Patent CO-2023000965-A1 (CO)
Title: Evaporador de combustible y método para su implementación en motores térmicos
Inventor: LEAL JIMÉNEZ JAIRO EDUARDO
IPC: F02M35/00
Filed: 2023-02-14
Abstract: RESUMEN DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a un sistema que mejora activamente la combustión, con el objetivo de reducir las emisiones y mejorar la eficiencia de los controles pasivos de emisiones de la técnica, tales como el convertidor catalítico, sistema EGR, filtro de partículas y reducción catalítica selectiva, al reducir la carga de contaminantes producidos por la mala combustión.  Consta de un sistema que evapora un Combustible Secundario y el método para introducir sus vapores en los motores térmicos. Dentro del Evaporador se produce el cambio de estado del combustible secundario, proveniente de un depósito externo que es conducido por un ducto hacia un dosificador dentro del evaporador y va instalado mecánicamente en el ducto de aire de admisión del motor. El combustible del dosificador es enviado a una cámara al vacío, cuyo vacío es provocado por el paso del aire a través de un Tubo Vénturi situado en el interior del dispositivo, en contacto con el aire que va hacia el motor. En el Evaporador, se produce la expansión del combustible secundario y pasa al estado de vapor, acorde a la segunda ley de la termodinámica.  El proceso es controlado por una centralita electrónica dedicada y desarrollada para la presente invención, con una única salida, que recibe las señales de los sensores del motor, tales como sensor de presión absoluta, revoluciones del motor, posición del cigüeñal, sensor de detonación y tiempo de inyección de combustible; las señales son procesadas y la centralita envía una señal al elemento final de control, que es el dosificador de combustible secundario, para controlar la cantidad de vapor producido y lograr que se mantenga la relación entre el combustible primario y el combustible secundario, dependiendo de la carga del motor. La centralita de la presente invención, no interfiere en ningún momento con la unidad de control (ECU) original del motor. El vapor producido, se mezcla con la corriente de aire que va hacia el motor, con el objetivo de mezclarse homogéneamente y con el combustible primario en el momento de la inyección, en donde al hacer contacto con el aire comprimido caliente mezclado con los vapores del combustible secundario, se diluye el combustible Diesel dentro de la cámara de combustión al final del tiempo de compresión, reduciendo instantáneamente su tensión superficial, su viscosidad cinemática y su punto de inflamación. De esta manera, se inicia la combustión, reduciendo el Intervalo o retraso de Encendido.  La mezcla de aire con vapores de combustible secundario en el tiempo de admisión de los motores de ciclo Diesel, se produce de forma análoga al tiempo de admisión del motor de Ciclo Otto; es decir, en la presente invención se combinan el Ciclo Otto y el Ciclo Diesel, para incrementar la eficiencia de combustión de los motores de ciclo Diesel. La presente invención, soluciona el problema de alto consumo de combustible, ruido, alta emisión de material particulado y de hollín, debido a la deficiente combustión en los motores de ciclo Diesel de la técnica.  De igual manera, reduce las pérdidas de potencia y reduce las emisiones en los motores de Ciclo Otto a gasolina y en los que usan combustibles alternativos con bajo poder calorífico, al incrementar la eficiencia de combustión. Con la Reducción del retraso de encendido en los motores de Ciclo Diesel de la presente invención, la combustión inicia más rápido, aprovechando mejor el ángulo del cigüeñal en el tiempo de potencia, para quemar la máxima cantidad de combustible Diesel inyectado y generar el máximo par. Al controlar activamente las emisiones, se genera menor cantidad de carbonilla por combustible no quemado, factor que incide en la vida útil del filtro de partículas y de los catalizadores.  En el caso de los motores de Ciclo Otto, con la presente invención, se incrementa la eficiencia térmica del combustible con el cambio de estado de líquido a vapor; el combustible secundario en forma de vapor, aporta poder calorífico y eficiencia térmica por la entalpía de vaporización en este ciclo, para mejorar la eficiencia de la combustión.  Si comparamos el poder calorífico de la gasolina con el de otros combustibles alternativos usados en los motores de Ciclo Otto, tales como el gas natural comprimido (GNC) y el gas licuado de petróleo (GLP), estos gases tienen un poder calorífico más bajo que el de la gasolina. Aunque sus emisiones son más limpias, la potencia generada y su autonomía, son menores comparados con los motores que usan gasolina. El evaporador de la presente invención, funcionando en motores de Ciclo Otto a gas, mejora la mezcla, aporta poder calorífico y eficiencia térmica para compensar las pérdidas de potencia y su baja autonomía.