BRPI0803708B1

BRPI0803708B1 - processo para o acionamento de uma máquina de combustão interna

Info

Publication number: BRPI0803708B1
Application number: BRPI0803708-6A
Authority: BR
Inventors: Guido Porten; Markus Amler; Corren Heimgaertner; Andreas Kufferath
Original assignee: Robert Bosch Gmbh
Priority date: 2007-09-06
Filing date: 2008-09-05
Publication date: 2020-12-01
Also published as: SE534781C2; US20090064970A1; BRPI0803708A2; DE102007042406B4; SE0801777L; DE102007042406A1; US7712457B2

Abstract

PROCESSO PARA A CONSIDERAÇÃO DA EVAPORAÇÃO DE COMBUSTÍVEL DO ÓLEO DO MOTOR DE UMA MÁQUINA DE COMBUSTÃO INTERNA. A presente invenção refere-se a um processo para o acionamento de uma máquina de combustão interna, com uma lubrificação com óleo do motor e uma alimentação de combustível através de injeção direta, sendo que, é determinado um coeficiente de ar lambda de uma mistura de ar e combustível conduzida à máquina de combustão interna. 0 processo de acordo com a invenção prevê que, mediante o reconhecimento de um coeficiente de ar lambda baixo em estados de operação com uma alta parte de entrada de combustível proveniente de uma retirada do ar da carcaça de manivelas, a máquina de combustão interna é conduzida para um estado de operação com consumo de combustível mais alto. Devido a esse aumento da demanda de combustível, o combustível proveniente do óleo do motor, introduzido na alimentação de ar da máquina de combustão interna, pode ser queimado, e pode ser evitado um aumento dos valores do gás de exaustão devido ao combustível queimado de modo incompleto, sendo que, tipicamente, se formam hidrocarbonetos e monóxido de carbono. Em uma fase de funcionamento a quente da máquina de combustão interna,(...).

Description

Descrição da Invenção

[001] A presente invenção refere-se a um processo para o acionamento de uma máquina de combustão interna, com uma lubrificação com óleo do motor e uma alimentação de combustível através de injeção direta, sendo que, é determinado um coeficiente de ar lambda de uma mistura de ar e combustível conduzida à máquina de combustão interna.

[002] Máquinas de combustão interna com base em motores otto são acionadas, geralmente, com combustível de hidrocarbonetos provenientes de combustíveis fósseis com base de petróleo refinado. A esse combustível é adicionado, de modo crescente, etanol produzido de matérias-primas (plantas) renováveis em diferentes relações de mistura. Nos USA e Europa freqüentemente é usada uma mistura de 75-85% de etanol e de 15 a 25% de gasolina com o nome de marca E85. As máquinas de combustão interna são projetadas de tal modo que elas podem ser operadas tanto com uma gasolina pura como também com misturas de até E85 ou também etanol puro (E100); isto é designado como operação de "flex-fuel". Para uma operação econômica com uma expulsão de poluentes pequena e ao mesmo tempo alta potência do motor, os parâmetros de operação na operação de "flex-fuel" precisam ser adaptados à mistura de combustível respectivamente existente. Se, por exemplo, existir uma relação de ar e combustível estequiométrica com 14,7 partes de massa de ar por parte de gasolina, com emprego de etanol puro, contudo, precisa ser ajustada uma parte de ar de aproximadamente 9 partes de massa.

[003] A consideração do combustível introduzido no óleo do motor durante a partida a frio e que evapora em temperatura mais alta precisa ocorrer, em princípio, em todas as máquinas de combustão interna, contudo encontra seu emprego principal em motores otto com operação de "flex-fuel".

[004] O etanol e a gasolina apresentam uma característica de evaporação diferente. O etanol evapora em temperatura baixa em medida menor que a gasolina, de tal modo que durante a partida a frio precisa ser injetado mais etanol que no emprego de gasolina. No caso de baixa temperatura ambiente nos meses de inverno esse efeito aparece mais uma vez de modo reforçado. Isso leva ao fato de que, durante a partida a frio com etanol e na fase de funcionamento a quente, é raspado, visivelmente, mais combustível através dos anéis do êmbolo no óleo do motor. No caso de aumento de temperatura do óleo do motor esse combustível evapora e, através da ventilação do cárter do motor, é acrescentado à alimentação de ar fresco através do tubo de aspiração da máquina de combustão interna. Só em fases mais longas de funcionamento a quente todo o combustível que se encontra no óleo do motor é expulso. A lubrificação adicional da mistura causada pelo combustível evaporado precisa ser levada em consideração. Em particular, em baixas condições do número de rotações de carga essa lubrificação pode ser significante. Na marcha em vazio, durante a operação com gasolina, a lubrificação da mistura pode alcançar perfeitamente 30% proveniente da evaporação. O etanol evapora em uma temperatura mais baixa que a gasolina do óleo do motor. Por isso, durante a operação de "flex-fuel", a lubrificação proveniente da evaporação neste caso, pode ser ainda mais alta. A lubrificação pode ser levada em consideração para certas partes através da regulagem de lambda. Isso, todavia, pode não ser suficiente em determinados casos, e devido a isso, a mistura total muito gordurosa pode levar a uma piora dos valores de gás de escapamento com altos valores indesejados de hidrocarbonetos e monóxido de carbono.

[005] É tarefa da invenção preparar um processo, que permita uma consideração aperfeiçoada da evaporação do combustível proveniente do óleo do motor de uma máquina de combustão interna, e também no caso de alta evaporação do combustível proveniente do óleo do motor produza uma combustão da mistura de ar e combustível com valores de gás de escapamento baixos.

Vantagens da Invenção

[006] A tarefa da invenção é solucionada pelo fato de que, mediante o reconhecimento de um coeficiente de ar lambda baixo em estados de operação com uma alta percentagem de entrada de combustível proveniente de uma ventilação do cárter do motor, a máquina de combustão interna é conduzida para um estado de operação com consumo de combustível mais alto. Devido a esse aumento da demanda de combustível, o combustível proveniente do óleo do motor, introduzido na alimentação da máquina de combustão interna, pode ser queimado, e pode ser evitado um aumento dos valores do gás de escapamento devido ao combustível queimado de modo incompleto, sendo que, tipicamente, se formam hidrocarbonetos e monóxido de carbono. Deste modo, em uma fase de funcionamento a quente da máquina de combustão interna, o combustível introduzido no óleo do motor pode ser queimado, embora sob certas condições de tempo e temperatura, em particular, na operação de carga parcial e na marcha em vazio, exista mais combustível na mistura de ar e combustível do que é propriamente necessário para a operação da máquina de combustão interna.

[007] Em uma forma de execução preferida está previsto que, como estado de operação com consumo de combustível mais alto é escolhido um estado de operação com carga do motor mais alta.

[008] O processo pode ser convertido sem sofrer perdas no conforto de operação pelo fato que, o estado de operação com consumo de combustível mais alto produz, em essência, o mesmo momento de torção no eixo de manivelas que o estado de operação anterior.

[009] Se para a produção do estado de operação com consumo de combustível mais alto, o ângulo de ignição for deslocado na direção de um ângulo de ignição atrasado, a eficiência da máquina de combustão interna pode reduzir e, com isso, a demanda de combustível pode ser aumentada, sem que a potência fornecida e o momento de torção no eixo de manivelas aumentem. Deste modo, sem influência do motorista do veículo, a oferta de combustível muito alta, de curto prazo, pode ser queimada sem influência dos valores de gás de escapamento. Durante a conversão da medida deve ser observado que, deste modo, a temperatura do gás de escapamento é aumentada, e que isso leva a um aquecimento reforçado do ramal de gás de escapamento com os componentes existentes ali como, por exemplo, catalisadores. Por isso devem ser observados os limites da temperatura de operação desses componentes.

[0010] Se a alimentação de combustível for dividida em vários processos de injeção por ciclos da máquina de combustão interna, e para a produção do estado de operação com consumo de combustível mais alto, uma parte dos processos de injeção for deslocada na direção de um ângulo de ignição atrasado, podem ser convertidos em particular ângulos de ignição atrasados como, por exemplo, de 20-30 graus de acordo com o ponto morto superior do movimento do cilindro.

[0011] De modo particularmente vantajoso, o processo de acordo com a invenção pode ser empregado para a operação de uma máquina de combustão interna para o acionamento de um veículo com uma mistura de combustível de gasolina e etanol. Em particular, em uma partida da máquina de combustão interna em temperatura externa baixa e/ou temperatura de operação baixa, e durante a operação com um combustível rico em etanol como E85 ou E100 é necessário um alto volume de injeção. Isso causa, sem dúvida, uma alta entrada de combustível no óleo do motor, uma vez que esse combustível se precipita nas frias paredes do cilindro, e é raspado pelos anéis do êmbolo no óleo do motor. Nas fases de operação que se seguem com a temperatura mais alta, o combustível evapora do óleo do motor, e é conduzido ao ar de alimentação da máquina de combustão interna através da ventilação do cárter do motor. Neste caso, o etanol no óleo do motor, neste caso, já evapora em temperaturas mais baixas que a gasolina, em quantidades maiores, de tal modo que, durante a operação de "flex-fuel", o processo de acordo com a invenção pode ser empregado, de forma vantajosa, com combustível rico em etanol.

Claims

1. Processo para o acionamento de uma máquina de combustão interna, com uma lubrificação com óleo do motor e uma alimentação de combustível através de injeção direta, incluindo as etapas de, determinar um coeficiente de ar lambda de uma mistura de ar e combustível conduzida à máquina de combustão interna, caracterizado pelo fato de que, mediante o reconhecimento de um coeficiente de ar lambda baixo em estados de operação com uma alta percentagem de entrada de combustível proveniente de uma ventilação do cárter, e conduzir a máquina de combustão interna para um estado de operação com carga do motor mais elevada com consumo de combustível mais alto ao se detectar de um coeficiente de ar lambda baixo.

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que, o estado de operação com consumo de combustível mais alto produz, em essência, o mesmo momento de torção no eixo de manivelas que o estado de operação anterior.

3. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que, para a produção do estado de operação com consumo de combustível mais alto, o ângulo de ignição é deslocado na direção de um ângulo de ignição atrasado.

4. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que, a alimentação de combustível é dividida em vários processos de injeção por ciclos da máquina de combustão interna, e para a produção do estado de operação com consumo de combustível mais alto, uma parte dos processos de injeção é deslocada na direção de um ângulo de ignição atrasado.

5. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a máquina de combustão interna, é empregada para o acionamento de um veículo, sendo que a alimentação de combustível é feita com uma mistura de combustível de gasolina e etanol.