BRPI0715314A2 - mÉtodo para identificaÇço de um combustÍvel de um veÍculo automotivo e veÍculo automotivo - Google Patents
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Abstract
MÉTODO PARA A IDENTIFICAÇçO DE UM COMBUSTÍVEL DE UM VEÍCULO AUTOMOTIVO E VEÍCULO AUTOMOTIVO. A invenção se refere à um método para a identificação um combustível básico (GOx) alimentando um motor (2) de um veículo. Esse motor compreende partes móveis lubrificadas por um óleo básico (4). A invenção permite levar em conta a natureza do combustível em um algoritmo de manutenção do óleo do motor. Nesse sentido, uma variação da viscosidade do óleo básico é calculada (A<109>~ zkm~)(GOx,<227>)) à partir das medições da pressão do óleo básico após um número z de quilômetros terem sido percorridos. Além disso, a simulação é usada para calcular uma variação na viscosidade de um óleo de referência APzkm (GOPSA) após um número z de quilômetros percorridos. O combustível básico (GOx) é então identificado pela comparação dessas duas variações da viscosidade.
Description
"METODO PARA A IDENTIFICAGAO DE UM COMBUSTIVEL DE UM VEICULO AUTOMOTIVO E VEICULO AUTOMOTIVO"
A presente invengao se refere a um metodo para identificar um combustivel carburante. A invengao permite notadamente recorrer ο tipo do combustivel em um programa de prognostico de intervalos de manutengao calcuIando ο nijmero de quilometros percorridos nos quais uma remogao do oleo do motor devera ser efetuada.
A invengao traz uma aplicagao particuIarmente vantajosa com os veiculos do tipo diesel. As normas de despoluigao para os motores diesel sao conduzidas pelo desenvolvimento de novos sistemas de pos-tratamentos ’ tal como ο filtro com particulas (FAP) ou as particulas com oxido de azoto (armadilhas com NOx). Esses sistemas se caracterizam pela colocagao e a modificagao e/ou pelo desaparecimento de especies quimicas poluentes presentes no escapamento (seja pelo FAP1 oxidos de azoto e oxidos de enxofre para a armadilha com NOx). Afim de manter uma eficacia satisfatoria desses sistemas, sera necessario proceder as regeneragoes (ou fases de limpeza) permitindo a evacuagao das especies quimicas sob uma maneira aceitavel para a atmosfera. Essas regeneragoes se caracterizam frequentemente pelo recurso da pos-injegao, ou seja uma injegao tardia que e efetuada durante a redugao da tensao, apos a combustao principal. Essa injegao tardia permite manter ο gas do escapamento quente e/ou uma rica mistura bastante suficiente.
Para as fases de limpeza das fuligens em um filtro com particulas, a pos-injegao requer ο aquecimento do gas do escapamento a um nivel de temperatura suficiente que permita atingir a combustao das fuligens carbonizadas retidas no filtro.
Para as fases de limpeza dos oxidos de azoto contidas nas armadilhas com NOx1 sera necessario proceder a uma injegao tardia afim de provocar um quase total consumo do oxigenio do gas do escapamento permitindo Ievar ο rico gas do escapamento atraves do catalisador alem de 1. Para as fases de limpeza dos oxidos de enxofre nas armadilhas com NOx, os niveis de pos-injegao deverao por sua vez permitirem de elevar ο gas do escapamento a altas temperaturas (superiores a 650° C) e a uma rica mistura
ar/combustivel superior a 1 Entretanto, se essas pos-injegoes permitirem a regeneragao dos sistemas de pos-tratamento，elas apresentam ο inconveniente importante de provocar uma diiuigao do oleo do motor. Dessa forma, as injegoes tardias provocam uma introdugao de gasoleo na pelicula do oleo, seja por impacto Iiquido direto do spray injetor, seja pela condensagao de especies de combustivel vaporizado no momento da injegao a extingao do combustivel principal, a pelicula de oleo presente no cilindro sendo parcialmente reconduzida por raspagem contra ο recipiente do oleo a cada ciclo. Isto resulta entao em uma diiuigao do oleo por gasoleo.
Com a utilizagao de um filtro com particulas sendo regenerado entre 600- 800kms, a taxa de diiuigao de oleo medida ao final de 20000 kms. sobre as aplicagoes « serie » e geralmente compreendida entre 4 e 6%. Uma motorizarao de um veiculo compreendendo um filtro com particulas e uma armadilha com oxido de azoto e ainda mais submissa ao fenomeno de diiuigao do oleo de lubrificagao, em razao da grande freqdencia de armadilhas de NOx que sao necessarias do acionamento para manter a eficacia do catalisador (em media uma particula dentre 1 a 3 minutos) e da necessidade de agrupar as fases de Iimpeza dos suIfatos.
A diiuigao do oleo para ο gasoleo cria uma baixa na viscosidade do oleo. Portanto, a queda da viscosidade cria uma queda de pressao do oleo com um risco de sub-alimentagao e portanto a aderencia de um elemento lubrificado. Uma queda da viscosidade cria igualmente um risco de afinamento das peliculas do oleo podendo provocar um desgaste prematura dos membros de lubrificagao. Alem disso, a queda na viscosidade cria uma aceleragao do envelhecimento (oxidagao), uma corrosao dos materials que poderao deteriorar a Impermeabilidade do circuito do oleo, bem como uma diiuigao das concentragoes dos aditivos no oleo de Iubrificagao com ο risco de redugao das performances do oleo.
Se mostra entao indispensavel poder estimar a taxa de diiuigao carburante no oleo. Com efeito, os algoritmos de manutengao do oleo do motor foram desenvolvidos para calcular, em fungao dos parametros motores, a taxa de diiuigao do oleo. Todavia, esses algoritmos nao Ievam em conta ο combustivel
utilizado no motor. Portanto os combustiveis apresentando recipientes de destilagao uma vez que as viscosidades sao diferentes de um pais a outro. Dessa forma 2% de diluigao do oleo com gasoleo equivalera a mesma queda de viscosidade que 8% de diluigao com ο gasoleo frances ou 15% de diluigao com ο gasoleo do Zaire.
A invengao propoe assim Ievar em conta a variabilidade carburante na queda da viscosidade do oleo do motor que e determinada atraves do calculo de viscosidade do oleo do motor, eles mesmos determinados pelas medigoes da pressao do oleo. O modelo de estimativa da taxa de diluigao do oleo, que e regulada pela falta de um combustivel e um oleo de referenda, e entao adaptado ao combustivel e ao oleo realmente utilizados pelo motor.
A invengao ainda se refere a um metodo para identificar um combustivel de base alimentando um motor de um veiculo equipado com uma armadilha para a captura de especies quimicas poluentes, das partes moveis desse motor sendo Iubrificadas por meio de um oleo de base, caracterizado por compreender as etapas seguintes:
-do calculo de uma variagao de viscosidade do oleo de base apos um niimero ζ de quilometros percorridos, essa variagao de viscosidade sendo devida a diluigao do oleo de base，pelo combustivel de base no momento das fases de variagao da armadilha, essa variagao sendo calculada a partir da medigoes da pressao do oleo de base, uma reIagao linear existente entre a pressao medida e a viscosidade do oleo de base;
-do calculo para simular uma variagao de viscosidade de um oleo de referenda apos um nijmero ζ de quilometros percorridos, essa variagao de viscosidade sendo devido a diluigao do oleo de referenda para um combustivel de referenda no momento das fases de regeneragao da armadilha; e
-de identificagao do combustivel de base a partir de uma comparagao entre essas duas variagoes de viscosidade. No acionamento para calcular a variagao de viscosidade do oleo de base, serao compreendidas as etapas seguintes:
-ο calculo da viscosidade inicial do oleo de base nova para a remogao a partir de
uma medigao da pressao do oleo de base; -o calculo da viscosidade do oleo de base apos ζ quilometros percorridos a partir de uma medigao da pressao do oleo de base efetuada apos ζ quilometros percorridos; e
-ο calculo da diferenga entre essas duas viscosidades.
No acionamento, ο calculo da viscosidade inicial do oleo de base e efetuada apos uma primeira partida do motor que se produz apos uma remogao ou escoamento. No acionamento para se calcular por simulagao a variagao da viscosidade do oleo de referenda sao compreendidas as etapas seguintes: -ο calculo para simular uma taxa de diluigao do oleo de referencia para ο
combustivel de referencia apos ζ quilometros percorridos; e
-a multiplicagao dessa taxa de diluigao por um coeficiente diretor da relagao linear entre a viscosidade e a diluigao do oleo de referencia. No acionamento, para identificar ο combustivel de base serao compreendidas as seguintes etapas:
- do calculo identificador que seja igual em relagao entre a variagao da viscosidade do oleo de base e a variagao da viscosidade do oleo de referencia ； -da determinagao, a partir desse identificador, ο combustivel de base com ο auxilio de um painel, esse painel assegurando a correspondencia entre ο identificador e ο tipo de combustivel de base.
No acionamento, ο identificador contido no painel vera (1 -^1) % com : a{GOx)-a{GOPSA) Γι= O(GOPSA)~
v _ TG<h- /2 一 —
^GOPSA
-τ GOPSA sendo a taxa de diluigao do oleo pelo combustivel de referencia obtido apos ζ quilometros percorridos, e a(GOPSA) sendo ο coeficiente diretor da relagao linear viscosidade-diluigao do oleo de referencia pelo combustivel de referencia (GOPSA);
- r cox sendo a taxa de diluigao do oleo de base pelo combustivel de base obtido apos ζ quilometros percorridos e a(GOx) sendo ο coeficiente diretor da relagao linear viscosidade-diluigao de base pelo combustivel de base (GOx)■ A invengao se refere igualmente a um veiculo automotive» (automovel) compreendendo um motor alimentado por um combustivel de base ou combustivel basico, esse motor sendo equipado com uma armadilha para capturar especies quimicas poluentes, as partes moveis desse motor sendo Iubrificadas por um oleo de base ou oleo basico sendo colocado sob pressao por meio de uma bomba de oleo caracterizada por compreender: - meios para calcular uma variagao de viscosidade do oleo de base apos um nijmero ζ de quilometros percorridos, essa variagao de viscosidade sendo devida a diluigao do oleo de base para ο combustivel de base no momento das fases de regeneragao da armadilha, essa variagao de viscosidade sendo calculada a partir das medigoes da pressao do oleo de base; e - meios para calcular por simulagao uma variagao de viscosidade de um oleo de referenda apos um nCimero ζ de quilometros percorridos, essa variagao de viscosidade sendo devida a diluigao do oleo de referencia para um combustivel de referencia no momento das fases de regeneragao da armadilha; e -meios para identificar ο combustivel de base a partir de uma comparagao entre essas duas variagoes de viscosidade.
A invengao sera melhor compreendida com a descrigao detalhada dos desenhos em anexo, apresentados em carater exemplificativo e nao limitativo，nos quais: -A Figura 1 e uma representagao esquematica de uma estrutura de um veiculo de acordo com a invengao;
-A Figura 2 e um diagrama das etapas do metodo de acordo com a invengao permitindo determinar a natureza do combustivel utilizado; -A Figura 3 e uma representagao grafica da relagao linear entre a viscosidade de um oleo e a taxa de diluigao desse oleo, para diferentes temperatures; -A Figura 4 e um painel estabelecendo uma correspondencia entre os combustiveis de diferentes paises e dos coeficientes que os caracterizam. A Figura 1 mostra uma representagao esquematica de um veiculo 1 compreendendo um motor 2 alimentado por um combustivel 3 de base denominado GOx. As partes moveis desse motor 2 sao Iubrificadas por um oleo 4 de base que e acionado sob pressao por meio de uma bomba de oleo 7. O veiculo 1 e equipado com uma armadilha 5 para capturar especies quimicas poluentes, tal como uma armadilha com NOx, ou SCR (Seletivo Catalisador de Redugao em Ingles), ou um filtro com particulas, disposto na sua Iinha de escapamento. Como se vera, ο oleo 4 e diluido no momento em que as fases de
20
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30 pos-injegoes permitirem a regeneragao da armadilha 5. Com efeito, as injegoes tardias de combustivel de base para a regeneragao da armadilha 5 provocam uma introdugao do combustivel na pelicula do oleo disposto no interior dos cilindros do motor e reconduzidos ao recipiente com oleo.
Para calcular ο intervalo de manutengao para ο escoamento do oleo 4 de base, ο veiculo 1 compreende um calculador 6. O calculador 6 compreende uma memoria 9 de dados, uma memoria de programas 10 e um microprocessador 11 Iigados entre eles por um barramento de dados 12.
Mais precisamente, a memoria 10 compreende um programa 10.1 para calcular ο nijmero de quilometros ao final dos quais a diluigao do oleo 4 de base para ο combustivel de base GOx e tamanha que ο oleo 4 devera ser trocado. Os parametros de entrada desse programa sao ο tipo de oleo 4 de base e ο tipo do combustivel 3 de base, visto que, como demonstrado, a taxa de diluigao do oleo 4 dependera fortemente do tipo de combustivel utilizado.
Para determinar ο tipo de oleo 4 de base, ο calculador 5 executa um programa 10.2, de preferencia apos a primeira partida que sera um escoamento do oleo 4 de base. Esse programa 10.2 cria a medida da pressao do oleo 4 de base com ο auxilio de um sensor 15 para diferentes temperaturas compreendidas entre 60 e 90 graus.
Os valores de viscosidade μ0 (T) do oleo 4 de base para essas diferentes temperaturas sao calculados a partir desses valores das pressoes. Esses calculos de viscosidade sao efetuados a partir de uma relagao linear existente entre a pressao do oleo 4 de base e a viscosidade desse oleo. Para que essa relagao linear exista, a bomba 7 de oleo nao e regulado no momento das medigoes da pressao do oleo, ou seja, sao valvules automaticas de regulagem aberta.
Os diferentes tipos de oleo existentes no mercado, a grade desses oleos e as viscosidades que Ihes sao associadas sao armazenados em uma zona 9.1 da memoria. A partir das diferentes viscosidades calculadas, se poderao entao deduzir ο tipo de oleo (MA3 ou MA4) e sua grade (W30, W40). Esses dados (tipo de oleo e grade) sao utilizados como entradas para ο programa 10.1 do calculo
do intervalo de manutengao. Por seguinte, para um tipo de oleo identificado e uma temperatura determinada, ο calculador 6 executa um programa 10.2 permitindo determinar ο tipo do combustivel GOx de base utilizado. As diferentes etapas desse programa 10.2 sao representadas na Figura 2.
Em uma primeira etapa 21, uma medigao real da variagao de viscosidade Δμζκπι (GOx1T) do oleo 4 de base apos ζ quilometros de rodagem (por exemplo, 500 kms.) e efetuada. Nesse sentido se calcula a viscosidade Mzkm (GOx1T) do oleo apos ζ quilometros percorridos a partir de uma medigao da pressao do oleo. A relagao linear entre a pressao do oleo 4 e a viscosidade desse oleo permite ainda fazer ο referido calculo. Alem disso, como a viscosidade inicial do oleo de base μ0(Τ) foi calculada na etapa precedente, se deduzindo Apzkm (GOxT) que se tornara Mzkm (ΘΟχ,Τ)-μ0(Τ).
Ainda a seguir: Δμζ1<ΓΤ1 (GoxT) τ Gox* a(GOx’T) , rGOx sendo a taxa de diluigao do oleo 4 de base para ο combustivel de base GOx obtido apos ζ quilometros percorridos e a(GOx) sendo ο coeficiente diretor da relagao linear viscosidade- diluigao do oleo 4 de base pelo combustivel de base GOx.
Assim, como representado na Figura 3，para uma temperatura (50, 80, 100 ou 125 graus por exemplo), um combustivel e um oleo determinados, existindo uma relagao linear entre a viscosidade cinematica e a taxa de
diluigao do oleo.
Em paralelo dessa medigao de variagao de viscosidade efetuada sobre ο combustivel de base Gox, em uma etapa 22，ο supervisor 6 calcula, por simulagao, a variagao da viscosidade Apzkm (GOPSA) de um oleo de referenda diluido pelo combustivel de referenda GOPSA apos ζ quilometros percorridos: Apzkm (GOPSA) = τ gopsa * a(GOPSA), rGOPSA sendo a taxa de diluigao do oleo de referenda pelo combustivel de referenda GOPSA obtido apos ζ quilometros percorridos, e a(GOPSA) sendo ο coeficiente diretor da relagao linear viscosidade-diluigao pelo combustivel de referenda GOPSA. rGopsA e calculado por simulagao pelo calculador 6 a partir das caracteristicas 9.2，9.3 do oleo de referenda contidos na memoria 9 e do combustivel de referenda GOPSA, e assim sendo a partir do nijmero de quilometros ζ percorridos. Por conseguinte, a(GOPSA) para oleo de referenda e conhecido e igualmente armazenado na memoria 9. Logo apos, em uma etapa 23’ se calcula a relagao entre a variagao de viscosidade do oleo de base e a variagao da viscosidade do oleo de referenda. Sera entao:
^2km{GO^T) _ W a(GOx,T) AMzkm{GOPSA,T) “ Tgopsa a{GOPSAJ)
Ficando:
a(GOx)-a(GOPSA) onde ^(GOx) _1 e h ~ a(GOPSA) a(GOPSA)
Yi =-，
T GOPSA
Se estabelecendo
ΑμΖΙση(00χ,Τ) Ajuzhn(GOPSAJ) 1 2
O painel da Figura 4 assegura a correspondencia entre ο tipo de combustivel de
yV yV
base utilizado (de outro modo de seu pais de origem) e os coeficientes e '2 precipitados. Por exemplo, para a Africa do Sul1 sera 15.4% e % sera 146.6%, portanto ο produto (1- ^1) \ sera 1.240. Somente certos paises foram indicados nesse painel. Todavia, as correspondencias entre coeficientes e paises existentes em todos os paises do mundo.
Conhecendo-se os ο produto dos coeficientes (1 - ^1) se pod era entao identificar ο combustivel de base GOx associado a esse produto de coeficientes, em uma etapa 24 do metodo de acordo com a invengao.
Ao final dessa etapa, ο programa 10.1 de manutengao dispoe do tipo de oleo 4 e do tipo de combustivel GOx e podera entao prognosticar ο intervalo de manutengao do oleo do motor sinalizado ao condutor.
O metodo de identificagao do combustivel GOx de acordo com a invengao foi descrito em um quadro de uma utilizagao com um programa permitindo ο calculo do intervalo de manutengao do oleo do motor. Todavia, a invengao podera ainda ser utilizada com um programa de maneira a intervir no tipo de combustivel no
15
20 calculo do consumo do motor, afim de estimar por exemplo uma autonomia do veiculo.
Claims (7)
1. ."METODO PARA A IDENTIFICAQAO DE UM COMBUSTIVEL DE UM VEICULO AUTOMOTIVO", combustivel este de base (GOx) alimentando um motor (2) equipado de uma armadilha (5) para a captura de especies quimicas poluentes, das pegas moveis desse motor que sao Iubrificadas por meio de um oleo (4) de base, caracterizado por compreender as etapas seguintes: -de calculo de uma variagao de viscosidade do oleo de base (ApZkm(GOx，T)) apos um niimero ζ de quilometros percorridos, essa variagao de viscosidade sendo devida a diluigao do oleo de base pelo combustivel de base (GOx) no momento das fases de regeneragao da armadilha (5), essa variagao de viscosidade sendo calculada a partir de medigoes de pressao do oleo de base, uma relagao linear existente entre a pressao medida e a viscosidade do oleo (4) de base; - do calculo para simular uma variagao da viscosidade de um oleo de referenda Apzkm(GOPSA) apos um niimero ζ de quilometros percorridos, essa variagao de viscosidade sendo devida a diluigao do oleo de referenda por um combustivel de referenda (GOPSA) no momento das fases de regeneragao da armadilha; e - de identificagao do combustivel de base (GOx) a partir de uma comparagao entre essas duas variagoes de viscosidade.
2. 'METODO", de acordo com a reivindicagao 1, caracterizado por calcular a variagao de viscosidade do oleo de base (Apzkm (GOx.T), compreendendo as seguintes etapas: - de calculo da viscosidade inicial do oleo (4) de base μ0(Τ) nova no escoamento a partir de uma medigao da pressao do oleo (4) de base; -de calculo da viscosidade do oleo de base Mzkm(GOx1T) apos ζ quilometros percorridos a partir de uma medigao da pressao do oleo de base efetuada apos ζ quilometros percorridos; e de calculo da diferenga entre essas duas viscosidades.
3. "METODO", de acordo com a reivindicagao 2, caracterizado por ο calculo da viscosidade inicial do oleo de base μ0(Τ) ser efetuado apos uma primeira partida do motor ( 2) que se produz apos um escoamento.
4. "METODO", de acordo com as reivindicagoes 1, 2 e 3, caracterizado por calcular por simulagao a variagao da viscosidade do oleo de referencia (AMzkm(GOPSA)1 compreendendo as seguintes etapas: -de calculo por simulagao de uma taxa de diluigao (r gopsa) do oleo de referencia pelo combustivel de referencia apos ζ quilometros percorridos ； e -a multiplicagao dessa taxa de diluigao (rgopsa) por um coeficiente diretor (a(GOPSA)) da relagao linear entre a viscosidade e a diluigao do oleo de referenda.
5. "METODO", de acordo com as reivindicagoes 1, 2, 3 e 4, caracterizado por para identificar ο combustivel de base (GOx) compreender as seguintes etapas: -de calcular um identificador ((1 -、）que seja igual a relagao entre a variagao de viscosidade do oleo de base (ApZkm(GOx’T)) e a variagao de viscosidade do oleo de referencia (ApZkm(GOPSA)); e -de determinar, a partir desse identificador ((1 - ^1) ο combustivel de base (GOx) com ο auxilio de um painel (29)，esse painel (20) assegurando a correspondencia entre ο identificador e ο tipo do combustivel de base.
6. "METODO", de acordo com a reivindicagao 5, caracterizado por ο identificador <formula>formula see original document page 12</formula> -Tgopsa sendo a taxa de diluigao do oleo de referencia para ο combustivel de referencia obtido apos ζ quilometros percorridos, e a(GOPSA) sendo ο coeficiente diretor da relagao linear viscosidade-diluigao do oleo de referencia para ο combustivel de referencia (GOPSA); -rGox sendo a taxa de diluigao do oleo de base pelo combustivel de base obtido apos ζ quilometros percorridos e a(GOx) sendo ο coeficiente diretor da relagao linear viscosidade-diluigao do oleo de base pelo combustivel de base (GOx).
7."VEiCULO AUTOMOTIVO", compreendendo um motor (2) alimentado por um combustivel de base ou combustivel basico (GOx), esse motor (2) sendo equipado de uma armadilha (5) para capturar especies quimicas poluentes, as partes moveis desse motor (2) sendo Iubrificadas por um oleo (4) de base, esse oleo de base sendo colocado sob pressao por meio de uma bomba (7) de oleo, caracterizado por compreender: - meios (15’ 16) para calcular uma variagao de viscosidade do oleo de base (Δμζκπ!(GOx1T) apos um nijmero ζ de quilometros percorridos, essa variagao de viscosidade sendo devida a diluigao do oleo de base pelo combustivel de base (GOx) no momento das fases de regeneragao da armadilha (5)，essa variagao de viscosidade sendo calculada a partir das medigoes da pressao do oleo (4) de base; e -meios (6，10.3) para calcular por simulagao uma variagao de viscosidade de um oleo de referenda Apzkm(GOPSA) apos um numero ζ de quilometros percorridos, essa variagao de viscosidade sendo devida a diluigao do oleo de referenda por um combustivel de referenda (GOPSA) no momento das fases de regeneragao da armadilha (5); e -meios (6，10, 10.3) para identificar ο combustivel de base (GOx) a partir de uma comparagao entre essas duas variagoes de viscosidade; -a bomba (7) de oleo funcionando em um zona de nao regulagem no momento das medigoes da pressao do oleo de base.
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