PT757755E

PT757755E - Sistema de alimentacao de combustivel para motor de combustao interna

Info

Publication number: PT757755E
Application number: PT95916505T
Authority: PT
Inventors: Wayne Kenneth Glew
Original assignee: Wayne Kenneth Glew
Priority date: 1994-04-26
Filing date: 1995-04-21
Publication date: 2001-12-28
Also published as: AUPM524494A0; EP0757755B1; JP3343259B2; CA2188753A1; US5762832A; JPH09512316A; KR970702964A; DE69521691T2; WO1995029335A1; GR3036857T3; ATE203092T1; KR100349384B1; CA2188753C; CN1149329A; HK1011065A1; FI964307A; EP0757755A4; DK0757755T3; CN1064740C; FI964307A0

Description

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DESCRICAO “Sistema de alimeulaçãu de cumbuslível para inulur de cumbuslãu ίπterna”

CAMPO DO INVENTO O presente invento refere-se a um sistema de alimentação de combustível para motor de combustão interna Cl que tem um carburador de redução da vaporização/poluição particularmente, embora não exclusivamente, destinado à utilização na alimentação de combustív eis líquidos para dentro de motores dc combustão interna (Cl) numa forma de vaporizados para reduzir a qualidade de combustível líquido requerida para uma dada quantidade de saída de energia de um motor de Cl e para a redução da quantidade de poluição produzida pelo motor de Cl na produção dessa energia.

ANTECEDENTES DO INVENTO

No campo dos motores de Cl é conhecido como utilizar carburadores para dosear o combustível líquido para dentro do motor de Cl para combustão numa câmara de combustão. O carburador provoca uma mistura do combustível líquido com ar para essa combustão.

Os carburadores da arte anterior concentraram-se no problema da natureza da mistura do combustível líquido com o ar, por exemplo como mostrado nas Patentes US 1 358 876 (Richardson), 1 387 420 (Lombard) e 1 464 333 (Pembroke). A explosão actual da mistura combustível/ar na câmara de combustão não ocorre até o combustível vaporizar. Esta vaporização é conseguida pelo calor residual da câmara de combustão e a pressão do passeio de compressão do embolo no cilindro do motor correspondente à câmara de combustão. Como resultado disto existe um atraso entre a ignição da mistura combustível/ar e a explosão real para conduzir o embolo para baixo no cilindro. Consequentemente, a ignição da mistura combustível/ar tem que ser iniciada antes do passeio de compressão do embolo estar completo. Tipicamente, a ignição ocorre entre 6o a 10° antes do embolo atingir o “ponto morto superior” (que significa o completar do passeio de compressão). Durante o tempo depois da ignição e antes da explosão o combustível líquido é gradualmente vaporizado como uma frente de chama a partir de uma faísca de vela que viaja através da câmara de combustão.^jya-íindo uma quantidade suficiente de , . A' ) combustível líquido vaporizou a mistura comliustível/âr atinge uma velocidade acelerada de combustão conhecida como uma explosão. A temporização da ignição é estabelecida de

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modo que a explosão ocorra quando o embolo atingir o ponto morto superior e por isso a força descendente máxima ó comunicada ao embolo e por isso é aplicada à força motora do motor de CL

Contudo, uma desvantagem disto é que algum do combustível na câmara de combustão permanece num estado líquido até mesmo durante a explosão e é subsequentemente expelido para a atmosfera. Isto conduz a uma redução no rendimento da utilização do combustível e a um aumento na poluição criada pelo motor de Cl. O rendimento da utilização do combustível pode ser aumentado vaporizando o combustível antes do mesmo entrar dentro da câmara de combustão. Então todo o combustível vaporizado pode ser explodido e ser aplicado à força motora do motor de Cl. Também, como uma consequência da queima mais completa é produzida menor poluição.

No passado foram feitas tentativas para vaporizar o combustível antes da sua entrada dentro do carburador fazendo o aquecimento do combustível com gases aquecidos a partir do escape do motor dc Cl, como exemplificado por POGUE na Patente US 2 026 798. Uma desvantagem destes tipos de sistemas é que eles são relativamente complexos e dispendiosos de fabricar.

Um sistema dc alimentação de combustível de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1 é conhecido a partir da US-A-2 590 377. A minha invenção diz respeito à forma de conseguir a vaporização antes da introdução na câmara de combustão sem a utilização de calor aplicado.

Por essa razão c um objcctivo do presente invento proporcionar um sistema de alimentação de combustível para motor de Cl que tenha um carburador para redução da vaporização/poluição para vaporização do combustível antes da sua entrada no motor de CL

De acordo com um aspecto do presente invento é proporcionado um sistema de alimentação de combustível para motor de Cl que tem um carburador para redução da vaporização/poluição para um motor de Cl, carburador de redução da vaporização/poluição que inclui uma câmara de vaporização que tem uns meios de manta para suspender o combustível dentro da câmara de vaporização, meios de admissão de combustível colocados em associação operativa com a câmara de vaporização para doseamento de uma quantidade de combustível a partir de uma fonte de combustível para os meios de manta para suspensão na câmara de vaporização, meios de recuperação de combustível em associação operativa

87 065 ΕΡ 0 757 755/ΡΤ 3 com os meios de manta para remoção do excesso de combustível não vaporizado dos meios de manta e da câmara de vaporização e retomar o dito combustível ao sistema de alimentação de combustível, e meios de conduta para introdução dos vapores da câmara de vaporização para dentro de um colector de admissão do motor de Cl; sistema de alimentação de combustível caracterizado por compreender meios de malha associados aos meios de manta de modo que o combustível tem que fluir através dos meios de malha quando deixa os meios de manta; e meios de admissão de ar estarem localizados a montante da câmara de vaporização, tendo os meios de admissão meios de válvula para regular a quantidade de ar que flui através da câmara de vaporização de acordo com a pressão no colector de admissão do motor de Cl, estando os meios de entrada de ar dispostos de modo que a entrada de ar através dos meios de admissão de ar seja dirigida através dos meios de manta para vaporização do dito combustível suspenso nos ditos meios de manta, com a totalidade do ar que entra através dos meios de admissão de ar a passar através da totalidade da câmara de vaporização.

Um sistema de alimentação de combustível para motor de Cl que concretiza o presente invento será agora descrito por meio de exemplo com referência aos desenhos diagramáticos anexos em que: a fig. 1 é uma representação esquemática de um sistema de alimentação de combustível para motores de Cl que incorpora um carburador de redução da vaporização/poluição ambos de acordo com o presente invento; a fig. 2A é uma vista lateral em corte transversal de uma caixa do carburador da fig. 1 e que inclui uma câmara de vaporização e uma câmara de mistura; a fig. 2B é uma vista lateral em corte transversal de um prato de base de válvula do carburador da fig. 1; a fig. 2C é uma vista lateral em corte transversal do prato de vedação do carburador da fig. 1; a fig. 2D é uma vista lateral em corte transversal de uma válvula do carburador da fig. 1; a fig. 2E é uma vista lateral em corte transversal da câmara de saída de vapor do carburador da fig. 1; as figs. 3A e 3B são respectivamente uma vista em planta superior e uma vista em planta inferior do prato de base de válvula da fig. 2B; as figs. 4A a 4C são respectivamente uma vista lateral em corte transversal explodida, uma vista extrema de frente e uma vista extrema de trás de uma válvula de alimentação de combustível do sistema de alimentação de combustível do motor de Cl da fig. 1. 4 4

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DESCRJCAO DETALHADA DAS CONCRETIZAÇÕES PREFERIDAS

Na fig. 1 é mostrado um sistema de alimentação de combustível de motor de Cl 10 que compreende um carburador 12; uns meios de admissão de combustível mostrados geralmentc como item 13 que incluem mas não estão limitados a uma válvula de alimentação dc combustível 14, uma válvula de redução de pressão 16, uma bomba de combustível 18; um tanque de combustível 20; e uns meios de recuperação de combustível, mostrados gcralmcnte como item 15 que incluem mas não estão limitados a uma bomba de recuperação 22 para utilização em associação com um motor de CL A válvula de alimentação dc combustível 14 liga o carburador 12 ao tanque de combustível 20 via válvula de redução de pressão 16, e a bomba de recuperação 22 proporciona caminho de retomo para o combustível não utilizado do carburador 12 de volta para o tanque de combustível 20. O carburador 12 compreende uma câmara de vaporização 30, uma câmara de mistura 32 e uma câmara de saída de vapor 34. A câmara de vaporização 30 é em parte definida dentro de uma caixa 40. A câmara de vaporização 30 compreende um prato de base de válvula 42, prato de vedação 44, uma válvula de esfera 46, uma manta de espuma 48 e uma anilha anelar perfurada 50. O prato de base de válvula 42 assenta sobre o prato de vedação 44 que está ligado a uma conduta de admissão de ar (não mostrada - como são vulgarmente utilizadas nos carros a motor dos nossos dias). A válvula de esfera 46 veda sobre o prato de base de válvula 42 e está alojada dentro da manta de espuma 48. Enquanto isso, a anilha anelar perfurada 50 assenta sobre a manta de espuma 48.

Como mostrado em mais detalhe na fig. 2A, a caixa 40 é substancialmente cilíndrica e tem uma extremidade inferior 60 e uma extremidade superior 62 providas de um lábio anelar disposto para dentro 64 para ligação à câmara de saída de vapor 34. A porção inferior da caixa 40 define uma parte da câmara de vaporização 30.

Como mostrado na fig. 2B, o prato de base de válvula 42 é geralmente circular quando visto em planta e substancialmente rectangular quando visto de lado. O prato de base 42 tem um corpo 70 com uma entrada venturi central 72 que tem uma sede de válvula 74 no seu bordo superior. A sede de válvula 74 está disposta para receber a válvula de esfera 46. A entrada 72, sede 74 e válvula de esfera 46 formam uns meios de admissão de ar mostrados geralmente como item 75. A sede de válvula 74 está tipicamente segundo um ângulo de 45° relativamente ao eixo da entrada venturi 72 de modo a dirigir o ar que sai da entrada de tubo venturi 72 segundo um ângulo de cerca de 45° e por isso para dentro da manta de espuma 48 como descrita em maior detalhe daqui em diante. 5 ΕΡ Ο 757 755/ΡΤ : Α'· 4>· Ο prato de base de válvula 42 tem também um primeiro canal anelar 76 que se prolonga substancialmente inteiramente em torno do corpo 70 próximo do seu bordo exterior 78. O pnmeiro canal anelar 76 está em ligação de fluído com uma entrada de combustível 80 localizada no bordo exterior 78 do corpo. Além disso, o primeiro canal anelar 76 abre-se para dentro de uma face inferior 81 do corpo 70 e tem uma pluralidade de furos relativamente pequenos 82 que o ligam a uma superfície superior 84 do corpo 70 de modo que o fluido pode fluir a partir da entrada de combustível 80, em tomo do primeiro canal 76 e através dos furos 82 para a face superior 84 e por isso para a manta de espuma 48. O canal 76 e furos 82 formam parte dos meios de admissão de combustível 13. O prato de base de válvula 42 tem um segundo canal anelar 86 que é substancialmente coaxial com o primeiro canal anelar 76 e localizado entre o primeiro canal anelar 76 e a entrada venturi 72. O segundo canal anelar 86 também se abre para dentro da face inferior 81 e tem furos relativamente pequenos 88 que o ligam à face superior 84. O corpo 70 tem também uma saída de combustível 90 localizada no bordo exterior 78 do corpo 70 tipicamente oposta à entrada de combustível 80. O segundo canal anelar 86 está em comunicação de fluído com a saída de combustível 90 de modo que o combustível pode fluir a partir da face superior 84, através dos furos 88, para dentro do segundo canal anelar 86 e para a saída dc combustível 90. O canal 86 e os furos 88 formam parte dos meios de recuperação de combustível 15.

Os furos 82 têm um diâmetro de entre 1 mm e 3 mm, dependendo dos requisitos de combustível do motor de Cl. Por exemplo, um motor de Cl de 4 litros requer tipicamente furos com um diâmetro de cerca de 2 mm. Preferivelmente, o diâmetro dos furos 82 é maior do que o tamanho da malha de um filtro de combustível do motor de Cl, de modo que qualquer material de detrito que não seja capturado pelo filtro de combustível não bloqueie os furos 82.

Os furos 88 têm um diâmetro que é maior do que os furos 82, de modo que o excesso de combustível possa ser facilmente recuperado de volta para o tanque de combustível 20. O diâmetro dos furos 88 está tipicamente entre 2 mm e 5 mm, tal como, por exemplo cerca de 3 mm em caso de um motor de Cl de 4 litros.

Como mostrado na fíg. 2C, o prato de vedação 44 é circular quando visto em planta e substancialmente rectangular quando visto de lado. O prato de vedação 44 tem um diâmetro que é substancialmente o mesmo que o do corpo 70 do prato de base de válvula 42. O prato de vedação 44 tem um furo central 100 que se destina a ser coaxial com a entrada venturi 72 do prato dc base dc válvula 42. E desejável que o furo 100 seja maior do que a entrada 6 ΕΡ Ο 757 755/ΡΤ venturi 72, de modo a não afectar o fluxo de ar para dentro da entrada venturi 72. O prato de vedação 44 é fixo à face inferior 81 do prato de base de válvula 42 de modo a fechar o primeiro e segundo canais 76 c 86 para formai duas condutas anelares com o prato de base de válvula 42. Tipicamente, o prato de vedação 44 é ligado a uma conduta de ar para conduzir uma corrente de ar para dentro do carburador 12.

Como mostrado na fig. 2D, a válvula de esfera 46 compreende um prato de topo 110, uma pluralidade dc pemos 112 (tais como 4 pemos 112), um componente de válvula 114, uma liaste dc guia 116 e uma mola de compressão 118. Os pemos 112 são engatados de modo ro-cudo com furos de montagem roscados 120 na face superior 84 do prato de base de válvula 42 numa extremidade e seguros ao prato de topo 110 na sua outra extremidade. A haste de guia 11 f* está colocada num furo 122 no prato de topo 110 de modo a permitir ao componente de valvulj 114 levantar-se e cair relativamente ao prato de topo contra a força descendente da mola 1 IS que está colocada em tomo da haste de guia 116 entre o prato de topo 110 e o componente de válvula 114. A força da mola 118 é suficientemente grande para obrigar o componente de válvula 114 a assentar contra a sede de válvula 74 e a permitir que o componente dc válv ula 114 se levante da sede de válvula 74 para introduzir ar dentro do carburador quando é induzida baixa pressão no carburador pelo passeio de aspiração do motor de Cl. O componente de válvula 114 tem uma cabeça 124 que é conformada para se assentar contra a sede dc válvula 74. Para este propósito a cabeça 124 é tipicamente hemisférica. O prato de topo 110 é tipicamente quadrado quando visto em planta e é dimensionado para encaixar-se dentro da manta de espuma 48, de modo que o ar que passa através da entrada venturi 72 tenda a fluir através da manta de espuma 48. A manta de espuma 48 e a válvula de esfera 46 definem a câmara de vaporização 30.

Como mostrado na fig. 2A, a manta de espuma 48 é colocada dentro dos limites inferiores da caixa 40 com a anilha anelar perfurada assente sobre o topo da mesma. A manta de espuma 48 é na forma dc um anel anelar. A manta de espuma 48 é feita a partir de materiais plásticos em espuma que têm uma estrutura reticulada (poro aberto) que é porosa aos líquidos e permite que os líquidos fluíam através da mesma enquanto retém uma película fina do líquido suspensa sobre a mesma. Por exemplo, o material plástico em forma de espuma podia ser um plástico em forma de espuma de poliuretano reticulado tal como o vendido sob a Marca Registada MERACELL. A extremidade inferior 60 da caixa 40 é segura ao prato de base de válvula 42 com a manta de espuma 48 firmemente em contacto contínuo com a face superior 84 do prato de base de válvula 42 sobre os furos 82 e 88.

Uma gaiola de arame 130 é colocada entre o lábio 64 e a anilha anelar perfurada 50 para definir a câmara de mistura 32 Tipicamente, a gaiola 130 é feita de alumínio, embora 7 ΕΡ Ο 757 755/ΡΤ outros metais ou até mesmo materiais plásticos pudessem ser utilizados desde que sejam resistentes ao ataque por combustíveis de hidrocarbonetos e não reajam com outros materiais no carburador 12. A anilha anelar perfurada 50 tem tipicamente uma relaçao de perfuração de 50%. Isto é, a anilha anelar perfurada 50 tem 50 % de furos por área e 50% de material sólido por área na região do seu anel. Tipicamente, os furos têm um diâmetro de entre 0,5 mm c 2 mm, tal como, por exemplo, cerca de 1,0 mm. A caixa 40 tem uma altura que varia de acordo com a capacidade do motor de Cl com que é usado. Tipicamente, para um motor de 2 litros a caixa 40 tem uma altura de cerca de 150 mm. A altura da câmara de vaporização 30 é a caixa 40 é para manter relativamente constante a cerca de 100 mm e a altura da câmara de mistura 32 é variada para motores de Cl de diferentes capacidades. Por isso, em relação ao motor de Cl de 2 litros a câmara de mistura 32 tem uma altura de cerca de 50 mm (e a caixa 40 uma altura de cerca de 150 mm). No caso da altura ser menor do que esta não é conseguida a vaporização completa do combustível. No caso da altura ser maior do que esta a capacidade extra da câmara e mistura não é prejudicial para a vaporização do combustível. Para um motor de Cl com uma capacidade dc cerca de 6 litros é desejado que a caixa 40 tenha uma altura de cerca de 200 mm. Em relação à capacidade relativamente pequena dos motores de Cl, tais como nos velocípedes a motor, é considerado que a caixa 40 tenha uma altura total de cerca de 120 mm e em relação aos motores de Cl relativamente grandes, tais como em camiões, é considerado que a caixa 40 tenha um diâmetro de cerca de 240 mm. Tem-se a intenção de que a caixa seja montada sobre a parede contra fogo do compartimento do motor de um veículo a motor. Isto é considerado necessário uma vez que a caixa 40 sozinha é mais alta e larga do que a maioria dos carburadores convencionais. O diâmetro da caixa 40 é ditado pelo diâmetro da entrada venturi 72, que por sua vez é ditada pela capacidade do motor de Cl. Relativamente ao exemplo do motor de Cl de 2 litros a entrada venturi 72 é cerca de 49 mm. Este é o valor determinado pelo fabricante do motor de Cl para o tamanho do venturi neste motor. O diâmetro da caixa 40 está preferivelmente entre 2,5 a 3,5 vezes o diâmetro da entrada venturi 72. Por isso, para o exemplo do motor de Cl de 2 litros a caixa 40 tem preferivelmente um diâmetro de entre cerca de 120 mm e 170 mm. Se o diâmetro da caixa 40 é menor do que 2,5 vezes o diâmetro da entrada venturi 72, então o carburador 12 aspirará demasiado combustível para a quantidade de ar que flui através da entrada venturi 72. E se o diâmetro da caixa 40 é maior do que 3,5 vezes o diâmetro da entrada venturi 72, então o motor de Cl experimentará uma insuficiência de combustível e uma perda na resposta do acelerador, uma vez que fluirá combustível insuficiente para a quantidade de ar que flui através da entrada venturi 72.

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Como mostrado na flg. 2E, a câmara de saída de vapor 34 é definida por uma conduta cm Ibrma de cotovelo 140 que tem uma flange 142 para se fixar ao lábio 64 da caixa 40. A conduta 140 tem uma válvula de borboleta 144 colocada próxima da sua boca 146. A válvula de borboleta 144 é controlada por um cabo de acelerador 147. A câmara de saída de vapor 34 tem uma entrada 148 que sobrepõe um furo 150 na extremidade superior 62 da caixa 40. A câmara de saída de vapor 34, a partir da sua entrada 148 para a boca 146, tem um diâmetro que é maior do que o diâmetro da entrada venturi 72. Isto é requerido de modo que a câmara de saída de vapor 34 não causa uma restrição no fluxo do ar vindo da entrada venturi 72 para a boca 146. A boca 146 é tipicamente ligada ao colector de admissão do motor de Cl através de uma conduta flexível. A câmara dc saída de vapor 34 tem também uma entrada de ar suplementar 152 com uma válvula de borboleta 154 controlada por uma unidade de vácuo 156 ligada via uma haste dc controlo 158 e uma ligação 160 a uma braço de alavanca 162 ligado a uma articulação da válvula de borboleta 154. A unidade de vácuo 156 é ligada ao colector de admissão do motor de Cl (fundamentalmente da mesma maneira como um avanço da temporização da ignição para um sistema de carburador convencional) por uma linha de vácuo 164 de modo que no caso do vácuo no colector de admissão se tomar suficientemente grande a válvula de borboleta 154 começa a abrir para permitir a entrada de mais ar para dentro do carburador de modo a permitir ao motor de Cl respirar melhor quando está sob carga.

Como mostrado nas figs. 4A a 4C a válvula de alimentação de combustível 14 tem um corpo 170, uma tampa dc extremidade 172, uma cabeça 174, um pulverizador acelerador 176, um diafragma 178 e um pulverizador de ralenti 180. O corpo 170 tem um furo central 182 que recebe o pulverizador acelerador 176. O diafragma 178 é entalado entre o corpo 170 e a tampa dc extremidade 172 e é ligado a uma extremidade roscada 183 do pulverizador acelerador 176 através de porcas 184. Uma extremidade do furo 182 termina num rebaixo 186 que está dimensionado para permitir o movimento do conjunto do pulverizador acelerador 176, o diafragma 178 e as porcas 184 no mesmo quando o pulverizador acelerador 176 se move axialmente no furo 182. A tampa de extremidade 172 tem uma abertura 188 também para permitir o dito movimento do dito conjunto. A cabeça 174 tem uma conduta 190 que se prolonga através da mesma e com uma sede de pulverizador 192 no ponto intermédio do seu comprimento. A sede de válvula 192 é conformada para receber uma extremidade 194 em ponla do pulverizador acelerador 176. A cabeça 174 tem também uma entrada de combustível 196 e uma saída de combustível 198. A enliada de combustível 196 c ligada à conduta 190 através da conduta 200 a montante da

87 065 ΕΡ 0 757 755/ΡΤ 9 sede de válvula 192, de modo que a extremidade 194 em ponta do pulverizador acelerador 176 possa interromper o fluxo de combustível vindo da entrada de combustível 196 para a saída dc combustível 198. A saída dc combustível 198 está em comunicação dc fluido com a conduta 190 a jusante da sede de pulverizador 192. A cabeça 174 também tem uma conduta de purga 202 ligada a partir da conduta 200 para a saída de combustível 198. A conduta de purga 202 tem uma cabeça 204 do pulverizador de ralenti 180 localizada na mesma de modo que o pulverizador de ralenti 180 pode ajustar a velocidade de fluxo de combustível ao longo da conduta dc purga 202 quando o pulverizador acelerador 176 está assente contra a sede de pulverizador 192.

Como mostrado na fíg. 1, uma alavanca de acelerador 206 está ligada articuladamente à extremidade roscada 183 do pulverizador acelerador 176 e à tampa de extremidade 172. A alavanca de acelerador 206 está ligada a um cabo de acelerador 208 de modo que puxando o cabo de acelerador dá um movimento proporcional (mas mais pequeno) do pulverizador acelerador 176.

Além disso, como mostrado na fig. 1, a saída de combustível 198 está ligada por uma tubo flexível 210 à entrada de combustível 80 do prato de base de válvula 42. Outro tubo flexível 212 liga a entrada de combustível 196 ao lado de pressão baixa da válvula de redução de pressão 16. O lado de pressão alta da válvula de redução de pressão 16 é ligado à bomba de combustível por uma tubo flexível 214 e por isso ao tanque de combustível 20. Tipicamente, a válvula de redução de pressão 16 reduz a pressão de combustível da bomba de combustível 18 dc entre 14 kPa a 36kPa, tal como cerca de 24 kPa. A redução de pressão depende da carga típica que o motor de Cl experimenta. A saída de combustível 90 do prato de base de válvula 42 está ligada por um tubo flexível 220 à bomba de recuperação 22. Um tubo flexível adicional 222 liga a bomba de recuperação 22 ao tanque de combustível 20 de modo que o combustível recuperado do carburador 12 pode ser retomado para o tanque dc combustível 20 para utilização posterior. A bomba de recuperação 22 opera tipicamente a uma pressão de cerca de 90 kPa, contudo isto não é crítico desde que a mesma exceda a pressão do combustível na extremidade a jusante da válvula de redução de pressão 14.

Em utilização, a caixa 40 do carburador 12 é ligada à parede de fogo do compartimento do motor de um veículo. A válvula de redução de pressão 16 é ligada a um tubo flexível 214 a partir da bomba de combustível 18, o tubo flexível 222 é ligado desde a bomba de recuperação 22 até ao tanque de combustível 20, a boca da câmara de saída de vapor 14 6 ligada por lima conduta ao r.oleotor de admissão do motor de Cl, o cabo de

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87 065 ΕΡ 0 757 755/ΡΤ acelerador 147 é ligado à válvula de borboleta 144, a linha de vácuo é ligada à unidade de vácuo 156 e o cabo de acelerador 208 é ligado à alavanca de acelerador 206.

Quando o motor de Cl está ao ralenti o combustível flui do tanque de combustível 20 pela força da bomba de combustível 18, através da válvula de redução de pressão 16 para a válvula de alimentação de combustível 14. O combustível entra na entrada de combustível 196 da válvula de alimentação de combustível 14, flui ao longo da conduta de purga 202 passado o pulverizador de ralenti 180 e para a saída de combustível 198. A velocidade de fluxo do combustível durante o ralenti é estabelecida pela posição do pulverizador de ralenti 180 no seu engate roscado com a cabeça 174 da válvula de alimentação de combustível 14.

Durante o funcionamento a não ralenti do motor de Cl o cabo de acelerador 208 é puxado para articular a alavanca de acelerador 206 e por isso libertar o pulverizador acelerador 176 da sede de pulverizador 192. Isto permite que o combustível se escoe ao longo da conduta 200, passe a sede de pulverizador 192 e se desloque para a saída de combustível 198. A velocidade de fluxo de combustível através da válvula de alimentação de combustível 14 agora depende da posição angular da alavanca de acelerador 206 e por isso do valor em que a cabeça 194 em ponta do pulverizador acelerador 176 se encontra deslocada da sede de pulverizador 192.

Em ambos os casos acima o combustível flui da saída de combustível 198 ao longo do tubo flexível para a entrada de combustível 80 do prato de base de válvula 42. Ali o combustível entra no primeiro canal 76 e flui à volta do mesmo, enchendo o canal 76 e subindo até aos furos 82 até à manta de espuma 48. Em virtude da porosidade da manta de espuma 48 o combustível é absorvido para o interior da manta de espuma 48. O vácuo criado no colector de admissão do motor de Cl provoca o desenvolvimento de uma região de pressão baixa na câmara de vaporização 30 em tomo do componente de válvula 114. Isto faz com que o componente de válvula 114 seja arrastado para cima contra a força de retomo da mola 118. Consequentemente, o ar é arrastado para dentro através da entrada venturi 72. Em virtude do ângulo da sede de válvula 74 e da posição do componente de válvula 114, o ar entra para a câmara de vaporização 30 segundo um ângulo de cerca de 45° relativamente ao eixo da câmara 30 e entra para dentro da manta de espuma 48. O ar é arrastado, pela baixa pressão no colector de admissão, para cima através da manta de espuma 48 e para fora da anilha anelar perfurada 50. Quando o ar é arrastado para cima através da manta de espuma 48 o combustível suspenso nas células porosas da manta de espuma 48 é bombardeado com as partículas de ar, o que obriga o combustível a transformar-se em vapor. 87 065 ΕΡ 0 757 755/ΡΤ 11

Ο vapor deixa a câmara de vaporização 30 através das perfurações na anilha 50 e através de um centro da anilha em torno do prato de topo 110 da válvula de esfera 46. O combustível vaporizado e o ar misturam-se na câmara de mistura 32 e sob a influência da pressão mais baixa são arrastados para dentro da câmara de saída de vapor 34. A quantidade dc influencia que a pressão mais baixa no colector de admissão tem sobre o fluxo de ar através do carburador 12 depende em parte da posição angular da válvula de borboleta 144 na boca 146 da câmara de saída de vapor 34 de modo que, quando o ângulo aumenta, mais combustível vaporizado misturado no ar é arrastado através do carburador 12.

No caso da pressão baixa no colector de admissão continuar a aumentar (indicando uma carga grande sobre o motor de Cl) a unidade de vácuo 156 opera para articular a válvula de borboleta 154 para permitir mais ar para dentro da câmara de saída de vapor 34 a partir da admissão de ar suplementar 152.

Quando a necessidade de combustível reduz o excesso de combustível é arrastado de volta para baixo para cima da superfície superior 84 do prato de base de válvula 42 pela bomba de recuperação 22 que cria uma zona de pressão mais baixa no segundo canal 86 e por isso nos furos 88. O combustível assim recuperado é bombeado pela bomba de recuperação 22 de volta para o tanque de combustível 20 para utilização posterior.

Descobriu-se que na concretização de exemplo que o ângulo da sede de válvula 74 para a válvula de esfera 46 é bastante crítico relativamente à eficiência com que o combustível é vaporizado. Isto é, o ângulo da sede de válvula 74 tem que ser cerca de 45°. Contudo, se o combustível for injectado para baixo (por um prato de injecção na forma do prato de base de válvula 42 sem o segundo canal 86) para dentro da manta de espuma 48 na sua extremidade superior e o combustível é recuperado na extremidade inferior da manta de espuma 48, então o ângulo não necessita de ser 45°. Nesta situação, o ângulo da sede de válvula 74 já não tem um significado especial. Isto ocorre uma vez que nesta situação o prato de injecção controla o arrastamento para cima do combustível através da manta de espuma 48.

Descobriu-se que a aplicação do sistema de combustível 10 para motor de Cl do presente invento a um velho motor de automóvel de 6 cilindros reduz o seu consumo de combustível de cerca de 13 litros/100 Km (20 milhas por galão) para cerca de 2,6 litros/100 Km (110 milhas por galão). Simultaneamente, uma vez que existe uma queima muito mais completa do combustível existe uma maior redução na poluição produzida. 12 ΕΡ Ο 757 755/ΡΤ

Descobriu-se também que uma vez que o combustível atinge o motor de Cl já vaporizado (e a vaporização não tem de ocorrer durante o processo de combustão) a regulação da ignição do motor de Cl pode ser alterada de entre 6o a 10o antes do ponto morto superior para cerca de 0,5° antes do ponto de morto superior. O sistema de alimentação de combustível 10 para motor de Cl do presente invento tem a vantagem de proporcionar uma vaporização fácil e eficaz de combustível, que tem como resultado uma grande melhoria no rendimento do combustível e uma considerável redução na poluição. Por isso, o equipamento anti-poluição convencional utilizado nos automóveis do presente pode ser omitido, poupando-se assim no custo do veículo. Alem disso, pela utilização do segundo canal de recuperação 86 e da bomba de recuperação, o excesso de combustível é retomado para reutilização o que melhora o rendimento do sistema 10. Além disso, uma vez que é utilizado menos combustível existe menos desgaste no motor e o motor opera a uma temperatura mais baixa. Efectivamente, o sistema converte um motor de 4 tempos num motor de 3 tempos uma vez que a regulação de ignição do motor pode ser mais reduzida. Ainda adicionalmente, o sistema 10 aumenta a resposta ao acelerador do motor de

Cl.

Lisboa,

Por WAYNE KENNETH GLEW -OAGTOJ»

Eng.° ANTÓNIO JOÃO DA CUNHA FERREIRA Ag. Of. Pr. Ind.

Rua das Pícr6Si 74-4-.° 1200-195 LISBOA

Claims

87 065 ΕΡ 0 757 755/ΡΤ 1/3 JF.* )' ' /" β' ·-/ / ·- REIVINDICAÇÕES 1 - Sistema dc alimentação de combustível (10) para motor de Cl que tem um carburador dc redução de vaporização/poluição (12) para um motor de Cl, incluindo o carburador de redução de vaporização/poluição (12) uma câmara de vaporização (30) que tem uns meios dc manta (48) para suspensão de combustível dentro da câmara de vapori/açào (30). meios de admissão de combustível (13) localizados em associação opcrati\a com a câmara de vaporização (30) para dosearem uma quantidade de combustível a partir de lonie de combustível (20) para os meios de manta (48) para suspensão na câmara de vapori/açào (30), meios de recuperação de combustível (15) em associação de funcionamento com os meios de manta (48) para remoção do excesso e combustível não vaporizado dos meios de manta (48) e da câmara de vaporização (30) e trazer de volta o dito combustível para o sistema de alimentação de combustível (20), e meios de conduta para introdução dos vapores cia câmara de vaporização (30) para dentro de um colector de admissão do motor dc Cl; sistema de alimentação de combustível (10) caracterizado por compreender meios de malha (50) associados aos meios de manta (48) de modo que o combustível tem que fluir através dos meios de malha (50) quando deixa os meios de manta (48); e meios de admissão (75) colocados a montante da câmara de vaporização (30), tendo os meios de admissão dc ar (75) uns meios de válvula (4ô) para regulação da quantidade de ar que flui através da câmara dc vaporização (30) de acordo com a pressão no colector de admissão do motor de Cl, estando os meios de admissão de ar (75) dispostos de modo que o ar que entra através dos meios de admissão de ar é dirigido através dos meios de manta (48) para vaporização do dito combustível suspenso nos ditos meios de manta, com todo o ar a entrar através dos meios de admissão de ar (75) a passar através da totalidade da câmara de vaporização (30).
2 - Sistema de alimentação de combustível (10) para motor de Cl de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os meio de manta (48) serem um material de plástico sob a forma de espuma reticulada que suspende o combustível através do seu volume.
3 - Sistema de alimentação de combustível (10) para motor de Cl de acordo com a reivindicação 1, caractenzado por os meios de malha (50) serem uma anilha anelar perfurada em que as perfurações ocupam cerca e 50% da área do anel da anilha de modo que o ar pode forçar o combustível vaporizado através da anilha. &

87 ftfiS EP 0 757 755/PT 2/3
4 - Sistema de alimentação de combustível (10) para motor Cl de acordo com a reivindicação 1, caracterizado adicionalmente por possuir uma câmara de mistura (32) a jusante da câmara de vaporização (30) para misturar o combustível vaporizado com o ar dos meios de admissão (72).
5 - Sistema de alimentação de combustível (10) para motor de Cl de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por a câmara de vaporização (30) ter uma altura de cerca de 100 mm e a câmara de mistura ter uma altura maior do que cerca de 50 mm, tendo a câmara de vaporização (30) e a câmara de mistura (32) um diâmetro que está entre 2,5 e 3,5 vezes o diâmetro de uma entrada venturi dos meios de admissão de ar de modo a arrastar o combustível para fora dos meios de admissão de combustível para dentro dos meio de manta (48).
6 - Sistema de alimentação de combustível (10) para motor de Cl de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os meios de admissão de combustível (13) terem um primeiro canal (76) em comunicação de fluido com a fonte de combustível (20) e uma pluralidade de furos (82) que vão do primeiro canal (76) para os meios de manta (48) para permitir que seja produzido um fluxo do combustível a partir da fonte de combustível (20) para os meios de manta (48), e tendo os meios de recuperação de combustível (15) uma bomba de recuperação (22) em comunicação de fluido com a fonte de combustível (20) e um segundo canal que tem uma pluralidade de furos que vão dos meios de manta para dentro do canal de modo que um fluxo de combustível possa ser induzido pela bomba de recuperação (22) a partir dos meios de manta (48) de volta para a fonte de combustível (20) para remover o excesso de combustível da câmara de vaporização (30).
7 - Sistema de alimentação de combustível (10) para motor de Cl de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os meios de admissão de ar (75) terem uma válvula de esfera (46) que se pode mover sob a acção da força de uma corrente criada pela pressão no colector de admissão de modo que o ar passa através dos meios de manta (48) para vaporização do combustível.
8 - Sistema de alimentação de combustível (10) para motor de Cl de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por os meios de admissão de ar (75) terem uma sede de válvula (74) orientada segundo um ângulo de cerca de 45° relativamente ao eixo da câmara de vaporização (30), proporcionando a sede de válvula (74) uma superfície de vedação para a válvula de esfera (46) quando existe uma pressão insuficiente no colector de admissão para mover a válvula de esfera (46) da sede de válvula (74) e assim provocar um fluxo de ar para 87 065 ΕΡ 0 757 755/ΡΤ 3/3 dentro dos meios de manta (48) quando a válvula de esfera (46) é movida da sede de válvula (74). Lisboa, Por WAYNE KENNETH GLEW - O AGENTE OFICIAL - O, ADJUNTO

Eng.° ANTÓNIO JOÃO DA CUNHA FEFíREiRÀ Ag. Of. Pr. ind. Ruã das Flerss, \ 1200-1S5 LISBOA j