BRPI0401709B1 - Módulo de conjunto de filtro de ar - Google Patents

Description

“MÓDULO DE CONJUNTO DE FILTRO DE AR” O presente relatório descritivo refere-se a uma pa- tente de invenção para módulo de conjunto de filtro de ar, pertencente ao campo das autopeças e que foi desenvolvido para melhorar a alimentação de ar para motores de combustão interna e a performance destes. Já é conhecido um módulo de conjunto de filtro de ar, destinado a alimentação de ar para motores de combustão interna de veí- culos automotor e compreendido, essencialmente: por tomada de ar sujo; por câmara, na qual abre a tomada; por elemento filtrante de ar, que fica alojado na câmara; por saída de ar limpo, disposta a jusante do elemento filtrante e dotada de meios para ligação na entrada de um carburador ou corpo de bor- boleta do motor; por meios atenuadores de som e eventualmente outros tudo isso incorporado em um conjunto de carcaça e tampa, que fica dentro do co- fre do motor e montado acima deste através de coxins. Esse módulo destina- se principalmente à captação, filtragem e alimentação do ar.

Ocorre que, o fluxo de ar alimentado por tal módu- lo, normalmente, apresenta regime turbulento com altas taxas de recircula- ção (Energia cinética de turbulência, Intensidade de turbulência, número de Vórtex).

Estudos realizados constatam que tais condições de alimentação do ar, particularmente em motores ciclo Otto, determinam de- créscimo de potência e torque.

Assim, o objetivo da invenção, objeto da presente patente, é prover um módulo de conjunto de filtro de ar que supere o pro- blema acima.

Outro objetivo é prover um módulo que, apesar de superar o problema, não seja por isso algo de construção e fabricação com- plexas a ponto de tomá-lo desinteressante.

Outro objetivo é prover um módulo de custo ade- quado.

Tendo em vista, portanto, os problemas acima refe- ridos e no propósito de superá-los e visando atender aos objetivos relaciona- dos, foi desenvolvido o módulo de conjunto de filtro de ar, objeto da presen- te patente de invenção, o qual, além dos componentes que normalmente fa- zem parte do mesmo, conforme acima mencionados, incorpora, na saída, um dispositivo convergedor de fluxo de ar, compreendido, essencialmente, por corpo tubular dotado, em uma das extremidades, de entrada alargada provida de aletas direcionadoras do fluxo e que recebe o ar limpo que sai do elemen- to filtrante; intemamente referido corpo é provido de superfície interna sele- cionada para converter o fluxo de ar, seja em regime de vazão constante ou variável, em regime de fluxo laminar com índice de recirculação e intensi- dade de turbulência minimizados ou anulados; e a extremidade oposta de referido corpo compreende saída de ar, ligada à entrada de um carburador ou corpo de borboleta.

Essa forma de construção do módulo, portanto, a- lém de suas funções usuais, incorpora uma nova função, qual seja a de orga- nizar o fluxo de ar que é alimentado ao carburador ou corpo de borboleta.

Isso promove ganho de potência e torque quando o módulo é aplicado em motores de combustão interna, preferencialmente os que operam em ciclo Otto.

Apesar da nova função incorporada ao módulo, a sua construção e fabricação não apresentam níveis de complexidade que possa tomá-lo desinteressante relativamente ao usual.

Outra vantagem consiste no fato de que o custo do módulo não é onerado a níveis inadequados em razão da inclusão do dispo- sitivo convergedor de ar.

Outra vantagem consiste no fato de o presente mó- dulo poder ser empregado em veículos já existentes ou que venham a ser desenvolvidos.

Ainda, a instalação do presente módulo, apesar da melhoria que lhe foi incluída, é substancialmente a mesma do usual assim como a sua manutenção.

Os desenhos anexos referem-se ao módulo de con- junto de filtro de ar, objeto da presente patente, nos quais: a fig. 1 raostra-o em planta; e a fig. 2 mostra-o lateralmente e em corte.

De conformidade com o quanto ilustram as figuras acima relacionadas, o módulo, objeto da presente patente de invenção, des- tina-se a conter um conjunto de filtro de ar para motor de combustão interna e é compreendido, essencialmente: por tomada de aspiração de ar sujo 1; por câmara 2, na qual abre a tomada; por elemento filtrante de ar 3, que fica alo- jado na câmara; por saída de ar limpo 4, derivada da câmara e disposta a ju- sante do elemento filtrante; por meios atenuadores de som 5; por meios 6 de recirculação de vapores de óleo provenientes do cárter para a câmara de combustão, tudo incorporado e montado em um conjunto de carcaça 7-8, que fica lojado no cofre do motor e acima deste e composto, essencialmente: por carcaça inferior 7 dotada de coxins 9 de montagem no local de uso; por tampa 8, que fecha a carcaça 7; por parafusos 10 de fixação da carcaça e tampa; por vedação 11, que fecha o interstício entre a carcaça e tampa; e por vedação 12, que fecha o interstício entre a saída do módulo e a entrada do carburador ou corpo de borboleta 30, Na presente invenção, o módulo, além de seus componentes e funções usuais, é dotado, a jusante do filtro 3 e na saída de ar limpo 4, de um dispositivo convergedor de fluxo de ar 20 dotado de geome- tria selecionada para que o fluxo do ar, sujeito a regimes de vazão constante ou variável e em condições de regime turbulento com altas taxas de recircu- lação (Energia cinética de turbulência, Intensidade de turbulência, número de Vortéx) passe a operar em condições de regime laminar tendo o índice de recircuíação e a intensidade de turbulência minimizados ou anulados.

Assim, referido convergedor de fluxo de ar 20 é compreendido por corpo tubular definido: por trecho superior alargado 21- 2Γ, em forma essencialmente prismática com paredes abauladas, e que pre- vê entrada 22 disposta em plano vertical, dotada de aletas 23 e aberta na saída de um filtro de ar 3; dito corpo 21 é definido ainda por trecho inferior 2Γ em forma substancial de tronco de cone, afunilado a partir da base do trecho superior 21 e que termina em trecho cilíndrico dotado de saída 24 disposta em plano horizontal e ligada na entrada de um carburador ou um corpo de borboleta 30.

Internamente, referido corpo 21-21’ define superfí- cie de atuação sobre o fluxo de ar, definida: por região superior 25 em for- ma essencialmente semi-paraboloidal, com eixo de revolução substancial- mente coincidente com o eixo médio vertical da entrada 22; por região in- termediária 25’ essencialmente tronco-cônica, que se estende e afunila a par- tir da região superior; e por região inferior cilíndrica 25” estendida da região intermediária, dita superfície adequada para mudar o regime do fluxo de ar, sujeito a regimes de vazão constante ou variável, de turbulento com alta taxa de recirculação para laminar e para minimizar ou anular o índice recircula- ção e a intensidade de turbulência. A entrada de ar 22 é basicamente retangular com dimensão horizontal substancialmente maior que a vertical e prevê as aletas 23 dispostas em posição vertical e espaçadas umas das outras adequadamen- te. O convergedor de fluxo de ar 20 é provido ainda com duas derivações 26, que conjugadas ao volume de ar entre a tampa 8 e carcaça 7 fazem duas câmaras de Helmotz para atenuação sonora. As deri- vações têm dimensões (comprimento e diâmetro) específicas para atenuação sonora através do princípio de impedância de ressoadores de Helmotz.

Como se sabe, as freqüências são geradas pela ex- plosão ocorrida na câmara de combustão de motores de combustão interna, devido a mistura de ar e combustível que entram em combustão, por ação de uma faísca ou por compressão mecânica. A atenuação sonora destas fre- qüências promove um comportamento acústico de trabalho mais silencioso. O convergedor de fluxo do ar 20 conta ainda com um guia 27 dos vapores de óleo provenientes do cárter, que serão redirecio- nados para queima na câmara de combustão. Este guia 27 é montado de forma a acomodar a válvula para vapor do óleo 6, sem que haja comunica- ção com os ressoadores de Helmotz. O presente módulo e o convergedor de fluxo de ar 20 são obtidos de material termoplástico injetado.

Assim, o presente módulo de conjunto de filtro de ar tem as funções usuais de: captar o ar sujo do ambiente; filtrá-lo; e alimen- tá-lo limpo na entrada do carburador ou corpo de borboleta 30, realizadas pelos meios usuais e acrescidas da função de, na saída do filtro, modificar o fluxo de ar, com vazão constante ou variável, de regime turbulento com alta taxa de recirculação para regime laminar com índice de recirculação e inten- sidade de turbulência minimizados ou anulados, função essa realizada pelo convergedor de fluxo de ar 20. Este, em colaboração com o volume de ar entre a carcaça 7 e tampa 8 e via as suas derivações 26, realiza ainda a fun- ção de atenuador e som. Referido convergedor de fluxo de ar 20, via a sua guia 27, colabora ainda na função de recirculação dos vapores de óleo pro- venientes do cárter para as câmaras de combustão.

Dentro da construção básica, acima descrita, o, módulo, objeto do presente patente de invenção, pode apresentar modifica- ções relativas a materiais, dimensões, detalhes construtivos e/ou configura- ção funcional ou ornamental, sem que fuja do âmbito da proteção solicitada.

Claims (5)

1)- “MÓDULO DE CONJUNTO DE FILTRO DE AR”, compreendido, es- sencialmente: por tomada de aspiração de ar sujo 1; por câmara 2, na qual abre a tomada; por elemento filtrante de ar 3, alojado na câmara; por saída de ar limpo 4, derivada da câmara e disposta a jusante do elemento filtrante; por meios atenuadores de som (5); por meios (6) de recirculação de vapores de óleo provenientes do cárter para a câmara de combustão, todos incorpo- rados e montados em um conjunto de carcaça (7)-(8), que fica alojado no cofre do motor e acima deste, caracterizado pelo fato de ser previsto, a ju- sante do filtro (3) e na saída de ar limpo (4), um dispositivo convergedor de fluxo de ar (20) dotado de geometria selecionada para que o fluxo do ar, su- jeito a regimes de vazão constante ou variável, seja convertido de um regi- me turbulento com alta taxa de recirculação para regime laminar tendo o índice de recirculação e a intensidade de turbulência minimizados ou anula- dos; dito convergedor de fluxo de ar (20) é compreendido por corpo tubular (21)-(21)’ dotado, na extremidade superior, de entrada de ar (22) disposta em plano vertical aberta para a saída do filtro de ar (3) e provida de aletas paralelas (23) direcionadoras das linhas de fluxo de ar paralelamente; inter- namente referido corpo (21) -(21)’ prevê superfície (25) de atuação sobre o fluxo de ar; e a extremidade oposta de dito corpo (21) -(21)’ prevê saída (24) disposta horizontalmente e ligada na entrada do carburador ou corpo de bor- boleta (30) do sistema motor de um veículo.

2) - “MÓDULO DE CONJUNTO DE FILTRO DE AR”, conforme reivindi- cado em 1, caracterizado pelo fato de o corpo tubular (21) -(21)’ é defini- do: por trecho superior alargado (21), em forma essencialmente prismática com paredes abauladas, e que prevê a entrada (22) disposta em plano verti- cal, dotada de aletas (23) e aberta na saída do filtro de ar (3); dito corpo (21) -(21)’ é definido ainda por trecho inferior (21)’ em forma substancial de tronco de cone, afunilado a partir da base do trecho superior (21) e que ter- mina em trecho cilíndrico dotado de saída (24) disposta em plano horizontal e ligada na entrada de um carburador ou um corpo de borboleta (30).

3) - “MÓDULO DE CONJUNTO DE FILTRO DE AR”, conforme reivindi- cado em 2, caracterizado pelo fato de a superfície interna é composta: por região superior (25) em forma essencialmente semi-paraboloidal, com eixo de revolução substancialmente coincidente com o eixo médio vertical da entrada (22); por região intermediária (25)’ essencialmente tronco-cônica, que se estende e afunila a partir da região superior; e por região inferior ci- líndrica (25)” estendida da região intermediária e terminada na saída (24).

4) - “MÓDULO DE CONJUNTO DE FILTRO DE AR”, conforme reivindi- cado em 1 ou 3, caracterizado pelo fato do convergedor de fluxo de ar (20) ser provido ainda com duas derivações (26), que conjugadas ao volume de ar entre a tampa (8) e carcaça (7) fazem duas câmaras de Helmotz para atenuação sonora.

5)- “MÓDULO DE CONJUNTO DE FILTRO DE AR”, conforme reivindi- cado em 1 ou 3, caracterizado pelo fato do convergedor de fluxo do ar (20) contar ainda com um guia (27) dos vapores de óleo provenientes do cárter, que serão redirecionados para queima na câmara de combustão, guia (27) essa montado de forma a acomodar a válvula para vapor do óleo (6), sem que haja comunicação com os ressoadores de Helmotz.