ES2360993A1 - Sistema de inyección de agua en motor de combustión interna y procedimiento de inyección. - Google Patents
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Abstract
Sistema de inyección de agua en motor de
combustión interna y procedimiento de inyección.
Sistema que comprende un depósito de agua (1),
unos medios de impulsión del agua, unos medios de disociación o
disociador (2) del agua y unos medios de inyección en el colector de
admisión del motor (1) u otro punto del circuito de entrada del
aire, provocando la disociación del agua en hidrógeno y oxígeno. El
disociador (2) está constituido por al menos un conducto (2)
estrecho de paso del agua, presentando dicho conducto (21) al menos
un hilo (22) de nicróm a su largo, estando estos hilos (22) de
nicróm conectados con una fuente eléctrica para la generación de una
corriente inductiva. El procedimiento de inyección de agua comprende
la disociación del agua antes de la inyección en el aire de admisión
del motor (1), siendo el agua disociada suministrada de forma
sincronizada con la velocidad de giro del motor (1).
Description
Sistema de inyección de agua en motor de
combustión interna y procedimiento de inyección.
La presente invención se refiere a un sistema de
inyección de agua en motor de combustión interna con el fin de
optimizar su funcionamiento.
Son conocidos diversos sistemas de inyección de
agua en la admisión de un motor de combustión interna, por ejemplo
un motor de ciclo diésel o de ciclo otto preferentemente, que
consisten en inyectar una cierta cantidad de agua en el aire de
admisión a dicho motor.
Por ejemplo la solicitud de PCT WO2007/068260 de
D. Christian Javier García Rojas, describe un sistema que mediante
una bomba inyecta una pequeña cantidad de agua destilada en el aire
de admisión mediante uno o más pulverizadores dispuestos en el
colector de admisión.
También, la patente de invención española
ES530493 de la firma Forschungsgesellschaft Fur Energietechnik und
Verbrennungsmotoren MBH. describe un procedimiento y dispositivo de
inyección de agua y alcohol en el aire de admisión de un motor de
combustión interna con la intención de incrementar la cantidad de
moléculas con enlaces OH (hidróxido) que mejoran la combustión
posterior.
Todos estos sistemas comprenden básicamente un
depósito de agua, unos medios de impulsión del agua y unos medios de
inyección en el colector de admisión del motor, y se apoyan en que
el agua a partir de una cierta temperatura se disocia en sus
componentes básicos, que son oxígeno e hidrógeno. El hidrógeno
separado en la cámara de combustión tiene una gran interacción con
la mezcla de aire y combustible, ayudando a que la explosión o
inflamación se produzca más correcta. A su vez, el aporte de oxígeno
extra que se produce permite que la atmósfera de combustión sea
óptima para una completa combustión del combustible, con lo que se
evita la salida de hidrocarburos sin quemar en los gases de
escape.
Sin embargo estos sistemas presentan un problema
considerable, que consiste en que el agua se introduce en el motor
mediante la pulverización directa en el colector de admisión, con lo
que no está en un estado óptimo para su correcta combustión una vez
mezclada con el aire y el combustible.
Esta situación lleva a que la adición de agua no
sea tan efectiva, e incluso exista problemas de acumulación de agua
líquida sin usar en distintas partes del motor por su incorrecta
pulverización y disolución en el flujo de aire.
El sistema de inyección de agua en motor de
combustión interna y procedimiento de inyección, objeto de esta
invención, presenta unas particularidades técnicas destinadas a
mejorar la combustión en el motor, obteniendo un menor consumo, una
mayor potencia y una reducción de los gases contaminantes emitidos
como resultado de una combustión asistida más completa.
Para ello el sistema comprende unos medios de
disociación o disociador del agua antes de su introducción en el
motor por los medios de inyección. Esta agua disociada en el oxígeno
e hidrógeno que la conforman permite que la combustión sea más
espontánea y completa. Por un lado el hidrógeno aporta más energía
al motor en su combustión y el aporte extraordinario de oxígeno al
oxígeno natural del aire permite que la quema de los combustibles
sea completa, evitando asó la emisión de hidrocarburos sin quemar y
reduciendo la cantidad de dióxido de carbono emitido por el motor a
la atmósfera.
Este funcionamiento representa una mejora
notable respecto a otros sistemas de inyección de agua, en los que
el agua se añade directamente y se descompone en el interior del
motor al alcanzar las altas temperaturas que se producen en la
cámara durante la quema del combustible, con lo que consume energía
y su efecto es retrasado de forma inconveniente.
En una realización principal, el disociador está
constituido por un conducto estrecho de paso del agua, presentando
dicho conducto al menos un hilo de nicróm (aleación de hierro,
níquel y cromo) dispuesto a su largo, estando este hilo de nicróm
conectados con una fuente eléctrica para la generación de una
corriente inductiva, tal como la propia batería de un coche. Estos
hilos provocan la disociación del agua en sus componentes básicos
gracias a la corriente inductiva aplicada.
Así, en una primera realización el conducto de
paso del agua en el disociador está configurado en espiral en el
interior de una carcasa externa de refuerzo.
En otras realizaciones el conducto se puede
colocar longitudinalmente simple o apilado múltiple en una carcasa
prismática u otras conformaciones.
Los medios de impulsión del agua desde el
depósito comprenden una bomba de impulsión asociada a dicho depósito
de agua, por ejemplo sumergida y un regulador de presión
suministrada por dicha bomba, para evitar sobrepresiones en el
sistema y permitir una presión constante y regulada de
suministro.
Para la correcta dosificación del agua disociada
se ha previsto que los medios de impulsión comprenden una microbomba
de impulsos de suministro del agua al disociador, estando esta
microbomba de impulsos conectada con una unidad de control para la
regulación de los impulsos de suministro de agua a disociar
sincronizado con la velocidad de giro del motor. Así, la
dosificación de agua disociada en el flujo de aire de admisión
corresponde de forma ventajosa con la apertura de las válvulas que
determinan el consumo de aire entrante, por ejemplo.
Esta unidad de control, además puede tener
diversas funciones como por ejemplo iniciar el funcionamiento del
sistema solo a partir de una velocidad del motor mínima, un seguro
de puesta en marcha sin agua, o diagnosis del sistema, además de la
citada dosificación del agua disociada.
Los medios de inyección comprenden una válvula
de retorno del agua disociada no utilizada y un difusor del agua
disociada en el motor. Así, se permite que el propio sistema tenga
unos medios de vaciado interno cuando el motor se para o no necesita
la inyección de agua y unos medios correctos de inyección del agua
por difusión en el flujo del aire.
El difusor está conectado directamente en el
colector de admisión del motor, lo cual no exige cambios notorios
en la mecánica del vehículo ni de su aspecto estético.
Con este sistema, el procedimiento de inyección
de agua en motor de combustión interna, comprende la disociación del
agua antes de la inyección en el aire de admisión del motor, con lo
no resta potencia en la combustión y la mejora mediante la
aportación del oxígeno y el hidrógeno.
Además el procedimiento prevé que el agua
disociada es suministrada de forma sincronizada con la velocidad de
giro del motor para realizar una dosificación correcta según las
necesidades de consumo y los momentos en los que el flujo de aire
llena las cámaras de combustión para evitar condensaciones
innecesarias de agua en el colector de admisión.
Para complementar la descripción que se está
realizando y con objeto de facilitar la comprensión de las
características de la invención, se acompaña a la presente memoria
descriptiva un juego de dibujos en los que, con carácter ilustrativo
y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
- La figura 1 muestra un esquema del
sistema.
- La figura 2 muestra una vista esquematizada
del disociador configurado en espiral.
- La figura 3 muestra una vista esquematizada
del disociador configurado por un conducto longitudinal.
- La figura 4 muestra una sección transversal de
un conducto del disociador.
Como se puede observar en las figuras
referenciadas, el sistema comprende un depósito de agua (1) con unos
medios de impulsión, un disociador (2) y unos medios de inyección
del agua disociada en el flujo de aire de admisión de un motor (3)
de combustión interna.
Los medios de impulsión comprenden una bomba
(41) de impulsión sumergida en el depósito de agua (1) y un
regulador de presión (42) suministrada por dicha bomba. A
continuación del regulador se encuentra una microbomba (43) de
impulsos, la cual está asociada con una unidad de control (5)
electrónica que vigila el funcionamiento del motor (3) y
principalmente su velocidad de giro y puntos de combustión en las
cámaras para dosificar el agua suministrada mediante la microbomba
(43) al motor (3).
A la salida de la microbomba (43) de impulsos se
encuentra el disociador (2) del agua que separa el oxígeno e
hidrógeno que contiene. El disociador (2) está constituido por un
conducto (21) de al menos 10 centímetros de largo y unos 4
milímetros de diámetro aproximadamente, conformado en un material
aislante, por el cual circula el agua a disociar. En el seno de
dicho conducto (21) se encuentran dos hilos (22) de aleación de
nicróm paralelos, así representado en la figura 4, siendo cada hilo
(22) de configuración plana, de 1,5 milímetros de ancho y 0,6
milímetros de espesor aproximadamente. Dichos hilos (22) están
conectados con una fuente de alimentación eléctrica (no
representada), para la generación de una corriente de inducción.
Esta fuente de alimentación eléctrica puede ser la batería del
vehículo en el caso de tratarse del motor (1) de un automóvil.
Este conducto (22) está dispuesto en espiral
dentro de una carcasa (23a) externa de refuerzo, por ejemplo
configurada en poliéster, así representado en la figura 2.
En una alternativa de realización, representada
en la figura 3, el disociador (2) presenta el conducto (21)
dispuesto longitudinalmente dentro de una carcasa (23b) de
refuerzo.
Los medios de inyección comprenden una válvula
de retorno (6), conectada a la salida del disociador (2) y que está
asociada a un difusor (62) del agua en el flujo de aire, presentando
dicha válvula de retorno (61) una salida (63) secundaria para su
conexión con el depósito de agua (1) y retornar el agua no
incorporada al flujo de aire de admisión.
En este caso, el difusor (63) está conectado con
el colector de admisión (no representado) del motor (1).
Una vez descrita suficientemente la naturaleza
de la invención, así como un ejemplo de realización preferente, se
hace constar a los efectos oportunos que los materiales, forma,
tamaño y disposición de los elementos descritos podrán ser
modificados, siempre y cuando ello no suponga una alteración de las
características esenciales de la invención que se reivindican a
continuación.
Claims (9)
1. Sistema de inyección de agua en motor de
combustión interna, del tipo de los que comprenden un depósito de
agua (1), unos medios de impulsión del agua y unos medios de
inyección en el colector de admisión del motor (1) u otro punto del
circuito de entrada del aire, caracterizado porque comprende
unos medios de disociación o disociador (2) del agua antes de su
introducción en el motor (1) por los medios de inyección para
provocar la disociación del agua en hidrógeno y oxígeno.
2. Sistema, según la reivindicación 1,
caracterizado porque el disociador (2) está constituido por
al menos un conducto (21) estrecho de paso del agua, presentando
dicho conducto (21) al menos un hilo (22) de nicróm a su largo,
estando estos hilos (22) de nicróm conectados con una fuente
eléctrica para la generación de una corriente inductiva.
3. Sistema, según la reivindicación 2,
caracterizado porque el conducto (21) está configurado en
espiral en el interior de una carcasa (23a) externa de refuerzo.
4. Sistema, según la reivindicación 1,
caracterizado porque los medios de impulsión comprenden una
bomba (41) de impulsión asociada al depósito de agua (1) y un
regulador de presión (42) suministrada por dicha bomba (41).
5. Sistema, según la reivindicación 1,
caracterizado porque los medios de impulsión comprenden una
microbomba (43) de impulsos de suministro del agua al disociador
(2), estando esta microbomba (43) de impulsos conectada con una
unidad de control (5) para la regulación de los impulsos de
suministro de agua a disociar sincronizado con la velocidad de giro
del motor (1).
6. Sistema, según la reivindicación 1,
caracterizado porque los medios de inyección comprenden una
válvula de retorno (61) del agua disociada no utilizada y un difusor
(62) del agua disociada en el motor.
7. Sistema, según la reivindicación 6,
caracterizado porque el difusor (63) está conectado
directamente en el colector de admisión del motor (1).
8. Procedimiento de inyección de agua en motor
de combustión interna, caracterizado porque comprende la
disociación del agua antes de la inyección en el aire de admisión
del motor (1).
9. Procedimiento, según la reivindicación 8,
caracterizado porque el agua disociada es suministrada de
forma sincronizada con la velocidad de giro del motor (1).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200801870A ES2360993B1 (es) | 2008-06-19 | 2008-06-19 | Sistema de inyección de agua en motor de combustión interna y procedimiento de inyección. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200801870A ES2360993B1 (es) | 2008-06-19 | 2008-06-19 | Sistema de inyección de agua en motor de combustión interna y procedimiento de inyección. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2360993A1 true ES2360993A1 (es) | 2011-06-13 |
| ES2360993B1 ES2360993B1 (es) | 2012-04-24 |
Family
ID=44067689
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES200801870A Active ES2360993B1 (es) | 2008-06-19 | 2008-06-19 | Sistema de inyección de agua en motor de combustión interna y procedimiento de inyección. |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| ES (1) | ES2360993B1 (es) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4052139A (en) * | 1974-11-12 | 1977-10-04 | Pierre Paillaud | Method and apparatus for improving the energy yield of a reaction |
| WO1992022679A1 (en) * | 1991-05-17 | 1992-12-23 | Meyer Stanley A | Water fuel injection system |
| US20050029120A1 (en) * | 2003-08-01 | 2005-02-10 | Ronny Bar-Gadda | Radiant energy dissociation of molecular water into molecular hydrogen |
-
2008
- 2008-06-19 ES ES200801870A patent/ES2360993B1/es active Active
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Also Published As
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|---|---|
| ES2360993B1 (es) | 2012-04-24 |
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