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Patent Searching and Data


Title:
AUTOMOTIVE ELECTROCHEMICAL REACTOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2010/041918
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to a reactor which comprises electronic, physical and chemical components for increasing the efficiency of fuel (petrol or diesel fuel) as well as reducing pollution with a reduction in the emission of sulphur dioxide (SO2), nitrogen oxides (NOx), particulate matter and carbon monoxide (CO), by means of the combined effects of catalysis of the fuel molecules and ionization, the aim being to achieve a better performance (kilometres per litre of fuel). The present invention is intended to increase the efficiency of internal combustion engines for motor vehicles or other types of application and uses a valve control system for optimizing operation of the system.

Inventors:
PALLARES MARTINEZ, José Luis (Unidad Lindavista Vallejo M2 Edificio 31 EJ 202, C.P. México, D.F., 07720, MX)
HERNÁNDEZ ALARCÓN, Ramón (Mar Tirreno No. 107, Colonia Popotla,C.P, México D.F., 11400, MX)
Application Number:
MX2008/000135
Publication Date:
April 15, 2010
Filing Date:
October 08, 2008
Export Citation:
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Assignee:
PALLARES MARTINEZ, José Luis (Unidad Lindavista Vallejo M2 Edificio 31 EJ 202, C.P. México, D.F., 07720, MX)
HERNÁNDEZ ALARCÓN, Ramón (Mar Tirreno No. 107, Colonia Popotla,C.P, México D.F., 11400, MX)
International Classes:
F02M27/04; F02B51/02; F02B51/04; F02M27/02
Attorney, Agent or Firm:
PALLARES MARTINEZ, José Luis (Unidad Lindavista Vallejo M2 Edificio 31 EJ 202, C.P. México, D.F., 07720, MX)
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Claims:
REIVINDICACIONES:

1. Un sistema para ahorro de combustible que consiste de una batería para suministro de energía (8), un interruptor de corriente (7), computadora del vehículo (9), riel de inyectores (10), múltiple de admisión (11), purificador de aire (12), motor de combustión interna (13), convertidor catalítico para gases de combustión (14), sensor de oxígeno(15) ubicado antes de Ia entrada al convertidor catalítico, toma de gases de escape (16) a Ia salida del convertidor catalítico, y bomba eléctrica de combustible (17) caracterizado por que el sistema cuenta con un comando electrónico (1), una válvula de inyección de vapor de aire y/o vapor de agua (3), un condensador (4) que recupera el vapor de los gases de combustión, y un vaso reactor (5) que cuenta con catalizadores, magnetos permanentes y bobinas electromagnéticas para Ia adecuación de Ia mezcla que será alimentada al motor de combustión interna.

2. Vaso reactor electroquímico para acondicionar combustible que consiste de un vaso reactor que cuenta con un ducto de admisión de combustible (27), monolitos catalizadores para potenciar el combustible (28), un yunque magnético (31), un conjunto de imanes permanentes (30), un comando electrónico (1) una bobina electromagnética que recibe pulsos de un comando electrónico para Ia ionización del combustible (30), un conector para Ia bobina electromagnética (29), una bujía para pre calentamiento del combustible (30) y un ducto de salida para el combustible potencializado (31).

3. Un vaso reactor electroquímico como el que se reclamó en Ia cláusula 2 caracterizado porque el catalizador es rodio soportado en silicio.

4. Un condensador para acondicionar gases de combustión para un motor de combustión interna que cuenta con un conjunto de bobinas electromagnéticas que magnetizan los yunques magnéticos los cuales reciben pulsos eléctricos para formar un campo magnético, un conjunto de imanes permanentes, un filtro, un sustrato catalizador y conectores de carga de gases de combustión y de salida de gases de combustión.

5. Un método para acondicionar gases de combustión para un motor de combustión interna que consiste de hacer pasar los gases de combustión a través de un condensador en donde los gases son transportados a través de un campo magnético y un sustrato catalizador que permite Ia recuperación de vapor de agua.

6. Un aparato como el que se reclamó en Ia cláusula 1 en donde el condensador cuenta con un conjunto de bobinas electromagnéticas, yunques magnéticos, imanes permanentes, conectores, sustrato catalizador, filtro, conector de descarga y conector de entrada de gases de escape.

7. Método para acondicionar combustible en un motor de combustión interna en donde un conjunto electromagnético (2) excita y controla Ia reacción química de catálisis que se lleva a cabo en los catalizadores (28) de rodio soportados en silicio que se encuentran inmersos en un recipientes específicos de combustible denominados vaso reactor o reactor (5), en donde el combustible que proviene de Ia bomba eléctrica (17), se introduce por el conector (27) y pasa por una bujía pre calentadora de combustible (29), en donde una vez que las moléculas de combustible alcanzan Ia temperatura de trabajo se expanden y gasifican, para pasar de inmediato, por los campos magnéticos establecidos por los yunques magnéticos (31), los cuales son activados por las bobinas electromagnéticas (30), caracterizado por que las bobinas electromagnéticas (30) reciben los pulsos eléctricos ordenados por un comando electrónico (1) y Los campos magnéticos o de tratamiento del combustible se generan por el choque de polos positivos ejercidos por los imanes permanentes (30) instalados en serie, provocando Ia ionización del combustible cuando pasa por el campo magnético del vaso reactor (5) en donde el combustible además atraviesa por una pluralidad de conductos de los sustratos catalizadores (28), modificando su orientación, con Io cual las moléculas del combustible se dispersan y se dividen provocando que los cambios, faciliten Ia hidrogenación y Ia combinación del combustible con el oxígeno, el combustible así enriquecido, sale por Ia boquilla ( 34 ), para cargar al riel de inyectores de combustible (10), del motor y obtener finalmente una combustión óptima.

8. Método para acondicionar combustible en un motor de combustión interna como el que se reclamo en Ia cláusula 8, en donde el combustible tratado es alimentado a una tubería de acoplamiento con el carburador del motor que se trate y obtener finalmente una combustión óptima.

9. Método para ahorro de combustible que consiste en utilizar un vaso reactor o reactor electroquímico con magnetos permanentes, catalizadores y bobinas electromagnéticas como el que se reclamó en Ia cláusula 1 , en donde el combustible es alimentado por una bomba (17) hacia el reactor (5) donde se lleva a cabo Ia dispersión de las moléculas de combustible, posteriormente el combustible tratado es enviado al riel de inyectores (10) para mezclarse con el aire que proviene del filtro (12) hacia el múltiple de admisión (11). La mezcla se alimenta a Ia cámara de combustión del motor (13) en donde se realiza Ia combustión y los gases producto de Ia combustión son expulsados del motor, hacia el convertidor catalítico y posteriormente a un tubo de escape (18). Caracterizado porque previo al convertidor catalítico se encuentra un sensor de oxígeno que mide Ia riqueza de Ia mezcla de los gases expulsados (mezcla pobre, mezcla rica o mezcla intermedia) y dependiendo esta variable se envía una señal a Ia computadora del vehículo y otra al comando electrónico y en base a este parámetro, Ia computadora se encarga de regular Ia cantidad de combustible que será enviado al riel de inyectores (10), mientras que por otra parte, una muestra de gases de escape (16) es enviada a un condensador (4) para separar el vapor y gases de combustión para que posteriormente el vapor sea alimentado mediante las válvulas de inyección de vapor (43) al múltiple de admisión de aire (12) mediante una boquilla de alimentación (19) para empobrecer Ia mezcla de acuerdo a Io requerido para una combustión ideal empobreciendo Ia mezcla de combustible y aire con vapor de agua, refrescando así Ia cámara de combustión y reduciendo Ia formación de NOx.

10. Un comando electrónico para un sistema de ahorro de combustible como el que se reclamó en Ia cláusula 1, en donde el comando se compone de un circuito de regulación de voltaje, un circuito de acondicionamiento de señales, un micro controlador y un circuito relevador de válvulas.

11. Conjunto de válvula de inyección de aire (42) y/o vapor de agua (43), que consiste de un calibrador (35) resorte (36) conector (37), membrana (38), pistón (39), válvula reguladora (40), calibrador (41), válvula electromagnética (42), válvula dosificadora de vapor de agua (43) y tapa (44), el conector de entrada de vapor (45), el conector de aspiración de aire (46), Ia boquilla de alimentación (47) de vapores al múltiple de admisión, el filtro (48) y el tapón removible (49), Caracterizado por que las válvulas electromagnéticas (42) son activadas por el comando electrónico (1), para inyectar pequeñas cantidades de aire al tubo múltiple de admisión (11) del motor (13), para empobrecer Ia mezcla aire-combustible, siempre que el censor de oxígeno (16) mande Ia señal de que Ia mezcla carburante se encuentra cargada de combustible es decir es MEZCLA RICA y en donde el relevador (34) recibe Ia señal y ordena Ia activación de Ia válvula (42) para Ia inyección de aire y simultáneamente se activan las válvulas de inyección de vapor de agua (43), para refrescar Ia mezcla aire-combustible y reducir en consecuencia Ia formación de óxidos de nitrógeno. El vapor de agua se obtiene por Ia recuperación de gases de escape en el CONDENSADOR (4).

Description:
REACTOR ELECTROQUÍMICO AUTOMOTRIZ

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

Campo técnico de Ia invención:

La presente invención se refiere a un reactor que comprende componentes electrónicos, físicos y químicos para potenciar el rendimiento de combustible (gasolina o diesel), además de reducir Ia polución al disminuir Ia emisión de dióxido de azufre (SO 2 ), óxidos de nitrógeno (NOx), material particulado y monóxido de carbono (CO), mediante los efectos combinados de catálisis de las moléculas de combustible, y ionización, cuya meta es obtener un mayor rendimiento (kilómetros por litro de combustible). La presente invención esta orientada a incrementar el rendimiento de motores de combustión interna para vehículos automotores o para otro tipo de aplicaciones y utiliza un sistema de control de válvulas para optimizar el funcionamiento del sistema.

Antecedentes de Ia invención

Es importante destacar, que los efectos negativos derivados de Ia contaminación del aire por desechos de combustión de cuyos efectos hoy ya estamos viviendo sus consecuencias, tales como el efecto invernadero a nivel mundial, que hoy demandan de acciones correctivas y preventivas inmediatas que controlen de manera confiable y permanente, a las fuentes promotoras de estas emisiones contaminantes.

Considerando que Ia inclusión de ALTA TECNOLOGÍA y el mantenimiento técnico oportuno, son Ia clave para que, los vehículos de combustión interna abatan su consumo de combustible en paralelo con sus niveles de emisión de contaminantes tales como CO, HC, NOx, C02 y S02 y en consecuencia puedan así contribuir y contrarrestar los efectos derivados de Ia contaminación del aire. Estas premisas originan y dan motivo a nuestra PROPUESTA TECNOLÓGICA. En consecuencia, hablar de reducción de contaminación por desechos de combustión nos lleva en paralelo con Ia búsqueda del alto rendimiento de combustible para uso vehicular, que es un tema que en Ia última década a tomado gran importancia a nivel internacional, debido principalmente a los altos costos de las gasolinas, como una de las consecuencias de Ia inminente disminución de las reservas de Petróleo en Estados Unidos de Norte América, y del poder económico y político que este y los grandes productores de crudo están ejerciendo sistemáticamente, sobre los Países menos favorecidos por estos energéticos. Prueba de esta preocupación es que los grandes de Ia Industria Automotriz Internacional, desde el año 1998, dieron a conocer en el mercado sus nuevos vehículos experimentales con motores de uso alterno de sus cilindros, así como también en 2005 GMC, TOYOTA, HONDA y otros fabricantes dieron a conocer sus Vehículos Experimentales Híbridos (Eléctricos y gasolina) y cuya finalidad en principio busca alcanzar un alto rendimiento de combustible en tránsito de Ciudad.

El uso de campos magnéticos como acondicionadores de fluidos de combustión ha sido previamente tratado por diferentes autores, dentro de los que podemos citar Ia solicitud de patente de los Estados Unidos US2008190771 (Tao Rongjia, et al.) en donde se menciona un aparato magnético para el tratamiento de un fluido. Otra solicitud para este efecto es Ia solicitud de patente internacional publicada como WO 2008093204, Ia cual se refiere a un proceso para el tratamiento de un combustible líquido que comprende un par de magnetos permanentes que tienen Ia misma polaridad, definiendo entre ellos un área T de tratamiento de combustible líquido, acoplado a una distancia no mayor a 80 centímetros de Ia cámara de combustión.

La solicitud de patente JP 2008121442 propone un arreglo de magnetos cilindricos colocados en dirección axial y una pluralidad de magnetos tubulares reglados en Ia periferia del mismo.

La solicitud de patente WO2006099657 se refiere a un aparato para Ia continua adición de estaño a un combustible. El aparato comprende: un cilindro no magnético, dicho cilindro tiene extremos adecuados para acoplarse en una línea de combustible; un anillo magnético lateral dentro de cada extremo de dicho cilindro en donde los polos de dichos magnetos son opuestos, y dicho magneto y cada uno de dichos magnetos se encuentra resguardado dentro de un material magnético que protege el peso y Ia periferia de dicho magneto. Al menos un miembro magnético externo colocado entre dichos magnetos; un miembro lateral interno adyacente a dichos magnetos, dicho miembro cuenta con una pluralidad de aperturas para el paso del combustible y una pluralidad de discos recubiertos de estaño entre dichos miembros laterales y discos adyacentes recubiertos de estaño teniendo entre ellos una placa de abrasión que comprende un disco aserrado con superficies abrasivas.

La solicitud de patente de los Estados Unidos US2008041350 se refiere a un sistema para mejorar Ia combustión en máquinas de combustión interna. Esta invención mejora Ia eficiencia de Ia combustión y reduce Ia polución por emisiones de motores de combustión interna, mediante Ia reformación de combustibles derivados de hidrocarburos para obtener una combustión completa. Este es un sistema que se acompaña de un dispositivo de tratamiento de combustible pre-ignición en el cual grandes y complejas moléculas de hidrocarburos son fracturadas en moléculas menores y simples. En este sistema el proceso de fractura se lleva a cabo en presencia de un catalizador que consiste de una varilla de hierro.

La solicitud de patente China CN1386973 a un limpiador ahorrador de combustible que consiste de una cámara de transporte cilindrica y una cámara cilindrica magnetizada, las cuales están paralelamente contenidas en un contenedor y comunicadas a través de sus partes superiores. Dichas cámaras cilindricas transportadoras cuentan en su parte superior a Ia entrada de combustible con un catalizador denso de platino (Pt) neto. Dicha cámara cilindrica magnetizada que cuenta con una salida en el fondo, es dividida en varias cavidades magnéticas de acero. Su ventaja es una estructura simple, un tamaño pequeño, alto desempeño, menores concentraciones de humo, ahorro de un 5.7 % de combustible y menores depósitos de carbón en el cilindro.

La patente de los Estados Unidos US5882514 se refiere a un aparato para el tratamiento magnético de un fluido que consiste de un cartucho magnético arreglado dentro de una coraza de tal manera que forma un pasaje entre Ia entrada y Ia salida de Ia coraza y que cuenta con componentes para someter al fluido a fuerzas por turbulencia y fuerzas magnéticas. El cartucho magnético comprende discos magnéticos y uno o ambos pasajes centrales o anulares a través de Ia coraza. El pasaje anular puede estar además definido por un enrollamiento espiral para acelerar al fluido, y el enrollamiento y Ia superficie del cartucho puede estar hecho de metales catalíticos para mejorar el tratamiento de combustible.

La publicación internacional WO9727272 se refiere a una invención que pertenece al campo del diseño del motor y se puede utilizar para el tratamiento del combustible y del aceite usado en motores de combustión interna. Este método incluye Ia generación de turbulencia en el flujo dé combustible y el paso de ella a través de un campo magnético permanente en ángulo entre 0 y 88 grados, o 180 y 268 grados, concerniente a un plano situado a Io largo de las líneas de Ia fuerza del campo magnético y de cruzar Ia zona activa que abarca el número más grande de esas líneas, Ia tensión de dicho campo magnético que varía entre 100 y 3000 oersteds. Durante Ia operación del motor, los materiales y los metales de lubricante del motor se sujetan a Ia acción del combustible tratado para una duración t que exceda un segundo. Esta acción se repite en los intervalos de tiempo T = (1x10) t durante el cual el combustible y Ia mezcla aire-combustible es tratada por Ia acción catalítica usando el combustible tratado y los materiales y los metales del lubricante del motor. El dispositivo incluye un depósito de gasolina (1), una pipa de combustible (2), un surtidor de gasolina (3) y un sistema de Ia magnetización (4) que alternadamente abarque un cuerpo (5) de material no magnético que incluye una fuente (6) de campo magnético permanente con un conductor magnético (7) que rodea el canal de flujo (9) del tubo de combustible.

La patente rusa RU2118690 se refiere a un método que implica el flujo turbulento del combustible y su paso a través de campo magnético de C. C. en un ángulo <EMI ID=0.491 HE=6 Wl=24 TI=CHI> ó <EMI ID=0.492 HE=6 Wl=36 TI=CHI>0 al plano a Io largo de líneas de campo magnético de fuerza que cruce Ia región donde el número más grande de estas líneas está actuando en Ia fuerza de campo magnético H = 100- 30 000 Oe, Ia exposición de los lubricantes del motor y de los metales al combustible así tratado mientras que el motor está funcionando por durante un tiempo t por Io menos de 1 s, esta acción que es a tiempo de intervalo repetido T = (1-10T = (1-106) t6) t dentro del cual el combustible y Ia mezcla aire combustible son tratados exponiéndolo al efecto catalítico de lubricantes y de los metales tratados del motor. Este método es ejecutado por un dispositivo que consiste de un depósito de gasolina, Ia tubería de Ia gasolina, Ia bomba de Ia transferencia de combustible, y facilidad magnética que incorpora una cubierta no magnético que acomoda fuente del campo magnético de Ia C. C. con el circuito magnético alrededor del canal de flujo de tubería de Ia gasolina hecho bajo Ia forma de herradura cuyos extremos se interconecten a través de puente y que tenga a través de ranura en el centro de su arco; los extremos internos de bordes ranurados se biselan. El canal de flujo se pasa a través de esta ranura al ángulo de sus bordes. El puente monta Ia fuente del campo magnético de Ia CC. cuyos postes son perpendiculares colocados al plano de herradura.

El documento CN1155623 se refiere a un catalizador de gasificación para romper las moléculas de un combustible, que se instalará en el carburador para una función más alta. Se compone de un tubo cerámico piezoeléctrico revestido con aerosol y de un forro, en vez del tubo y del inyector del carburador que conecta el tubo espiral, juntado con Ia turbina. Sus filtros de aire del cambiador para Ia turbina y Ia turbina magnética están conectados y rotan coaxialmente. Bajo Ia ruptura catalítica y de presurización en el carburador, el combustible es desintegrado en partículas ultra finas y se combinan completamente con oxígeno en el aire, Ia presión cada vez mayor, densidad, energía mecánica y estallan velocidad de ignición del gas mezclado con combustible, mejorando el desempeño, Ia eficacia del combustible, Ia energía de ahorro y Ia reducción de Ia contaminación ambiental.

La patente de Estados Unidos US5331807 refiere a un aparato magnético para acondicionar el aire y el combustible entrantes a un motor de combustión interna para mejorar Ia operación del motor. El aire y el combustible, incluyendo el combustible diesel, están conforme a las líneas de fuerza de los postes opuestos de los imanes montados en las líneas de Ia admisión del aire y de combustible. En otra modalidad, también se utiliza para reducir emisiones indeseadas, el escape que lleva al convertidor catalítico y el convertidor catalítico están conforme a los campos magnéticos de los postes opuestos de imanes. Otras modalidades prevén el uso de imanes en hornos de mejorar Ia eficacia y reducir emisiones indeseadas en tales dispositivos.

El documento japonés Extracto de JP63167062 refiere a un aparato para mejorar Ia combustión pasando el aire entre campos magnéticos de las ferritas que se polimerizan con intervalos apropiados en números apropiados para causar Ia reacción catalítica y de tal modo Ia generación de menos iones y disminuyéndolos en el óxido al haber menos iones para Ia combustión del combustible del CH. La invención en una modalidad utiliza una ferrita y un plano que usa ferrita, Ia cual es colocada en un conjunto de placas de hule y colocadas y retenidas dentro de una cubierta cilindrica mediante el uso de dos tubos de montaje proporcionados en los puertos de descarga. Una hoja común para Ia pared de división se coloca entre cada ferrita para formar una rendija y ambas ferritas se polimerizan con los postes de N y de S en Ia oposición y se sostienen en un cuerpo con las placas favorables del marco, que tiene dos tubos de Ia conexión. Y se causa Ia reacción del catalizador y el ion negativo es generado dejando el aire, que es aspirado adentro por Ia presión negativa de un motor, cruza a través del campo magnético de Ia rendija y el ion se disuelve en el óxido y se quema después de Ia combinación con el combustible del CH.

La patente JP63050655 tiene como propósito mejorar eficacia del combustible, mediante Ia superposición de una cubierta de ferrita sin fondo y haciendo de los postes de N y de S opuestos en Ia instalación de una pequeña separación, Ia determinación de ellos en un elemento de filtro de aire, y Ia generación de iones negativos con fuerte presión negativa del aire.

La patente Japonesa JP62233467 provee una combustión completa de combustible, alimentando aire desde una máquina de vacío hacia un campo magnético generado entre ferritas suministrando iones negativos oxidados y enviándolos hacia una cámara de combustión o semejante y posteriormente sintetizando los iones con el combustible de CH. Otros documentos similares son las patentes japonesas JP62085164, JP60224964, JP60224963. En estos documentos solamente se considera Ia aplicación de campos magnéticos a Ia entrada del aire de combustión, limitándose en todos los casos a Ia generación de iones para mejorar Ia reacción de combustión.

Si bien todas las invenciones descritas con anterioridad consideran el uso de campos magnéticos para fracturar moléculas grandes y ramificadas en moléculas más sencillas, además de señalar los efectos catalíticos de los campos magnéticos o el uso ex profeso de materiales catalíticos, no resuelven el problema por completo ya que ninguna de ellas cuenta con un centro de comando electrónico que estimule y controle Ia ionización y Ia reacción química de los catalizadores permitiendo una respuesta variable mediante el censado de los gases de escape y el control de válvulas de admisión. Tampoco describen métodos de control para ajustar permanentemente Ia admisión y proporción de Ia mezcla combustible aire, en las diferentes etapas de marcha del vehículo.

Breve descripción de las figuras

La figura 1 es un diagrama del sistema reactor electroquímico integrado.

La figura 2 es un diagrama de bloques del circuito electrónico básico. La figura 3 es un diagrama en sección transversal del conjunto electromagnético y catalizador

La figura 4 es un diagrama electrónico del diseño básico (no limitativo) del circuito del relevador

La figura 5 es un diagrama del diseño básico (no limitativo) para las válvulas de inyección de aire y/o vapor de agua

La figura 6 es un diagrama del circuito básico (no limitativo) para Ia regulación de ^ voltaje.

La figura 7 es un diseño básico (no limitativo) para el acondicionamiento de las señales. La figura 8 es un diseño del circuito del micro controlador básico (no limitativo).

La figura 9 es un diseño básico (no limitativo) de Ia integración de los esquemas de trazado. La figura 10 es un diagrama de las válvulas dosificadoras de inyección de aire y/o vapor de agua integradas.

Descripción detallada de Ia invención.

La presente invención se refiere a un sistema potenciador de combustible (gasolina o diesel) que tiene Ia ventaja de reducir las emisiones contaminantes en motores de combustión interna, ya sea con carburador o con sistemas de inyección de combustible.

La innovación se. basa en un sistema electrónico que excita y controla Ia reacción química que ocurre en los catalizadores inmersos en recipientes específicos de combustible y de gases de escape.

La figura 1, muestra un diagrama del reactor electroquímico integrado en un vehículo, en donde se puede apreciar los componentes de Ia invención que incorpora un comando electrónico (1), un "vaso reactor" (5) que incorpora en su interior un conjunto electromagnético y catalizadores , una válvula de inyección de aire (3), un condensador (4), y las partes del vehículo que se encuentran en torno a Ia invención como son interruptor de corriente (7), batería (8), computadora del vehículo (9), riel de inyectores (10), múltiple de admisión (11), purificador de aire (12), motor de combustión interna (13), convertidor catalítico (14), censor de oxígeno (15), toma de gases de escape (16), y bomba eléctrica de combustible (17). En esta figura se ¡lustra Ia aplicación en su conjunto y su interacción con las partes que integran al vehículo.

El combustible es alimentado por Ia bomba (17) hacia el reactor (5) en donde se lleva a cabo Ia dispersión y enriquecimiento de las moléculas de combustible. El combustible tratado es enviado al riel de inyectores (10) para mezclarse con el aire que proviene del filtro (12) hacia el múltiple de admisión (11). La mezcla se alimenta a las cámaras de combustión del motor (13) en donde se realiza Ia combustión y se generan los gases producto de Ia combustión, los cuales son expulsados del motor, hacia el convertidor catalítico (14) y posteriormente a un tubo de escape (18). Previo al convertidor catalítico se encuentra un sensor de oxígeno (15) que mide el estado de Ia mezcla de los gases expulsados (mezcla pobre, mezcla rica o mezcla intermedia) dependiendo de esta variable, se envía una señal a Ia computadora del vehículo y otra al comando electrónico (1) y en base a este parámetro, Ia computadora se encargará de regular Ia cantidad de combustible que será enviado por los inyectores (10) a las cámaras de combustión del motor (13). Por otro lado, el sistema cuenta con una toma de gases de escape (16) que son enviados a un condensador (4) para separar el vapor de los gases de combustión y posteriormente el vapor es alimentado mediante las válvulas de inyección de vapor (3) al colector de admisión de aire (12) mediante una boquilla de alimentación (19) para empobrecer Ia mezcla de acuerdo a Io requerido para una combustión ideal. Una de las ventajas de Ia invención radica en empobrecer Ia mezcla de combustible aire con vapor de agua para refrescar Ia cámara de combustión y reducir así Ia formación de NOx.

Es importante mencionar que hasta ahora ningún sistema de pre tratamiento de combustible para motores de combustión interna cuenta con un sistema de control integral de esta naturaleza.

La presente invención incorpora como parte de Ia novedad, un conjunto de circuitos electrónicos figuras 2, 4, 6, 7 8 y 9, específicamente diseñados para cumplir con las siguientes características técnicas operacionales

Primero: para un sistema de control basado en tres condiciones y dos estados. En el cual inicialmente el sistema recibe Ia señal analógica de un sensor que tiene de 0 a 1 volt de corriente directa

Segundo: para los casos en que el voltaje recibido sea menor o igual a 0.5 VCD Ia señal de salida será igual a 1 lógico con valor de 5 VCD y para los valores de 0.8 y 1.0 VCD Ia señal de salida será igual a "0" lógico. El sistema cuenta con tres LED (diodos emisores de luz) indicadores de cada estado y cada uno encenderá dependiendo del nivel de voltaje recibido del sensor, solo uno a Ia vez. Tercero: la salida lógica alimentará a uno o más relevadores que activan Ia o las válvulas de inyección de aire y/o vapor de agua. El voltaje del relevador es de 12 VCD con una corriente menor a 1 Ampere. Todo el sistema cuenta con un voltaje de alimentación de 12 VCD y el nivel de voltaje requerido para Ia salida depende del o los relevadores seleccionados. Así mismo, las ELECTRO-BOBINAS (30) del "vaso reactor" (5) y del condensador (4) serán activadas por Ia señal de uno o más relevadores.

El sistema se compone de un comando electrónico (1), con circuitos integrados que es amigable con los controles electrónicos originales de los vehículos. Este comando controla Ia secuencia de conmutación de las bobinas electromagnéticas (30), en sincronía con los dispositivos para activar o cancelar temporalmente el uso de Ia o las válvulas de inyección de aire (42) o vapor de agua (43) que han sido diseñadas específicamente para esta función, con sus componentes tales como, Ia tapa (44), el conector de entrada de vapor (45), el conector de aspiración de aire (46), Ia boquilla de alimentación (47) de vapores al múltiple de admisión, el filtro (48) y el tapón removible

(49).

Es importante destacar que las válvulas electromagnéticas (42) son activadas por el comando electrónico (1), para inyectar pequeñas cantidades de aire al tubo múltiple de admisión (11) del motor (13), para empobrecer Ia mezcla aire-combustible.

En paralelo con Ia inyección de vapor de agua de las válvulas (43), que se obtiene de Ia recuperación de gases de escape a través del condensador (4) el cual se refiere a un aparato para el tratamiento magnético de gases de escape, que consiste de un colector magnético dispuesto dentro de una coraza que forma un pasaje entre Ia entrada y Ia salida del colector y que cuenta con componentes para someter el fluido a fuerzas por turbulencia y fuerzas magnéticas. El colector magnético comprende discos magnéticos y uno o más pasajes a través de un monolito catalizador y Ia coraza, para mejorar el tratamiento de los gases de escape. La figura 2 es un diagrama de bloques en donde se ilustra el diseño del circuito electrónico básico en donde se aprecia Ia batería (8) el regulador de voltaje (20), el censor (15), el circuito de acondicionamiento de señal (21), el micro procesador (9), el relevador (23) el conjunto de bobinas electromagnéticas (30) y válvula de inyección (3) y los indicadores (26). En el diagrama se muestra el sistema de comando de control (1) para Ia conmutación de las bobinas electromagnéticas (30) y para Ia apertura y cierre de Ia o las válvulas de inyección de aire y/o vapor de agua en el sistema de admisión de combustible del motor. Este sistema se utiliza para el desarrollo de los sistemas subsecuentes, a partir de este sistema se realizan las pruebas de diseño y cableado del sistema para cubrir los objetivos señalados como novedad de Ia invención.

La figura 3 muestra el conjunto electromagnético que excita y controla Ia reacción química de los catalizadores (6) inmersos en recipientes específicos de combustible.

La invención incorpora un conjunto de elementos electrónicos, químicos y físicos denominados "VASO REACTOR" o reactor (5) que operando en su conjunto transforman las moléculas de combustible, enriqueciéndolo por Ia acción de hidrogenación mediante el uso de catalizadores de rodio (6) (Rh) soportado y otros (promovido por silicio (Si) y otros). La acción del silicio modifica Ia conversión a todas las temperaturas de reacción, obteniéndose mayor selectividad de los catalizadores (6) hacia las moléculas de los combustibles (gasolina ó diesel) para hidrogenarlos. Así mismo, Ia ionización se produce cuando el combustible pasa por el campo magnético del "vaso reactor"(5), modificando su orientación, con Io cual las moléculas de combustible se dispersan y se dividen provocando que los cambios faciliten Ia hidrogenación y Ia combinación del combustible con el oxígeno, para obtener finalmente una poderosa y excelente combustión. .

El vaso reactor cuenta con un ducto de admisión de combustible (27), monolitos catalizadores para potenciar el combustible (6), yunques magnéticos (28), un conjunto de imanes permanentes (33), una bobina electromagnética (30) que recibe pulsos del comando electrónico para Ia ionización del combustible (1), un conector para Ia bobina electromagnética (29), una bujía para calentar el combustible (32) y un ducto de salida para el combustible potencializado (31).

La Figura 3, muestra al conjunto electromagnético (2) que excita y controla Ia reacción química de los catalizadores (6) inmersos en recipientes específicos de combustible denominados VASO REACTOR o reactor (5), así, el combustible que proviene de Ia bomba eléctrica (17), se introduce por el conector (27) y pasa por Ia bujía pre calentadora de combustible (32), y ya con temperatura de trabajo las moléculas de combustible se expanden y gasifican, para pasar de inmediato, por los campos magnéticos establecidos por los yunques magnéticos (28), los cuales son activados por las bobinas electromagnéticas (30), estos se acoplan con los conectores de las bobinas (29), y reciben los pulsos eléctricos ordenados por el comando electrónico (1). Los campos magnéticos o de tratamiento del combustible se generan con el choque de polos positivos ejercidos por los imanes permanentes (33) instalados en serie, y de esta manera, Ia ionización se produce cuando el combustible pasa por el campo magnético del VASO-REACTOR (5). En estas condiciones, el combustible pasa por Ia pluralidad de conductos de los sustratos catalizadores (6), modificando su orientación, con Io cual las moléculas del combustible se dispersan y se dividen provocando que los cambios faciliten Ia hidrogenación y Ia combinación del combustible con el oxígeno, y de esta forma, el combustible enriquecido, sale por Ia boquilla (31), para cargar al riel de inyectores de combustible (10), ó en su caso a Ia tubería de acoplamiento con el carburador del motor (no ilustrado) de que se trate y obtener finalmente una excelente y poderosa combustión.

La figura 4 es un diagrama electrónico del circuito de control del circuito del relevador para el control de válvulas. Para el diseño de salida del ó los relevadores, se utilizan transistores para obtener un resultado más efectivo en Ia implementación con el automóvil, así se pueden manejar fácilmente los niveles de voltaje y corriente que se ocupan en el relevador y las válvulas de inyección de aire y o vapor de agua. La figura 5 es un diagrama del diseño básico (no limitativo) para las válvulas de inyección de aire (42) y/o vapor de agua (43), en donde se muestran los siguientes componentes: el calibrador (35) resorte (36) conector (37), membrana (38)pistón (39), válvula reguladora (40), calibrador (41), válvula electromagnética (42), válvula dosificadora de vapor de agua (43) y tapa (44), el conector de entrada de vapor (45), el conector de aspiración de aire (46), Ia boquilla de alimentación (47) de vapores al múltiple de admisión, el filtro (48) y el tapón removible (49).

Es importante destacar que las válvulas electromagnéticas (42) son activadas por el comando electrónico (1), para inyectar pequeñas cantidades de aire al tubo múltiple de admisión (11) del motor (13), para empobrecer Ia mezcla aire-combustible, siempre que el sensor de oxígeno (16) mande Ia señal de que Ia mezcla carburante se encuentra cargada de combustible es decir es MEZCLA RICA.

Así el relevador (34) recibe Ia señal y ordena Ia activación de Ia válvula (42) para Ia inyección de aire y simultáneamente se activan las válvulas de inyección de vapor de agua (43), para refrescar Ia mezcla aire-combustible y reducir en consecuencia Ia formación de óxidos de nitrógeno. El vapor de agua se obtiene por Ia recuperación de gases de escape en el CONDENSADOR (4).

En Ia misma figura 10 se describen los componentes del CONDENSADOR (4) de manera no limitativa. Así se muestran las bobinas electromagnéticas (30) que magnetizan a los yunques magnéticos (50), los cuales reciben los pulsos eléctricos mediante los conectores (51), los imanes permanentes (52), para formar el campo magnético que permite Ia polimerización en intervalos apropiados, el sustrato catalizador (53), el filtro (54), el conector de descarga (45) y el conector de entrada de gases de escape (55).

El comando electrónico se compone de diferentes módulos electrónicos que se identifican como:

Regulación de voltaje (56) figura 6 Acondicionamiento de señales (57) figura 7 Micro controlador (58) figura 8 Relevador y válvulas (34) figura 4

El módulo de regulación de voltaje (56) se utiliza para adaptar el voltaje que proviene de Ia batería del automóvil ya que el micro controlador trabaja con 5VCD.

Modulo de acondicionamiento de señales (57). Este segmento del circuito amplifica Ia señal que envía el sensor, con el objetivo de aumentar Ia resolución y aprovechar Ia capacidad que tiene el micro controlador. Teniendo un rango de entre 0 y 5 Volts en el micro controlador se multiplica Ia señal de sensor por 5.

Analizando el circuito, amplificador operacional en configuración no-inversora, con el objetivo de tener una ganancia de 5 tenemos que:

/ Rf\ f B2k\

Ψo = Vi 11 + -p) = lvoltn + — J = 4.727voits

De esta forma logramos que un escalamiento en los voltaje y niveles de referencia para el circuito de control.

Nivel de Voltaje de Voltaje LED Estado de Ia

Aire/Combustible entrada amplificado Encendido válvula de

(VCD) (VCD) aire.

Pobre 0.8 a 1.0 3.78 a 4.727 Rojo ON

Lambda 0.6 a 0.79 2.83 a 3.73 Amarillo OFF

Rica 0 a 0.59 0 a 2.78 Verde OFF

En los valores comprobados se llega a tener el rango exacto de 0 a 5 volts debido a los valores de las resistencias.

Micro controlador (48) El controlador del sistema se presenta en Ia figura anterior y su desempeño depende de Ia programación, que se realizó de acuerdo a los requerimientos de las diferentes operaciones requeridas y los cálculos se realizaron con el objetivo de tener una respuesta lógica y automática de acuerdo a los cambios del sensor que emite las señales de operación de Ia combustión de Ia mezcla carburante.

Para Ia programación se consideran los valores digitales que va a recibir el controlador, el rango analógico de valores de voltaje es de 0 a 5VCD; utilizando 8 bits tenemos 256 valores posibles para convertir a valores digitales estos serán de 0000 0000 a 1111 1111 o en valores hexadecimales es de 00 a FF.

Mezcla Indicador Voltaje Rango Valor digital decimal

Pobre Rojo 3.78 a 5 185 a 255 B9 a FF

Lambda Amarillo 2.83 a 3.73 130 a 184 82 a B8

Rica Verde 0 a 2.78 0 a 129 00 a 81

La ventaja de utilizar software para este tipo de aplicaciones en control, es que resulta sencillo hacer las modificaciones que se requieran durante Ia puesta en marcha, sin cambiar el hardware del circuito. El software de diseño que se utilizó es CodeVision AVR y se generó un programa propio de lenguaje de programación C.

Para Ia programación 'in-system' de este diseño es indispensable el uso de una computadora con puerto paralelo instalando dos programas, los cuales se mencionan a continuación.

Primero el controlador contenido en el paquete p95nt.zip, el cual debe de instalarse en Ia computadora a utilizar y reiniciar el equipo.

Posterior a esto se crea una carpeta en el disco duro C: y se descomprimen los documentos del archivo avw1245r5.zip en una carpeta nueva. Después de esto es posible programar los micro controladores, con los comandos que se dan a continuación, Ia conexión con el micro controlador es delicada. Refiriéndose a Ia hoja de datos del micro controlador las conexiones que deben hacerse son:

Finalmente, si las conexiones están hechas y los programas han sido instalados se utiliza el símbolo del sistema o MS-DOS para programar. Al estar en Ia pantalla, se ubica uno en Carpeta raíz donde se descomprimió el programa y se utilizan los siguientes comandos:

C:\jopall> avreal32 +MEGA8 -p1 -vg -oO -fCKLESL=F -v -w

El comando anterior es necesario cuando el micro controlador debe configurar los fusibles para que el oscilador este bien configurado, al hacer esto una vez, no es necesario repetirlo.

C:\jopall> avreal32 +MEGA8 -p1 -vg -oO -e -b -w -v L.EXAH

El comando anterior será necesario para introducir el programa al micro controlador con el cual funciona de manera automática.

En Ia figura 9 se muestra Ia integración de los circuitos electrónicos (45) (46) (47) y (48) que comprenden el comando electrónico.