Introdução

[001] Refere-se o presente pedido de patente de modelo de utilidade a um inédito dispositivo a ser instalado entre a válvula de abastecimento e o redutor de pressão de um motor convertido para GNV, visando, por meio de estequiometria, promover uma economia de consumo de GNV da ordem de 20%, um aumento significativo de torque e potência, além de drástica diminuição da emissão de CO e CO2.

Campo de aplicação

[002] A inovação é aplicada na indústria de autopeças para veículos movidos a combustíveis fosseis, mais especificamente no segmento de conversão para GNV (Gás Natural Veicular).

Convencimento

[003] É de conhecimento dos técnicos no assunto que a queima de combustível em motores a combustão não é 100%, o que ocasiona problemas de poluição como, por exemplo, a emissão do monóxido de carbono e o metano não queimado que é cerca de quatro vezes mais prejudicial do que a de outros gases, bem como de economia/ autonomia, vida útil dos componentes e perda de potência.

[004] Neste contexto, novas tecnologias que possibilitam zerar a emissão de metano, aumentar a autonomia e a potência dos veículos convertidos para GNV são bem-vindas no segmento em questão.

Estado da técnica

[005] O atual estado da técnica antecipa alguns documentos de patentes que versam sobre dispositivos para gerenciamento de GNV, como o MU 8802735-0 U2 intitulado “VÁLVULA GERENCIADORA MECÂNICA DE GNV AJUSTÁVEL" - caracterizado pelo fato de compreender um conjunto de peças em que o bico de entrada de gás (GNV) é conectado a mangueira que sai do redutor de baixa pressão que comanda o fluxo de gás; o bico de saída de gás (GNV) é conectado a mangueira que sai do bico do misturador, que através de outra mangueira é conectada ao TBI do motor; o gás que flui do redutor de baixa pressão passa através da mangueira para o bico de entrada passando pelo furo central do êmbolo e mola chegando ao bico de saída de gás (GNV) que através de uma mangueira chega até o misturador - onde se dá a mistura Gás e Ar, que através de outra mangueira chega ao TBI do motor permitindo a alimentação para o funcionamento do motor. Quando o motor é acionado o fluxo de ar movimenta o êmbolo, que vai gerenciando a passagem do gás de acordo a necessidade exigida pelo motor, proporcionando maior desempenho e eliminando o excesso de gases.

[006] A válvula do documento acima opera após o redutor de pressão e possui dutos descentralizados para a passagem da mistura Gás - Ar, o que não promove uma dosagem estequiométrica ideal.

[007] O documento PI 0801731-0 A2 intitulado “VÁLVULA MECÂNICA GERENCIADORA DE GNV " - apresenta na parte interna rebaixo em ambas extremidades e no - centro sede em que se aloja; mola, êmbolo e o'ring e bico metálico por onde se dá a entrada do gás vindo do redutor com vazado, com um rebaixo interno onde se aloja a mola e um escariado; o êmbolo é uma peça cilíndrica com furo vazado no centro denominado giglê, um rebaixo interno na face para alojamento do o'ring, seis furos passantes na face acima do rebaixo do o'ring; na outra extremidade um furo de diâmetro maior para expansão do gás, e um rebaixo extremo para alojamento da mola e um anel de borracha que tica alojado na face frontal do êmbolo tem como função bloquear parcialmente o fluxo de gás mantendo a marcha lenta do motor.

[008] A válvula do documento acima é instalada após o redutor de pressão e tem a função de manter a marcha lenta do motor.

Objetivos da inovação

[009] É objetivo da presente inovação propor um dispositivo gerenciador de GNV estritamente mecânico, instalado em conjunto com o Kit GNV, entre a válvula de abastecimento e o redutor de pressão, que utilizando estequiometria por meio de duas anilhas com furações idênticas determina o volume correto de ar - combustível para funcionamento do motor convertido GNV.

[010] É objetivo da presente inovação propor um dispositivo gerenciador de GNV capaz de aumentar a autonomia de motores convertidos para GNV, cerca de 20%, decorrente da melhor queima dos gases, dessa maneira não havendo desperdício.

[011] É objetivo da presente inovação propor um dispositivo gerenciador de GNV capaz de queimar com eficácia os gases da combustão reduzindo a poluição residual, principalmente do monóxido de carbono (redução de 70%) e o gás metano (queima total). [012] É objetivo da presente inovação propor um dispositivo gerenciador de GNV capaz de aumentar a potência de motores convertidos para GNV, bem como sua performance no que tange a vida útil dos componentes uma vez que trabalha próximo do rendimento de 100%. [013] É objetivo da presente inovação propor um dispositivo gerenciador de GNV de ótima relação custo x benefício.

Sumário da inovação

[014] O “DISPOSITIVO GERENCIADOR DE GNV” - instalado entre a válvula de abastecimento e o redutor de pressão de um motor convertido para GNV, visando, por meio de estequiometria, promover uma economia de consumo de GNV da ordem de 20%, um aumento significativo de torque e potência e ainda uma drástica diminuição da emissão de CO e CO2. O dispositivo é constituído, basicamente, de dois elementos, em que o elemento frontal é introduzido e fixado no elemento traseiro por meio de roscas compatíveis, tomando um posicionamento longitudinal estanque graças a um o’ring que faz batente no fundo do rebaixo do referido elemento traseiro. Montados os elementos, o bico do elemento frontal é introduzido no alargamento da anilha anterior do elemento traseiro que recebe a mistura ar - combustível em volume adequado proveniente da anilha anterior cujos orifícios são de diâmetros idênticos aos da anilha anterior, promovendo assim o fenômeno estequiométrico.

Descrição das figuras

[015] Na sequência, são apresentadas as figuras para melhor explicar o pedido de patente, de forma ilustrativa e não limitativa:

Figura 1 : Vista em perspectiva do dispositivo gerenciador de GNV;

Figura 2: Vista lateral em corte explodida do dispositivo gerenciador de GNV;

Figura 3: Detalhe das anilhas do dispositivo gerenciador de GNV;

Figura 4: Vista lateral em corte do dispositivo gerenciador de GNV;

Figura 5: Vista em perspectiva do dispositivo gerenciador de GNV, mostrando uso.

Descrição detalhada da inovação

[016] O “DISPOSITIVO GERENCIADOR DE GNV” - formado por um elemento frontal (5) e um elemento traseiro (6) configurando uma saída (S) e uma entrada (E) de gás - ar, instalado entre a válvula de abastecimento (3) e o redutor de pressão (4), que graças a uma anilha posterior (7) e a uma anilha anterior (8), localizadas entre a mola (30), com mesmas furações (9, 10) propiciam o mesmo volume de ar - combustível na entrada (E) e na saída (S) do dispositivo (1 ) gerenciador de GNV, promovendo queima otimizada de gases, economia de combustível e maior potência dos veículos com motores convertidos para GNV.

[017] Mais particularmente, o dispositivo (1 ) gerenciador de GNV, de construção totalmente mecânica, é montado, com o auxílio de varetas (2), entre a válvula de abastecimento (3) e o redutor de pressão (4) em motores convertidos a GNV, sendo constituído basicamente de dois elementos, um elemento frontal (5) e um elemento traseiro (6) configurando uma saída (S) e uma entrada (E) respectivamente. Nesta posição, o dispositivo (1 ) gerenciador de GNV graças a anilha posterior (7) e a anilha anterior (8), com mesmas furações (9, 10) propiciam o mesmo volume de ar - combustível na entrada (E) e na saída (S) do dispositivo (1 ) gerenciador de GNV, dessa maneira o gás entrará de uma forma mais expandida no motor convertido, promovendo uma queima perfeita trazendo como resultado além da maior autonomia, mais torque, potência e menos gases emitidos. O elemento frontal (5) de formato cilíndrico escalonado, de modo que, externamente, a partir da extremidade aparente, tem-se uma fração de diâmetro mediano (11 ) seguida por uma segunda fração (12) de maior diâmetro em cuja face posterior encontra-se um rebaixo radial em meia lua (13) onde se aloja um o’ring (14), seguida pela terceira fração (15), de diâmetro mediano e provida de rosca (16) e, em sequência, a quarta fração (17), de diâmetro menor que a terceira fração (15) e terminando com a quinta fração (18), praticamente um bico de diâmetro reduzido. Internamente, a partir da extremidade frontal, tem-se uma rosca (19) até a segunda fração (12) onde conecta-se com um canal mais estreito, liso e alongado (20), em cuja face radial posterior encontra-se um furo transversal passante (21 ) e em cuja extremidade posterior, reduz-se para um pequeno canal (22) que se estende até a face posterior. O elemento traseiro (6), externamente, a partir da extremidade frontal, também é de formato cilíndrico, com a primeira seção (23), de maior diâmetro e mais alongada e a segunda seção (24), de menor diâmetro e mais curta. Internamente, a partir da extremidade frontal, tem-se um rebaixo (25) de diâmetro bastante largo, seguido de uma rosca (26) que se conecta a um canal (27), de diâmetro pouco menor que a rosca (26), que se estende até quase a segunda seção (24), quando conecta-se a um canal (28) de diâmetro reduzido que, logo a seguir, conecta-se a uma rosca (29) que se estende até a face posterior. Como já comentado, no canal (27) são introduzidas duas anilhas, uma anterior (8) e outra posterior (7) separadas por uma mola helicoidal de compressão (30). As duas anilhas (7, 8) possuem formato de disco com um furo central (9) e outro radial (10), sendo que na anilha anterior (7), o furo central (9) possui um alargamento frontal (31 ).

[018] Na montagem do dispositivo (1 ) gerenciador de GNV, o elemento frontal (5) é introduzido no elemento traseiro (6), sendo rosqueado pelas roscas (16, 26), a segunda fração (12) entra totalmente no rebaixo (25) e o o’ring (14) veda a junção da face posterior da referida segunda fração (12) com o fundo do rebaixo (25). O bico da quinta fração (18) é introduzido no alargamento frontal (31 ) da anilha posterior (7).

[019] Através da passagem do GNV pela parte interna do dispositivo (1 ) gerenciador de GNV, pela passagem pelos furos (9, 10) das anilhas (7,8) localizadas entre a mola (30), acontece a estequiometria, regulando a quantidade de ar com o gás, proporcionado assim uma melhora no torque e na potência do motor. Ao ser analisada a combustão, por meio de escaneamento, percebe-se uma queima plena, na qual as emissões de CO e CO2, gases nocivos ao meio ambiente, são praticamente zeradas, segundo análise comprovada por laudo da UFRJ. Como resultado, o do dispositivo (1 ) gerenciador de GNV proporciona um melhor desempenho do veículo e alcança uma economia real de cerca de 20% no consumo final.

[020] As Tabelas 3.0, 3.1 e 3.2 apresentam os resultados referentes às análises realizadas para a determinada única e exclusiva da composição de gases de combustão dos veículos com o kit de conversão gás sem dispositivo (1 ) gerenciador de GNV e com o dispositivo (1 ) gerenciador de GNV. Destaca-se que os resultados nas Tabelas 3.0, 3.1 e 3.2 são a média dos valores de 5 injeções, sempre com erros inferiores a 1%. Os resultados registrados se referem as amostragens em condições de sem dispositivo (SE) e com dispositivo (CE).

Tabela 3.0 - Modelo CRUZE

Tabela 3.1 - Modelo JEEP RENEGADE

Tabela 3.2 - Modelo FORD EDGE

[021] Os resultados registrados nas tabelas 3.0 a 3.2 mostram uma redução expressiva, na faixa de 90-100%, nos valores de emissão de metano para os experimentos realizados com dispositivo (1 ) gerenciador de GNV (C E) instalado.

[022] Ressalta-se, adicionalmente, que como a combustão ocorre de forma eficiente, com ajustes da relação combustível (GNV) x AR, sem excesso de GNV não se observa a emissão de monóxido de carbono.