PT1619378E - Sistema de fornecimento de combustivel - Google Patents

Description

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DESCRIÇÃO "SISTEMA DE FORNECIMENTO DE COMBUSTÍVEL" A presente invenção refere-se a um sistema de fornecimento de combustível. De um modo particular, a presente invenção fornece gás liquefeito a um motor de ignição por compressão destinado à combustão de combustível diesel. Nesta especificação, o termo gás liquefeito significa gás de petróleo liquefeito (GPL), gás natural liquefeito, misturas de metanol/etanol e propano e butano, em quaisquer quantidades, e combustíveis semelhantes.

Sabe-se que, com a finalidade de reduzir o consumo e o custo dos combustíveis, pode ser fornecido GPL com combustível diesel aos cilindros de um motor diesel. 0 Pedido de Patente Australiana No 71909/00 descreve um sistema de fornecimento de combustível que introduz com sucesso GPL e combustível diesel num motor, numa proporção controlada para permitir ao motor que funcione de forma adequada. O documento EP-A-0967372 divulga um sistema de fornecimento de combustível de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1. A presente invenção refere-se a mais desenvolvimentos em relação ao sistema de fornecimento especialmente adequado a motores diesel, ou motores que empregam um processo de ignição por compressão. A presente invenção oferece um sistema de fornecimento de combustível, conforme o preâmbulo da reivindicação 1. 2

Constatou-se que o uso de um injector, para fornecer o segundo gás (gás liquefeito) num estado líquido, fornece com sucesso o gás liquefeito ao motor e pode inclusivamente ajudar a colmatar problemas inerentes ao fornecimento simultâneo de um motor com combustíveis gasosos, em combinação com outros combustíveis.

Numa forma de realização, o injector injecta o gás liquefeito no colector de entrada de um motor.

Numa forma de realização, o meio de fornecimento do motor com o primeiro combustível também fornece o primeiro combustível ao colector de entrada do motor ou cilindro de um motor.

Numa forma de realização o injector inclui;

Um corpo do injector;

Um pino, um furo no corpo do injector para receber o pino e um assento do pino definindo um orifício que é fechado pelo pino; e

Meios para mover o pino a partir do assento, de modo que o gás liquefeito fornecido ao corpo do injector possa sair do injector através do orifício.

Numa forma de realização os meios de movimentação do pino compreendem uma bobina eléctrica que é alimentada para movimentar o pino a partir do seu assento.

Numa forma de realização, é proporcionado um meio de tensão para pressionar o pino contra o assento, de modo que quando a bobina é alimentada, esta movimenta o pino contra a polarização do meio de tensão, afastando-o do assento. 3

Numa forma de realização, o injector inclui uma caixa de injector, encontrando-se no interior desta caixa o corpo do injector, o qual possui uma abertura na forma de uma ranhura angular para permitir que o liquido passe através da abertura para dentro do furo.

De um modo preferido, a caixa tem uma abertura de entrada para fornecimento do gás liquefeito e, conjuntamente com o corpo do injector, define uma câmara em torno do corpo do injector, de modo que o gás liquefeito possa fluir para dentro da câmara e depois através da abertura para dentro do furo.

Numa forma de realização, o sistema de fornecimento de combustível possui um sistema de recolha que compreende:

Meios de recolha de bolhas de vapor a partir do gás liquefeito, que são geradas quando o gás liquefeito é introduzido no injector;

Um sistema de gás liquefeito para receber as bolhas e convertê-las em vapor; e

Uma conduta para fornecer o motor com vapor.

Numa forma de realização, o sistema de fornecimento tem uma conduta que se estende de modo ascendente, a partir do injector, em direcção ao sistema de recolha, de modo que as bolhas, que tendem naturalmente a elevar-se, fluam para cima, passando o pino, em direcção ao sistema de recolha.

Numa forma de realização da invenção, é providenciada uma unidade de controlo do motor que recolhe informação 4 relacionada com os parâmetros de funcionamento do motor, para controlar o injector do gás liquefeito. A unidade de controlo do motor pode incluir o sistema de controlo do motor ou uma secção separada de processamento.

Numa forma de realização, a unidade de controlo do motor recebe informação de um ou mais de:

Um sensor de combustível para detectar a temperatura do gás liquefeito para alimentar o motor;

Um meio de detecção da pressão do combustível para detectar e pressão do fornecimento do gás liquefeito no inj ector;

Um meio de detecção da temperatura do motor para detectar a temperatura do motor;

Um meio de detecção da temperatura do ar para detectar a temperatura do ar distribuído através de uma entrada de ar para o motor;

Um sensor da posição do acelerador para detectar a posição de um pedal de aceleração;

Um sensor do ângulo de excêntricos para detectar a posição de um excêntrico de um motor; e Um sensor da pressão de entrada no motor para detectar a pressão da entrada de ar no motor.

Numa forma de realização, a unidade de controlo do motor recebe parâmetros de alguns ou de todos os sensores acima mencionados e controla o injector de gás liquefeito através do envio de sinais apropriados à bobina eléctrica, de acordo com a informação recebida dos sensores. 5

Numa forma de realização, o injector do gás liquefeito inclui:

Um corpo de injector;

Um furo formado no corpo do injector, tendo o furo um assento do pino que define um orifício;

Um pino disposto no furo para assentar contra um pino para fechar o orifício e que pode ser afastado do assento do pino para abrir o orifício de modo a permitir que o gás liquefeito seja injectado a partir do ejector; Meios de movimentação do pino entre uma posição retirada do assento do pino e uma posição assente contra o assento, de modo a abrir e fechar selectivamente o inj ector;

Uma abertura no corpo do injector que comunica com o furo, de modo a permitir que o gás liquefeito entre no corpo do injector, através da abertura e no furo, numa direcção transversa à do pino; e

Uma passagem através do corpo do injector que se estende do furo para uma porção superior do corpo do injector para permitir que as bolhas viajem das imediações da abertura, percorrendo o furo e passando para a porção superior do corpo do injector.

Numa forma de realização, o controlador inclui uma bobina eléctrica que é activada para puxar o pino a partir do seu assento e desactivada para permitir ao pino retornar ao assento do pino.

Numa forma de realização o injector inclui um meio de polarização para aplicar tensão no pino contra o assento. 6

Numa forma de realização, a passagem inclui uma câmara do injector, disposta acima do pino e em que as bolhas criadas durante a ejecção do gás de petróleo em estado líquido a partir do injector podem fluir de modo ascendente em direcção à câmara.

Numa forma de realização, a câmara é acoplada a um sistema de vaporização do gás de petróleo em estado líquido para receber as bolhas e convertê-las em vapor, devolvendo então o vapor ao motor.

No entanto, noutras formas de realização, o vapor pode ser devolvido noutra direcção qualquer.

Um injector para fornecimento de gás liquefeito a um motor poderá incluir:

Um corpo de injector;

Um furo no corpo do injector;

Um assento do pino no furo que define um orifício;

Um pino disposto no furo que assenta num

Assento de pino para fechar o orifício e prevenir ejecção

De gás liquefeito através do orifício, e amovível a partir

Do assento do pino para permitir a ejecção de gás liquefeito através do orifício;

Controlador para movimentar o pino na direcção de E a partir do assento de pino; e

Um percurso de fluxo de bolhas no injector para recolher bolhas de gás liquefeito, que são geradas com a ejecção do gás liquefeito a partir do ejector; 7

Numa forma de realização, o percurso inclui;

Uma câmara que se define entre o pino e uma parede delimitadora do furo; e

Uma câmara de recolha superior disposta no injector para receber as bolhas para fornecer um sistema de vaporização.

Numa forma de realização, o sistema de vaporização inclui uma conduta acoplada à câmara superior, de modo que as bolhas possam subir através da conduta, a partir da câmara superior em direcção ao sistema onde as bolhas são rebentadas e devolvidas à entrada do motor, em estado gasoso.

De um modo preferido, a caixa do injector inclui uma saída de refrigeração e uma entrada de refrigeração, de modo que o refrigerador possa fluir na entrada, e assim para dentro da caixa, de modo a circundar o corpo do injector, e então sair pela saída do refrigerador.

Um outro aspecto da invenção refere-se especificamente à matéria das bolhas ou vaporização de gás liquefeito quando este é alimentado num motor por um sistema de fornecimento de combustível. Em sistemas convencionais de fornecimento de gás de petróleo liquefeito, que são utilizados para alimentar líquido num motor, tal como um motor de automóvel convencional, ou em combinação com combustível diesel para um motor diesel, o gás liquefeito é fornecido à entrada de ar do motor onde o gás liquefeito se vaporiza e é deslocado através da entrada de ar para dentro dos cilindros do motor para a ignição. Este tipo de aplicação de gás liquefeito no motor torna-se necessária porque o gás liquefeito encontra- 8 se geralmente em estado relativamente refrigerado e sob alta pressão no tanque de gás liquefeito e, quando o gás é fornecido a partir do tanque, vaporiza-se à temperatura ambiente, impossibilitando assim o fornecimento do motor com combustível de outro modo que não através de vapor.

Desta forma, o fornecimento de gás liquefeito na admissão, onde simplesmente se vaporiza e é introduzido no motor conjuntamente com o ar de admissão, é uma forma conveniente de fornecer o combustível. A vaporização do combustível dá-se na forma de ebulição do combustível quando este abandona o ambiente fresco e de alta pressão do tanque de combustível e é facilitado à entrada de ar. Esta vaporização ou ebulição cria bolhas de combustível e descobrimos que tal facto resulta em sistemas do estado da técnica, não sendo capazes de sustentar o fornecimento deste tipo de combustível, que não através do simples fornecimento da entrada de ar, onde a vaporização não provoca qualquer dificuldade. Nesta forma de fornecimento, o combustível é simplesmente sugado para dentro do motor sem qualquer fornecimento controlado do motor com combustível. Assim, esta forma de fornecimento do gás liquefeito é relativamente pouco eficaz. Devido ao custo relativamente baixo do combustível em gás de petróleo liquefeito, estas insuficiências foram toleradas no passado, não provocando qualquer tipo de dificuldade. No entanto, com o aumento de preço do combustível de gás de petróleo liquefeito, tornam-se desejáveis sistemas de fornecimento mais eficientes. A presente invenção proporciona portanto um sistema de fornecimento de combustível que inclui: 9 um injector para receber o gás liquefeito e para ejectar o gás liquefeito, na forma liquida, nos cilindros de um motor; e meio de prevenção para prevenir a vaporização ou o borbulhar do gás liquefeito no injector, de modo que o gás liquefeito seja ejectado do injector, na forma liquida.

Numa forma de realização preferida da invenção, o meio de prevenção compreende meios de refrigeração para refrigerar o gás liquefeito de modo que o liquido fornecido no injector e ejectado do ejector se encontra numa temperatura inferior à temperatura do gás liquefeito no meio de fornecimento do gás, de modo que o liquido não se evapore ou crie bolhas no injector.

De um modo preferido, o meio de refrigeração inclui uma conduta de fornecimento de gás liquefeito para fornecer o gás liquefeito no injector, para refrigerar o injector.

De um modo preferido, o injector inclui;

Um corpo do ejector para receber gás liquefeito a partir do fornecedor e para ejectar o gás liquefeito do corpo de injecção;

Uma caixa que circunda o corpo do injector, definindo aquela uma câmara entre a caixa e o corpo do injector; e 0 meio de refrigeração inclui ainda na caixa uma abertura de admissão do refrigerador e uma abertura de extracçâo do refrigerador, sendo a entrada de admissão acoplada a um fornecimento de um refrigerador de modo que o refrigerador possa ser fornecido na câmara e 10 circunde o corpo do injector para refrigerar o corpo do injector e assim o gás liquefeito no corpo do injector.

De um modo preferido, o refrigerador é liquido de gás de petróleo liquefeito de baixa pressão, mas pode ser usado qualquer refrigerador apropriado.

Numa forma de realização preferida da invenção, o meio de prevenção inclui meios de remoção de bolhas para remover quaisquer bolhas que possam surgir no gás liquefeito antes do seu fornecimento ao injector.

De um modo preferido, o meio de remoção de bolhas é proporcionado em combinação com o meio de refrigeração para refrigerar o gás liquefeito, de modo que o gás liquefeito fornecido ao injector seja mantido a uma temperatura baixa para pelo menos reduzir a probabilidade de bolhas ou vaporização no injector.

De um modo preferido, o injector é fornecido dentro de uma caixa, incluindo uma passagem de remoção de bolhas para evitar que as bolhas e vapor aumentem, estando o injector localizado na caixa por baixo da passagem, estando esta conectada a um primeiro mecanismo de remoção de bolhas para reduzir a pressão do gás liquefeito com bolhas ou vaporizado, encontrando-se uma conduta estendida desde o primeiro mecanismo de remoção de bolhas para um segundo mecanismo de remoção de bolhas externo à caixa para converter o gás liquefeito num estado gasoso completo.

De preferência, o injector comunica com a entrada do motor e o segundo mecanismo de remoção de bolhas está ligado à entrada do motor por uma conduta secundária de modo que o 11 injector fornece gás liquefeito, pulverizado pelo injector e a segunda conduta fornece gás liquefeito na forma de vapor, a partir do segundo mecanismo de remoção de bolhas.

Um sistema de fornecimento de combustível pode incluir um meio de refrigeração para refrigerar o gás liquefeito fornecido aos injectores, de modo que o gás liquefeito é mantido a uma temperatura inferior à temperatura do gás liquefeito contido no fornecedor para assim prevenir a vaporização ou o borbulhar do gás liquefeito, quando contido nos injectores, para que o gás liquefeito possa ser ejectado na forma líquida dos injectores.

Um sistema para a recepção das bolhas do gás liquefeito e conversão das mesmas em estado líquido ou gasoso para respectiva devolução a um ponto de recolha, pode incluir:

Uma câmara para receber as bolhas;

Uma bóia na câmara;

Um comutador interruptor acoplado à bóia;

Um comutador interligado para ser activado pelo comutador, quando a bóia se encontrar numa posição predeterminada.

Uma saída da câmara;

Uma válvula para fechar a saída; em que, quando as bolhas entram na câmara, estas estarão em situação de rebentar e regressar a um estado líquido ou gasoso, no qual a bóia flutua; e em que, quando a pressão aumenta dentro da câmara, devido ao fornecimento de bolhas na câmara e rebentamento das bolhas para uma forma líquida ou gasosa, a bóia é empurrada pela pressão para a posição predeterminada de modo a que o comutador active o 12 comutador correspondente e abra a válvula que permite que o vapor passe pela abertura de saída para fornecer a estação de recolha.

Numa forma de realização da invenção, a estação de recolha poderá simplesmente ser o colector de entrada do motor, de modo que o vapor seja devolvido ao motor pelo sistema de vaporização, depois da remoção das bolhas.

No entanto, noutras formas de realização, o vapor ou gás de petróleo liquefeito pode ser devolvido a outra localização para utilização ou armazenagem.

Numa forma de realização da invenção, a válvula compreende uma válvula solenoide que é activada pelo sensor quando a bóia se encontra na posição predeterminada, sendo a válvula solenoide aberta para permitir que o vapor passe através da abertura de saída.

Numa forma de realização, o comutador compreende um íman acoplado à bóia e o comutador interligado compreende um sensor para detectar o íman de modo que, quando a bóia é deslocada para a posição predeterminada, o íman é posicionado de modo adjacente ao sensor, para activar do sensor para a abertura da válvula. 0 gás liquefeito usado em todos os aspectos da invenção acima referidos, pode ser gás de petróleo liquefeito ou gás natural liquefeito comprimido.

Se for usado o gás natural liquefeito comprimido, as formas de realização da invenção incluem ainda, antes do sistema de fornecimento de combustível; 13

Meios de comutação de calor para receber o gás natural comprimido e para refrigeração do mesmo;

Meios de redução da pressão para reduzir a pressão do gás natural comprimido antes do fornecimento do mesmo ao sistema de fornecimento de combustível.

Pode ser proporcionado um filtro entre o comutador de calor e o meio de redução de pressão. A invenção poderá utilizar um combustível que inclua um álcool misturado com hidrocarboneto líquido que se vaporiza de imediato a uma temperatura e pressão convencionais.

De um modo preferido o álcool é metanol ou etanol e o hidrato de carbono líquido é butano ou propano.

De um modo preferido, o combustível compreende água.

Breve Descrição dos Desenhos

Uma forma de realização preferida da invenção será descrita, a título de exemplo, com referência aos desenhos anexos, nos quais; A Figura 1 é um diagrama geral esquemático de uma forma de realização da invenção; esta forma de realização pode ser usada em motores de ignição por centelha ou de ignição por compressão; A Figura 2 é uma vista mais pormenorizada de uma forma de realização de um sistema de vaporização usado na forma de realização da Figura 1; A Figura 3 é um diagrama esquemático da forma de realização preferida da invenção; 14 A Figura 4 é uma vista pormenorizada de parte da forma de realização da Figura 3; A Figura 5 é uma vista do conjunto das peças pormenorizadas na Figura 4, ligadas ao colector e portanto à cabeça dos cilindros de um motor de ignição por compressão, na orientação que é preferida para um funcionamento correcto; A Figura 6 é uma vista de topo em corte perpendicular, a qual mostra quatro dispositivos de injecção correctamente alinhados com aberturas de entrada da cabeça do cilindro e ligadas ao colector de entrada; A Figura 7 é um diagrama esquemático de ainda outra forma de realização da invenção, especificamente uma forma de realização para o fornecimento ao motor de gás natural liquefeito.

Descrição de Formas de Realização Preferidas

Com referência à Figura 1, é mostrado um sistema de fornecimento de combustível 10, o qual inclui um cilindro 12 destinado a armazenar gás de petróleo liquefeito (GPL). O cilindro 12 possui uma válvula de corte de combustível 14 e um tubo de saída 16, para fornecer o GPL a um injector 20, por meio de uma válvula bloqueadora de filtro 18. O injector 20 possui um corpo do injector 22, no qual uma bobina eléctrica 24 se encontra disposta. O corpo 22 está munido de um furo 26, no qual se encontra localizado um pino 28. O pino 28 encaixa de maneira ligeiramente folgada no furo 26. O furo 26 possui um assento do pino 30 na sua extremidade inferior, a qual define um orifício 31 para o colector de entrada 32 do motor E. O motor E possui um escape 34. O furo 26 possui uma extremidade superior 35 e uma mola 36 encontra-se localizada entre a extremidade 15 superior 35 e o pino 28, para desviar o pino 28 contra o assento do pino 30, de modo a fechar o orifício 31 para o colector de entrada 32. O corpo do injector 22 possui uma câmara 40, a qual comunica com o furo 28 por intermédio de uma passagem estreita 37, a qual se estende desde a extremidade 35 até à câmara 40. A câmara 40 está ligada a uma conduta de subida das bolhas 44, a qual por sua vez está ligada a um sistema de vaporização 48, que será descrito posteriormente em mais pormenor. O sistema de vaporização 48 possui um tubo de vaporização 50, que se estende desde o sistema 48 até ao colector de entrada 32, para devolver vapor ao colector de entrada 32, conforme será também pormenorizadamente descrito mais à frente. O colector de entrada 32 possui uma entrada de ar 60, na qual se encontra montado um conjunto do acelerador convencional 62 para um motor de ignição por centelha. O conjunto do acelerador 62 é retirado no caso de um motor de ignição por compressão. O sistema mostrado na figura 1 é controlado por uma unidade de controlo do motor 70, o qual pode ser o computador de bordo ou o sistema de controlo do motor associado ao motor E. Os parâmetros de entrada do sistema de combustível e do motor são fornecidos à unidade de controlo 70 para fins de processamento e controlo. Um sensor da temperatura do combustível 72 controla a temperatura do combustível no cilindro 12 do gás de petróleo liquefeito. A pressão de fornecimento do combustível através do tubo 16 é controlada por um sensor de pressão 74. A posição do acelerador do conjunto do acelerador 62 é controlada pelo sensor da 16 posição do acelerador 76 e o sensor de temperatura 78 controla a temperatura do ar que se desloca através da entrada de ar 60 para o colector de entrada 32. Um outro sensor de pressão 80 controla a pressão do ar no colector de entrada 32 e um sensor de RPM e da posição dos excêntricos 82 mede as revoluções do motor, bem como a posição de um excêntrico, para controlar as válvulas de entrada para o motor E. A unidade de controlo do motor E 70 também possui linhas de saida 84 para controlar a válvula de corte 14 e linhas de saida 86 para fornecer energia à bobina 24 do injector 20. O corpo do injector 22 inclui duas fendas em ângulo 90 (apenas uma está representada) formadas na sua parede, a qual comunica com o furo 26 para o orifício 31. Um compartimento (não representado) envolve o corpo do injector 22 e possui uma abertura de entrada para receber o tubo 16, de maneira que o GPL possa ser fornecido para o interior do compartimento e daí, através das fendas 90, para o furo 26, numa direcção transversal ao pino 26, para fornecimento ao motor E. Quando a unidade de controlo do motor emite um impulso através da linha 86 para fornecer energia à bobina 24, o pino 28 é puxado para fora do assento do pino 30, contra a força de desvio da mola 36, abrindo assim o orifício 31. O GPL presente no furo 26 é ejectado para fora do corpo do injector 22, para o interior do colector de entrada 32 para fornecimento ao motor E. Quando a unidade de controlo 70 remove o impulso da linha 86, a bobina 24 perde a energia e o pino 28 assenta contra o assento 30 para fechar o orifício. 17 A borbulhagem do GPL é criada pela vaporização natural ou fervura do GPL, que deixa o ambiente de alta pressão e uma temperatura ambiente relativamente baixa do cilindro 12 e é fornecido a uma região com uma temperatura ambiente mais elevada. Assim, essa mudança de temperatura permite efectivamente que o GPL ferva, convertendo-se parcialmente de um estado liquido para um estado gasoso. 0 GPL entra portanto efectivamente a partir de uma direcção transversal à direcção do pino 26 e ao movimento do pino 26, mais do que de uma direcção genericamente paralela ao pino 26, como acontece nos sistemas de injectores convencionais. Portanto, as bolhas, que naturalmente tendem a elevar-se, subirão desde as imediações do furo 26, para a além da mola 36 e depois através da passagem estreita 37, para o interior da câmara do injector 40. As bolhas podem então fluir através da conduta de bolhas ascendente 44 para o conversor 48. O conversor 48 proporciona uma câmara de baixa pressão com um volume relativamente grande e uma temperatura relativamente elevada, de modo que as bolhas, que entram no conversor 48 e que consistem numa película de líquido em torno de uma lata de gás, possam simplesmente rebentar e converter-se em estado gasoso devido à pressão relativamente baixa e à temperatura ambiente mais elevada. O vapor pode ser então fornecido à entrada de ar 32 do motor E, através da conduta 50. Alternativamente, o vapor poderá ser conduzido para outro ambiente, em que o vapor é armazenado para uso posterior. O conversor 4 8 pode ser substituído por uma câmara de remoção de bolhas, conforme se mostra na Figura 2, a qual compreende um compartimento 100, que define uma câmara de 18 conversação 102. O compartimento 100 possui uma entrada 104, a qual se liga à conduta 44, de maneira que as bolhas presentes no interior da conduta 44 podem entrar pela abertura de entrada 104 e passar para o interior da câmara 102. Uma bóia 106 encontra-se localizada no interior da câmara 102 e a bóia 106 é portadora de um iman 108 no seu lado inferior.

Um par de comutadores de proximidade 110 e 112 está fixado ao compartimento 100 e é activado pelo iman 108, quando o iman 108 é movimentado para uma posição adjacente ao comutador respectivo 110 ou 112.

Quando bolhas do GPL flúem para o interior da câmara 102 através da entrada 104, as bolhas podem estoirar e reformar-se como liquido ou vapor no interior da câmara 102. À medida que a pressão aumenta devido à subida das bolhas através da conduta 44, a pressão do vapor, que naturalmente tende a movimentar-se acima do nível do líquido, tenderá a empurrar a bóia 106 para baixo, na

Figura 2, na direcção da seta A, de maneira que a bóia se mova de uma posição adjacente ao comutador 110 para uma posição adjacente ao comutador 112. Quando o iman 108 se encontrar junto do comutador 112, o comutador 112 é activado. A câmara 102 possui uma abertura de saída 114 e uma válvula solenoide 116 montada na saída 114 para abrir e fechar selectivamente a abertura e fecho da saída 114. A saída 114 é então ligada à linha 50, que se apresenta na Figura 1. Quando o iman 108 é empurrado pela pressão do vapor no interior da câmara 102, de maneira que fique adjacente ao comutador 112, o comutador 112 é activado da forma referida 19 em cima e a activação do comutador 112 activa a válvula solenoide 116 para abrir a válvula 116. A abertura da válvula 116 permite que o vapor contido no interior da câmara 102 passe através da válvula 116 e em direcção à conduta de vaporização 50, a fim de regressar ao colector de entrada 32, sendo depois fornecido ao motor E. À medida que o vapor é libertado, o nível de líquido na câmara 102 pode elevar-se e a bóia 106 pode voltar à posição mostrada na Figura 2 e o comutador 112 ser desactivado. O íman está então adjacente ao comutador 110, que indica então uma condição de espera e a válvula 116 é fechada até a pressão voltar de novo a subir, de modo a empurrar a bóia 116 e o íman 108 para uma posição adjacente ao comutador 112.

Portanto, esta forma de realização da invenção pode lidar com a criação das bolhas, que são geradas quando o GPL é ejectado sob pressão do injector 20. As bolhas podem ser recolhidas e removidas, sendo por isso devolvidas como combustível ao motor.

Nesta forma de realização da invenção, para reduzir a quantidade de vaporização do combustível que está a ser injectado a partir do injector 20 para o motor E, o colector de entrada 32 é preferivelmente arrefecido por meio de uma passagem de água ou por uma outra passagem de arrefecimento, a qual se estende através do colector de entrada 32. Isso mantém o colector de entrada 32 numa temperatura mais baixa e tende a proteger o GPL do calor radiante do motor E, mantendo desse modo o GPL num estado principalmente líquido. As passagens de arrefecimento através do colector de entrada 32 podem estar ligadas a um 20 sistema conversor de vapor do tipo representado na Figura 2, mas que inclui arrefecimento liquido, de forma que o liquido de arrefecimento seja circulado do conversor de vapor para o colector de entrada 32. O sensor 80, que mede a pressão no colector de entrada 32, fornece um sinal à unidade 70. O sensor da posição do acelerador 76 e o sensor 80, tendo em conta a temperatura do ar, são controlados pela unidade 70, a qual por sua vez controla a quantidade de GPL a ser injectada através do colector de entrada 32. Um fornecimento de liquido iqual de cada injector do motor é obtido através do principio primeiras entradas, últimas saídas, por meio da utilização de distâncias de percurso iguais do assento do pino 30 até ao sistema de vaporização 48 em cada injector. Em motores diesel, o número de injectores para o sistema de GPL dependerá do número de cilindros para os motores diesel. A modulação da largura dos impulsos para o injector, que é fornecida através da linha 86, para accionar a bobina 24, é controlada com referência à carga do motor, às RPM, à temperatura, à temperatura de entrada do ar, à temperatura do combustível, à posição de compressão do acelerador, aos surtos instantâneos de aceleração e desaceleração da pressão do ar, os quais são todos eles determinados pela unidade 70. A unidade 70 está, por sua vez, programada para fornecer, a todas as configurações de RPM, quantidades predeterminadas de combustível (nos motores diesel refere-se ao grau de mistura), que são introduzidas para se conseguir a curva de potência especificada, niveis de emissão e economia. Nos motores diesel, o sensor de ângulos dos excêntricos 82 proporciona uma injecção temporizada sequencial. Ou seja, quando a válvula de escape está aberta, não há nenhum GPL presente; quando está fechada e a 21 válvula de entrada está aberta, o GPL é introduzido sequencialmente. A temperatura do motor é controlada para garantir que, a temperaturas frias, as misturas sejam correctas, de acordo com as especificações da unidade 70, para assegurar que os controlos das emissões são atingidos.

Nesta forma de realização da invenção, a aplicação do vapor vindo do sistema 48 por intermédio da conduta 50 banha a ponta ou o pino 28 adjacente ao orifício 31 e também a vizinhança do orifício 31.

No caso de sistemas de ignição por compressão, a injecção sequencial temporizada de cada injector 20 é proporcionada de tal modo que nenhum GPL se encontra presente no ar de captura. O sensor 80 é desenhado de tal modo que o sinal que fornece à unidade de controlo do motor, que tem a forma de uma unidade de controlo do motor fabricada como equipamento original, é modificado para a redução controlada do uso de diesel. O sensor pode ser desactivado se se pretender que o motor funcione usando diesel apenas, em vez de uma mistura de combustível diesel e GPL.

Uma forma mais preferida de realização da invenção é descrita com referência às Figuras 3 a 6. Nesta forma de realização, em vez de se apoiar apenas na recolha das bolhas que se formam, de um modo preferido, a forma de realização impede primeiramente, ou pelo menos reduz em grande parte, a probabilidade de formação das bolhas, permitindo assim que o GPL seja ejectado dos injectores 20 na forma líquida. Nas Figuras 3 a 6 os mesmos números de referência indicam peças semelhantes às anteriormente descritas. 22

Nas formas de realização das Figuras 3 a 6, o GPL é fornecido de uma maneira alternativa, conforme será descrito pormenorizadamente aqui abaixo. Portanto, nesta forma de realização, as fendas 90 não necessitam de estar presentes, ou se estiverem presentes, estão de maneira que possa ser usado um único formato de injector 20 com ambas as formas de realização das Figuras 1 e 2 e 3 a 6, sendo as fendas 90 bloqueadas para impedir o escape de GPL do corpo do injector 22. O GPL é fornecido axialmente através do corpo do injector 22, conforme é convencional, em vez de transversalmente, como na Figura 1.

Com referência à Figura 3, o tanque de GPL 12 fornece GPL através do dispositivo de bloqueio do tanque 14, para servir a linha 16 e para o filtro em linha 4, sendo o GPL filtrado posteriormente conduzido através da linha 37 para o bloco de distribuição 38. Do bloco de distribuição 38 o liquido GPL flúi através de tubagens de distribuição isoladas 39 para os compartimentos dos injectores 3 (apresentados em mais pormenor nas Figuras 4 e 5).

Com referência à Figura 4 o GPL das linhas 39 entra nas respectivas peças de barragem em T 8, de cada compartimento 3. O GPL flúi para cima, na direcção da válvula de fecho 9, a qual é controlada pelo solenoide da válvula de fecho 5. O solenoide da válvula 5 é aberto quando recebe energia da UCM 70 através da linha 127.

Quando a válvula de fecho 9 está aberta, o liquido do GPL e as bolhas de vapor flúem através da válvula de fecho 9, com o liquido a escorrer através da gravidade para a entrada do injector 201 e as bolhas a subirem para a entrada do conversor 11. 23

Como se pode ver pela Figura 4, o compartimento do injector 3 apoia o injector 20 e também actua para arrastar as bolhas para longe da entrada do injector 201. O compartimento do injector 3 proporciona também o arrefecimento do injector 20, de modo a manter o combustível presente no injector 20 no estado líquido e desse modo impedir o combustível de se converter para um estado de fervura ou estado borbulhante enquanto está no injector 20.

Com líquido na entrada do injector 201 e uma amplitude de impulso fornecida pela UCM 70 ao injector 20, o líquido do GPL desloca-se através do injector 20 e é ejectado para dentro do colector 32 (ver Figura 5), com a pulverização dirigida para a abertura de entrada 29 (ver Figura 5) . A injecção do GPL é temporizada pela UCM 70, de tal modo que o impulso se verifica depois do fecho da válvula de exaustão 133 (ver Figura 5) e antes do fecho da válvula de entrada 132 (ver Figura 5), de tal maneira que a acção descendente do êmbolo 131 (ver Figura 5) pode aspirar para o motor E todo o GPL ejectado sem ser passada a válvula de descarga de escape 33.

Conforme o GPL cai sobre a peça de barragem em T 8, para o fornecimento do GPL à entrada do injector 201, quaisquer bolhas de vapor presentes ou formadas sobem para a entrada do conversor 11 para a redução da pressão na câmara 203 no interior do compartimento 3. O compartimento 3 possui uma porção de tampa 203a, que é fechada por um diafragma 202. O diafragma 202 forma uma parede da câmara 203 e o diafragma 202 é polarizado da câmara 203 por uma mola 205. O diafragma 202 é portador de uma alavanca 206, a qual se 24 liga a uma válvula plana 207, a qual sela o orifício de entrada 11, dependente da pressão existente na câmara 203. Como se torna aparente a partir da Figura 4, o injector 20 encontra-se montado na câmara 203 e possui uma abertura de entrada 201 apoiada sobre uma superfície 251 e a sua porção média 20a fica selada contra a estrutura de parede 252 e 253 da câmara 203. A extremidade da saída do injector 20 fica selada no furo 256, no interior da câmara 3, o qual está exposto ao colector de entrada 32 do motor E. O GPL fornecido através da peça de barragem T 8 à entrada 11 encontra-se a uma pressão significativamente mais elevada do que o interior da câmara 203, que empurra a válvula 207 para se abrir contra o diafragma 202 e despolariza a mola 205, de modo que bolhas e vapor, que ocorrem no líquido fornecido à entrada 201, irão subir e fluir para o interior da abertura de entrada 11 e para o interior da câmara 203. A pressão reduzida no interior da câmara 203 permite que as bolhas estoirem e juntamente com qualquer líquido que entre na câmara 203, se transformem em vapor, arrefecendo assim o injector 20, que se encontra exposto na câmara 203. Este arrefecimento do injector 20 garante que o GPL, que entra na abertura de entrada 201, seja mantido num estado líquido devido ao estado de arrefecimento do injector 20 e não se converta em vapor no injector 20, o que iria prejudicar o funcionamento do injector 20 e impedir uma ejecção adequada do combustível a partir do injector 20. Se a pressão no interior da câmara 203 se elevar acima da pressão à entrada 11, o diafragma 202 é empurrado para cima, na Figura 4, contra o desvio da mola 205, o que faz com que a alavanca 206 feche a válvula plana 207 contra o orifício de entrada, para impedir a entrada de mais bolhas e vapor para o interior do 25 compartimento 203, até que a pressão no compartimento 203 tenha diminuído pela saída do GPL do compartimento 203, por intermédio da conduta de saída 209. Assim, o vapor de pressão reduzida e o líquido presentes na câmara 203 têm um efeito de arrefecimento sobre o compartimento 3 e o injector 20. Esse efeito de arrefecimento é necessário para reduzir a probabilidade de vaporização do GPL no interior do sistema de injecção e, especialmente, no injector 20. Depois do compartimento 3 e o injector 20 estarem suficientemente arrefecidos para que a vaporização do gás de GPL a baixa pressão não se dê, o restante GPL entra na conduta 209 e é conduzido para um bloco de vapor 208. O bloco 208 contém um orifício 118. Este orifício 118 restringe o fluxo do GPL, criando uma pressão de retorno para controlar a quantidade de vapor de GPL que entra no motor através da conduta 119. O bloco de vapor 208 tem ligada a ele uma abertura de entrada de água quente 120 e uma abertura de saída de água quente 121 e um furo (não representado), que se estende através do bloco 208, para aquecer o bloco, a fim de que o combustível presente no bloco 208 se mantenha num estado de vapor. A abertura de entrada 120 e a abertura de saída 121 estão ligadas ao circuito de aquecimento do habitáculo do veículo para manter o bloco 208 a uma temperatura de arrefecimento do motor. Enquanto o bloco 208 estiver à temperatura de arrefecimento do motor, não é possível ao GPL permanecer em forma líquida, impedindo um fornecimento inadvertido de GPL através do bloco 208, de modo que apenas vapor é fornecido ao motor pela conduta 119.

Noutra forma de realização o bloco 208 pode também ser munido de um orifício de segunda fase 117 e de uma válvula eléctrica de solenoide 116, de modo que quantidades 26 diferentes de vapor sangrado possam ser fornecidas ao motor pela conduta 119. 0 solenoide 116 é controlado pela UCM 70 através do circuito 125. O bloco 208 pode conter também um sensor da temperatura do refrigerante 123, o qual reenvia informação acerca da temperatura do motor, através do circuito 124, para a UCM 70.

As Figuras 5 e 6 mostram também um injector diesel 171 para o fornecimento de combustível diesel aos cilindros do motor E, juntamente com o fornecimento de GPL por intermédio do injector 20 e da conduta 19. Assim, ao fornecer combustível sob a forma de GPL a partir do injector 20 e da conduta 119, a quantidade de combustível diesel que é necessária pode ser reduzida, aumentando assim a economia de combustível, em comparação com situações, que ocorreriam quando apenas fosse fornecido combustível por intermédio do injector diesel 171.

Na Figura 7 é mostrado um tanque normalizado para gás natural comprimido 400, a ser cheio a partir de uma estação de enchimento de gás natural comprimido 401 por intermédio de uma linha de enchimento 402. O gás natural comprimido está, tipicamente, a uma pressão da ordem das 3000 lpq (libras por polegada quadrada) no tanque de gás natural comprimido que se encontra montado no veículo. O gás natural comprimido do tanque 400 é enviado para uma unidade de permuta de calor de um condicionador de ar 404 para reduzir a temperatura do gás natural comprimido fornecido a partir do tanque, a fim de manter o gás natural comprimido num estado arrefecido. O gás natural comprimido é então fornecido a um filtro 406 para remoção de contaminantes e 27 substâncias indesejadas do gás natural comprimido e o gás natural comprimido é então enviado para um regulador de pressão 408 para redução da pressão do gás natural comprimido até cerca de 100 lpq. Devido ao facto de o gás natural comprimido ter sido arrefecido pelo condicionador de ar 404, a pressão pode ser reduzida até àquele nivel continuando a manter o gás natural comprimido num estado liquido. O gás natural comprimido é então enviado para um permutador de calor 410 e passa depois através da linha de abastecimento de combustível 412 para cada um dos compartimentos 3, que são os mesmos que os compartimentos 3 descritos com referência às Figuras 3 a 6. Os compartimentos 3 contêm os injectores de combustível 20 da mesma forma anteriormente descrita e os injectores são arrefecidos da mesma maneira anteriormente descrita, de modo a que o combustível nos injectores seja mantido num estado líquido para a injecção a partir dos injectores. Qualquer combustível com espuma vindo do compartimento 3 passa através do permutador de calor 410 para o interior da conduta 209 a fim de proporcionar uma troca com o combustível presente na linha 412 para ajudar a manter arrefecido o combustível presente na linha 412. A linha 209 liga-se então a um bloco de vapor 208, o qual é a mesma coisa que o bloco de vapor 208 anteriormente descrito. O vapor de combustível deixa o bloco de vapor por intermédio da conduta 119 para fornecimento à entrada de ar do motor, da mesma maneira que foi anteriormente descrita.

Noutras formas de realização da invenção, o combustível de gás liquefeito usado no sistema de fornecimento de combustível, destinado a alimentar o motor da combustão interna, pode ser constituído por gás de petróleo liquefeito e uma mistura de metanol/etanol em qualquer 28 proporção, ou gás de petróleo liquefeito, metanol/etanol e água em qualquer proporção.

Noutras formas de realização o combustível em gás liquefeito pode ser constituído por um álcool, como seja o metanol ou o etanol, misturado com um hidrocarboneto líquido, que se vaporize facilmente à temperatura e pressão normais, como sejam o butano ou o propano. 0 combustível pode incluir água adicional a qualquer quantidade de água que já esteja presente no álcool incluído no combustível.

Uma vez que podem ser facilmente efectuadas modificações no âmbito da invenção por peritos na arte, deve entender-se que a presente invenção não deve considerar-se limitada à forma de realização particular descrita em cima a título de exemplo.

Lisboa, 23 de Agosto de 2007

Claims (7)

1 REIVINDICAÇÕES 1. Sistema de fornecimento de combustível, compreendendo: Um primeiro meio de fornecimento de combustível para fornecer o primeiro combustível ao motor, sendo este um combustível diesel; e um segundo meio de fornecimento de combustível para fornecer um segundo combustível ao motor a partir de um contentor de armazenamento (12) simultaneamente com o primeiro combustível; em que o segundo meio de fornecimento de combustível inclui: um injector (20) para injectar o segundo combustível no motor, controladores (70) para controlar o injector (20), e uma linha de admissão (16) para a comunicação entre o contentor de armazenamento (12) e o injector (20); caracterizado por: o segundo combustível ser um combustível de gás liquefeito que abandona o contentor de armazenamento (12) num estado líquido, o segundo meio de fornecimento de combustível incluir um meio de manutenção para manter a temperatura e pressão do segundo combustível na linha de admissão (16) de modo que este permaneça pelo menos parcialmente no estado líquido, e o segundo meio de fornecimento de combustível incluir meios de prevenção para prevenir a vaporização e formação de bolhas do segundo combustível no injector (20), de modo que o 2 segundo combustível seja ejectado a partir do injector (20) no estado líquido.

2. Sistema de fornecimento de combustível de acordo com a reivindicação 1, em que o injector (20) injecta o segundo combustível para o colector de entrada do motor.

3. Sistema de fornecimento de combustível de acordo com a reivindicação 2, em que o primeiro meio de fornecimento de combustível fornece o primeiro combustível ao colector de entrada do motor ou a um cilindro do motor.

4. Sistema de fornecimento de combustível de acordo com a reivindicação 1, em que o injector (20) inclui uma caixa do injector (252, 253) e um corpo de injector (20a) nessa caixa.

5. Sistema de fornecimento de combustível de acordo com a reivindicação 1, em que o meio de prevenção inclui um sistema de recolha das bolhas do combustível (208), compreendendo: um meio (209) para recolha das bolhas de vapor do segundo combustível, as quais são geradas quando o segundo combustível é fornecido no injector (20); um sistema (117,118,208) para receber as bolhas e convertê-las em vapor, e uma conduta (119) para fornecer o vapor ao motor.

6. Sistema de fornecimento de combustível de acordo com a reivindicação 1, em que o controlador (20) recebe informação de um ou mais de um: 3 sensores da temperatura (72) para detectar a temperatura do segundo combustível fornecido à linha de admissão (16); sensores da pressão (74) para detectar a pressão do segundo combustível fornecido ao injector (20); sensores da temperatura do motor para detectar a temperatura do motor; sensores da temperatura do ar (78) para detectar a temperatura do ar distribuído através de uma entrada de ar no motor; sensores do acelerador (76) para detectar a posição de um pedal do acelerador; sensores do ângulo de excêntricos (82) para detectar a posição de um excêntrico do motor; e sensores de pressão das entrada no motor (80) para detectar a pressão de entrada do ar no motor.

7. Sistema de fornecimento de combustível de acordo com a reivindicação 1, em que os meios de prevenção compreendem: uma caixa (3) para receber o segundo combustível a partir da linha de admissão (16); o injector (20) montado na caixa (3) e contendo uma entrada de combustível para permitir ao segundo combustível entrar no injector, e uma saída de combustível líquido para ejectar o segundo combustível, em estado líquido, a partir do injector para o(s) cilindro (s) do motor; uma câmara (203) na caixa (3) , pelo menos circundando parcialmente o injector (20) para também receber o segundo combustível de modo a permitir que o segundo combustível circunde o injector (20) para arrefecer o injector, com o propósito de manter o 4 segundo combustível no injector, em estado líquido, para a sua ejecção a partir do injector; uma saída (209) da câmara (203) para permitir que vapores, ou qualquer líquido presente na câmara (203), abandonem a mesma câmara (203); Um regulador da pressão (202-207) para regular a pressão dos vapores e líquidos dentro da câmara (203) de modo a manter a refrigeração do injector (20) através da vaporização do líquido na câmara (203); Um dispositivo de vaporização (208) ligado à saída (209) para manter o vapor da câmara (203) em estado gasoso e converter qualquer líquido recebido pela câmara (203) em estado gasoso; e Um fornecimento de vapor (119) para fornecer o vapor ao(s) cilindro(s) do motor. Lisboa, 23 de Agosto de 2007