PT89552B

PT89552B - Processo para melhorar a combustao num motor de combustao

Info

Publication number: PT89552B
Application number: PT89552A
Authority: PT
Original assignee: Lindstroem Arne; Olsson John; Olsson Bertil; Olsson Gunnar
Priority date: 1988-01-29
Filing date: 1989-01-27
Publication date: 1994-03-31
Also published as: KR900700751A; AU634957B2; ATE112363T1; EP0397759A1; BR8907212A; CN1034785A; HU891050D0; JPH03503434A; PL159888B1; KR960015459B1; SK278825B6; CZ56489A3; PT89552A; DD283445A5; EP0397759B1; WO1989007196A1; PL277467A1; US5105772A; CN1025232C; HU205794B

Description

Este invento refere-se a um processo para melhorar a combustão em motores de combustão e reduzir a quantidade de componentes nocivos nos gases de evacuação, em que uma composição líquida incluindo um composto peroxido ou peroxo e fornecido a câmara de combustão.

Antecedentes do invento crescente numero de carros, especialmente em areas urba nas está a provocar um aumento dos gases de evacuação, com pro blemas de saúde e ambientais a ele ligados. Os componentes no civos que provocam os maiores problemas são principalmente o monóxido de carbono, hidrocarbonetos e oxidos de azoto. A cau sa subjacente para que os gases de evacuação se não apresentem limpos é a combustão incompleta. São utilizadas técnicas dife rentes para se reduzir as quantidades destes componentes, sendo a mais comum a bem conhecida técnica catalítica que proporciona uma combustão dos gases de evacuação fora do processo efectivo de combustão.

Em relação aos gases de evacuação diesel existe um certo número de problemas para resolver. Um destes é a formação de fuligem, um outro são os óxidos de azoto formados durante a combustão. É possível· reduzir as emissões de óxido de carbono (CO) e hidrocarbonetos (HC) utilizando um equipamento cata lisador. Aparecem complicações ao fazer-se isto, apesar da oxidação do CO e HC que origina C0₂ e água, que consistem numa certa quantidade de azoto que ó oxidado originando oxido de azoto (NOx). A razão para isto é que um motor diesel está ine vitavelmente a funcionar com excesso de ar. Um outro problema é que a fuligem após um certo tempo de funcionamento faz desaparecer a função do catalisador. A fuligem pode ser reduzida, por exemplo, substituindo parcial ou completamente o diesel por etanol. No entanto os problemas dos óxidos de azoto permanecem.

Objectivo do Invento e suas características mais importantes objectivo deste invento ó conseguir uma combustão melhoes 735

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-3rada e por isso diminuir as emissões de componentes nocivos nos gases de evacuação de motores de combustão de um modo tal que a fuligem e os óxidos de azoto são reduzidos tanto no motor como no equipamento catalisador, mesmo se o motor for nm motor diesel. Isto foi conseguido pela injecção da dita compo sição líquida dentro de cada cilindro do motor de um modo tal que uma porção da composição líquida passa através da válvula de saída quando o motor passa do tempo de evacuação para o tem po de admissão, provocando por isso uma pós-combustão melhorada tanto no tubo de evacuação como possivelmente no equipamento catalisador.

Descrição dos desenhos invento será abaixo descrito com maior detalhe com refe rência a uma concretização mostrada nos desenhos.

A fig. 1 é um corte vertical através de uma cabeça de cilindro de um motor diesel mostrando a válvula de admissão.

A fig. 2 é um corte pela linha II-II da fig. 1.

Descrição de uma concretização

Os desenhos mostram um motor diesel com uma cabeça de cilindro 11, um. tubo de admissão 12 para a câmara de combustão 13 do motor e uma válvula de admissão 14 que interactua com uma sede de válvula 15. 0 tubo de evacuação está indicado por e a válvula de evacuação esta indicada por 17. Um injector de combustível está indicado por 18. Nesta concretização o com bustível é injectado numa câmara de pré-combustão 19, a qual es tá equipada com uma vela de aquecimento 2C para facilitar o arranque a frio. Uma alternativa a isto é injectar o combustível directamente na câmara de combustão 13.

Uma linha de alimentação 21 está posicionada no tubo de admissão 12, para alimentar uma composição líquida incluindo um composto peróxido ou poroxo, água e possivelmente outros aditivos que serão descritos abaixo. A linha de alimentação 21 esta posicionada com jogo dentro de uma segunda linha 22 para um meio tendo uma pressão qúe difere da pressão na peça de bocal 23 da linha de alimentação 21. A peça de bocal 23 está posi63 78õ

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-4* * Μ cionada na vizinhança próxima da valvula de admissao. Pode ser também posicionada dentro da camara de combustão do motor. 0 meio pode ser gasoso e consiste em ar atmosférico, caso em cue a linha 22 e disposta para comunicar com a atmosfera exterior ao motor. 0 meio pode ser também os gases de evacuação, os quais são alimentados sob pressão através da linha 22. Pode ser também um gas pressurizado, por exemplo, uma pequena quantidade de ar derivado de um turbo-compressor ou de uma bomba de ar especial.

Com um tal dispositivo e conseguida uma atomização da com posição líquida fornecida. As porções de extremidade das linhas 21 e 22 podem ser dispostas de diferentes maneiras como descrito no pedido de patente Sueca n^e. 8 604 448-4 (correspon dente ao PCT/SE87/00477). Assim a peça de bocal 23 da linha de alimentação 22, pode ser deslocada axialmente em relação à peça de bocal da linha 22, de modo que a peça de bocal 23 é po sicionada ou dentro ou fora da peça de bocal da linha 22. 0 líquido ou as gotas de líquido serão por isso atomizados no fluxo de meio da linha 22.

Uma disposição alternativa é deixar as linhas 21 e 22 terem uma abertura de saída comum com um diâmetro mais pequeno do que a porção de extremidade 23 da linha de alimentação 22. Esta saída comum pode ser alargada para guiar o fluxo após a passagem estreita onde e realizada uma mistura efectiva do líquido e do meio.

Se combustível extra é para ser adicionado, por exemplo etanol, o mesmo pode ser fornecido por Intermédio de uma linha de alimentação posicionada fora da linha de alimentação 21, mas dentro da linha 22 do meio. A alimentação e regulação da composição líquida é manuseada por um dispositivo de alimentação (não mostrado). Como o líquido é alimentado quase sem pressão e em alguns casos em quantidades muito pequenas, o fluxo de gás é essencial para a atomização do líquido. Naturalmen te mais do que uma linha de alimentação (21) envolvida por uma linha 22, podem ser dispostas para cada cilindro. Uma alterna,;.y

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-5tiva é misturar o combustível (por exemplo álcool) na composição líquida fornecida.

a composição do líquido pode variar, mas conterá 0,001-80%, de preferência 0,1-35%, de um composto peroxido ou peroA. * * * xo, de preferencia peroxido de hidrogénio. Pode conter também até 5% de um óleo, com um aditivo anticorrosão. As restantes partes consistem em agua e/ou um álcool alifatico tendo um a oito átomos de carbono, de preferência etanol. 0 álcool e, de preferência, 10-95% da composição.

É importante ao dispor-se um circuito de alimentação para compostos peróxidos ou peroxos, evitar distâncias de transporte grandes e metais comuns. Como e difícil construir um circuito de alta pressão sem utilizar metais no circuito de alimentação também se devia evitar a alta pressão, porque tal pro voca facilmente a desintegração dos compostos instáveis.

Um outro importante factor é que o líquido e injectado num ângulo de passo na câmara de combustão 13, que e tão central qusnto possível para evitar o contacto com a parede de ci lindro 24. Se o líquido entra em contacto com a parede de cilindro há um risco para o líquido de perder as suas propriedades e também do mesmo passar para baixo para o óleo da câmara de manivelas. Pode também lavar as paredes de cilindro, resul tando a limpeza no aumento do desgaste do cilindro e aumento do consumo de oleo.

Um resultado da injecção do líquido como descrito acima com injecção contínua, e que uma porção do líquido passa atraves do cruzamento de valvulas para o tubo de evacuaçao 16.

Isto é uma vantagem uma vez que certos líquidos melhoram a pós-combustão no tubo de evacuação. Se esta presente o equipamento catalisador,a pós-combustão no equipamento catalisador vai ser melhorada significamente, isto e a eficiência do equipamento catalisador é melhorada. Através do ajustamento da extensão do cruzamento entre as valvulas de admissão e evacuação 14 e 17 é possível aumentar a porção de líquido que passa para fora através do cruzamento. Isto pode ser feito em construções novas ou quando se substituir o veio de manivelas por um novo.

2'

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-oIsto pode ser também feito alterando a distância da peça de bo cal 23 á válvula de evacuação 17. Quanto maior for a distância, menor será a porção que passa para fora para o tubo de evacuação.

Na introdução mencionámos os problemas que ocorrem quando se utiliza o equipamento catalítico nos veículos diesel. Os pro «w * blemas sao a formaçao de fuligem e o desenvolvimento de oxidos de azoto (NOx). Estes problemas podem ser resolvidos através do fornecimento de um composto peróxido ou peroxo da mesma maneira que a acima descrita. Testes foram realizados no Statens tekno logiska Institut, STI na Noruega num motor Volvo Penta ND1. Os testes foram realizados sem catalisador e líquido (teste 1) e com catalisador em combinação com injecção de um. líquido conten do alguns peróxidos (teste 2). A composição do líquido neste teste era de 10$ de uma solução de peróxido de hidrogénio e 90$

etanol.	A maior parte do	diesel	foi,	neste caso, substituí
com a composição líquida.
Foram	conseguidos	os seguintes	resultados:
	CO	^C02	HC	NOx	Fuligem
	ppm	%	ppm	ppm	3o s ch
Teste	1 2600	8,5	200	1400	4,2
Teste	2 15	10,4	150	400	0,25
Deve	notar-3e que	o moto	r diesel funciona com um grande

excesso de ar e temperatura de combustão alta. Apesar disto as emissões de NOx foram reduzidas. A eficiência do motor não é alterada.

A proporção de composição líquida em relação ao combustível habitual pode estar dentro da gama de dez por cento até 100$. No último caso a maior parte seria de preferência álcool, o qual seria queimado como num motor Otto sem formação de fuligem .

Este invento não está limitado aos motores diesel. Ξ apli_ cável a todos os tipos de motores de combustão, como por exemplo motores a gasolina.

Claims

1&. - Processo para melhorar a combustão em motores de combustão para a redução do conteúdo de componentes nocivos na evacuação, em que é abastecida uma composição líquida incluindo um composto peróxido ou um composto peroxo à câmara de combustão, caracterizado por a dita composição líquida ser injectada de um modo tal que uma porção da composição líquida passa através da válvula de saída (17) quando o motor vai do tempo de evacuação para o tempo de admissão, provocando assim uma pós-combustão melhorada tanto no tubo de evacuação (16) como possivelmente no equipamento catalisador.

2^ . - Processo para melhorar a combustão em. motores de combustão para a redução do conteúdo de componentes nocivos na evacuação, em que é abastecida uma composição líquida incluindo um composto peróxido ou um composto peroxo à câmara de combustão, caracterizado por a composição líquida ser abastecida através de uma linha de alimentação (21) com as suas peças de bocal posicionadas na ou perto da câmara de combustão (13) do motor, por a linha de alimentação (21) ser posicionada dentro de uma linha (22) para um meio com uma pressão diferindo da pressão na peça de bocal da linha de alimentação (21) pq lo que o líquido abastecido e atomizado e transportado em conjunto com o dito meio.

34. - Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por a composição líquida ser atomizada e dirigida de modo que é distribuída tanto à câmara de combustão como a vizinhança próxima da válvula de saída (17) que esta aberta, pelo menos,em parte da fase de admissão devido ao cruzamento.

44. - Processo de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por a composição líquida incluir, pjq lo menos, 0,001$ de composto peróxido ou composto peroxo.

5§=. - Processo de acordo com a reivindicação 3, caracter! zado por incluir 0,1-35$ de compostos peroxido ou peroxo.

68 785 P1412SPT/G?

-865. - Processo de acordo corr. a reivindicação 4 ou 5, caracterizado por a composição líquida incluir ate 99% de um > Z Z álcool alifatico tendo 1-8 átomos de carbono.

75. - Processo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por a composição líquida incluir 10-95% de álcool.

8^. - Processo de acordo com as reivindicações 6 e 7, caracterizado por o álcool ser etanol.

95. - Processo de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por o combustível habitual ser substituído completa ou parcialmente pela composição líquida.

105. - Processo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por uma parte essencial da composição líquida ser um álcool, de preferência etanol.