ES2287848T3 - Sistema de alimentaci0n de combustible. - Google Patents

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ES2287848T3 ES05018664T ES05018664T ES2287848T3 ES 2287848 T3 ES2287848 T3 ES 2287848T3 ES 05018664 T ES05018664 T ES 05018664T ES 05018664 T ES05018664 T ES 05018664T ES 2287848 T3 ES2287848 T3 ES 2287848T3
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Abstract

Sistema de alimentación de combustible para un motor, que comprende: unos primeros medios de alimentación de combustible para alimentar un primer combustible al motor, siendo el primer combustible, un combustible diesel; y unos segundos medios de alimentación de combustible para alimentar un segundo combustible al motor desde un depósito de almacenamiento (12), simultáneamente con el primer combustible; en el que los segundos medios de alimentación de combustible comprenden: un inyector (20) para inyectar el segundo combustible en el motor, unos medios de control (70) para controlar el inyector (20), y un conducto de entrada (16) para comunicarse entre el depósito de almacenamiento (12) y el inyector (20); caracterizado porque: el segundo combustible es un combustible de gas licuado que abandona el depósito de almacenamiento (12) en un estado líquido, comprendiendo los segundos medios de alimentación de combustible unos medios de mantenimiento para mantener la temperatura y la presión del segundo combustible en el conducto de entrada (16) de tal manera que permanece por lo menos parcialmente en el estado líquido, y comprendiendo los segundos medios de alimentación unos medios de prevención para evitar la vaporización y el burbujeo del segundo combustible en el inyector (20), de tal manera que el segundo combustible se expulsa desde el inyector (20) en el estado líquido.

Description

Sistema de alimentación de combustible.
La presente invención se refiere a un sistema de alimentación de combustible. En particular, la presente invención alimenta gas licuado a un motor de encendido por compresión para combustión con combustible diesel. En esta memoria, la expresión gas licuado significa gas de petróleo licuado (LPG), gas natural licuado, mezcla de metanol/etanol y propano y butano en cualesquiera cantidades y combustibles similares.
Se conoce que para reducir el consumo de combustible y el costo del combustible, se puede suministrar LPG con combustible diesel a los cilindros de un motor diesel.
La solicitud de patente australiana nº 71909/00 da a conocer un sistema de alimentación de combustible que proporciona gas de petróleo licuado y combustible diesel a un motor, en una proporción controlada, para permitir que el motor funcione de forma adecuada. El documento EP-A-0967372 da a conocer un sistema de alimentación de combustible según el preámbulo de la reivindicación 1.
La presente invención se refiere a nuevos desarrollos en relación con el sistema de alimentación que, está especialmente adaptado para motores diesel, o motores que emplean un proceso de encendido por compresión.
La presente invención proporciona un sistema de alimentación de combustible según lo expuesto en la reivindicación 1.
Se ha descubierto que mediante la utilización de un inyector para alimentar el segundo combustible (gas licuado) en un estado líquido se alimenta con éxito el gas licuado al motor y es posible asimismo solucionar los problemas inherentes a la alimentación de combustibles de gas en combinación con otro combustible simultáneamente a un motor.
En una forma de realización, el inyector inyecta el gas licuado en el colector de admisión del motor.
En una forma de realización los medios para la alimentación del combustible primario al motor alimentan asimismo el combustible primario al colector de admisión del motor o el cilindro de un motor.
En una forma de realización el inyector comprende:
un cuerpo de eyector;
una aguja, un orificio taladrado en el cuerpo de eyector para recibir la aguja, y un asiento de aguja que define un orificio que se cierra mediante la aguja; y
unos medios para alejar la aguja del asiento de tal manera que el gas licuado suministrado al cuerpo de inyector puede salir del cuerpo de inyector a través del orificio.
En una forma de realización los medios para desplazar la aguja comprenden una bobina eléctrica que se activa para alejar la aguja del asiento.
En una forma de realización los medios de precarga están previstos para precargar la aguja contra el asiento de tal manera que cuando se active la bobina, la misma aleje la aguja del asiento contra la acción de los medios de
precarga.
En una forma de realización el inyector comprende un alojamiento de inyector, estando dispuesto el cuerpo de inyector en el alojamiento, presentando el cuerpo de inyector una abertura en forma de ranura angular para permitir que el gas licuado pase a través de la abertura y al interior del orificio taladrado.
Preferentemente el alojamiento presenta una abertura de entrada para suministrar el gas licuado y, con el cuerpo de inyector, define una cámara alrededor del cuerpo de inyector de tal manera que el gas licuado puede fluir hacia el interior de la cámara y a continuación a través de al abertura y hacia el interior del orificio taladrado.
En una forma de realización el sistema de alimentación de combustible presenta un sistema de recogida que comprende:
unos medios para la recogida de burbujas de vapor del gas licuado que son generadas cuando el gas licuado se alimenta al inyector;
un sistema de gas licuado para recibir las burbujas y convertirlas en vapor; y
un conducto para alimentar el vapor al motor.
En una forma de realización el sistema de alimentación presenta un conducto que se dirige hacia arriba desde el inyector hasta el sistema de recogida de tal manera que las burbujas cuya tendencia natural es elevarse fluirán hacia arriba pasando por la aguja hacia el sistema de recogida.
En una forma de realización de la invención está prevista una unidad de control del motor que recoge datos relativos a parámetros de funcionamiento del motor para controlar el inyector de gas licuado.
La unidad de control del motor puede comprender el sistema de control del motor o una sección separada de tratamiento.
En una forma de realización la unidad de control del motor recibe información de uno o más de entre:
un sensor de combustible para detectar la temperatura del gas licuado para el suministro al motor;
unos medios de detección de la presión del combustible para detectar la presión del suministro de gas licuado al inyector;
unos medios de detección de la temperatura del motor para detectar la temperatura del motor;
unos medios de detección de la temperatura del aire para detectar la temperatura del aire alimentado a través de la entrada de aire al motor;
unos medios de detección de posición del regulador para detectar la posición de un pedal de aceleración;
un sensor de ángulo de leva para detectar la posición de una leva del motor; y
unos medios de detección de la presión de entrada del motor para detectar la presión del aire de entrada en el motor.
En una forma de realización la unidad de control del motor recibe parámetros de alguno o de todos los sensores mencionados anteriormente y controla el inyector de gas licuado mediante el suministro de señales apropiadas a la bobina eléctrica según los datos recibidos de los sensores.
En una forma de realización, el inyector de gas licuado comprende:
un cuerpo de inyector;
un orificio taladrado en el cuerpo de inyector, presentando el orificio taladrado una asiento de aguja que define un orificio;
una aguja dispuesta en el orificio taladrado para apoyarse contra la aguja para cerrar el orificio y que se puede alejar del asiento de aguja para abrir el orificio, permitiendo que el gas licuado sea inyectado desde el eyector;
unos medios para desplazar la aguja entre una posición alejada del asiento de aguja y una posición apoyada contra el asiento de aguja para abrir y cerrar de manera selectiva el inyector;
una abertura en el cuerpo de inyector que comunica con el orificio taladrado para permitir que el gas licuado entre en el cuerpo de inyector a través de la abertura y en el interior del orificio taladrado en una dirección transversal a la aguja; y
un paso a través del cuerpo de inyector que se extiende desde el orificio taladrado hasta una parte superior del cuerpo de inyector para permitir que las burbujas se desplacen desde la proximidad de la abertura a través del orificio taladrado y pasen a una parte superior del cuerpo de inyector.
En una forma de realización, los medios de control comprenden una bobina eléctrica que es activada para arrastrar la aguja lejos del asiento de aguja y desactivarla para permitir que la aguja regrese al asiento de aguja.
En una forma de realización el inyector comprende unos medios de precarga para precargar la aguja contra el asiento de aguja.
En una forma de realización el paso comprende una cámara de inyector dispuesta por encima de la aguja y en la que las burbujas creadas durante la expulsión del gas de petróleo licuado desde el inyector pueden fluir en dirección ascendente hacia la cámara.
En una forma de realización la cámara está acoplada a un sistema de vapor de gas de petróleo líquido para recibir las burbujas y convertirlas en vapor, y a continuación devolver el vapor al motor.
Sin embargo, en otras formas de realización el vapor puede regresar a cualquier otra parte.
Un inyector para la alimentación de gas licuado a un motor puede comprender:
un cuerpo de inyector;
un orificio taladrado en el cuerpo de inyector;
un asiento de aguja formado en el orificio taladrado y que define un orificio;
una aguja dispuesta en el orificio taladrado para apoyarse contra el asiento de aguja para cerrar el orificio, evitando la expulsión del gas licuado a través del orificio, y pudiendo alejarse del asiento de aguja para permitir la expulsión del gas licuado a través del orificio;
unos medios de control para alejar la aguja del asiento de aguja y aproximarla al mismo; y
un recorrido de flujo de burbujas en el inyector para recoger burbujas del gas licuado que se han formado tras la expulsión del gas licuado del inyector.
En una forma de realización el recorrido comprende:
una cámara que se define entre la aguja y una pared que define el orificio taladrado; y
una cámara de recogida superior en el inyector para recibir las burbujas para suministrarlas a un sistema de vapor.
En una forma de realización el sistema de vapor comprende un conducto acoplado a la cámara superior para que las burbujas puedan elevarse a través del conducto desde la cámara superior hasta el sistema, en el que las burbujas se aplastan y regresan a la entrada del motor en estado de vapor.
Preferentemente, el alojamiento de inyector comprende una salida de refrigerante y una entrada de refrigerante para que el refrigerante pueda fluir hacia el interior de la entrada, y por lo tanto hacia el interior del alojamiento para rodear el cuerpo de inyector, y hacia fuera a través de la salida de refrigerante.
Un aspecto adicional de la invención se refiere concretamente a las cuestiones de burbujeo o vaporización de gas licuado cuando se proporciona un motor por un sistema de suministro de combustible. En los sistemas de suministro de gas de petróleo licuado convencionales, que se utilizan para proporcionar licuado a un motor, tal como un motor de vehículo convencional, o en combinación con combustible diesel a un motor diesel, el gas licuado se suministra a la admisión de aire del motor, donde el gas licuado se vaporiza y se succiona con el aire de entrada al interior de los cilindros del motor para su encendido. La aplicación de gas licuado al motor, de esta forma, se hace necesaria porque el gas licuado suele estar en un estado relativamente frío y bajo alta presión en el depósito de gas licuado y cuando el gas se suministra desde el depósito, se vaporiza a la temperatura ambiente, lo que hace prácticamente imposible suministrar el combustible al motor que no sea en el modo de vapor.
Por lo tanto, el suministro de gas licuado hacia la admisión de aire en la que simplemente se evapora y se arrastra hacia el interior del motor con el aire de entrada es un modo conveniente de suministrar el combustible. La vaporización del combustible se produce en forma de ebullición del combustible cuando el mismo abandona el entorno frío y de alta presión del depósito de combustible y se suministra a la entrada de aire. Dicha vaporización o ebullición crea burbujas de combustible y se ha descubierto que esto tiene como consecuencia que los sistemas de la técnica anterior sólo son capaces de controlar la alimentación de este tipo de combustible en los casos de una alimentación simple a la entrada de aire, en los que la vaporización no crea problemas. En esta forma de alimentación, el combustible simplemente se aspira hacia el interior del motor sin ningún tipo de suministro controlado del combustible hacia el motor. Por lo tanto, esta forma de suministro del líquido licuado resulta relativamente deficiente. Dado que el combustible de gas de petróleo licuado es relativamente económico, estas insuficiencias se han tolerado en el pasado y no han supuesto ningún problema específico. Sin embargo, con el aumento del coste del combustible de gas de petróleo licuado, resultaría deseable proporcionar sistemas de alimentación más
eficientes.
La presente invención, por lo tanto, proporciona un sistema de alimentación de combustible que comprende:
un inyector para recibir el gas licuado y para expulsar el gas licuado en forma líquida hacia los cilindros del motor; y
unos medios de prevención para evitar la vaporización o el burbujeo del gas licuado en el inyector de tal manera que el gas licuado se expulse desde el inyector en forma líquida.
En una forma de realización de la invención los medios de prevención comprenden unos medios de refrigeración para enfriar el gas licuado de tal manera que el gas licuado alimentado al inyector y expulsado del eyector esté a una temperatura inferior a la temperatura del gas licuado en los medios de suministro de gas licuado para que el líquido no se vaporice o burbujee en el inyector.
Preferentemente los medios de refrigeración comprenden un conducto de alimentación de gas licuado para suministrar gas licuado al inyector para enfriar el inyector.
Preferentemente, el inyector comprende;
un cuerpo de eyector para recibir el gas licuado del suministro y para expulsar gas licuado del cuerpo de inyección;
un alojamiento que rodea el cuerpo de inyector, definiendo el alojamiento una cámara entre el alojamiento y el cuerpo de inyector; y
comprendiendo asimismo los medios de refrigeración una abertura de entrada de refrigerante en el alojamiento y una abertura de salida de refrigerante en el alojamiento, estando acoplada la entrada a un suministro de refrigerante de tal manera que el refrigerante se puede suministrar a la cámara y rodear el cuerpo de inyector para enfriar el cuerpo de inyector y por lo tanto el gas licuado en el cuerpo de inyector.
Preferentemente, el refrigerante es líquido de gas de petróleo licuado, pero puede utilizarse cualquier refrigerante apropiado.
En una forma de realización preferida de la invención, los medios de prevención comprenden unos medios desburbujeadores para eliminar las burbujas que se producen en el gas licuado antes del suministro al inyector.
Preferentemente, los medios desburbujeadores están previstos en combinación con los medios de refrigeración para enfriar el gas licuado de tal manera que un gas licuado alimentado al inyector se mantiene a una temperatura baja para reducir al mínimo la posibilidad de que se produzcan burbujas o vaporización en el inyector.
Preferentemente, el inyector está previsto en el interior de un alojamiento, comprendiendo el alojamiento un paso desburbujeador para permitir que las burbujas y el vapor se eleven, estando dispuesto el inyector en el alojamiento por debajo del paso, estando conectado el paso a un primer mecanismo desburbujeador para reducir la presión del gas licuado burbujeado y vaporizado, extendiéndose un conducto desde el primer mecanismo desburbujeador hasta un segundo mecanismo desburbujeador exterior del alojamiento para transformar totalmente el gas licuado en estado gaseoso.
Preferentemente, el inyector comunica con la entrada del motor y el segundo mecanismo desburbujeador se conecta a la entrada del motor mediante un conducto secundario de manera que el inyector alimenta gas licuado pulverizado desde el inyector y el segundo conducto alimenta gas licuado en forma de vapor desde el segundo mecanismo desburbujeador.
El sistema de alimentación de combustible puede comprender:
unos medios de refrigeración para enfriar el gas licuado suministrado a los inyectores de tal manera que el gas licuado se mantiene a una temperatura por debajo de la temperatura del gas licuado en los medios de suministro para evitar de este modo el burbujeo o vaporización del gas licuado cuando en los inyectores el gas licuado se puede expulsar en forma líquida desde los inyectores.
Un sistema para recibir las burbujas de gas licuado y convertirlas en líquido o vapor para regresar al punto de recogida, puede comprender:
una cámara para recibir las burbujas;
un flotador en la cámara;
un elemento de interruptor acoplado al flotador;
un elemento de interruptor de cooperación para la activación mediante el elemento de interruptor cuando el flotador está en una posición predeterminada;
una salida desde la cámara;
una válvula para cerrar la salida;
en el que cuando las burbujas entran en la cámara, las mismas son capaces de aplastarse y volver a adoptar un estado líquido o gaseoso sobre el cual el flotador flota; y
en el que cuando la presión aumenta en la cámara debido al suministro de burbujas a la cámara y a que las burbujas se aplastan para formar líquido o vapor, se empuja el flotador mediante la presión hacia la posición predeterminada para que el elemento de interruptor active el correspondiente elemento de interruptor y abra la válvula para permitir que el vapor pase desde la salida para el suministro hasta la estación de recogida.
En una forma de realización de la invención la estación de recogida puede ser simplemente el colector de admisión del motor de tal manera que el vapor regrese al motor desde el sistema de vapor tras el desburbujeo.
Sin embargo, en otras formas de realización el gas de petróleo líquido o gaseoso puede regresar a otro punto para su utilización o almacenamiento.
En una forma de realización de la invención la válvula comprende una válvula solenoide que se activa mediante el sensor cuando el flotador está en una posición predeterminada de manera que abre la válvula solenoide para permitir que el vapor pase desde salida.
En una forma de realización el elemento de interruptor comprende un imán acoplado al flotador y el elemento de interruptor de cooperación comprende un sensor para detectar el imán de manera que cuando el flotador se mueve hacia la posición predeterminada el imán se sitúa de manera adyacente al sensor con el fin de activar el sensor para, a su vez, abrir la válvula.
El gas licuado utilizado en todos los aspectos de la invención referidos anteriormente puede ser gas de petróleo licuado o gas natural licuado comprimido.
Si se utiliza gas natural comprimido las formas de realización preferidas de la invención comprenden asimismo, antes del sistema de alimentación de combustible:
unos medios de intercambio de calor para recibir el gas natural comprimido y para enfriar el gas natural comprimido;
unos medios de reducción de la presión para reducir la presión del gas natural comprimido antes de la alimentación del gas natural comprimido al sistema de alimentación de combustible.
Es posible proporcionar un filtro entre el intercambiador de calor y los medios de reducción de la presión.
La invención puede utilizar un combustible que comprende alcohol mezclado con un hidrocarburo líquido que se evapora fácilmente a una temperatura y presión estándar.
Preferentemente, el alcohol es metanol o etanol y el hidrocarburo líquido es butano o propano.
Preferentemente, el combustible comprende agua.
Breve descripción de los dibujos
A continuación se describirá una forma de realización preferida de la invención, a título de ejemplo, con referencia a los dibujos adjuntos en los que:
la Figura 1 es un diagrama esquemático general de una forma de realización de la invención, que se puede utilizar en los motores de encendido por chispa o de encendido por compresión;
la Figura 2 es una vista más detallada de una forma de realización de un sistema de vapor utilizado en la forma de realización ilustrada en la Figura 1;
la Figura 3 es un diagrama esquemático de la forma de realización preferida de la invención;
la Figura 4 es una vista detallada de parte de la forma de realización de la Figura 3;
la Figura 5 es una vista ensamblada de los elementos detallados en la Figura 4 unidos al colector y de este modo, la culata de cilindro de un motor de encendido por compresión en la orientación que sea preferida para un funcionamiento correcto;
la Figura 6 es una vista en sección transversal superior que ilustra cuatro dispositivos de inyección correctamente alineados con los orificios de entrada de la culata del cilindro y unidos al colector de admisión; y
la Figura 7 es un diagrama esquemático de otra forma de realización de la invención y más concretamente una forma de realización para la administración de gas natural licuado al motor.
Descripción de las formas de realización preferidas
Con referencia a la Figura 1, se ilustra un sistema de alimentación de combustible 10 que comprende un cilindro 12 para almacenar gas de petróleo licuado (LPG). El cilindro 12 dispone de una válvula de cierre de combustible 14 y un conducto de salida 16 para suministrar LPG a través de una válvula de bloqueo de filtro 18 a un inyector 20. El inyector 20 presenta un cuerpo de inyector 22 en el que está dispuesta una bobina eléctrica 24. El cuerpo 22 está provisto de un orificio taladrado 26 en el que está localizada una aguja 28.
La aguja 28 presenta un ajuste ligeramente flojo en el orificio taladrado 26. El orificio taladrado 26 tiene un asiento de aguja 30, en su extremo inferior, que define un orificio 31 para el colector de admisión 32 del motor E. El motor E dispone de un escape 34. El orificio taladrado 26 presenta un extremo superior 35 y un resorte 36 está situado entre el extremo superior 35 y la aguja 28 para impulsar la aguja 28 contra el asiento de aguja 30 de tal modo que cierre el orificio 31 al colector de admisión 32.
El cuerpo del inyector 22 presenta una cámara 40 que se comunica con el orificio taladrado 28 a través de un paso estrecho 37, que se extiende desde el extremo 35 a la cámara 40. La cámara 40 está unida a un conducto de burbujeo ascendente 44 que, a su vez, está unido a un sistema de vapor 48 que se describirá a continuación con más detalle. El sistema de vapor 48 tiene un conducto de vapor 50 que se extiende desde el sistema 48 de nuevo al colector de admisión 32 para suministrar vapor al colector de admisión 32 como se describirá, asimismo, con más detalle a continuación.
El colector de admisión 32 presenta una admisión de aire 60 en la que está dispuesta un conjunto de regulador convencional 62 para un motor de encendido por chispa. El conjunto del regulador 62 es suprimido en el caso de un motor de encendido por compresión.
El sistema representado en la Figura 1 se controla por una unidad de control de motor 70 que puede estar en el ordenador a bordo o en el sistema de control del motor asociado con el motor E. Los parámetros de entrada del sistema de combustible y del motor se proporcionan a la unidad de control 70 para fines de procesamiento y de control. Un sensor de la temperatura del combustible 72 controla la temperatura del combustible en el cilindro de gas de petróleo licuado 12. La presión de alimentación de combustible, a través del conducto de salida 16 se controla por un sensor de presión 74. La posición del regulador del conjunto del regulador 62 se controla por el sensor de posición del regulador 76 y el sensor de la temperatura 78 controla la temperatura del aire que se desplaza a través de la admisión de aire 60 al colector de admisión 32. Otro sensor de presión 80 controla la presión del aire en el colector de admisión 32 y un sensor de posición de levas y de r.p.m. 82 mide las revoluciones del motor así como la posición de una leva para controlar las válvulas de admisión al motor E.
Además, la unidad de control del motor E 70 presenta unos conductos de salida 84 para controlar la válvula de cierre 14 y el conducto de salida 86 para suministrar energía a la bobina 24 del inyector 20.
El cuerpo del inyector 22 comprende dos ranuras angulares 90 (sólo representada una de ellas) formadas en su pared, que se comunica con el orificio taladrado 26 al orificio 31. Un alojamiento (no representado) rodea el cuerpo del inyector 22 y presenta una entrada para el conducto de recepción 16 de tal modo que el LPG se pueda suministrar al interior del alojamiento y a continuación, a través de las ranuras 90 al orificio taladrado 26 en una dirección transversal a la aguja 26, para alimentación al motor E. Cuando la unidad de control del motor presenta a la salida un pulso en el conducto de salida 86 para suministrar energía a la bobina 24, la aguja 28 se retira por tracción desde el asiento de aguja 30 contra la acción del resorte 36 abriendo, de este modo, el orificio 31. El LPG en el orificio taladrado 26 se expulsa desde el cuerpo del inyector 22, al interior del colector de admisión 32 para alimentación al motor E. Cuando la unidad de control 70 extrae el pulso desde el conducto de salida 86, la bobina 24 se desactiva y la aguja 28 se asienta contra el asiento 30 para cerrar el orificio.
Se crea un burbujeo del LPG mediante la ebullición natural del LPG que abandona el entorno de alta presión y temperatura relativamente baja del cilindro 12 y se suministra a una zona de temperatura ambiente más elevada. De este modo, este cambio en la temperatura permite efectivamente que se produzca la ebullición del LPG que se convierte en parte desde un estado líquido a un estado gaseoso. El LPG penetra efectivamente desde una dirección transversal a la dirección de la aguja 26 y el movimiento de la aguja 26 es distinto de una dirección generalmente paralela con la aguja 26 como en los sistemas de inyectores convencionales. Las burbujas resultantes, que tienden naturalmente a elevarse, ascenderán desde la proximidad del orificio taladrado 26 pasando el resorte 36 y a continuación, a través del paso estrecho 37 al interior de la cámara del inyector 40. A continuación, las burbujas son capaces de circular a través del conducto de burbujas ascendente 44 hacia el convertidor 48.
El convertidor 48 proporciona una cámara de volumen relativamente grande, de baja presión y temperatura relativamente alta, de tal modo que las burbujas que penetran en el convertidor 48 y que comprende una película de líquido que rodea un gas simplemente se pueden aplastar y convertir en un estado de vapor debido a la temperatura relativamente baja y a la temperatura más alta. A continuación, el vapor se puede suministrar a lo largo del conducto 50 a la admisión de aire 32 del motor E. Como alternativa, el vapor se podría transportar a otro entorno donde el vapor se almacena para uso posterior.
El convertidor 48 se puede sustituir por una cámara desburbujeadora, según se representa en la Figura 2, que comprende un alojamiento 100 que define una cámara de convertidor 102. El alojamiento 100 presenta una entrada 104 que está unida al conducto 44 de modo que las burbujas en el conducto 44 puedan penetrar a través de la entrada 104 y pasar al interior de la cámara 102. Un flotador 106 está situado en la cámara 102 y el flotador 106 soporta un imán 102 en su lado inferior.
Un par de interruptores de proximidad 110 y 112 están fijados al alojamiento 100 y se activan por el imán 108 cuando este último se desplaza a una posición adyacente al respectivo interruptor 110 ó 112.
Cuando las burbujas del LPG fluyen al interior de la cámara 102 a través de la entrada 104, las burbujas son capaces de aplastarse y reformarse como líquido o vapor en el interior de la cámara 102. Cuando aumenta la presión debido a la elevación de las burbujas a través del conducto 44, la presión del vapor que tiende naturalmente a desplazarse por encima del nivel del líquido tenderá a empujar el flotador 106 hacia abajo en la Figura 2 en la dirección de la flecha A, de modo que el flotador se desplace desde la posición adyacente al introductor 110 a una posición adyacente al interruptor 112. Cuando el imán 108 es adyacente al interruptor 112, se activa dicho interruptor 112.
La cámara 102 presenta una salida 114 y una válvula de solenoide 116 está dispuesta en la salida 114 para abrir y cerrar la salida 114 de forma selectiva. La salida 114 se une entonces al conducto 50 que se representa en la Figura 1. Cuando el imán 108 se empuja por la presión del vapor en la cámara 102 de tal modo que sea adyacente al introductor 112, se activa dicho interruptor 112 en la forma antes citada y la activación del interruptor 112 activa la válvula de solenoide 116 para su apertura.
La apertura de la válvula 116 permite que el vapor, en el interior de la cámara 102, pase a través de la cámara 116 y al conducto de vapor 50 para retornar al colector de admisión 32 y a continuación, para la alimentación al motor E. Cuando se libera vapor, el nivel de líquido en la cámara 102 puede elevarse y el flotador 106 es capaz de retornar a la posición representada en la Figura 2 y se desactiva el interruptor 112. De este modo, el imán es adyacente al interruptor 110 que indica entonces una condición de espera y la válvula 116 se cierra hasta que la presión vuelva a elevarse para empujar el flotador 116 y el imán 108 a una posición adyacente al interruptor 112.
De este modo, esta forma de realización de la invención es capaz de hacer frente a la creación de burbujas, que se generan cuando el LPG se expulsa bajo presión desde el inyector 20. Las burbujas se pueden recoger y desburbujear y por lo tanto, retornar como combustible al motor.
En esta forma de realización de la invención, para reducir la magnitud de la vaporización del combustible que se inyecta desde el inyector 20 al motor E, el colector de admisión 32 es preferentemente enfriado por un paso de agua u otro paso de refrigerante, que se extiende a través del colector de admisión 32. Esta situación mantiene el colector de admisión 32 a una temperatura más baja y tiende a proteger el combustible de LPG contra el calor radiante del motor E manteniendo, de este modo, el LPG principalmente en un estado líquido. Las etapas de refrigeración, a través del colector de admisión 32, se pueden unir a un sistema de convertidor de vapor del tipo representado en la Figura 2, pero que comprende el enfriamiento del líquido de modo que el líquido refrigerante circule desde el convertidor de vapor al colector de admisión 32.
El sensor 80, que mide la presión en el colector de admisión 32, proporciona una señal a la unidad 70. El sensor de posición del regulador 76 y el sensor 80, en cuanto a la temperatura del aire, son controlados por la unidad de control 70 que, a su vez, controla la cantidad de LPG que se inyecta a través del colector de admisión 32. Una descarga igual de cada inyector del motor se consigue a través del principio de "primero en llegar, último en salir", utilizando longitudes de recorridos distantes iguales desde el asiento de aguja 30 al sistema de vapor 48 en cada inyector. Para los motores diesel, el número de inyectores para el sistema de inyección de líquido de LPG dependerá del número de cilindros. La modulación por anchura de pulsos para el inyector, que se suministra en el conducto de salida 86 para activar la bobina 24, se controla con referencia a la carga del motor, revoluciones por minuto (r.p.m.), temperatura, temperatura del aire de admisión, temperatura del combustible, posición del regulador presionado, presión del aire de sobrealimentación transitoria de aceleración y desaceleración, todos los cuales se determinan por la unidad de control 70. La unidad de control 70, a su vez, está programada para proporcionar, a todos los valores de revoluciones por minuto, cantidades de combustible predeterminadas (en los motores diesel se refiere a la mezcla Dg) que se introduce para conseguir las especificaciones de curva de potencia, niveles de emisión y economía. En los motores diesel, el sensor de ángulo de leva 82 indica la inyección secuencial en el tiempo. Es decir, cuando la válvula de escape está abierta, no existe ningún LPG presente, cuando se cierra y está abierta la válvula de admisión, LPG se introduce secuencialmente. La temperatura del motor se controla para asegurar que a una temperatura fría las mezclas sean correctas según las especificaciones de la unidad de control 70 para garantizar que se consigan controles de las
emisiones.
En esta forma de realización de la invención, la aplicación de vapor desde el sistema 48, a través del conducto 50, produce el lavado de la punta de la aguja 28 adyacente al orificio 31 y también la proximidad del orificio 31.
En el caso de sistema de encendido por compresión, la inyección secuencial en el tiempo de cada inyector 20 se proporciona de tal modo que ningún LPG está presente en el aire de barrido. El sensor 80 está diseñado de tal modo que la señal se proporciona a la unidad de control del motor en la forma de una unidad de control de motor de fabricación de equipo original, modificándose para la reducción controlada del uso del combustible diesel. El sensor puede ser desactivado si se desea que el motor funcione utilizando combustible diesel solamente en lugar de una mezcla de combustible diesel y LPG.
Una forma de realización más preferida de la invención se describe con referencia a las Figuras 3 a 6. En esta forma de realización distinta de basarse exclusivamente en la recogida de las burbujas que se forman, dicha forma de realización preferida impide o al menos reduce, en gran medida, la probabilidad de la formación de las burbujas en primer lugar permitiendo, de este modo, que se expulse el LPG, en forma líquida, desde los inyectores 20. En las Figuras 3 a 6, las referencias numéricas similares indican componentes similares a los anteriormente descritos.
En la forma de realización representada en las Figuras 3 a 6, el LPG se suministra, de una forma alternativa, según se describirá con detalle a continuación. De este modo, en esta forma de realización, las ranuras 90 no necesitan proporcionarse o si se proporcionan de modo que se pueda utilizar una forma única de inyector 20 con las formas de realización representadas en las Figuras 1 y 2 y 3 a 6, las ranuras 90 son bloqueadas para impedir el escape de LPG desde el cuerpo del inyector 22. El LPG se entrega axialmente a través del cuerpo del inyector 22 en la forma convencional en lugar de transversalmente como se representa en la Figura 1.
Con referencia a la Figura 3, el depósito de LPG 12 suministra LPG a través de la esclusa del depósito 14 al conducto de servicio 16 y al filtro dentro del conducto 4, transportándose a continuación el LPG filtrado a través del conducto de servicio 37 hasta el bloque de distribución 38. Desde el bloque de distribución 38, el LPG fluye a través de los conductos de alimentación aislado 39 hacia los alojamientos de inyectores 3 (representadas con más detalle en las Figuras 4 y 5).
Con referencia a la Figura 4, el LPG procedente de los conductos 39 entra en las respectivas piezas en T de llenado a rebose 8 de cada alojamiento 3. El LPG asciende hacia la válvula de retención 9, que se controla por el solenoide 5. El solenoide de la válvula de retención 5 se abre cuando se activa por la unidad de control 70 en el conducto de circuito 127.
Cuando la válvula de retención 9 está abierta, el LPG licuado y las burbujas de vapor fluyen a través de la válvula de retención 9 con el líquido cayendo por la acción de la gravedad a la entrada del inyector 201 y las burbujas elevándose a la entrada del convertidor 11.
Como resulta evidente a partir de la Figura 4, el alojamiento de inyector 3 soporta el inyector 20 y actúa, además, para succionar las burbujas desde la entrada del inyector 201. El alojamiento del inyector 3 proporciona, asimismo, el enfriamiento del inyector 20 de tal modo que se mantenga el combustible en el inyector 20 en estado líquido e impidiendo, de este modo, que el combustible se convierta en un estado de burbujas o de ebullición mientras se encuentre en el inyector 20.
Con líquido en la entrada del inyector 201 y una anchura de pulso suministrada desde la unidad de control 70 al inyector 20, el LPG, en estado líquido, se desplaza a través del inyector 20 y se expulsa al colector 32 (véase Figura 5), con la pulverización dirigida hacia el orificio de entrada 29 (véase Figura 5). La inyección del LPG está temporizada por la unidad de control 70 de modo que el pulso se produzca después del cierre de la válvula de escape 133 (véase Figura 5) y antes del cierre de la válvula de admisión 132 (véase Figura 5), de modo que la acción hacia abajo del pistón 131 (véase Figura 5) pueda llevar al interior del motor E la totalidad del LPG expulsado sin ningún escape a través de la válvula de escape 33.
Cuando el LPG gotea sobre la pieza en T de llenado a rebose 8 para alimentación de LPG a la entrada del inyector 201, cualesquiera burbujas de vapor presentes, o formadas, se elevan a la entrada del convertidor 11 para reducción de la presión en la cámara 203 en el interior del alojamiento 3. El alojamiento 3 presenta una parte de tapón 203a que se cierra por un diafragma 202. El diafragma 202 forma una pared de la cámara 203 y el diafragma 202 se impulsa hacia adentro de la cámara 203 mediante un resorte 205. El diafragma 202 soporta una palanca 206 que se une a una válvula plana 207 que cierra la entrada 11, dependiendo de la presión existente en la cámara 203. Como resulta evidente a partir de la Figura 4, el inyector 20 está montado en la cámara 203 y dispone de una entrada 201 con un soporte plano 251 y su parte media 20a sellada en la estructura de pared 252 y 253 de la cámara 203. El extremo de salida del inyector 20 está sellado en el orificio taladrado 256 en la cámara 3, que está expuesto al colector de admisión 32 del motor E.
El LPG suministrado a través de la pieza en T de llenado a rebose 8 a la entrada 11 está a una presión notablemente más alta que el interior de la cámara 203, lo que empuja la válvula 207 abierta contra el diafragma 202 y acciona el resorte 205, de modo que las burbujas y el vapor que se producen en el gas licuado suministrado a la entrada 201 se elevará y circulará hacia la entrada 11 y al interior de la cámara 203. La presión reducida en el interior de la cámara 203 permite que las burbujas se aplasten y con cualquier líquido que penetra e la cámara 203, retorne al estado de vapor enfriando, de este modo, el inyector 20 que está expuesto a la cámara 203. Este enfriamiento del inyector 20 asegura que el LPG que penetra por la entrada 201 se mantenga en un estado líquido debido al estado frío del inyector 20 y no se convierta en vapor en el inyector 20, lo que perjudicaría el funcionamiento del inyector 20 e impediría la expulsión adecuada del combustible desde el inyector 20. Si la presión en la cámara 203 se eleva a una presión superior a la de la presión del LPG en la entrada 11, el diafragma 202 se empuja hacia arriba, según se ilustra en la Figura 4, contra la acción del resorte 205, lo que hace que la palanca 206 cierre la válvula plana 207 contra la entrada para impedir una nueva penetración de burbujas y vapor en el interior del alojamiento 203 hasta que la presión en el alojamiento 203 haya disminuido mediante la introducción de LPG procedente del alojamiento 203 a través del conducto de salida 209. De este modo, el vapor de presión reducida y el líquido de la cámara 203 presentan un efecto de enfriamiento sobre el alojamiento 3 y el inyector 20. Este efecto de enfriamiento se necesita para reducir la probabilidad de la vaporización del LPG en el interior del sistema de inyección y, en particular, en el inyector 20. Después de que el alojamiento 3 y el inyector 20 se hayan enfriado suficientemente, de modo que no se produzca la vaporización del LPG a baja presión, el LPG restante entra en el conducto 209 y se transporta a un bloque de vapor 208. El bloque 208 contiene un orificio 118. Este orificio 118 restringe el caudal del LPG creando, de este modo, una contrapresión para controlar la cantidad de vapor de LPG que penetra en el motor a través del conducto 119. El bloque de vapor 208 presenta unidas una entrada de agua caliente 120 y una salida de agua caliente 121 y un orificio taladrado (no representado) se extiende a través del bloque 208 para calentar el bloque de modo que el combustible en el bloque 208 permanezca en un estado de vapor. La entrada 120 y la salida 121 están unidas en el circuito calefactor de la cabina del vehículo para mantener el bloque 208 a la temperatura del refrigerante del motor. Mientras el bloque 208 está a la temperatura del refrigerante del motor, no es posible que el LPG, a baja presión, permanezca en estado líquido, evitando de este modo una alimentación inadvertida de LPG a través del bloque 208, por lo que solamente se suministra vapor al motor por medio del conducto 119.
En otra forma de realización, el bloque 208 puede estar provisto de un segundo orificio 117 y una cámara de solenoide eléctrica 116 de tal modo que se puedan suministrar diferentes cantidades de vapor de purga al motor a través del conducto 119. El solenoide 116 se controla por la unidad de control 70 a través del circuito 125.
El bloque 208 puede contener, además, un sensor de temperatura del refrigerante 123 que realimenta la información sobre la temperatura del motor a través del circuito 124 a la unidad de control 70.
En las Figuras 5 y 6 se representan también el inyector diesel 171 para suministrar combustible diesel a los cilindros del motor E al mismo tiempo que la administración de LPG a través del inyector 20 y el conducto 19. De este modo, suministrando combustible en la forma de LPG desde el inyector 20 y el conducto 119, la cantidad de combustible diesel que se necesita se puede reducir, aumentando de este modo la economía de combustible en comparación con situaciones que se producirían cuando solamente se suministra combustible diesel a través del inyector diesel 171.
En la Figura 7 se representa un depósito de gas natural comprimido estándar 400 que se rellena desde una estación de llenado de gas natural comprimido 401 a través de un conducto 402. El gas natural comprimido suele estar a una presión del orden de magnitud de 3000 psi en el depósito de gas natural comprimido, que está montado en un vehículo. El gas natural comprimido procedente del depósito 400 se suministra a una unidad de intercambio de calor del acondicionador de aire 404 para reducir la reivindicación temperatura del gas natural comprimido, suministrado desde el depósito, para mantener al gas natural comprimido en un estado frío. El gas natural comprimido se suministra, a continuación, a un filtro 406 para eliminar los contaminantes para sustancias no deseadas en el gas natural comprimido y a continuación, se suministra el gas natural comprimido a un regulador de presión 408 para reducir la presión del gas natural hasta aproximadamente 100 psi. Debido a que el gas natural comprimido ha sido enfriado por el acondicionador del aire 404, la presión se puede reducir a este nivel mientras se sigue manteniendo el gas natural comprimido en un estado líquido. A continuación, el gas natural comprimido se suministra a un intercambiador de calor 410 y a continuación, pasa a través del conducto de combustible 412 a cada uno de los alojamientos 3, que son los mismos que los alojamientos 3 descritos con referencia a las Figuras 3 a 6. Los alojamientos 3 contienen los inyectores de combustible 20 también en la manera anteriormente descrita y los inyectores son enfriados de la misma manera que se describió con anterioridad, de tal modo que el combustible en los inyectores se mantenga en un estado líquido para su inyección desde los inyectores. Cualquier combustible burbujeado procedente del alojamiento 3 pasa a través del intercambiador de calor 410 en el conducto 209 para proporcionar intercambio de calor con el combustible en el conducto 412 para ayudar a mantener frío el combustible en el conducto 412. A continuación, el conducto 209 se une a un bloque de vapor 208 que es el mismo bloque de vapor 208 anteriormente descrito. El combustible de vapor abandona el bloque de vapor a través del conducto 119 para la alimentación a la admisión de aire del motor de la misma manera que se describió con anterioridad.
En otras formas de realización de la invención, el combustible de gas licuado usado en el sistema de alimentación de combustible para proporcionar energía al motor de combustión interna puede estar constituido por gas de petróleo licuado y mezcla de metanol/etanol en cualquier proporción, y gas de petróleo licuado, metanol/etanol y agua en cualquier proporción.
En otras formas de realización, el combustible de gas licuado puede comprender un alcohol tal como metanol o etanol, mezclado con un hidrocarburo líquido, que se vaporiza fácilmente a la temperatura y presión normales, tal como butano o propano. El combustible puede comprender agua adicional para cualquier agua que esté ya presente en el alcohol incluido en el combustible.
Puesto que se pueden realizar fácilmente modificaciones dentro del alcance de la presente invención por los expertos en la materia, ha de entenderse que esta invención no está limitada a la forma de realización particular descrita a título de ejemplo con anterioridad.

Claims (7)

1. Sistema de alimentación de combustible para un motor, que comprende:
unos primeros medios de alimentación de combustible para alimentar un primer combustible al motor, siendo el primer combustible, un combustible diesel; y
unos segundos medios de alimentación de combustible para alimentar un segundo combustible al motor desde un depósito de almacenamiento (12), simultáneamente con el primer combustible;
en el que los segundos medios de alimentación de combustible comprenden:
un inyector (20) para inyectar el segundo combustible en el motor,
unos medios de control (70) para controlar el inyector (20), y
un conducto de entrada (16) para comunicarse entre el depósito de almacenamiento (12) y el inyector (20);
caracterizado porque:
el segundo combustible es un combustible de gas licuado que abandona el depósito de almacenamiento (12) en un estado líquido,
comprendiendo los segundos medios de alimentación de combustible unos medios de mantenimiento para mantener la temperatura y la presión del segundo combustible en el conducto de entrada (16) de tal manera que permanece por lo menos parcialmente en el estado líquido, y
comprendiendo los segundos medios de alimentación unos medios de prevención para evitar la vaporización y el burbujeo del segundo combustible en el inyector (20), de tal manera que el segundo combustible se expulsa desde el inyector (20) en el estado líquido.
2. Sistema de alimentación de combustible según la reivindicación 1, en el que el inyector (20) inyecta el segundo combustible en el interior del colector de admisión del motor.
3. Sistema de alimentación de combustible según la reivindicación 2, en el que los medios de alimentación de combustible alimentan el primer combustible al colector de admisión del motor o un cilindro del motor.
4. Sistema de alimentación de combustible según la reivindicación 1, en el que el inyector (20) comprende un alojamiento de inyector (252, 253) y un cuerpo de inyector (20a) en el alojamiento.
5. Sistema de alimentación de combustible según la reivindicación 1, en el que los medios de prevención comprenden un sistema de recogida de burbujas de combustible (208), que comprende:
unos medios (209) para recoger burbujas de vapor del segundo combustible que se generan cuando el segundo combustible se suministra al inyector (20);
un sistema (117, 118, 208) para recibir las burbujas y convertirlas en vapor; y
un conducto (119) para suministrar el vapor al motor.
6. Sistema de alimentación de combustible según la reivindicación 1, en el que los medios de control (20) reciben la información de uno o más de entre:
unos medios de detección de la temperatura (72) para detectar la temperatura del segundo combustible suministrado al conducto de entrada (16);
unos medios de detección de la presión (74) para detectar la presión del segundo combustible suministrado al inyector (20);
unos medios de detección de la temperatura del motor para detectar la temperatura del motor;
unos medios de detección de la temperatura del aire (78) para detectar la temperatura del aire suministrado a través de una entrada de aire al motor;
unos medios de detección de la posición del regulador (76) para detectar la posición de un pedal de aceleración;
unos medios de detección del ángulo de leva (82) para detectar la posición de una leva del motor;
y
unos medios de detección de la presión de entrada del motor (80) para detectar la presión del aire de entrada al motor.
7. Sistema de alimentación de combustible según la reivindicación 1, en el que los medios de prevención comprenden:
un alojamiento (3) para recibir el segundo combustible del conducto de entrada (16);
estando montado el inyector (20) en el alojamiento (3) y presentando una entrada de combustible para permitir que el segundo combustible penetre en el inyector y una salida de combustible licuado para expulsar el segundo combustible desde el inyector al cilindro(s) del motor;
una cámara (203) en el alojamiento (3) y al menos rodeando parcialmente el inyector (20) para recibir, asimismo, el segundo combustible que permite que dicho segundo combustible rodee el inyector (20) para enfriar el inyector con el fin de mantener el segundo combustible en el inyector en un estado líquido para su expulsión desde el inyector;
una salida (209) desde la cámara (203) para permitir que el vapor y cualquier líquido en la cámara (203) salgan de la cámara (203);
un regulador de presión (202-207) para regular la presión de vapor y líquido en la cámara (203) manteniendo el enfriamiento del inyector (20) mediante la vaporización del líquido en la cámara (203);
un dispositivo de vaporización (208) unido a la salida (209) para mantener el vapor procedente de la cámara (203) en un estado de vapor y convertir cualquier líquido recibido desde la cámara (203) al estado de vapor; y
un dispositivo de alimentación de vapor (119) para alimentar el vapor al cilindro(s) del motor.
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