BR112019015385A2

BR112019015385A2 - Motor de combustão interna com bocal de injeção de combustível com alimentação adicional de um meio que promove a combustão na câmara de combustão

Info

Publication number: BR112019015385A2
Application number: BR112019015385-3A
Authority: BR
Inventors: Junker Erwin
Original assignee: Erwin Junker Grinding Technology A.S.
Priority date: 2017-01-26
Filing date: 2018-01-24
Publication date: 2020-03-10
Also published as: US20190353124A1; AU2018213906A1; MY196263A; ES2831338T3; PL3574204T3; JP7130651B2; AU2018213906B2; RU2019126428A; RU2019126428A3; WO2018138126A1; DE102017201275B4; KR102382378B1; JP2020514621A; EP3574204A1; US10954905B2; CN110226031A; CN110226031B; MX2019008829A; DE102017201275A1; DE102017201275B8

Abstract

de acordo com um primeiro aspecto, é descrito um motor de combustão interna do tipo alternativo, o qual possui uma válvula de admissão (3) em seu cabeçote de cilindro (1) que pode ser alimentada com uma linha de admissão (4) conectada ao cilindro (2) para alimentação do cilindro (2) e, portanto, através da válvula de admissão (3), com um acumulador de pressão (5), a partir do qual um meio adicional que promove a combustão no cilindro (2) pode ser alimentado de maneira controlada ao cilindro (2), e com um bocal de injeção (7), por meio do qual o combustível pode ser injetado no cilindro (2). o meio adicional de acordo com a invenção é uma mistura de combustível e ar de combustão. o acumulador de pressão (5) é conectado ao bocal de injeção (7) que possui uma agulha injetora (6), e o meio adicional pode ser conduzido de maneira controlada ao cilindro (2) por meio do bocal de injeção (7). de acordo com um segundo aspecto da invenção, é descrito um método para introdução adicional, no cilindro de um motor alternativo, de um meio adicional que promove a combustão no cilindro de um motor de combustão interna, em que o meio é alimentado por meio de um bocal de injeção.

Description

MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA COM BOCAL DE INJEÇÃO DE COMBUSTÍVEL

COM ALIMENTAÇÃO ADICIONAL DE UM MEIO QUE PROMOVE A COMBUSTÃO NA

CAMARA DE COMBUSTÃO [0001] A invenção diz respeito a um motor de combustão interna do tipo alternativo com as características de acordo com a reivindicação 1 e a um método para introdução de um meio que promove a combustão na câmara de combustão com as características de acordo com a reivindicação 11.

[0002] São conhecidos motores de combustão interna alternativos nos quais o ar de combustão necessário para a combustão é alimentado ao cilindro através de uma válvula de admissão no cabeçote de cilindro, em que a válvula de admissão é disposta no final de uma linha de admissão, por meio da qual todo o ar de combustão, incluindo o ar de limpeza, pode ser alimentado ao cilindro. Nos tipos convencionais, os motores de combustão interna possuem um bocal de injeção com uma agulha injetora em seu interior, por meio da qual a alimentação de combustível no cilindro é controlada. Também é conhecido o provimento de um reservatório de ar comprimido adicional para controlar ou aumentar o torque do motor de combustão interna, bem como para controlar e aprimorar o comportamento de partida a frio de tais motores de combustão interna, do qual o ar de combustão adicional é conduzido ao cilindro por meio da válvula de admissão disposta no cabeçote de cilindro. Esse ar de combustão adicional é alimentado diretamente por meio da válvula de admissão de ar no cabeçote de cilindro ou por meio de uma válvula de admissão de ar adicional.

[0003] Assim, a partir do DE 11 2007 000 944 T5 é descrito um motor de combustão interna no qual pode ser provido um reservatório de ar comprimido adicional a uma pressão muito elevada de cerca de 200 bar, a partir do qual é realizada uma injeção de ar de combustão adicional durante o curso de compressão, e, mais precisamente, durante o início do curso de compressão.

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2/16 [0004] De fato, é possível, desse modo, assumir uma influência positiva na emissão e nos motores multicilindros, sobretudo também em todo o comportamento de operação do motor de combustão interna. Entretanto, tais pressões elevadas no reservatório de pressão exigem uma quantidade significativa de energia adicional, sobretudo também porque retém quantidades de ar correspondentemente grandes submetidas a tais pressões elevadas e que, no cilindro, se destinam a promover uma sequência correspondentemente rápida na velocidade de rotação do motor de combustão interna.

[0005] No DE 10 2010 033 591 A1 é descrito um motor de combustão interna com comportamento aprimorado de partida a frio. Além disso, o ar comprimido de um reservatório de ar é alimentado ao cilindro imediatamente antes do processo efetivo de ignição, depois que a mistura de ar-combustível já tenha sido comprimida no cilindro. Para essa finalidade, são mantidas pressões relativamente elevadas no reservatório de ar comprimido. A partir do DE 10 2004 047 975 A1, sabe-se que ar de combustão adicional na forma de ar comprimido é alimentado de maneira sincronizada durante a fase de sucção para o cilindro a partir de um acumulador de pressão. Como recipiente de pressão, é usado o reservatório de ar comprimido já provido em um sistema de freio de ar-comprimido. Por meio da injeção sincronizada de ar adicional, os parâmetros de funcionamento do motor de combustão interna são influenciados em termos de comportamento de desempenho geral por meio de um ajuste adequado da quantidade e do tempo de injeção. Também nesse sistema, o ar adicional é alimentado à linha de sucção e, mais precisamente, durante a fase de sucção. Como resultado, uma quantidade de ar relativamente grande é disponibilizada a partir do recipiente de pressão para cada respectivo ciclo de injeção.

[0006] Além disso, tais sistemas com reservatório de ar comprimido adicional são conhecidos a partir do DE 10 2012 014 204 B4 e

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3/16 do DE 10 2012 014 205 B3, em que o ar de combustão adicional de urn recipiente de pressão pode ser alimentado ao motor de combustão interna através de canais de sucção divididos em duas subseções por meio de um elemento de bloqueio controlável e a partir do DE 10 2008 00 326 A1, em que um dispositivo adicional para injeção de ar comprimido adicional a um motor de combustão interna conhecido é provida igualmente no sistema de admissão de ar entre um turbo compressor provido e a válvula de admissão do motor de combustão interna. Nesse sentido, o ar comprimido não é introduzido permanentemente no coletor de admissão, mas apenas se isso fizer sentido em função da situação operacional atual do veículo em termos de segurança, conforto de condução e desgaste.

[0007] Os outros sistemas conhecidos de acordo com o DE 102 247 19 B4, DE 39 063 12 C1 e DE 2008 000 324 A1 têm em comum o fato de que um recipiente de pressão adicional é recomendado em vários pontos do sistema de admissão, presentes tanto em motores com turboalimentação como também em motores aspirados.

[0008] Uma desvantagem para os motores de combustão interna conhecidos com um acumulador de pressão, o qual alimenta ar de combustão adicional à linha de admissão do motor de combustão interna, é o custo relativamente alto em equipamentos e, devido às seções transversais grandes no sistema de admissão, as quantidades de ar relativamente grandes também devem ser transportadas de modo que pelo menos uma certa parte do ar de combustão adicional chegue ao cilindro.

[0009] A invenção se baseia em um motor de combustão interna do tipo alternativo descrito no DE 691 00 803 T2. Este possui uma válvula de admissão disposta em um cabeçote de cilindro de um cilindro, através do qual o ar de combustão pode ser alimentado de uma linha de admissão conectada à válvula de admissão, bem como a um acumulador de pressão, do qual um meio adicional que promove a combustão no cilindro pode ser alimentado ao cilindro de maneira controlada. Nesse caso, o combustível

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4/16 pode ser injetado no cilindro por meio de um bocal de injeção, em que o acumulador de pressão é conectado ao bocal de injeção que possui uma agulha injetora.

[0010] Diferentes formas construtivas para bocais de injeção adequados são descritos, por exemplo, nas publicações DE 39 36 986 A1, DE 10 2013 014 329 A1 e DE 10 2014 002 905 A1.

[0011] Por outro lado, o objetivo da presente invenção consiste em manter controladas ou reduzidas as quantidades do meio que promove a combustão em forma gasosa ou líquida a ser introduzido adicionalmente no cilindro, mas também em assegurar um aprimoramento do comportamento de operação do motor de combustão interna de maneira confiável e, além disso, em manter complexidade construtiva e de equipamentos para controle da alimentação do meio no cilindro de um motor de combustão interna o mais simples possível. Além disso, é um objetivo da invenção otimizar o desempenho do motor com valores de gás de escape aprimorados.

[0012] Tal objetivo é alcançado com um motor de combustão interna do tipo alternativo com as características de acordo com a reivindicação 1 e com um método com as características de acordo com a reivindicação 11. Modalidades vantajosas são definidas nas respectivas reivindicações dependentes.

[0013] De acordo com um primeiro aspecto da invenção, o motor de combustão interna do tipo alternativo possui uma válvula de admissão disposta em um cabeçote de cilindro de um cilindro, do qual o ar de combustão ou, adicionalmente, uma mistura de gás combustível/combustível ou de ar de combustão-gás combustível/combustível é introduzida no cilindro a partir de uma linha de admissão e a qual alimenta o ar de combustão, o gás combustível ou a mistura de maneira sincronizada ao cilindro por meio do controle de válvula correspondente. Além disso, o motor de combustão interna possui um acumulador de pressão, a partir do qual um meio adicional para promover a combustão e, opcionalmente, a formação de mistura no

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5/16 cilindro, pode ser alimentado ao cilindro de maneira controlada. O motor de combustão interna possui também um bocal de injeção no cabeçote de cilindro, através do qual o combustível pode ser injetado no cilindro, em que o combustível é pulverizado correspondentemente por meio do bocal de injeção para poder realizar um comportamento de combustão otimizado. De acordo com a invenção, o acumulador de pressão é conectado ao bocal de injeção que possui uma agulha injetora, em que o meio adicional a ser conduzido ao cilindro a partir do recipiente de pressão pode ser conduzido de maneira controlada ao cilindro por meio do bocal de injeção. Para motores de combustão interna convencionais com sistema de injeção convencional, são utilizados bocais de injeção que possuem uma agulha injetora em seu interior e que, por meio de seções transversais, asseguram uma injeção do combustível mantido sob pressão por meio de um curso correspondente.

[0014] De acordo com a invenção, agora é provido, no caso do motor de combustão interna de acordo com a invenção, que o bocal de injeção convencional seja adicionalmente configurado de modo que o meio adicional possa ser conduzido igualmente ao cilindro por meio do bocal de injeção. Um tal bocal de injeção de acordo com a invenção tem, portanto, uma dupla função, pois realiza a injeção de combustível conhecida per se e também a pulverização do combustível, mas permite, pelo menos parcialmente, a alimentação simultânea de meio adicional a partir de um acumulador de pressão adicional, de modo que nenhum elemento adicional seja necessário para introdução desse meio adicional para aprimoramento da combustão no cilindro. Uma vez que uma controlabilidade relativamente boa é assegurada no bocal de injeção, o manuseamento e transporte de grandes volumes, necessários quando uma alimentação adicional de meio precisa ser alcançada através dos dutos de admissão de grande volume, deve ser dispensado tanto quanto possível no motor de combustão interna de acordo com a invenção, sem que as funções desejadas, a saber o comportamento de operação, o torque e o comportamento de partida a frio,

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6/16 sejam dispensados nos motores de combustão interna de acordo com a invenção. Isso pode ser controlado com precisão com a solução de acordo com a invenção.

[0015] Preferencialmente, no motor de combustão interna de acordo com a invenção, o bocal de injeção pode ser controlado de acordo com o curso, preferencialmente controlado pela pressão de combustível, que, ao atingir uma pressão de injeção definida no interior da agulha injetora é liberado de uma sede de vedação por meio da agulha injetora levantada dessa sede de vedação, de modo que o combustível e/ou o meio possa ser introduzido no cilindro após a sede de vedação. De acordo com a invenção, o meio alimentado através do bocal de injeção é agora introduzido de tal modo que o meio adicional seja introduzido no cilindro através dessa sede de vedação simultaneamente ou com atraso ou de forma parcialmente simultânea observando-se as condições de pressão no bocal de injeção e as forças elásticas que atuam sobre a agulha injetora. O movimento de curso da agulha injetora também pode ser feito hidraulicamente com elementos piezoelétricos ou uma bobina solenoide ou com motores grandes.

[0016] Preferencialmente, a agulha injetora possui um duto de meio, por meio do qual o meio adicional pode ser introduzido no cilindro. Esse duto de meio pode ser vedado na sede de vedação supramencionada e pode ser fechado ou aberto quando a agulha injetora se levanta. No entanto, também é possível que uma válvula adicional possa ser disposta preferencialmente no acumulador de pressão ou na válvula de injeção ou entre o acumulador de pressão e a válvula de injeção, a qual controla a alimentação do meio adicional ao cilindro por meio de um dispositivo de controle. Nesse caso, o controle da quantidade de meio, como também de seu fluxo volumétrico para o cilindro, é realizado preferencialmente por meio de um comando dessa válvula em função do processo de injeção de combustível, e isso, particularmente, dependendo da quantidade de injeção de combustível. Uma vez que a alimentação do meio adicional é controlada

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7/16 em função do processo de injeção de combustível, pode-se assegurar que o meio adicional seja admitido no cilindro, por exemplo, apenas ao final do processo de injeção de combustível, de modo que as pressões no bocal de injeção já tenham sido reduzidas a tal ponto que, mesmo que a agulha injetora ainda esteja aberta, não ocorre um refluxo do combustível mantido sob pressão no duto de meio. Para essa finalidade, pode-se prover, adicionalmente, que um mecanismo adicional ainda mantenha a agulha injetora aberta na sede de vedação, mesmo que a pressão de combustível, que geralmente assegura o levantamento da agulha injetora no alojamento do bocal de injeção, já tenha sido reduzida, de modo que a pressão elástica que tensiona a agulha injetora realizaria seu fechamento sob circunstâncias normais.

[0017] O meio introduzido adicionalmente para promover a combustão no cilindro é, preferencialmente, gasoso e, de forma mais preferencial, é ar comprimido. Também é possível utilizar oxigênio. No entanto, também é possível que um gás combustível com um valor calorífico adicional seja usado como meio, e que, além disso, libere energia adicional durante o processo de combustão no cilindro. Como meio adicional, também é usada, mais preferencialmente, uma mistura de ar-combustível/gás combustível, de modo que uma influência direta sobre o comportamento de operação do motor possa ser assumida por meio das proporções de ambos os componentes da mistura. De acordo com outro exemplo de modalidade da invenção, também é possível que o meio adicional seja líquido, em que o meio no acumulador de pressão seja preferencialmente líquido e, na fase líquida, possa ser alimentado ao duto de meio para injeção ou introdução no cilindro do motor, onde, devido às condições de pressão e temperatura, também é realizada uma mudança imediata para uma fase gasosa. Preferencialmente, o meio líquido é água, cujo efeito de pulverização no cilindro é geralmente conhecido na injeção separada ou na injeção como

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8/16 uma emulsão de água-combustível. Uma alimentação do meio na forma de vapor de água é igualmente possível.

[0018] Preferencialmente, a alimentação do meio é realizada por meio de um orifício transversal através do alojamento do bocal de injeção em relação à agulha injetora disposta no interior do bocal de injeção, o qual pode ser aberto ou fechado por meio do curso da agulha injetora. Também é possível que uma ranhura radialmente circunferencial seja provida em cada caso com a mesma dimensão de largura que o orifício associado na agulha injetora e/ou no alojamento do bocal de injeção, de modo que mesmo, durante a retorção da agulha injetora durante a operação, uma alimentação de meio ao duto de meio central seja sempre assegurada por meio dos dutos de meio radiais.

[0019] Preferencialmente, o bocal de injeção é um bocal multiorifícios, com um orifício cego. No entanto, de forma ainda mais preferencial, também pode ser um bocal de injeção na forma de um bocal cônico estrangulador. A formação de um bocal de injeção como bocal multiorifícios com um orifício cego pode ser realizada com tamanho normal ou com tamanho reduzido do orifício cego. A estrutura básica de tais bocais com orifício cego é conhecida per se e é caracterizada pelo fato de que a agulha injetora possui uma formação cônica na sua região frontal, a qual realiza um efeito de vedação acima do orifício cego no interior do alojamento do bocal de injeção se nenhuma pressão de combustível em um ombro sobrejacente da agulha injetora levantar esse ombro da sede de vedação. A ponta cônica da agulha injetora, portanto, veda o espaço de pressão do combustível a partir do orifício cego, a partir do qual vários orifícios de injeção levam ao interior do cilindro a partir da direção radial. Por outro lado, por um bocal cônico estrangulador entende-se os chamados bocais de orifício único com um pino imerso no orifício de pulverização do corpo de bocal na agulha injetora. A vantagem de tais bocais cônicos estranguladores é que uma certa autolimpeza da abertura de bocal é realizada.

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9/16 [0020] Mais preferencialmente, uma linha de meio é provida entre o acumulador de pressão e diretamente na conexão com o alojamento do bocal de injeção, através da qual o meio adicional é alimentado ao bocal de injeção e, assim, por meio do bocal de injeção no cilindro. Nesse sentido, o diâmetro da linha de meio é configurado de modo que corresponda pelo menos ao curso máximo da agulha injetora. Isto assegura que, a cada curso da agulha injetora, seja garantida uma admissão do duto de meio disposto com meio adicional no interior da agulha injetora.

[0021 ] As principais vantagens do motor de combustão interna de acordo com a invenção com um bocal de injeção, através do qual o meio adicional é admitido além da injeção de combustível realizada convencionalmente, consiste no fato de que é possível um comportamento de controle aperfeiçoado do motor de combustão interna sob diferentes condições de operação, sem que uma grande complexidade em termos de construção e equipamento adicional seja necessária. Além disso, é possível um aumento significativo no desempenho com o mesmo espaço de curso.

[0022] No entanto, a influência não permite apenas alcançar um aumento no desempenho do motor. Devido à influência orientada o comportamento de operação do motor, pode-se alcançar também uma elevada otimização dos gases de exaustão.

[0023] De acordo com um segundo aspecto da invenção, o método compreende uma introdução de um meio adicional que promove a combustão e, eventualmente, também a formação de mistura em um cilindro de um motor de combustão interna no cilindro desse motor de combustão interna. De acordo com o método de acordo com a invenção, o meio é alimentado por meio de um bocal de injeção já existente no cabeçote de cilindro de um motor alternativo e que é especialmente adaptado para este método de acordo com a invenção.

[0024] Preferencialmente, a alimentação do meio ocorre, pelo menos parcialmente, de forma simultânea com o combustível. No entanto,

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10/16 também é possível que a alimentação do meio seja dissociada do combustível, de modo que não sejam necessárias altas pressões, como no caso de alimentação de combustível ao meio a ser introduzido no cilindro.

[0025] De acordo com uma modalidade preferencial, a alimentação do meio ocorre com controle da válvula, independentemente do movimento de curso da agulha injetora. Isto significa que uma válvula para o bocal de injeção é disposta em um duto de meio do acumulador de pressão, a qual é controlada por meio de um dispositivo de controle, de modo que a quantidade de meio adicional é controlada no cilindro. De acordo com uma variante alternativa, a introdução do meio adicional é realizada com controle de curso durante a injeção de combustível. De forma mais preferencial, o meio adicional é um combustível gasoso que é introduzido no cilindro isoladamente ou na forma de uma mistura de combustível e ar de combustão como meio adicional. De acordo com uma modalidade do método de acordo com a invenção, também é possível que, no caso mais simples, o meio adicional seja ar comprimido. O ar comprimido adicional introduzido no cilindro através do bocal de injeção garante que um volume adicional de oxigênio seja disponibilizado para a combustão que ocorre no cilindro.

[0026] Além disso, também é possível que o combustível gasoso e os gases da recirculação do gás de escape possam ser usados como uma mistura.

[0027] Vantagens adicionais, detalhes e modalidades da invenção serão agora descritos detalhadamente com base na modalidade explicada abaixo nas figuras. As figuras mostram:

Figura 1 mostra uma vista esquemática de um cilindro de um motor alternativo com linha de admissão, linha de gás de escape e recipiente de pressão conectada ao bocal de injeção para um meio que promove a combustão no cilindro;

Figura 2 mostra uma vista em seção através do cilindro de um motor alternativo com válvula de admissão, válvula de escape e bocal de injeção;

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Figura 3 mostra uma vista em seção através de um bocal de injeção na forma de um pino de estrangulamento no cabeçote de cilindro com linha de alimentação para um meio que promove a combustão no cilindro.

Figura 4 mostra uma vista de acordo com a Figura 3, mas com o assento de vedação liberado da agulha injetora na sua posição levantada;

Figura 5 mostra uma vista detalhada ampliada de um bocal cônico estrangulador como bocal de injeção; e

Figura 6 mostra um bocal com orifício cego como um bocal de injeção com um orifício cego maior (à esquerda) e menor (à direita).

[0028] A Figura 1 é uma vista esquemática de um cilindro 2 de um motor alternativo com a válvula de admissão 3 e a válvula de escape 11 montadas no cabeçote de cilindro 1. O ar de admissão 15 é passado através de uma linha de ar de sobrealimentação 4 ou linha de admissão por meio de um compressor 25 para aumentar a pressão de carga e daí para a válvula de admissão 3 e, com a válvula de admissão 3 aberta, para o cilindro 2.

[0029] Quando a válvula de escape 11 está aberta, o gás 16 queimado flui após a combustão através da válvula de escape 11 para a linha de gás de escape 12 e de lá através da turbina de gás de escape 26, na qual a energia é extraída do gás de escape 16 para acionamento do compressor 25 disposto no na linha de admissão 4.

[0030] Além disso, um bocal de injeção 7 é disposto no cabeçote de cilindro 1, por meio da qual o combustível é injetado no cilindro para sua combustão através de uma linha de combustível 24. Uma linha de meio 13 para um meio gasoso ou líquido é conectada ao bocal de injeção 7, o qual é introduzido através do bocal de injeção 7 para promover a combustão, e, mais precisamente, através do interior do bocal de injeção 7 por meio de sua agulha injetora 6 no cilindro 2. Nesse sentido, o meio gasoso ou líquido pode ser ar de combustão, cujo teor de oxigênio contribui para uma combustão aprimorada, ou um gás combustível, que inflama e queima mesmo sob temperaturas criadas pela compressão no cilindro 2 durante o movimento do

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12/16 pistão 20 em direção ao ponto morto superior, de modo que essa energia adicional é disponibilizada para o ciclo de trabalho do pistão 20 do motor de combustão interna. O trabalho resultante da combustão é encaminhado através do pistão 20, do pino da biela 19 e da biela 18 para o eixo de manivelas, não representado na Figura 1, para operação do mesmo.

[0031] Um acumulador de pressão 5 para o meio é conectado à linha de meio 13 e, assim, ao bocal de injeção 7. Entre o acumulador de pressão 5 e o bocal de injeção 7, é disposta uma válvula 10, por meio da qual a quantidade de meio submetido a pressão é alimentada ao cilindro 2 através do bocal de injeção 7 para uma combustão aprimorada. Esta válvula 10 é controlada por meio de um dispositivo de controle 21 em relação à quantidade de meio que a atravessa.

[0032] O controle é realizado em função dos parâmetros do motor desejados ou monitorados, como por exemplo, comportamento de partida a frio, desempenho, comportamento dos gases de exaustão, etc.

[0033] A Figura 2 é mostrada uma seção transversal através de um cilindro alternativo. O cilindro 2 possui um cabeçote de cilindro 1, na qual são dispostos uma válvula de admissão 3 e uma válvula de escape 11, bem como um bocal de injeção 7. O ar de admissão 15 flui para a válvula de admissão 3 através de uma linha de entrada 4 e de cuja abertura para o cilindro 2 durante o curso de exaustão ou admissão. No cilindro 2, um pistão 20 é guiado na camisa do cilindro 17, o qual é conectado a um eixo de manivelas (não representado) por meio de um pino da biela 19 e a biela 18. Também no cabeçote de cilindro 1 é disposta uma válvula de escape 11, na qual o gás queimado no estado aberto, que resulta do processo de combustão no cilindro 2, é alimentado à linha de gás de escape 12 como gás de escape 16 em sua outra linha, como por exemplo a uma turbina de gás de escape 26 eventualmente existente (vide Figura 1). A Figura 2 mostra a construção esquemática de tal cilindro 2, sem que a linha de conexão para o meio mantido sob pressão seja mostrada no bocal de injeção 7.

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13/16 [0034] Isto pode ser visto a partir do desenho detalhado de acordo com Figura 3. Nessa Figura é representado um bocal de injeção 7 em um cabeçote de cilindro 1 de um cilindro 2 em representação esquemática como uma vista em seção, que na forma de construção conhecida contém uma agulha injetora 6 em seu interior. O bocal de injeção 7 é configurado como bocal cônico estrangulador e, portanto, possui apenas uma única sede de vedação 8 e um único orifício de injeção. A vantagem de tais bocais cônicos estranguladores é que, devido ao único orifício de injeção, é possível uma certa autolimpeza durante o processo de combustão no cilindro 2. Essa sede de vedação 8 é disposta na região inferior da ponta da agulha injetora

6. No interior da agulha do bocal 6 é provido um duto de meio 9, por meio do qual o meio que promove a combustão é introduzido no cilindro 2. Esse orifício é disposto na direção longitudinal, e, ainda mais oportunamente, coincidindo com o eixo longitudinal da agulha injetora 6. Além disso, essa agulha injetora 6 contém orifícios que se estendem radialmente, os quais são ligados com uma linha de alimentação de acordo com a posição, cuja dimensão da seção longitudinal existente da linha de alimentação para o meio na direção longitudinal da agulha injetora 6 possui tal tamanho que os orifícios radiais da agulha injetora 6 podem ser admitidos com o meio em sua região de curso. A fim de assegurar uma alimentação aprimorada do meio, é provida uma ranhura distribuidora, não representada separadamente na Figura, que envolve radialmente a agulha injetora 6 e/ou o bocal de injeção

7. Isto corresponde em largura ao diâmetro do respectivo orifício de alimentação associado. Essa ranhura é colocada no diâmetro externo da agulha injetora 6 e/ou no diâmetro interno do bocal de injeção 7, que serve para admissão da agulha injetora 6. O meio é alimentado através de uma linha de meio 13 por meio de um bujão de conexão à agulha do bocal 6 no interior do bocal de injeção 7. Na linha de meio 13 se encontra uma válvula 10 entre recipiente de pressão para o meio, não representado na Figura 3, cujo processo de abertura e de fechamento é controlado por meio de um

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14/16 dispositivo de controle 21 em função dos parâmetros do motor, como comportamento de operação, desempenho, comportamento de partida a frio, comportamento dos gases de exaustão. No interior do bocal de injeção 7 se encontra uma linha de combustível 24, por meio da qual o combustível é alimentado ao bocal de injeção 7 e, assim, à região inferior da agulha injetora 6. Com a admissão adequada, esse combustível é guiado para a região do bocal, a qual possui uma sede 8 com formato tronco-cônico, e por meio da qual é levantada, ou pela pressão de combustível ou pelo efeito de suas forças de pressão resultantes na direção do eixo longitudinal da agulha injetora 6.

[0035] O estado levantado da agulha do bocal 6, no qual a sede de vedação 8 é liberada na ponta da agulha injetora 6, é representado na Figura 4. Os outros componentes correspondem aos da Figura 3, de modo que não serão explicados novamente com mais detalhes.

[0036] Para melhor compreensão, dois tipos básicos de bocais de injeção são representados na Figura 5 e Figura 6 em uma vista ampliada, ou seja, um bocal cônico estrangulador de acordo com a Figura 5, como já descrito anteriormente em conexão com as Figuras 3 e 4, e um bocal com orifício cego de acordo com a Figura 6, que também é usado no bocal de injeção 7 com um arranjo de acordo com a Figura 3 ou Figura 4.

[0037] De acordo com a Figura 5, a agulha do bocal 6 é levada com uma ponta de pino à sede de vedação 8 com sua região de vedação, de modo que, devido à força de pressão do combustível que atua sobre a agulha do bocal 6, a agulha injetora se levanta da sede de vedação 8 e uma alimentação de combustível é realizada por meio da linha de combustível 24 na região inferior da agulha injetora 6. A região inferior é configurada com formato tronco-cônico e a pressão do combustível existente ou adjacente é submetida a uma força que atua em direção ao eixo longitudinal da agulha injetora 6. A pressão de combustível deve ser agora tal tamanho que a força

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15/16 resultante, que atua na agulha do bocal 6, é suficientemente grande para que levante o bocal de injeção 7 de sua sede.

[0038] Em sua função principal, o orifício cego não distingue do bocal cônico estrangulador, exceto que abaixo da sede de vedação 8 da agulha injetora 6 é configurado um orifício cego 22 nos bocais de injeção 7, o que devido ao combustível realiza uma liberação da sede de vedação 8 após um levantamento da agulha injetora 6, de modo que, nessas circunstâncias, o combustível submetido a pressão e alimentado ao orifício cego 22 a partir da linha de combustível 24 faz com que o combustível seja alimentado ao cilindro 2 por orifícios de injeção 23 configurados radialmente e de lá seja introduzido de forma pulverizada no cilindro. A alimentação do meio que promove a combustão por meio do orifício 9 interno, não mostrado nas Figuras 5 e 6, pode agora ocorrer por meio da válvula 10 controlável.

[0039] Em função dos diversos parâmetros do motor, o controle da liberação da sede de vedação 8 pode ser realizada de tal maneira que o combustível e o meio possam ser injetados ou introduzidos no cilindro 2 em períodos definidos.

Lista dos sinais de referência

Cabeçote de cilindro

Cilindro

Válvula de admissão

Linha de admissão

Acumulador de pressão para um meio que promove a combustão

Agulha injetora

Bocal de injeção

Sede de vedação

Duto de meio

Válvula

Válvula de escape

Linha de gás de escape

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16/16

Linha de meio

Alojamento dos bocais de injeção

Ar de admissão

Gás de exaustão

Camisa do cilindro

Biela

Pino da biela

Pistão

Dispositivo de controle

Orifício cego

Orifício de injeção

Linha de combustível

Compressor

Turbina de gás de escape

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método para introdução de combustível e de um meio adicional no cilindro (2) de um motor alternativo que promove a combustão no cilindro (2) de um motor de combustão interna, em que o cabeçote de cilindro (1) possui um bocal de injeção (7) com uma agulha injetora e em que o meio é alimentado através de um bocal de injeção (7) no cabeçote de cilindro (1), caracterizado pelo fato de que o meio adicional é uma mistura de combustível e ar de combustão, que é retirada de um acumulador de pressão (5) e introduzida por meio de um bocal de injeção (7) que alimenta o cilindro (2) com combustível.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a alimentação do meio ocorre, pelo menos parcialmente, de forma simultânea com a alimentação do combustível no cilindro (2).
3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a alimentação do meio ocorre por controle de válvula, independentemente do movimento de curso da agulha injetora (6) do bocal de injeção (7).
4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a introdução do meio adicional é realizada com controle de curso durante a injeção de combustível.