MXPA06005220A - Motor de locomotora con sistema de control de encendido por omision. - Google Patents

Abstract

Un sistema de control de encendido no continuo o por omision ("skipfire") para uso en un motor de locomotora incluye una pluralidad de mecanismos de encendido por omision (38). Cada mecanismo de encendido por omision (38) es asociado, en forma operativa, con un balancin respectivo de inyector (20) de la pluralidad de cilindros (14) del motor. Cada mecanismo de encendido por omision (38) incluye un actuador (42) que puede moverse entre una posicion no operativa en donde el actuador (42) permite que el arbol de levas (16) del motor embrague y mueva el balancin asociado de inyector (20) para accionar el inyector asociado de combustible (15), y una posicion operativa en donde el actuador (42) desembraga el balancin asociado de inyector (20) del arbol de levas (16) a fin de evitar que el balancin asociado (20) accione el inyector asociado de combustible (15). Un controlador de encendido por omision (40) es conectado, en forma operativa, con los mecanismos de encendido por omision (38) y es responsable del parametro de operacion del motor para accionar los mecanismos seleccionados de los mecanismo de encendido por omision (38).

Description

MOTOR DE LOCOMOTORA CON SISTEMA DE CONTROL DE ENCENDIDO POR OMISIÓN Campo de la Invención La presente invención se refiere a motores de locomotora. De manera más particular, la presente invención se refiere al uso de un sistema de control de encendido no continuo o por omisión de motor de locomotora que reduce las emisiones de escape y el consumo de combustible.

Antecedentes de la Invención A baja velocidad del motor, no es necesario que el motor de locomotora suministre combustible a todos los cilindros para que funcionen. No obstante, en los sistemas convencionales, el combustible es suministrado en forma continua a todos los cilindros sin considerar la velocidad del motor, y esto a su vez significa que está siendo desperdiciado combustible innecesario y también a su vez que están siendo generadas emisiones innecesarias. Se conoce el corte selectivo del suministro de combustible en una cantidad escogida de cilindros del motor (llamado "encendido no continuo o encendido por omisión" ("s ipfire") debido a que bajo un cierto parámetro es omitido el encendido de esta cantidad escogida de cilindros) , dejando que funcione una cantidad suficiente de cilindros para REF. 172763 mantener la velocidad del motor. Esto a su vez reduce el consumo de combustible y las emisiones. Una vez que se acelera el motor por encima de un umbral predeterminado, el sistema regresará a la operación normal y permitirá el suministro de combustible a todos los cilindros del motor para entregar la potencia total . Los sistemas conocidos de encendido no continuo o por omisión son proporcionados en los motores de inyección electrónica de combustible, en los cuales un controlador regula electrónica e individualmente los inyectores. Los ejemplos de estos sistemas de encendido por omisión son descritos en las Patentes de los Estados Unidos Nos . 5, 826, 563; 6, 286,488; y 6, 405,705. Sin embargo, los motores conocidos también se caracterizan por el control mecánico de los inyectores de combustible que se distingue del control electrónico. Es decir, los motores incluyen montajes de balancín que cooperan con el árbol de levas del motor para accionar en forma mecánica los inyectores de combustible.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN Un aspecto de la presente invención es proporcionar un sistema de control de encendido no continuo o por omisión para uso con motores de locomotora que emplean inyectores de combustible controlados en forma mecánica.

De acuerdo con los principios de la presente invención, este aspecto podría ser conseguido al proporcionar un sistema de control de encendido no continuo o por omisión para uso en un motor de locomotora que incluye una pluralidad de cilindros inyectados de combustible, cada uno de la pluralidad de cilindros tiene un inyector de combustible y un balancín de inyector que puede ser movido para accionar el inyector de combustible a fin de dosificar el combustible al cilindro asociado. El motor también incluye un árbol de levas que puede ser embragado con cada uno de los balancines de inyección para mover los balancines a fin de accionar los inyectores de combustible. El sistema de control de encendido por omisión comprende una pluralidad de mecanismos de encendido por omisión, cada uno de la pluralidad de mecanismos de encendido por omisión es asociado, en forma operativa, con un balancín respectivo de inyector de la pluralidad de cilindros. Cada uno de la pluralidad de mecanismos de encendido por omisión incluye un actuador que puede moverse entre (1) una posición no operativa en donde el actuador permite que el árbol de levas embrague y mueva el balancín asociado del inyector para accionar el inyector asociado de combustible, y (2) una posición operativa en donde el actuador desembraga el balancín asociado del inyector del árbol de levas para evitar que el balancín asociado sea movido por el árbol de levas para accionar el inyector asociado de combustible. Un controlador de encendido por omisión es conectado, en forma operativa, con la pluralidad de mecanismos de encendido por omisión. El controlador de encendido por omisión es el responsable del parámetro de operación del motor para accionar los mecanismos seleccionados de la pluralidad de mecanismos de encendido por omisión para así mover los actuadores de los mismos a las posiciones operativas, con lo cual se evita el accionamiento de los inyectores de combustible asociados con los mecanismos seleccionados de la pluralidad de mecanismos de encendido por omisión. Otro aspecto de la invención se refiere a una locomotora que comprende un motor, el cual incluye una pluralidad de cilindros inyectados de combustible, cada cilindro tiene un inyector de combustible y un balancín de inyector que puede moverse para accionar el inyector de combustible a fin de dosificar el combustible al cilindro asociado. El motor también incluye un árbol de levas que puede ser embragado con cada uno de los balancines de inyección para mover los balancines a fin de accionar los inyectores de combustible. La locomotora también incluye un sistema de control de encendido por omisión que comprende una pluralidad de mecanismos de encendido por omisión. Cada uno de la pluralidad de mecanismos de encendido por omisión es asociado, en forma operativa, con el balancín respectivo del inyector de la pluralidad de cilindros. Cada uno de la pluralidad de mecanismos de encendido por omisión incluye un actuador que puede moverse entre (1) una posición no operativa en donde el actuador permite que el árbol de levas embrague y mueva el balancín asociado del inyector para accionar el inyector asociado de combustible, y (2) una posición operativa en donde el actuador desembraga el balancín asociado del inyector del árbol de levas para evitar que el balancín asociado sea movido por el árbol de levas a fin de accionar el inyector asociado de combustible. Un controlador de encendido por omisión es conectado, en forma operativa, con la pluralidad de mecanismos de encendido por omisión. El controlador de encendido por omisión es responsable del parámetro de operación del motor para accionar los mecanismos seleccionados de la pluralidad de mecanismos de encendido por omisión para así mover los actuadores de los mismos a las posiciones operativas, con lo cual, se evita el accionamiento de los inyectores de combustible asociados con los mecanismos seleccionados de la pluralidad de mecanismos de encendido por omisión. Todavía otro aspecto de la invención se refiere a un método de encendido por omisión de un motor diesel de locomotora que incluye una pluralidad de cilindros inyectados de combustible, cada uno de la pluralidad de cilindros tiene un inyector de combustible y un balancín de inyector que puede moverse para accionar el inyector de combustible a fin de dosificar combustible al cilindro asociado. El motor también incluye un árbol de levas que puede ser embragado con cada uno de los balancines de inyección para mover los balancines a fin de accionar los inyectores de combustible. El método comprende proporcionar una pluralidad de mecanismos de encendido por omisión, cada uno de la pluralidad de mecanismos de encendido por omisión es asociado, en forma operativa, con un balancín respectivo de inyector de la pluralidad de cilindros. Cada uno de la pluralidad de mecanismos de encendido por omisión incluye un actuador que puede moverse entre (1) una posición no operativa en donde el actuador permite que el árbol de levas embrague y mueva el balancín asociado del inyector para accionar el inyector asociado de combustible, ni (2) una posición operativa en donde el actuador desembraga el balancín asociado del inyector del árbol de levas para evitar que el balancín asociado sea movido del árbol de levas a fin de accionar el inyector asociado de combustible. El método también comprende monitorear un parámetro de operación de motor, y accionar los mecanismos seleccionados de la pluralidad de mecanismos de encendido por omisión responsables del parámetro de operación del motor para así mover los actuadores de los mismos a las posiciones operativas, con lo cual, se evita el accionamiento de los inyectores de combustible asociados con los mecanismos seleccionados de la pluralidad de mecanismos de encendido por omisión. Estos y otros aspectos, características y ventajas de esta invención serán aparentes a partir de la siguiente descripción detallada cuando sea tomada en conjunto con las figuras que la acompañan, las cuales son una parte de esta descripción y que ilustran, por medio de ejemplo, los principios de esta invención.

Breve Descripción de las Figuras Las figuras que la acompañan facilitan el entendimiento de varias modalidades de esta invención. En estas figuras : La Figura 1 es una vista en perspectiva de un motor de locomotora que tiene un sistema de control de encendido por omisión construido de acuerdo con una modalidad de la invención; La Figura 2 es una vista en perspectiva ampliada de un montaje de cilindro y balancín de motor para el accionamiento del inyector asociado de combustible y las válvulas de escape; La Figura 3 es una vista en perspectiva ampliada de un mecanismo de encendido por omisión del sistema de control de encendido por omisión mostrado en la Figura 1; La Figura 4 es una vista similar a la Figura 3 con el mecanismo de encendido por omisión conectado con una línea de abastecimiento de aire; La Figura 5 es una vista en perspectiva que ilustra un mecanismo de encendido por omisión que es montado en el motor; La Figura 6 es una vista esquemática que ilustra el mecanismo de encendido por omisión mostrado en la Figura 3 con el actuador del mismo en la posición no operativa; La Figura 7 es una vista esquemática que ilustra el mecanismo de encendido por omisión mostrado en la Figura 3 con el actuador del mismo en la posición operativa; La Figura 8 es una vista esquemática del sistema de control de encendido por omisión mostrado en la Figura 1; La Figura 9 es una vista en perspectiva de un montaje de válvula del controlador de encendido por omisión para el sistema de control de encendido por omisión mostrado en la Figura 1 ; La Figura 10 es una vista superior del montaje de válvula mostrado en la Figura 9; La Figura 11 es una vista en perspectiva del montaje de válvula mostrado en la Figura 9 en una posición colocada adyacente al motor; La Figura 12 es un diagrama de flujo que ilustra una modalidad de la lógica utilizada por el controlador de encendido por omisión del sistema de control de encendido por omisión mostrado en la Figura 1; La Figura 13 es una gráfica que ilustra el efecto del encendido por omisión en el consumo de combustible; La Figura 14 es una gráfica que ilustra el efecto del encendido por omisión sobre el consumo de combustible y NOx; La Figura 15 es una gráfica que ilustra el NOx corregido contra el consumo de combustible; La Figura 16 es una gráfica que ilustra el efecto del encendido por omisión sobre el HC; La Figura 17 es una gráfica que ilustra el efecto del encendido por omisión sobre el 'CO; La Figura 18 es una gráfica que ilustra el efecto del encendido por omisión sobre el NOx; La Figura 19 es una gráfica que ilustra el efecto del encendido por omisión sobre el NOx corregido; La Figura 20 es una gráfica que ilustra el consumo de combustible en una regulación de -4o; La Figura 21 es una gráfica que ilustra el consumo de combustible en una regulación de -0o; y La Figura 22 es una gráfica que ilustra el consumo de combustible en una regulación de +4°.

Descripción Detallada de la Invención Las Figuras 1 y 3-12 ilustran una modalidad de un sistema de control de encendido por omisión 10 para uso en un motor de locomotora 12 , tal como un motor de tipo diesel . El sistema de control de encendido por omisión 10 disminuye el consumo de combustible y las emisiones a bajas velocidades del motor cortando los suministros de combustible a algunos de los cilindros 14 del motor 12 cuando haya sido identificado un parámetro de operación del motor (por ejemplo, la velocidad del motor cayendo por debajo de un umbral predeterminado) . El sistema de control de encendido por omisión 10 puede ser incorporado en un nuevo motor o una modernización o actualización de los motores existentes a fin de proporcionar la operación de encendido por omisión. En la modalidad que se ilustra, el motor 12 es un motor diesel de dos tiempos de la línea de motor EMD de General Motors. Sin embargo, el motor 12 podría ser de tipo de cuatro tiempos y podría ser de cualquier otra línea adecuada de motor . El motor 12 posee una pluralidad de cilindros inyectados de combustible que pueden ser controlados en forma individual 14. Normalmente, son proporcionados 12 ó 16 cilindros, y posiblemente 20 cilindros. Sin embargo, el motor 12 podría tener cualquier número de cilindros 14. Cada uno de la pluralidad de cilindros 14 incluye una pluralidad de válvulas de escape 13 y un inyector de combustible diesel 15 (véase las Figuras 6 y 7) . Normalmente, son proporcionadas cuatro válvulas de escape 13 por cilindro 14. No obstante, cada cilindro 14 podría incluir cualquier número adecuado de válvulas de escape 13. El motor diesel 12 incluye un eje conductor o de salida impulsado por un pistón que es acoplado, en forma operativa, con un par de árboles de levas 16 (uno de los cuales se muestra, por ejemplo, en las Figuras 2-4) , por ejemplo, por medios de una cadena o banda sin fin. De esta manera, los árboles de levas 16 son acoplados con el eje de salida del motor 12 para que sean impulsados por el eje de salida y para que puedan girar de acuerdo con la potencia que proviene del motor 12. Como se muestra mejor en las Figuras 2, 6 y 7, el inyector de combustible 15 y las válvulas de escape 13 son accionados por un montaje de balancín 18 que es asociado con un árbol respectivo de levas 16 del motor 12. Como se ilustra, cada montaje de balancín 18 incluye un balancín de inyector 20 que puede moverse para accionar el inyector de combustible 15 a fin de dosificar combustible al cilindro asociado 14. El balancín de inyector 20 está flanqueado en ambos lados por los balancines 22, 24 para el accionamiento de las válvulas de escape 13. Como se ilustra, el balancín 22 acciona dos válvulas de escape 13 y el balancín 24 acciona dos válvulas de escape 13. Como es conocido en la técnica, el árbol de levas 16 puede ser embragado con cada uno de los balancines de inyección 20 con el objeto de mover los balancines de inyección 20 para el accionamiento de los inyectores de combustible 15. Es decir, los balancines 20, 22, 24 cooperan con las levas proporcionadas en el respectivo árbol de levas 16 para el accionamiento del respectivo inyector de combustible 15 y las válvulas de escape 13 en el tiempo adecuado. Por ejemplo, la Figura 6 ilustra una leva 26 del árbol de levas 16 que es embragada en una relación de leva de cooperación con un balancín de inyector 20. Como se muestra en las Figuras 6 y 7, el inyector 15 incluye un émbolo de inyección 28 que puede moverse a partir de . una posición extendida (que se muestra en la Figura 6) a una posición presionada (que se muestra en la Figura 7) para accionar el inyector 15 mediante la dosificación de combustible en el cilindro asociado 14. El émbolo 28 es desviado por un resorte 30 hacia la posición extendida. El movimiento del émbolo 28 es de acuerdo con el control del balancín de inyector 20. El balancín de inyector 20 es movido por el árbol de levas 16 de una primera posición (que se muestra en la Figura 6) a una segunda posición (que se muestra en la Figura 7) . En específico, el balancín de inyector 20 incluye una porción de montaje 32 que coloca el balancín de inyector 20 para el movimiento giratorio entre la primera y la segunda posiciones. Un extremo del balancín de inyector 20 incluye un miembro de contacto 34 que es embragado, en forma operativa, con el émbolo 28. El extremo opuesto del balancín de inyector 20 incluye un seguidor de leva 36 embragado, en forma operativa, con una leva respectiva 26 que es proporcionada en el árbol de levas 16. Cuando el balancín de inyector 20 sea movido de su primera posición a su segunda posición mediante la acción de leva de las levas 26 en el seguidor de leva 36, el balancín de inyector 20 empuja el émbolo 28 contra la desviación del resorte 30 a su posición presionada, con lo cual, se acciona el inyector 15 para dosificar el combustible dentro del cilindro respectivo 14. A medida que el árbol de levas 16 continúan girando y que la leva 26 se desembraga del seguidor de leva 36, el balancín de inyector 20 es libre de girar y esto origina el movimiento del balancín de inyector 20 hacia su primera posición de acuerdo con la acción del resorte 30 del émbolo 28. Debe entenderse que las válvulas de escape 13 son accionadas por los respectivos balancines 22, 24 en un modo similar al descrito con anterioridad con respecto al inyector 15 y por lo tanto, no serán descritas en mayor detalle. El sistema de control de encendido por omisión 10 es asociado, en forma operativa, con los balancines de inyector 20 de los inyectores 15 de modo que el motor 12 puede ser operado en un modo de encendido por omisión en el cual sea cortado el suministro de combustible a algunos de los cilindros 14 del motor 12. Es decir, el sistema de control de encendido por omisión 10 monitorea un parámetro de operación de motor y cuando este parámetro exceda umbrales o magnitudes predeterminadas para un periodo predeterminado de tiempo, entonces, es iniciado el modo de encendido por omisión. Cuando el motor 12 sea operado en el modo de encendido por omisión, el consumo de combustible y las emisiones de escape pueden ser disminuidos. El sistema de control de encendido por omisión 10 incluye una pluralidad de mecanismos de encendido por omisión 38 (véase la Figura 1) y un controlador de encendido por omisión 40 (véase la Figura 8) que regula la operación de la pluralidad de mecanismos de encendido por omisión 38. Como se muestra en las Figuras 3, 4, 6 y 7, cada mecanismo de encendido por omisión 38 es asociado, en forma operativa, con un respectivo balancín de inyector 20 de la pluralidad de cilindros 14 del motor 12. Es decir, el número de mecanismos de encendido por omisión 38 es igual al número de cilindros 14 del motor 12. Como resultado, uno o más cilindros especificados 14 podrían ser no continuos o podrían ser omitidos mediante el control selectivo de la pluralidad de mecanismos de encendido por omisión 38. Como se muestra mejor en las Figuras 6 y 7, cada uno de la pluralidad de mecanismos de encendido por omisión 38 incluye un actuador 42 que puede moverse entre una posición no operativa (como se muestra en la Figura 6) y una posición operativa (como se muestra en la Figura 7) . En la posición no operativa, el actuador 42 del mecanismo de encendido por omisión 38 es desembragado del balancín asociado de inyector 20 para permitir que el árbol de levas 16 embrague y mueva el balancín asociado de inyector 20 para accionar el inyector asociado de combustible 15. En la posición operativa, el actuador 42 del mecanismo de encendido por omisión 38 embraga el balancín asociado de inyector 20 para desembragar el balancín asociado de inyector 20 del árbol de levas 16 con el objeto de evitar que el balancín asociado 20 sea movido por el árbol de levas 16 a fin de accionar el inyector asociado de combustible 15. Como resultado, se evita que sea encendido el cilindro 14, lo cual ayuda a conservar combustible y evita la emisión de escape. El controlador de encendido por omisión 40 es conectado, en forma operativa, con la pluralidad de mecanismos de encendido por omisión 38 para regular la operación de los actuadores 42 de la pluralidad de mecanismos de encendido por omisión 38 entre las posiciones no operativa y operativa. Es decir, el controlador de encendido por omisión 40 es responsable del parámetro de operación de motor para accionar, de manera selectiva, los mecanismos seleccionados de la pluralidad de mecanismos de encendido por omisión 38 a fin de controlar selectivamente cuales de los inyectores de combustible 15 de la pluralidad de cilindros 14 serán accionados . Al evitar, en forma selectiva, que los balancines seleccionados 20 embraguen con el árbol de levas y de esta manera, que se corte el suministro de combustible a una cantidad selecta de cilindros de motor 14 (llamada "encendido no continuo o por omisión" debido a que el encendido de estos cilindros 14 es no continuo u omitido) , un número suficiente de cilindros 14 es dejado en operación para mantener la velocidad del motor y a su vez, esto reduce el consumo de combustible y las emisiones de escape. Una vez que el parámetro de operación del motor regresa a una cantidad o umbral especificado, el motor acelera por encima del umbral especificado, por lo tanto, el motor 12 regresará a la operación normal y permitirá que todos los balancines 20 embraguen con el árbol de levas 16, proporcionando de esta manera suministro de combustible a todos los cilindros 14 del motor para entregar la potencia máxima. Las Figuras 6 y 7 ilustran una modalidad de un mecanismo de encendido por omisión 38 que es asociado, en forma operativa, con el balancín respectivo de inyector 20. El mecanismo de encendido por omisión 38 es del tipo operado con un fluido presurizado (por ejemplo, aire) . En específico, el mecanismo de encendido por omisión 38 tiene una configuración de pistón/cilindro. Es decir, cada mecanismo de encendido por omisión 38 incluye un cilindro y un pistón montado en el cilindro. El pistón posee una configuración exterior generalmente cilindrica y una periferia exterior que tiene un miembro de sellado situado en una relación deslizante y sellada con la superficie interior del cilindro. Un actuador 42 es conectado de manera adecuada con el pistón. El cilindro es comunicado con una fuente 44 de fluido presurizado (véase la Figura 8) para así permitir que el fluido presurizado mueva el pistón dentro del cilindro, en donde el movimiento del pistón desplaza el actuador 42 entre las posiciones no operativa y operativa. En la posición operativa, el actuador 42 embraga con el balancín asociado de inyector 20 para mantener el balancín de inyector 20 en su segunda posición y evitar el accionamiento adicional del inyector asociado 15. Como se muestra mejor en las Figuras 3 y 4, el mecanismo de encendido por omisión 38 es montado en una abrazadera de soporte 46 que es sostenida por encima del montaje de balancín 18 por medio de un par de miembros de poste 48 (véase también la Figura 2) asegurados en forma rígida al motor 12. Sin embargo, el mecanismo de encendido por omisión 38 podría ser soportado por encima del montaje de balancín 18 en cualquier otro modo adecuado o en cualquier otra posición.

En la modalidad que se ilustra, la fuente 44 de fluido presurizado es un depósito de aire para la operación de los frenos neumáticos de la locomotora. Sin embargo, la fuente 44 del fluido presurizado para los mecanismos de encendido por omisión 38 podría ser separada de la fuente de fluido presurizado para los frenos de la locomotora. Como se muestra en las Figuras 6 y 7, un rodillo 50 es unido con el extremo del actuador 42 del mecanismo de encendido por omisión 38. El rodillo 50 es estructurado para deslizarse a lo largo de una superficie superior del balancín de inyector 20 a medida que el actuador 42 mueve el balancín de inyector 20 entre la primera y la segunda posiciones/ Como se muestra en la Figura 8, en la modalidad que se ilustra, el controlador de encendido por omisión 40 es acoplado, en forma operativa, entre el suministro de aire 44 y los mecanismos de encendido por omisión 38 para regular el accionamiento de los mecanismos de encendido por omisión 38. El controlador de encendido por omisión 40 es responsable del parámetro de operación de motor para accionar los mecanismos seleccionados de la pluralidad de mecanismos de encendido por omisión 38 para así mover los actuadores 42 de los mismos hacia las posiciones operativas, con lo cual, se evita el accionamiento de los inyectores de combustible asociados con los mecanismos seleccionados de la pluralidad de mecanismos de encendido por omisión 38. Es decir, el controlador de encendido por omisión 40 regula el abastecimiento de aire presurizado a los mecanismos de encendido por omisión 38. De esta manera, el controlador de encendido por omisión 40 permite que el aire presurizado entre al cilindro de los mecanismos seleccionados de encendido por omisión 38 para mover los actuadores 42 de los mismos hacia sus posiciones operativas . En específico, el controlador de encendido por omisión 40 incluye un controlador central 52, un sensor 54 y un montaje de válvula 56. El montaje de válvula 56 es conectado entre el suministro de aire 44 y la pluralidad de mecanismos de encendido por omisión 38. Es decir, él montaje de válvula 56 incluye una o más líneas de abastecimiento de entrada que se interconectan con el suministro de aire 44 y el montaje de válvula 56 y una pluralidad de líneas de abastecimiento de salida 58 (véase la Figura 11) que se interconectan con el montaje de válvula 56 y la pluralidad de mecanismos de encendido por omisión 38. El número de líneas de abastecimiento de salida 58 es igual al número de mecanismos de encendido por omisión 38. Como se muestra en las Figuras 9 y 10, las líneas de abastecimiento de salida 58 son conectadas con el montaje de válvula mediante válvulas controladas en forma electrónica 60. Cualquier tipo de válvula podría ser utilizada, tal como una válvula solenoide. En la modalidad que se ilustra, el controlador de encendido por omisión 40 incluye un par de montajes de válvula 56; un montaje de válvula 56 para la mitad de los mecanismos de encendido por omisión 38; por ejemplo, ocho mecanismos de encendido por omisión, y un montaje de válvulas 56 para la otra mitad de los mecanismos de encendido por omisión 38; por ejemplo, ocho mecanismos de encendido por omisión. De esta manera, son proporcionadas ocho líneas de abastecimiento de salida 58 para interconectarse con ocho mecanismos de encendido por omisión 38 y el montaje de válvula 56 para una mitad del motor 12. Sin embargo, cualquier número adecuado de montajes de válvula 56 podría ser proporcionado para interconectar el suministro de aire 44 y la pluralidad de mecanismos de encendido por omisión 38. Como se muestra en las Figuras 10 y 11, el montaje de válvula 56 es conectado con el controlador central 52 a través de una pluralidad de líneas de señal 62. El número de líneas de señal 62 es igual al número de líneas de abastecimiento de salida 58, es decir, el número de mecanismos de encendido por omisión 38. De esta manera, las señales del controlador central 52 pueden ser enviadas al montaje de válvula 56 para regular las válvulas seleccionadas de las válvulas controladas en forma electrónica 60 para las líneas de abastecimiento de salida 58 y por lo tanto, se regulan los mecanismos selecsionados de los mecanismos de encendido por omisión 38.

Como se muestra en la Figura 8 , el sensor 54 es conectado con el controlador central 52 y monitorea el parámetro de operación de motor. El sensor 54 envía los resultados al controlador central 52 que determina si o no los mecanismos de encendido por omisión 38 deben ser accionados. En la modalidad que se ilustra, el sensor 54 monitorea la velocidad del motor. No obstante, el sensor 54 podría ser estructurado para monitorear otros parámetros de operación del motor, tal como por ejemplo, la posición de la válvula de estrangulamiento u obturador. En uso, el sensor 54 determina cuando ha caído la velocidad del motor por debajo de un umbral predeterminado para un periodo predeterminado de tiempo (por ejemplo, la marcha lenta o velocidad mínima del motor para un periodo predeterminado de tiempo) y posteriormente, lo indica al controlador central 52. El controlador central 52 determina cuántos cilindros 14 necesitan ser encendidos para mantener la velocidad del motor. Entonces, el controlador central 52 selecciona los cilindros 14 a los cuales será cortado el suministro de combustible, y señala al montaje de válvula 56 de modo que los mecanismos seleccionados de encendido por omisión 38 puedan ser accionados. De esta manera, el controlador central 52 señala al montaje de válvula 56 de modo que las válvulas seleccionadas 60 puedan ser abiertas para permitir que pase el aire presurizado hacia el mecanismo seleccionado de encendido por omisión 38 que mueve el actuador seleccionado 42 hacia su posición operativa, de modo que el cilindro seleccionado 14 del motor 12 no pueda ser encendido . Una válvula de liberación podría ser proporcionada para dejar escapar o liberar la presión en el cilindro del mecanismo de encendido por omisión 38 y permite que el resorte 30 del émbolo 28 desvíe el balancín de inyector 20 y por lo tanto, el actuador del mecanismo de encendido por omisión 38 regresa hacia su posición no operativa. Como resultado, el sistema de control de encendido por omisión 10 disminuye las emisiones de escape y el consumo de combustible del motor diesel de locomotora en operaciones de baja velocidad haciendo funcionar solamente el número necesario de cilindros 14 requeridos para mantener la velocidad del motor. Debe entenderse que cualquier combinación de los patrones de encendido por omisión puede ser utilizada. Es decir, el número y selección de los cilindros 14 de encendido pueden modificarse en cualquier momento durante la operación de encendido por omisión del motor . Las operaciones del controlador central 52 y el sensor 54 podrían integrarse y ejecutarse por medio de la unidad de control de motor (ECU) del equipo original del motor. En forma alterna, los mecanismos de encendido por omisión 38 y el montaje de válvula 56 podrían ser readaptados o modernizados al motor existente y podrían ser coordinados con la ECU existente a fin de proporcionar la operación de encendido por omisión. Por ejemplo, el sensor 54 podría monitorear la velocidad del motor recibiendo una salida de señal que proviene de la ECU. Aunque el sistema de control de encendido por omisión puede ser incluido como parte del diseño original del motor, la modalidad descrita en este documento es bien adecuada para uso como una modernización para motores del tipo que tienen inyectores controlados por balancín, puesto que requiere una pequeña modificación del motor en sí mismo. En la modalidad que se ilustra, los mecanismos de encendido por omisión 38 son accionados por aire presurizado. Una ventaja de utilizar aire presurizado es que el depósito de aire ya es proporcionado para los frenos de la locomotora. Sin embargo, los mecanismos de encendido por omisión 38 podrían ser accionados en cualquier otro modo adecuado, por ejemplo, en forma hidráulica o eléctrica. En la modalidad que se ilustra, los mecanismos de encendido por omisión 38 son estructurados a fin de proporcionar una fuerza generalmente descendente que empuje hacia abajo en un extremo del respectivo balancín de inyector 20, de modo que la leva respectiva 26 del árbol de levas 16 no pueda accionar el inyector respectivo 15 por medio del balancín de inyector 20. Sin embargo, se contempla que los mecanismos de encendido por omisión 38 podrían ser estructurados para proporcionar una fuerza generalmente ascendente que eleve el respectivo balancín de inyector 20 de la leva respectiva 26 del árbol de levas 16. En la modalidad que se ilustra, el sistema de control de encendido por omisión 10 también podría funcionar como un montaje de desconexión de exceso de velocidad. Es decir, si el sensor 54 determinara que la velocidad del motor ha excedido un límite predeterminado de exceso de velocidad, el controlador central 52 señalará al montaje de válvula 56 para accionar todos los mecanismos de encendido por omisión 38, de modo que todos los inyectores 15 sean evitados de mover los pistones y el motor 12 es desconectado. Por ejemplo, la Figura 12 es un diagrama de flujo que ilustra una modalidad de la lógica utilizada por el controlador de encendido por omisión 40 del sistema de control de encendido por omisión 10. El sensor 54 monitorea o mide la velocidad del motor en la etapa 1 y después, el controlador central 52 determina si la función de encendido por omisión debe ser permitida para esta velocidad de motor en la etapa 2. Si el controlador central 52 determinara que el motor ha estado operando por debajo de una velocidad de umbral para un periodo predeterminado de tiempo (por ejemplo, durante una marcha lenta o velocidad mínima del motor) , el controlador central 52 determinaría cuántos cilindros necesitan ser encendidos para mantener la velocidad del motor en la etapa 3. A continuación, el controlador central 52 selecciona los cilindros 14 para el encendido por omisión en la etapa 4, y acciona los mecanismos seleccionados de encendido por omisión 38 para que les sea cortado el suministro de combustible a aquellos cilindros seleccionados 14 en la etapa 5. Es decir, el controlador central 52 señala al montaje de válvula que accione, de manera selectiva, los mecanismos de encendido por omisión 38 a fin de embragar los balancines seleccionados de inyector 20, de modo que los inyectores respectivos 15 no muevan la carrera del pistón para suministrar combustible a los cilindros seleccionados 14. Entonces, la lógica regresa para iniciar y repite estas etapas . Si el controlador central 52 determinara que la velocidad del motor es lo suficientemente alta, de modo que la función de encendido por omisión no deba ser permitida en la etapa 2, entonces, el controlador central 52 determinaría si la velocidad del motor ha excedido un límite de exceso de velocidad o velocidad de magnitud en la etapa 6. Si la velocidad del motor no excediera el límite de exceso de velocidad, el controlador central 52 ajustaría el número de cilindros de encendido 14 a cero en la etapa 7 y seleccionaría todo los cilindros 14 para el encendido por omisión en la etapa 7. A continuación, el controlador central 52 acciona todos los mecanismos de encendido por omisión 38 para los cilindros 14 a fin de cortar el suministro de combustible a todo los cilindros 14 en la etapa 5. A continuación, la lógica regresa para iniciar y repite estas etapas . Si la velocidad del motor no excediera el límite de exceso de velocidad en la etapa 6, entonces, el controlador central 52 confirmaría que todos los mecanismos de encendido por omisión 38 tienen sus actuadores 42 en las posiciones no operativas, de modo que el combustible sea suministrado a todos los cilindros 14 en la etapa 8. A continuación, la lógica regresa para iniciar y repite estas etapas. Como se discutió con anterioridad, el uso del encendido por omisión reduce las emisiones de escape, tales como NOx, CO y HC y el consumo de combustible a bajas velocidades del motor. Las Figuras 13-22 incluyen gráficas que ilustran el efecto del encendido por omisión en el consumo de combustible, NOx, HC y CO a diferentes regulaciones de válvula, por ejemplo, una regulación de -4o, una regulación de 0o y una regulación de +4°. De esta manera, puede apreciarse que los aspectos de la presente invención ahora han sido conseguidos total y efectivamente. Las modalidades específicas precedentes han sido proporcionadas de manera que ilustren los principios estructurales y funcionales de la presente invención, y no se pretende que sean limitantes. Por el contrario, se pretende que la presente invención incluya todas las modificaciones, alteraciones y sustituciones dentro del espíritu y alcance de las reivindicaciones adjuntas. Se hace constar que con relación a esta fecha el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (23)

1. REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones : 1. Un sistema de control de encendido por omisión para uso en un motor de locomotora que incluye una pluralidad de cilindros inyectados de combustible, cada uno de la pluralidad de cilindros tiene un inyector de combustible y un balancín de inyector que puede ser movido para accionar el inyector de combustible a fin de dosificar el combustible al cilindro asociado, el motor también incluye un árbol de levas que puede ser embragado con cada uno de los balancines de inyección para mover los balancines a fin de accionar los inyectores de combustible, caracterizado porque comprende: una pluralidad de mecanismos de encendido por omisión, cada uno de la pluralidad de mecanismos de encendido por omisión es asociado, en forma operativa, con un balancín respectivo de inyector de la pluralidad de cilindros, cada uno de la pluralidad de mecanismos de encendido por omisión incluye un actuador que puede moverse entre (1) una posición no operativa en donde el actuador permite que el árbol de levas embrague y mueva el balancín asociado del inyector para accionar el inyector asociado de combustible, y (2) una posición operativa en donde el actuador desembraga el balancín asociado del inyector del árbol de levas para evitar que el balancín asociado sea movido por el árbol de levas para accionar el inyector asociado de combustible; y un controlador de encendido por omisión conectado, en forma operativa, con la pluralidad de mecanismos de encendido por omisión, el controlador de encendido por omisión es el responsable del parámetro de operación del motor para accionar los mecanismos seleccionados de la pluralidad de mecanismos de encendido por omisión para así mover los actuadores de los mismos a las posiciones operativas, con lo cual se evita el accionamiento de los inyectores de combustible asociados con los mecanismos seleccionados de la pluralidad de mecanismos de encendido por omisión.
2. 2. El sistema de control de encendido por omisión de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el número de mecanismos de encendido por omisión es igual al número de cilindros del motor.
3. 3. El sistema de control de encendido por omisión de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque cada mecanismo de encendido por omisión comprende un cilindro y un pistón montado en el cilindro, el cilindro es comunicado con una fuente de fluido presurizado para así permitir que el fluido presurizado mueva el pistón dentro del cilindro, en donde el movimiento del pistón desplaza el actuador entre las posiciones no operativa y operativa .
4. 4. El sistema de control de encendido por omisión de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque el fluido presurizado es aire.
5. 5. El sistema.de control de encendido por omisión de conformidad con la reivindicación 4,. caracterizado porque la fuente de fluido presurizado es un depósito de aire para la operación de los frenos neumáticos de la locomotora.
6. 6. El sistema de control de encendido por omisión de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el controlador de encendido por omisión monitorea el parámetro de operación del motor y acciona los mecanismos seleccionados de la pluralidad de mecanismos de encendido por omisión cuando el parámetro de operación del motor ha caído por debajo de un umbral predeterminado durante un periodo predeterminado de tiempo.
7. 7. El sistema de control de encendido por omisión de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el parámetro de operación del motor es la velocidad del motor.
8. 8. El sistema de control de encendido por omisión de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el controlador de encendido por omisión regula una pluralidad de válvulas conectadas, en forma operativa, con un mecanismo asociado de encendido por omisión, de manera que las válvulas seleccionadas de la pluralidad de válvulas puedan ser accionadas para permitir que una fuente de fluido presurizado mueva el actuador del mecanismo asociado de encendido por omisión hacia su posición operativa.
9. 9. Una locomotora, caracterizada porque comprende: un motor, el cual incluye una pluralidad de cilindros inyectados de combustible, cada cilindro tiene un inyector de combustible y un balancín de inyector que puede moverse para accionar el inyector de combustible a fin de dosificar el combustible al cilindro asociado, el motor también incluye un árbol de levas que puede ser embragado con cada uno de los balancines de inyección para mover los balancines a fin de accionar los inyectores de combustible; y un sistema de control de encendido por omisión que está constituido de: una pluralidad de mecanismos de encendido por omisión, cada uno de la pluralidad de mecanismos de encendido por omisión es asociado, en forma operativa, con el balancín respectivo del inyector de la pluralidad de cilindros, cada uno de la pluralidad de mecanismos de encendido por omisión incluye un actuador que puede moverse entre (1) una posición no operativa en donde el actuador permite que el árbol de levas embrague y mueva el balancín asociado del inyector para accionar el inyector asociado de combustible, y (2) una posición operativa en donde el actuador desembraga el balancín asociado del inyector del árbol de levas para evitar que el balancín asociado sea movido por el árbol de levas a fin de accionar el inyector asociado de combustible; y un controlador de encendido por omisión conectado, en forma operativa, con la pluralidad de mecanismos de encendido por omisión, el controlador de encendido por omisión es responsable del parámetro de operación del motor para accionar los mecanismos seleccionados de la pluralidad de mecanismos de encendido por omisión para así mover los actuadores de los mismos a las posiciones operativas, con lo cual, se evita el accionamiento de los inyectores de combustible asociados con los mecanismos seleccionados de la pluralidad de mecanismos de encendido por omisión.
10. 10. La locomotora de conformidad con la reivindicación 9, caracterizada porque el motor es un motor diesel de dos tiempos.
11. 11. La locomotora de conformidad con la reivindicación 9, caracterizada porque el motor incluye 16 cilindros .
12. 12. La locomotora de conformidad con la reivindicación 9, caracterizada porque cada inyector de combustible incluye un émbolo de inyector que puede ser movido por el balancín de inyector de una posición extendida a una posición presionada para accionar el inyector, el émbolo es desviado por un resorte hacia la posición extendida .
13. 13. La locomotora de conformidad con la reivindicación 9, caracterizada porque el número de mecanismos de encendido por omisión es igual al número de cilindros del motor.
14. 14. La locomotora de conformidad con la reivindicación 9, caracterizada porque cada mecanismo de encendido por omisión comprende un cilindro y un pistón montado en el cilindro, el cilindro es comunicado con una fuente de fluido presurizado para permitir que el fluido presurizado mueva el pistón dentro del cilindro, en donde el movimiento del pistón desplaza el actuador entre las posiciones no operativa y operativa.
15. 15. La locomotora de conformidad con la reivindicación 14, caracterizada porque el fluido presurizado es aire .
16. 16. La locomotora de conformidad con la reivindicación 15, caracterizada porque la fuente de fluido presurizado es un depósito de aire para la operación de los frenos neumáticos de la locomotora .
17. 17. La locomotora de conformidad con la reivindicación 9, caracterizada porque el controlador de encendido por omisión monitorea el parámetro de operación del motor y acciona los mecanismos seleccionados de la pluralidad de mecanismos de encendido por omisión cuando el parámetro de operación del motor ha caído por debajo de un umbral predeterminado durante un periodo predeterminado de tiempo.
18. 18. La locomotora de conformidad con la reivindicación 9, caracterizada porque el parámetro de operación del motor es la velocidad del motor .
19. 19. La locomotora de conformidad con la reivindicación 9, caracterizada porque el controlador de encendido por omisión regula una pluralidad de válvulas conectadas, en forma operativa, con un mecanismo asociado de encendido por omisión, de manera que las válvulas seleccionadas de la pluralidad de válvulas puedan ser accionadas para permitir que una fuente de fluido presurizado mueva el actuador del mecanismo asociado de encendido por omisión hacia su posición operativa.
20. 20. Un método de encendido por omisión de un motor diesel de locomotora incluye una pluralidad de cilindros inyectados de combustible, cada uno de la pluralidad de cilindros tiene un inyector de combustible y un balancín de inyector que puede moverse para accionar el inyector de combustible a fin de dosificar combustible al cilindro asociado, el motor también incluye un árbol de levas que puede ser embragado con cada uno de los balancines de inyección para mover los balancines a fin de accionar los inyectores de combustible, caracterizado porque comprende: proporcionar una pluralidad de mecanismos de encendido por omisión, cada uno de la pluralidad de mecanismos de encendido por omisión es asociado, en forma operativa, con un balancín respectivo de inyector de la pluralidad de cilindros, cada uno de la pluralidad de mecanismos de encendido por omisión incluye un actuador que puede moverse entre (1) una posición no operativa en donde el actuador permite que el árbol de levas embrague y mueva el balancín asociado del inyector para accionar el inyector asociado de combustible, y (2) una posición operativa en donde el actuador desembraga el balancín asociado del inyector del árbol de levas para evitar que el balancín asociado sea movido del árbol de levas a fin de accionar el inyector asociado de combustible; monitorear un parámetro de operación de motor, y accionar los mecanismos seleccionados de la pluralidad de mecanismos de encendido por omisión responsables del parámetro de operación del motor para así mover los actuadores de los mismos a las posiciones operativas, con lo cual, se evita el accionamiento de los inyectores de combustible asociados con los mecanismos seleccionados de la pluralidad de mecanismos de encendido por omisión.
21. 21. El método de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque los mecanismos seleccionados de la pluralidad de mecanismos de encendido por omisión son accionados cuando el parámetro de operación del motor ha caído por debajo de un umbral predeterminado durante un periodo predeterminado de tiempo .
22. 22. El método de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque el parámetro de operación del motor es la velocidad del motor.
23. 23. El método de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado además porque comprende el control de una pluralidad de válvulas conectadas, en forma operativa, con un mecanismo asociado de encendido por omisión, de manera que las válvulas seleccionadas de la pluralidad de válvulas puedan ser accionadas para permitir que una fuente de fluido presurizado mueva el actuador del mecanismo asociado de encendido por omisión hacia su posición operativa.