e do primeiro tanque de combustível, e o dispositivo de controle é disposto para controlar o motor elétrico, de forma que a bomba de baixa pressão fique ativa quando o motor de combustão interna é desligado por um período limitado. Combustível pode então escoar do dispositivo de filtro de combustível, por meio da saída de desaeração e do conduto de descarga, de volta para o primeiro tanque de combustível.
[0014] A invenção também diz respeito a um motor de combustão interna e a um veículo compreendendo o sistema supradescrito.
[0015] De acordo com um outro aspecto, a invenção diz respeito a um método para reduzir flutuações de pressão em um dispositivo de filtro de combustível em um sistema de combustível para um motor de combustão interna, cujo sistema de combustível compreende um primeiro tanque de combustível, um dispositivo de filtro de combustível disposto entre uma bomba de baixa pressão operada por um motor elétrico e uma bomba de alta pressão, um primeiro conduto de combustível, por meio do qual a bomba de baixa pressão é disposta para suprir combustível ao dispositivo de filtro de combustível, e um dispositivo de controle disposto em conexão com um motor elétrico operando a bomba de baixa pressão. O método compreende as etapas: a) identificar desligamento do motor de combustão interna; b) assegurar que a bomba de baixa pressão está ativa, usando o dispositivo de controle; e c) assegurar que combustível escoa do dispositivo de filtro de combustível de volta para o primeiro tanque de combustível, por meio de uma saída de desaeração disposta no dispositivo de filtro de combustível e um conduto de descarga, disposto em conexão com a saída de desaeração e o primeiro tanque de combustível.
[0016] Recursos e vantagens adicionais da invenção são descritos a seguir na descrição detalhada da invenção.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
[0017] A invenção é descrita a seguir com referência ao sistema de combustível e o método, que foram descridos anteriormente de forma geral.
[0018] Quando um motor de combustão interna é desligado, nenhum combustível precisa ser suprido ao motor de combustão interna e, dessa maneira, a bomba de baixa pressão e a bomba de alta pressão são normalmente desativadas, e a pressão no sistema de combustível cai. Quando o motor de combustão interna é iniciado novamente, uma rápida elevação de pressão no sistema de combustível é necessária, a fim de permitir suprimento suficiente de combustível no motor de combustão interna. A bomba de baixa pressão tem então que ser controlada no sentido de uma alta velocidade rotacional, a fim de poder suprir combustível através do dispositivo de filtro de combustível com uma pressão suficientemente alta. Cada vez que o motor de combustão interna é iniciado, surge uma flutuação de pressão como esta, também referida como um choque de pressão ou uma pulsação. Uma alta pressão como esta pode fazer com que impurezas sejam pressionadas através do dispositivo de filtro de combustível e adicionalmente para o motor de combustão interna, que pode causar uma parada do motor de combustão interna. Além disso, a alta pressão com a qual o combustível é suprido através do dispositivo de filtro de combustível pode danificar o dispositivo de filtro de combustível. Se o motor de combustão interna for desligado e iniciado frequentemente, o dispositivo de filtro de combustível é mais frequentemente submetido a alta pressão, e essas frequentes flutuações de pressão no dispositivo de filtro de combustível assim aumentam o risco de dano no dispositivo de filtro de combustível, e o risco de que impurezas pode causar interrupções operacionais.
[0019] Pela disposição de uma bomba de baixa pressão operada por um motor elétrico em um sistema de combustível, é possível um intervalo de controle mais amplo do que com uma bomba mecânica, que é normalmente operada e controlada por um motor de combustão interna e, em particular, pela velocidade do motor do motor de combustão interna. A bomba de baixa pressão operada por um motor elétrico pode ser controlada no sentido de outros parâmetros além da velocidade rotacional, por exemplo, nível de entupimento do filtro de combustível e pressão no interior dos condutos de combustível. Pela disposição de um dispositivo de controle para controlar o motor elétrico, de forma que a bomba de baixa pressão fique ativa quando o motor de combustão interna é desligado, combustível continuará ser suprido através do primeiro conduto de combustível no dispositivo de filtro de combustível e, portanto, uma certa pressão no dispositivo de filtro de combustível será retida, mesmo quando o motor de combustão interna está desligado. Desta maneira, a flutuação de pressão que surge no dispositivo de filtro de combustível quando o motor de combustão interna é subsequentemente iniciado novamente é reduzida. Portanto, o risco de que impurezas possam ser pressionadas através do dispositivo de filtro de combustível e causar interrupções operacionais é minimizado. Além disso, o risco de que o dispositivo de filtro de combustível possa ser danificado ou colapsar em virtude de grandes e frequentes flutuações de pressão é minimizado.
[0020] O motor elétrico da bomba de baixa pressão é adequadamente disposto em conexão com o dispositivo de controle por meio de um barramento CAN. Sinais podem ser recebidos e transmitidos por meio de uma conexão consistindo em um ou diversos cabos, que podem ser um barramento CAN (Rede de Área do Controlador), barramento MOST (Transporte de Sistemas Orientado para Meio), ou algum outro tipo de configuração de barramento, ou uma conexão sem fio. O dispositivo de controle pode ser um dispositivo de controle separado para o motor elétrico da bomba de baixa pressão, ou, alternativamente, o dispositivo de controle pode consistir em lógica em um dispositivo de controle para o motor de combustão interna. Os outros dispositivos de controle do veículo podem por sua vez também ser conectados no barramento CAN. Preferivelmente, o dispositivo de controle identifica que o motor de combustão interna foi desligado, após o que ele controla a bomba de baixa pressão, de forma que ela fique ativa. O fato de que o motor de combustão interna foi desligado pode ser identificado pelo dispositivo de controle, por exemplo, quando o combustível solicitado da bomba de alta pressão e/ou do sistema de injeção é igual a zero.
[0021] De acordo com um aspecto da presente invenção, o dispositivo de controle é disposto para reduzir a velocidade rotacional da bomba de baixa pressão quando o motor de combustão interna é desligado. Preferivelmente, a bomba de baixa pressão tem uma baixa velocidade rotacional quando o motor de combustão interna está desligado por um período limitado de tempo, a fim de gerar uma pressão no filtro de combustível. Quando o motor de combustão interna é desligado, a velocidade rotacional da bomba de baixa pressão corresponde a um baixo consumo de corrente e energia no motor elétrico. Pela redução da velocidade do motor da bomba de baixa pressão quando o motor de combustão interna é desligado, a maior parte do combustível passa através da saída de desaeração, em vez de escoar adicionalmente para a bomba de alta pressão. O alojamento do filtro é pressurizado com uma baixa pressão, por exemplo, um máximo em torno de um bar, funcionando como um acumulador. Pressurização e recirculação de um certo desvio de fluxo implica em uma elevação mais rápida do combustível, e menos amplitude no pico de pressão quando o motor é reiniciado. A saída de desaeração assegura que a pressão interna no alojamento do filtro é mantida em um nível ideal, não fica muito alta.
[0022] Adequadamente, a bomba de baixa pressão fica ativa por um período limitado durante o qual o motor de combustão interna está desligado. O dispositivo de controle é assim preferivelmente disposto para desativar a bomba de baixa pressão quando o motor de combustão interna tiver sido desligado por um período predeterminado. O período predeterminado pode, por exemplo, ser entre 1 e 10 minutos, preferivelmente entre 5 e 8 minutos. A bomba de baixa pressão pode ser desativada controlando-se o dispositivo de controle, de forma que ele desliga o motor elétrico depois de um período de tempo predeterminado. Isto assegura que a bomba de baixa pressão só fica ativa quando o motor de combustão interna for desligado por breves períodos, por exemplo, durante parada em semáforos ou em congestionamento.
[0023] O dispositivo de filtro de combustível preferivelmente compreende um alojamento do filtro, no qual um elemento do filtro é disposto. A saída de desaeração é adequadamente disposta no alojamento do filtro. Quando o motor de combustão interna está em operação, o combustível é suprido no alojamento do filtro por meio do primeiro conduto de combustível com uma certa pressão da bomba de baixa pressão, após o que o combustível passa através do elemento do filtro, e impurezas são filtradas. Subsequentemente, o combustível é suprido adicionalmente na bomba de alta pressão e o sistema de injeção de motor de combustão interna. Uma parte substancialmente desprezível do combustível também passará através da saída de desaeração para desaeração. Controlando-se a bomba de baixa pressão, de forma que ela fique ativa quando o motor de combustão interna é desligado, combustível continuará ser suprido no alojamento do filtro, mas a maior parte do combustível em vez disso escoará através da saída de desaeração para o conduto de descarga e de volta para o primeiro tanque de combustível. Desta maneira, uma certa pressão é retida no dispositivo de filtro de combustível, e as flutuações de pressão, que normalmente surgem quando o motor de combustão interna é iniciado e parado, são reduzidas. A tensão no elemento do filtro é assim minimizada.
[0024] De acordo com um aspecto da presente invenção, a saída de desaeração é disposta no dispositivo de filtro de combustível, de forma que o combustível não passe através do elemento do filtro antes de passar através da saída de desaeração. Desta maneira, a tensão no elemento do filtro é minimizada e o entupimento do elemento do filtro é limitado. Alternativamente, a saída de desaeração é disposta de forma que o combustível passe através do elemento do filtro, antes de passar através da saída de desaeração. Desta maneira, o combustível é filtrado e retornado para o primeiro tanque de combustível através do conduto de descarga e, dessa maneira, a filtração do combustível é repetida.
[0025] Preferivelmente, um dispositivo de válvula é disposto na saída de desaeração no dispositivo de filtro de combustível. O dispositivo de válvula adequadamente consiste em uma válvula de estrangulamento, por meio da qual uma limitação de fluxo e uma queda de pressão são obtidos no afogador. Uma vez que o fluxo através da saída de desaeração é limitado, a pressão no interior do alojamento do filtro aumentará, e o alojamento do filtro portanto agirá como um acumulador pressurizado. Quando o motor de combustão interna é iniciado novamente, o combustível pressurizado já estará no alojamento do filtro e, portanto, combustível pode rapidamente chegar no motor de combustão interna, e uma rápida e eficiente partida do motor de combustão interna é obtida. Além disso, a válvula de estrangulamento e a pressão no alojamento do filtro implicam que a diferença de pressão que surge na partida do motor de combustão interna é minimizada, que minimiza o risco de dano no dispositivo de filtro de combustível e de que impurezas sejam pressionadas através do elemento do filtro por causa de um drástico aumento de pressão.
[0026] De acordo com um aspecto da presente invenção, o sistema de combustível compreende um segundo tanque de combustível. Adequadamente, o primeiro tanque de combustível é adaptado de forma que ele contenha um menor volume do que o segundo tanque de combustível. Este projeto permite um primeiro tanque de combustível menos volumoso, que é mais fácil de se dispor dentro de um chassi com espaço limitado. Assim, um sistema de combustível não volumoso é obtido.
[0027] Preferivelmente, uma bomba de transferência é disposta para suprir o primeiro tanque de combustível com combustível. A bomba de transferência adequadamente supre combustível do segundo tanque de combustível, por meio de um segundo conduto de combustível, adicionalmente no primeiro tanque de combustível. Preferivelmente, um pré-filtro é disposto à jusante da bomba de transferência e à montante da bomba de baixa pressão principal. O combustível que chega na bomba de baixa pressão operada pelo motor elétrico é assim pré-filtrado, que implica que a bomba de baixa pressão é protegida contra impurezas de uma maneira vantajosa, que reduz o risco de interrupções operacionais na bomba de baixa pressão. A bomba de transferência é preferivelmente operada por um motor elétrico. Desta maneira, uma regulagem mais eficiente e flexível de suprimento de combustível no primeiro tanque de combustível é obtida.
[0028] Adequadamente, a bomba de baixa pressão é disposta no primeiro tanque de combustível. Desta maneira, a bomba de baixa pressão é protegida do ambiente, e um resfriamento natural do combustível no primeiro tanque de combustível é obtido. Alternativamente, a bomba de transferência e o pré-filtro são também dispostos dentro do primeiro tanque de combustível.
[0029] Adequadamente, um conduto de retorno de combustível é disposto em conexão com o primeiro tanque de combustível e ao sistema de alta pressão do sistema de combustível. Combustível quente pressurizado pode desta maneira ser retornado para o primeiro tanque de combustível, em vez de ser transportado para a câmara de combustão do motor de combustão interna. O combustível quente pode assim aquecer combustível frio no tanque de combustível e, desta maneira, reduzir o risco de parafinização durante operação.
[0030] Outras vantagens da invenção são apresentadas na descrição detalhada das modalidades exemplificativas da invenção a seguir.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[0031] A seguir é uma descrição, como um exemplo, de modalidades preferidas da invenção com referência aos desenhos anexos, em que:
[0032] Fig. 1 mostra uma vista lateral esquemática de um veículo, que compreende um sistema de combustível para um motor de combustão interna de acordo com a presente invenção,
[0033] Fig. 2 mostra um diagrama de acoplamento para um sistema de combustível de acordo com a presente invenção,
[0034] Fig. 3 mostra um fluxograma de um método para reduzir flutuações de pressão em um dispositivo de filtro de combustível em um sistema de combustível de acordo com a presente invenção.
DESCRIÇÃO DETALHADA DE MODALIDADES DE ACORDO COM A INVENÇÃO
[0035] Fig. 1 mostra uma vista lateral esquemática de um veículo 1, cujo veículo compreende um sistema de combustível 4 para um motor de combustão interna 2 de acordo com a presente invenção. O motor de combustão interna 2 é conectado a uma caixa de engrenagem 6, que é adicionalmente conectada nas rodas de acionamento 8 do veículo 1 por meio de uma transmissão. O veículo também compreende um chassi 10.
[0036] Fig. 2 mostra um diagrama de acoplamento para um sistema de combustível 4 em um motor de combustão interna 2 de acordo com a presente invenção. O sistema de combustível 4 compreende diversos componentes, entre os quais um dispositivo de filtro de combustível 12, uma bomba de alta pressão 14, um acumulador na forma de um assim chamado sistema de injeção diesel 16, e um sistema de injeção 18 esquematicamente mostrado na forma de um injetor de combustível, são dispostos no motor de combustão interna 2 (o motor de combustão interna 2 é mostrado na Fig. 1). Alternativamente, o sistema de injeção diesel 16 pode ser substituído por uma outra forma de sistema de injeção 18, por exemplo, um sistema de injeção piezo ou um unitário. A bomba de alta pressão 14, o sistema de injeção diesel 16 e o sistema de injeção 18 constituem componentes no sistema de alta pressão 19 do sistema de combustível 4. O sistema de combustível 4 também compreende um primeiro tanque de combustível 20, uma bomba de baixa pressão 22, um primeiro conduto de combustível 24, através dos quais a bomba de baixa pressão 22 é disposta para suprir combustível no dispositivo de filtro de combustível 12, e um dispositivo de controle 26, disposto em conexão com um motor elétrico M1, operando a bomba de baixa pressão 22. O dispositivo de controle 26 é disposto em conexão com o motor elétrico M1 por meio de um barramento CAN 28. Quando o motor de combustão interna 2 está em operação, a bomba de baixa pressão 22 bombeia combustível do tanque de combustível 20 através do dispositivo de filtro de combustível 12, disposto à jusante, e adicionalmente para a bomba de alta pressão 14, que então bombeia o combustível adicionalmente para o motor de combustão interna 2. O dispositivo de controle 26 é disposto para controlar a bomba de baixa pressão 22, de forma que ela fique ativa quando o motor de combustão interna 2 é desligado por um período limitado. Desta maneira, uma certa pressão é retida no dispositivo de filtro de combustível 12, mesmo quando o motor de combustão interna 2 está desligado, de forma que flutuações de pressão no dispositivo de filtro de combustível 12 são reduzidas.
[0037] O sistema de combustível 4 pode também compreender um segundo tanque de combustível 30, um terceiro tanque de combustível 32, uma bomba de transferência 34 e um pré-filtro 36. O segundo e o terceiro tanques de combustível 30, 32 são, em suas respectivas partes superiores, conectados com um conduto de ventilação 38, comunicando com o ambiente em volta por meio de um filtro de ar 40. O conduto de ventilação 38 assegura que a pressão nos respectivos tanques 30, 32 é e continua substancialmente a mesma, e igual à pressão do ar ambiente, independentemente de quanto combustível está nos respectivos tanques. O filtro de ar 40 impede que impurezas no ar em volta penetrem no conduto de ventilação 38 em conexão com a ventilação dos tanques. O primeiro tanque de combustível 20 é adaptado para conter um menor volume do que o segundo tanque de combustível 30 e o terceiro tanque de combustível 32. O segundo tanque de combustível 30 e o terceiro tanque de combustível 32 correspondem aos tanques de combustível principais e contêm substancialmente o mesmo volume e têm um fluxo auto-regulado entre si, por meio de um conduto de conexão 42, disposto entre a parte inferior do segundo tanque de combustível 30 e o terceiro tanque de combustível 32.
[0038] A bomba de transferência 34 é, de acordo com Fig. 2, disposta entre o primeiro tanque de combustível 20 e o segundo tanque de combustível 30. A bomba de baixa pressão 22 pode ser disposta dentro do primeiro tanque de combustível 20, e é assim protegido do ambiente e resfriado pelo combustível. A bomba de transferência 34 é operada por um segundo motor elétrico M2, e sua principal tarefa e suprir combustível do segundo tanque de combustível 30 no primeiro tanque de combustível 20, por meio de um segundo conduto de combustível 44. O segundo motor elétrico M2 é disposto em conexão com o dispositivo de controle 26 por meio do barramento CAN 28. O segundo motor elétrico M2 e, consequentemente, a bomba de transferência 34 assim são controladas pelo dispositivo de controle 26.
[0039] Entre o primeiro tanque de combustível 20 e o segundo tanque de combustível 30, um conduto de descarga 46 é disposto, de forma que combustível pode ser transportado do primeiro tanque de combustível 20 para o segundo tanque de combustível 30, se o primeiro tanque de combustível 20 ficar cheio demais.
[0040] O pré-filtro 36 é disposto à jusante da bomba de transferência 34 e é preferivelmente um filtro de separação de água de malha fina. No segundo tanque de combustível 30, à montante da bomba de transferência 34, uma peneira de malha grosseira 48 é disposta, através da qual a bomba de transferência 28 succiona combustível. A peneira de malha grosseira 48 filtra partículas acima de um certo tamanho predeterminado. A bomba de transferência 34 então pressuriza o combustível e alimenta-o através do pré-filtro 36 adicionalmente no primeiro tanque de combustível 20, por meio do segundo conduto de combustível 44. O combustível no primeiro tanque de combustível 20 assim passou tanto por uma peneira de malha grosseira 48 e pré-filtro de malha fina 36, que implica que a bomba de baixa pressão 22, que é disposta no primeiro tanque de combustível 20, é protegida contra impurezas.
[0041] O dispositivo de filtro de combustível 12 compreende um alojamento do filtro 50, no qual um elemento do filtro 52 é disposto, através do qual combustível do primeiro tanque de combustível 20 é filtrado. O alojamento do filtro 50 tem uma saída de desaeração 54, com a qual um conduto de descarga 56 é conectado. O conduto de descarga 56 é também conectado com o primeiro tanque de combustível 20. Desta maneira, combustível pode escoar do alojamento do filtro 50, através da saída de desaeração 54, adicionalmente através do conduto de descarga 56 e de volta para o primeiro tanque de combustível 20, quando o motor de combustão interna 2 é desligado e a bomba de baixa pressão 22 está ativa. Quando o motor de combustão interna 2 está em operação, o alojamento do filtro 50 é desaerado por meio da saída de desaeração 54.
[0042] Um dispositivo de válvula 58 na forma de uma válvula de estrangulamento é disposto na saída de desaeração 54, e assim em conexão com o conduto de descarga 56. A válvula de estrangulamento implica que a maior parte do combustível suprido pela bomba de baixa pressão 22 no dispositivo de filtro de combustível 12 quando o motor de combustão interna 2 é desligado escoa através da saída de desaeração 54, da válvula de estrangulamento 58 e do conduto de descarga 56, de volta para o primeiro tanque de combustível 20. A válvula de estrangulamento 58 também implica em uma restrição de fluxo e uma queda de pressão no estrangulador, que, por sua vez, tem a consequência de que a pressão acumula no alojamento do filtro 50. O alojamento do filtro 50 assim age como um acumulador pressurizado, que significa que existe sempre combustível pressurizado no alojamento do filtro 50, desde que a bomba de baixa pressão 22 esteja ativa, mesmo se o motor de combustão interna 2 estiver desligado. Desta maneira, uma partida rápida e eficiente do motor de combustão interna 2 pode ser obtida.
[0043] Adicionalmente, o sistema de combustível 4 compreende um conduto de retorno de combustível 60, através do qual combustível quente pressurizado é retornado do sistema de alta pressão 19 do sistema de combustível 4 para o primeiro tanque de combustível 20.
[0044] Um primeiro sensor de nível 62 é disposto no primeiro tanque de combustível 20, a fim de identificar o nível combustível no primeiro tanque de combustível 20. Quando o nível de combustível no primeiro tanque de combustível 20, determinado com o sensor de nível 62, cai abaixo de um limiar de nível predeterminado, a bomba de transferência 34 é controlada para alimentar combustível do segundo tanque de combustível 30 no primeiro tanque de combustível 20. Um segundo sensor de nível 64 é disposto no segundo tanque de combustível 30, a fim de identificar o nível de combustível no segundo tanque de combustível 30. O primeiro sensor de nível 62 e o segundo sensor de nível 64 são conectados no barramento CAN 28 e no dispositivo de controle 26, que controla a bomba de transferência 34 e a bomba de baixa pressão 22.
[0045] Um sensor de pressão 66 é disposto à jusante do dispositivo de filtro de combustível 12. O sensor de pressão é conectado no dispositivo de controle 26 por meio do barramento CAN 28. O sensor de pressão pode controlar o primeiro motor elétrico M1, que opera a bomba de baixa pressão 22, permitindo um valor de ponto de ajuste independentemente das condições no sistema, por exemplo, em caso de uma queda de pressão no sistema, independentemente do nível de entupimento do filtro de combustível ou independentemente das exigências de combustível ideais do motor de combustão interna 2, do sistema de injeção 18 ou do sistema de controle.
[0046] Fig. 3 mostra um fluxograma de um método para reduzir flutuações de pressão em um dispositivo de filtro de combustível 12 em um sistema de combustível 4 de acordo com a presente invenção. O sistema de combustível 4 pode ser adaptado da maneira descrita na Fig. 2. O método de acordo com a invenção compreende a etapa a) identificar o desligamento do motor de combustão interna 2, a etapa b) assegurar que a bomba de baixa pressão 22 está ativa, com o uso de dispositivo de controle 26, e a etapa c) assegurar que combustível escoa do dispositivo de filtro de combustível 12 de volta para o primeiro tanque de combustível 20, por meio de uma saída de desaeração 54 disposta no dispositivo de filtro de combustível 12, e um conduto de descarga 56 disposto em conexão com a saída de desaeração 54 e o primeiro tanque de combustível 20. Mantendo a bomba de baixa pressão 22 ativa quando o motor de combustão interna 2 é desligado, uma certa pressão é retida no dispositivo de filtro de combustível 12. Assim, a diferença de pressão é reduzida entre um estado quando o motor de combustão interna 2 está desligado e um estado quando o motor de combustão interna 2 é iniciado. Assim, flutuações de pressão no dispositivo de filtro de combustível 12 são reduzidas.
[0047] Adequadamente, o dispositivo de controle 26 identifica que o motor de combustão interna 2 foi desligado e, como na tecnologia anterior, em vez de desativar a bomba de baixa pressão 22, o dispositivo de controle 26 controla o motor elétrico M1 da bomba de baixa pressão 22 de uma maneira tal que o motor elétrico 22 fique ativo. O dispositivo de controle 26 adequadamente identifica que o motor de combustão interna 2 foi desligado. Adequadamente, o dispositivo de controle 26 assegura que a velocidade rotacional da bomba de baixa pressão 22 é reduzida, preferivelmente para uma velocidade rotacional com um baixo consumo de potência e corrente. O dispositivo de controle 26 pode controlar o motor elétrico M1, de forma que a bomba de baixa pressão 22 obtenha uma baixa velocidade do motor.
[0048] Um dispositivo de válvula 58 é provido na saída de desaeração 54 no dispositivo de filtro de combustível 12. O dispositivo de válvula 58 adequadamente consiste em uma válvula de estrangulamento, por meio da qual uma limitação de fluxo e uma queda de pressão são obtidas na saída de desaeração 54.
[0049] Provendo a válvula de estrangulamento 58, e reduzindo a velocidade rotacional da bomba de baixa pressão 22, e assim reduzindo a pressão no primeiro conduto de combustível 24 e no dispositivo de filtro de combustível 12, assegura-se que a maior parte do combustível suprido pela bomba de baixa pressão 22 no dispositivo de filtro de combustível 12 passa através da saída de desaeração 54, e escoa de volta para o primeiro tanque de combustível 20. Além disso, a válvula de estrangulamento 58 implica que a pressão no interior do alojamento do filtro 50 eleva e que o alojamento do filtro 50 assim age como um acumulador pressurizado. Se o motor de combustão interna 2 for novamente iniciado depois de um período, combustível pressurizado já está no dispositivo de filtro de combustível 12, e uma partida rápida e eficiente do motor de combustão interna 2 pode ser obtida.
[0050] O método adequadamente também compreende a etapa d) desativar a bomba de baixa pressão 22, desligando o motor elétrico M1 depois de um período predeterminado. Adequadamente, a bomba de baixa pressão 22 é mantida ativa por um período predeterminado, durante o qual o motor de combustão interna 2 é desligado. O dispositivo de controle 26 preferivelmente desativa a bomba de baixa pressão 22 quando o motor de combustão interna 2 tiver sido desligado por um período predeterminado. O período predeterminado pode, por exemplo, ser entre 3 e 10 minutos, preferivelmente entre 5 e 8 minutos. Isto assegura que a bomba de baixa pressão 22 só fica ativa quando o motor de combustão interna 2 é desligado por breves períodos, por exemplo, durante parada em semáforos ou em congestionamentos.
[0051] Os componentes e recursos aqui especificados podem, dentro do quadro da invenção, ser combinados entre diferentes modalidades especificadas.

Claims (12)

1. Sistema de combustível (4) para um motor de combustão interna (2), sistema de combustível (4) este que compreende um primeiro tanque de combustível (20), um dispositivo de filtro de combustível (12), disposto entre uma bomba de baixa pressão (22) operada por um motor elétrico (M1) e uma bomba de alta pressão (14), um primeiro conduto de combustível (24), através do qual a bomba de baixa pressão (22) é disposta para suprir combustível a partir do primeiro tanque de combustível (20) no dispositivo de filtro de combustível (12), e um dispositivo de controle (26) disposto em conexão com o motor elétrico (M1), operando a bomba de baixa pressão (22), em que um conduto de descarga (56) é disposto em conexão com uma saída de desaeração (54), disposta no dispositivo de filtro de combustível (12), e o primeiro tanque de combustível (20), e em que o dispositivo de controle (26) é disposto para controlar o motor elétrico (M1), de modo que a bomba de baixa pressão (22) fique ativa quando o motor de combustão interna (2) está desligado por um período limitado, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de controle é disposto para reduzir a velocidade de rotação da bomba de baixa pressão (22) quando o motor de combustão interna (2) está desligado pelo referido período limitado, assegurando, assim, que combustível possa escoar do dispositivo de filtro de combustível (12) de volta para o primeiro tanque de combustível (20), por meio da saída de desaeração (54) disposta no dispositivo de filtro de combustível (12), e o conduto de descarga (56) disposto em conexão com a saída de desaeração (54) e o primeiro tanque de combustível (20).
2. Sistema de combustível, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de controle (26) é disposto para desativar a bomba de baixa pressão (22) quando o motor de combustão interna (2) tiver sido desligado por um período predeterminado.
3. Sistema de combustível, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de filtro de combustível (12) compreende um alojamento do filtro (50), em que um elemento do filtro (52) é disposto.
4. Sistema de combustível, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que um dispositivo de ventilação (58) é disposto na saída de desaeração (54) do dispositivo de filtro de combustível (12).
5. Sistema de combustível, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de ventilação (58) consiste em uma válvula de estrangulamento.
6. Sistema de combustível, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a saída de desaeração (54) é disposta no dispositivo de filtro de combustível (12) de modo que o combustível seja levado além do elemento do filtro (52) antes de passar através da saída de desaeração.
7. Sistema de combustível, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a saída de desaeração (54) é disposta no dispositivo de filtro de combustível (12) de modo que combustível passe através do elemento do filtro (52) antes de passar através da saída de desaeração.
8. Motor de combustão (2) caracterizado pelo fato de que compreende um sistema de combustível (4) como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 7.
9. Veículo (1) caracterizado pelo fato de que compreende um sistema de combustível (4) como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 7.
10. Método para reduzir flutuações de pressão em um dispositivo de filtro de combustível (12) em um sistema de combustível (4) para um motor de combustão interna (2), sistema de combustível (4) este que compreende um primeiro tanque de combustível (20), um dispositivo de filtro de combustível (12), disposto entre uma bomba de baixa pressão (22) operada por um motor elétrico e uma bomba de alta pressão (14), um primeiro conduto de combustível (24), por meio do qual a bomba de baixa pressão (22) é disposta para suprir combustível no dispositivo de filtro de combustível (12), e um dispositivo de controle (26), disposto em conexão com um motor elétrico (M1) operando a bomba de baixa pressão (22), o método caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: a) identificar desligamento do motor de combustão interna (2); e b) assegurar que a bomba de baixa pressão (22) está ativa e assegurar que a velocidade de rotação da bomba de baixa pressão (22) esteja reduzida, com o uso do dispositivo de controle (26); e c) assegurar que combustível escoa do dispositivo de filtro de combustível (12) de volta para o primeiro tanque de combustível (20), por meio de uma saída de desaeração (54) disposta no dispositivo de filtro de combustível (12), e um conduto de descarga (56) disposto em conexão com a saída de desaeração (54) e com o primeiro tanque de combustível (20).
11. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a etapa c) compreende prover um dispositivo de ventilação (58) na saída de desaeração (54) do dispositivo de filtro de combustível (12).
12. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 ou 11, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente a etapa de: d) desativar a bomba de baixa pressão (22) desligando o motor elétrico (M1) depois de um período predeterminado de tempo.
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