[001 ] O invento refere-se a um motor de combustão interna, com uma linha de EGR que conecta a linha de escape à admissão de ar do motor. Na linha de EGR acontece o retorno do gás de escape para o coletor de admissão, neste circuito de EGR existe ainda um reformador de combustível para reforma a vapor através de um Reformador Catalítico e tendo também um evaporador para o combustível. A linha EGR é organizada de forma a reformar o combustível juntamente com o gás de escape recirculado que é introduzido na admissão do motor de combustão interna.

[002] Além disso, o invento se refere a um procedimento para a operação de um motor de combustão interna, o qual é munido com uma linha de recirculação de gases de escape (EGR) para condução do mesmo à admissão do motor, existe ainda nesta linha de recirculação um evaporador que vaporiza o combustível e o mesmo é injetado vaporizado em um reformador catalítico que também está na linha de EGR, juntamente com os gases de escape. Por fim acontece a reforma catalítica dentro do reformador.

[003] Tais procedimentos e os equipamentos associados possuem status técnico conhecido. De tal forma, um reformador é usado para converter o combustível e melhorar suas propriedades caloríficas, e assim através da recuperação de calor dos gases de escape aumentar a eficiência de um motor de combustão interna.

[004] Desta forma, sabe-se que por meio do aumento da concentração de hidrogénio no combustível reformado, aumenta-se a velocidade da queima e reduz a duração da queima, e a estabilidade da queima nos cilindros, reduzindo o período de injeção. No caso do status técnico conhecido, o motor de combustão interna recebe o hidrogénio necessário por meio de um reformador catalítico de combustível. Tal tipo de reformador será aquecido por meio dos gases de exaustão recirculados de forma direta. Porém, expõe-se que, por meio do ganho de uma quantidade insuficiente de hidrogénio, não se pode aumentar a eficiência de forma satisfatória.

[005] A partir da técnica anterior é possível ainda, por meio da reforma do combustível, criar um aumento eficiente do hidrogénio necessário, possibilitando um aumento da recirculação de gases quando comparado a um motor convencional com linha de EGR, porém limitando-se os índices de EGR á aproximadamente 20% , 30% .

[006] Devido ao fato de que os de motores ciclo Otto convencionais apresentam piora na combustão quando submetidos a condições com altos índices de EGR, não é possível um aumento significativo da eficiência do motor.

[007] Sobre o EGR, em conexão com a criação do objeto, entende-se que é um sistema para a recirculação doa gases de exaustão (EGR: Exhaust Gas Recirculation) .

[008] O objetivo do presente invento é maximizar a eficiência do motor de combustão interna através da aplicação do reformador de combustível no mesmo.

[009] Este aumento de eficiência será alcançado através do esquema citado na introdução. De acordo com a invenção existirá um trocador de calor, tendo um catalisador/ reformador e o mesmo será aquecido por meio dos gases de exaustão do motor de combustão interna.

[0010] Desta forma, permite-se a reação endotérmica no catalisador com energia suficiente, e esta permanece estável, tendo em seguida um efeito de maximização do ganho de energia. Além disso, a quantidade de combustível reformado aumenta no reformador por meio da transferência de calor. Desta forma, a parcela de hidrogénio continua aumentando e aumenta-se consecutivamente a eficiência do motor. Nos termos do invento, expõe-se que os processos em um reformador podem ser influenciados pela construção e estruturação de um catalisador direto. Um efeito especial deste seria que, por meio do reformador do combustível, o fluxo de EGR no motor poderia aumentar, mantendo a combustão. Desta forma, é possível um aumento do índice EGR dentro dos atuais limites de 30% até 45% . Em um procedimento especialmente favorável, portanto, o índice EGR corresponde a mais de 30% e até 45% , e preferencialmente entre 40% e 45% . Este aumento do índice EGR é diretamente dependente de uma quantidade de hidrogénio criada pelo reformador. A configuração conforme o invento permite, por meio da utilização do aquecimento do sistema, que seja injetado combustível suficiente para a formação de hidrogénio. O combustível, o qual é transferido para o catalisador, permanece em forma de combustível gasoso ou vapor de combustível, por exemplo, em forma de gasolina ou etanol gasosos. Por meio da configuração de motor conforme o invento, segue-se a transferência do combustível pelo reformador por meio do aumento do aquecimento, e, entre outros, para a melhora da concentração de hidrogénio.

[001 1 ] É vantajoso que a linha de gases da exaustão esteja ligada ao evaporador de combustível e com o catalisador/reformador em função da troca de calor com os mesmos. O trocador de calor é montado na linha de gases de escape, sendo os gases de exaustão conduzidos através do trocador de calor, aquecendo o mesmo. A lateral do trocador de calor é conectada com o reformador/catalisador e/ou o evaporador para transferência de calor para estes elementos. O processo de reforma no reformador é endotérmico, ou seja, a temperatura reduz na direção do fluxo sobre a extensão do reformador/ catalisador. I sto é esperado e também desejado: quando a temperatura reduz, melhor será o aumento da eficiência. Por isso é vantajoso que o fluxo através do reformador seja o mais quente possível por meio da transferência de calor com os gases de escape.

[0012] Desta forma, a vantagem especial está no fato de que o aquecimento do reformador é realizado na maior parte do tempo através dos gases de exaustão. Um catalisador típico funciona somente a partir de aproximadamente 300 ^e C a 450 ^e C, em especial de 350 ^e C a 400 ^e C, ou seja, a reforma do combustível ocorre somente acima de tais temperaturas. Para reformar o combustível/mistura completamente são necessárias temperaturas de até aprox. 950 ^e C. Para otimizar o processo de reforma, ou seja, criar o máximo possível de hidrogénio, torna-se necessário a ocorrência de altas temperaturas no reformador. Em algumas faixas de operação do motor a temperatura dos gases recirculados não são suficientes para que a reforma do combustível ocorra. A vantagem especial é que quando a linha de gases de exaustão aquece o trocador de calor montado na lateral do reformador/catalisador, cria-se uma temperatura operacional maior.

[0013] Conforme a invenção, o condutor de EGR pode abranger dois condutores parciais. Assim forma-se a primeira parte do condutor parcial EGR, por meio do qual é conduzido o gás de exaustão em recirculação no evaporador ou no reformador. O primeiro condutor parcial de EGR é montado à frente do fluxo do evaporador ou do reformador. Um segundo condutor EGR parcial é montado contra o fluxo do reformador. Neste é transferido tanto os gases de exaustão em recirculação quanto o combustível ou uma mistura de hidrogénio- combustível em vapor ou reformados em um motor de combustão. Caso o trocador de calor seja montado na linha de gases de exaustão exclusivamente para o aquecimento do reformador/catalisador, é favorável que haja outro trocador de calor. Este pode, de forma favorável, ser montado com uma lateral aquecida no segundo condutor parcial EGR, inclusive na direção reversa do fluxo do reformador, e forma-se a transferência de calor para o evaporador. O evaporador não necessita de temperaturas operacionais tão altas, dependendo do combustível a ser evaporado ou a mistura de hidrogénio-combustível, como o reformador, sendo suficiente a transferência de calor a partir dos condutores EGR. Com isto, todo o calor é transferido a partir da faixa de gases de exaustão para o catalisador do reformador. Basicamente, porém, é favorável que tanto o trocador de calor montado na linha dos gases de exaustão, quanto o trocador de calor, transfiram calor para o evaporador. Por meio da utilização do calor dos gases de exaustão ou dos gases em recirculação no condutor EGR, será mantido, a partir do vaporizador, o gás de saída - inclusive a entrada no catalisador - em uma temperatura máxima possível. Desta forma, maximiza-se a recuperação de energia.

[0014] Conforme o invento, também é favorável quando o evaporador é montado na linha de EGR na direção reversa do fluxo do reformador. I sto é uma vantagem especial, pois o evaporador não aquece, ou é pouco aquecido, de modo que a diferença de temperatura seja negativa. Basicamente pode-se prever, também, que o gás de exaustão em recirculação seja em parte conduzido para o catalisador, e a outra parte para o evaporador.

[0015] É favorável também que o evaporador seja conectado à fonte de combustível, sendo o evaporador responsável pela transferência de parte do combustível (AK). Em especial, serão transferidos pelo evaporador aprox. 15% até 35% , e preferencialmente de 20% até 30% , em especial, 25% ou 30% , de uma quantidade total de combustível. Segue-se a redução da quantidade de combustível, o qual é transferido diretamente para o motor de combustão, para manter este valor. A vantagem é que há no mínimo uma válvula para o aumento da transferência de combustível para o evaporador. No evaporador será então vaporizado, em especial, o combustível de forma completa ou quase completa, de modo que o combustível vire gás do evaporador na direção reversa da corrente, e este transferido para o reformador e/ou o catalisador. Adicionalmente há a vantagem de uma temperatura do combustível em forma de gás aumentar antes ou continuamente no catalisador. O combustível em forma de gás é aquecido, sendo especialmente superaquecido na estrutura montada.

[0016] Para otimizar o processo de vaporização ou a reforma de um vapor, pode-se prever que seja conectado um evaporador com fonte de água ligado à corrente, de modo que a água e o combustível sejam vaporizados como mistura de água-combustível. Com isto, o processo de reforma de vapor é ainda mais otimizada, de modo que exista mais vapor com temperatura suficiente no condutor EGR, sendo possível criar mais hidrogénio na saída do reformador, aumentando ainda mais a eficiência. Desta forma, também há a desvantagem sobre em qual processo ocorrerá a vaporização e/ou a reforma, como, em especial, evitando a formação de ferrugem. A vantagem é que o combustível e a água são misturados em uma pré-determinada relação e/ou pré-determinado momento. Desta forma, prevê-se que o inflamável e a água sejam misturados entre si na direção reversa do fluxo, ou que estes sejam separados entre si quando introduzidos no vaporizador.

[0017] A vantagem é que o evaporador de tal tipo é montado separado do reformador com o catalisador, tendo estes condutores diferenciados. No entanto, a vantagem é que o evaporador e o catalisador são montados em compartimentos separados, o qual é denominado reformador. Desta forma, em especial, prevê-se um condutor de transferência para conduzir o combustível vaporizado ou a mistura vaporizada de água e combustível para o reformador. [0018] A vantagem especial é que o reformador é montado com o catalisador no conduto de EGR, porém, o evaporador não é montado no condutor EGR. O importante é que o evaporador, com relação à transferência de combustível, é montado na direção do fluxo do reformador. A direção reversa do reformador encaminhará, então, o combustível vaporizado ou a mistura de água-combustível no condutor EGR, ou diretamente no condutor EGR com o evaporador montado com o catalisador.

[0019] Porém, também pode ser vantajoso que o reformador seja montado com o catalisador e o evaporador no conduto de EGR. Desta forma, o reformador é montado com o catalisador na direção reversa do fluxo do evaporador, sendo tanto o combustível quanto eventualmente a água recirculada fluindo pelo evaporador e pelo reformador. Para isto pode- se prever, também, basicamente que o evaporador e o reformador sejam formados pelo catalisador como um componente completo, ou montado em um conjunto completo, sendo que o reformador abrange um catalisador e um evaporador. Desta forma, em especial, não é necessário que o evaporador aqueça por meio de uma transferência própria de calor. Uma temperatura de gases de exaustão em recirculação no conduto de EGR é suficiente para vaporizar o inflamável transferido para o evaporador. Em contraposição, uma troca de calor entre um evaporador montado na faixa de saída e um evaporador montado no conduto de EGR conduziria a uma transferência de aquecimento do vaporizador ou do inflamável para o trocador de calor ou faixa de gases de exaustão, pois o gás de exaustão normalmente identifica uma temperatura menor que o gás de exaustão em recirculação.

[0020] No caso de todas as formas de configurações, a finalidade é que o reformador seja montado juntamente com o catalisador/reformador com revestimento catalítico. Desta forma, o reformador é no mínimo parcialmente revestido com um material catalítico. Desta forma, são necessários menos componentes, economizando espaço em toda a estrutura do motor. O material catalítico possibilita a reforma do combustível ou da mistura de água-combustível.

[0021 ] A vantagem é que, quando um resfriador de EGR é conectado com o vaporizador para troca de calor, o resfriador de EGR é montado na linha de EGR na direção do fluxo para o reformador, e moldado como outro trocador de calor. Desta forma, o calor do resfriador EGR, em especial, é diretamente utilizado para aquecimento do evaporador. O resfriador de EGR forma, portanto, a vantagem de outros trocadores de calor acima apresentados, não sendo necessário um componente próprio. O resfriador de EGR é montado no segundo condutor parcial de gás de exaustão.

[0022] Além disso, há a vantagem de no mínimo um trocador de calor para a troca de calor formado com o catalisador do reformador e/ou o evaporador, e montado na direção do fluxo para no mínimo um equipamento de limpeza dos gases de exaustão. Isto significa que o gás de exaustão quente fluirá na direção do trocador de calor. Todo o calor dos gases de exaustão para aquecimento do reformador/catalisador ou evaporador será utilizável, antes que sejam liberados no ambiente.

[0023] Há a vantagem quanto uma linha de combustível que descarrega na direção do fluxo para o evaporador no reformador na linha de EGR, de modo que o gás de exaustão e o combustível vaporizado se misturem. Ou seja, o condutor de combustível transfere este combustível para o evaporador na direção reversa do fluxo, e o combustível vaporizado é misturado ao evaporador na direção reversa com os gases de exaustão em recirculação, sendo o reformador montado na linha de EGR. Porém, pode-se prever também que a linha de combustível e a linha de EGR fluam juntos na direção reversa do evaporador.

[0024] Conforme o invento, o motor de combustão pode funcionar como motor de ciclo Miller ou motor de ciclo Atkinson. Em especial, a vantagem existe quando este motor funciona como ciclo Miller. As simulações mostram que um aumento especial no nível de eficácia é obtido na configuração do motor quando este trabalha em ciclo Miller no motor de combustão conforme o invento, ou seja, que as válvulas de entrada do motor de combustão se fechem previamente na entrada de fato, e que a relação geométrica de compressão do motor esteja entre 1 1 e 14, em especial entre 12 e 13, e preferencialmente aprox. 1 1 ,5. A configuração de motor conforme o invento é especialmente vantajosa em um motor Miller.

[0025] No caso da utilização de etanol como combustível, a relação de compressão pode permanecer em aprox. 15. Desta forma, por meio da mistura de hidrogénio ao gás de exaustão transferido, o índice EGR pode aumentar claramente. Em um motor de ciclo Atkinson, nos termos do invento, compreende-se um motor que trabalhe em um ciclo no qual a válvula de entrada de fecha posteriormente, contrapondo-se ao motor de ciclo Miller, cujas válvulas de entrada se fecham previamente. Por meio da utilização da configuração de motor conforme o invento em um motor Miller, pode-se solicitar que as exigências de compressão geométrica de um ciclo Miller sejam correspondentes. Por meio da reforma em combinação com um conduto de EGR refrigerado é possível e significativo um outro aumento da taxa de compressão.

[0026] Estas simulações também puderam mostrar que, em especial, é favorável para elevar o nível de eficácia que possa ser implementado um injetor de água, ao qual possa ser implementado no conduto de EGR.

[0027] Para aumentar ainda mais o nível de eficácia, é favorável que uma turbina esteja montada na linha de gases de exaustão, preferencialmente após a entrada de EGR para gerar um aumento na vazão de EGR.

[0028] Para manter o nível de pressão no gás de exaustão para o reformador, é favorável que o conduto de EGR tenha uma bifurcação antes da turbina de gases de exaustão.

[0029] Esta configuração especial de motor é ideal para a aplicação com etanol ou gasolina como combustível. Uma parte deste, favoráveis 30% , é vaporizado conforme descrito acima e reformado de forma catalítica.

[0030] Outro objetivo adicional é alcançado se em um método mencionado acima pelo menos o catalisador do reformador a partir do gás de escape do motor de combustão interna for aquecido.

[0031 ] No método de acordo com a invenção, é particularmente vantajoso que o calor do gás de escape seja usado pelo menos para o reformador com catalisador para aquecer uma temperatura de funcionamento predeterminada. I sso não só faz energia que geralmente é descarregada desnecessariamente no meio ambiente, seja usada pelo menos para uma transferência de calor. O processo de reforma é otimizado de modo que seja gerado hidrogénio permitindo níveis de EGR com valores extremamente altos.

[0032] Todos os efeitos, eficácia e vantagens da configuração de motor se referem também ao procedimento conforme o invento, o qual não necessita em grande parte de repetições deste processo.

[0033] A fim de fornecer reagentes suficientes para o combustível, é favorável que se conecte ao evaporador do reformador uma fonte de água, de modo que a água e o combustível vaporizem juntos no evaporador, e um processo relacionado, por fim, sejam conduzidos conjuntamente ao motor de combustão. Desta forma, a parcela de hidrogénio em gás reformado aumenta significativamente.

[0034] O reformador é montado na linha de EGR e no processo relacionado, uma parte dos gases de exaustão é conduzida pela linha de EGR no reformador, e os gases de exaustão são misturados no combustível vaporizado proveniente do evaporador; o catalisador do reformador é aquecido pelo calor dos gases de exaustão na linha de EGR. Porém, para trazer o reformador catalítico a uma temperatura operacional adequada onde será reformado uma quantidade suficiente de combustível para gerar hidrogénio, o evaporador e o reformador catalítico são transferidos no mínimo perante uma entrada no catalisador do reformador sobre uma lateral fria de uma faixa de gases de exaustão montada no trocador de calor.

[0035] Conforme o processo, segue-se que o gás de exaustão em recirculação é conduzido na linha de EGR, na direção do fluxo do reformador catalítico revestido montado na linha de EGR por meio do trocador de calor e montado na linha de gases de exaustão. Desta forma, o calor dos gases de exaustão em recirculação é transferido para o reformador catalítico revestido trazendo o mesmo a uma temperatura operacional necessária. Adicionalmente, também é favorável que parte do combustível, o qual será transferido para o evaporador, seja conduzido na direção do fluxo dos gases recirculados. Para isto, o trocador de calor formará 3 vias de troca de calor. O combustível evaporado por meio deste calor será reformado no reformador catalítico aquecido. De forma alternativa, também pode-se prever que o combustível, o qual é transferido pelo evaporador, seja conduzido na direção reversa do fluxo do evaporador por meio de outro trocador de calor. Este outro trocador de calor é montado, em especial, na linha de EGR na direção reversa do fluxo do reformador, e formando assim um resfriador de EGR.

[0036] Um efeito adicional especial é que, por meio da reforma do combustível, o motor aumenta a tolerância ao fluxo de EGR. Desta forma, é notado um aumento do índice de EGR de aproximadamente 30% nos atuais limites máximos, possivelmente chegando a 45% . Em uma condição especialmente favorável o índice de EGR pode chegar a mais de 30% e até 45% , e preferencialmente entre 40% e 45% .

[0037] Para manter os gases de EGR após o reformador em uma temperatura adequada é favorável que se conecte um resfriador de EGR após o reformador catalítico, e em um processo vantajoso, um evaporador de combustível também será montado na linha de EGR após o reformador e este componente também auxiliará a resfriar os gases recirculados. Uma configuração favorável, principalmente para a troca de calor, mantendo o nível de temperatura o mais alto possível, é verificada quando o resfriador EGR e o evaporador de combustível são montados na linha de EGR após o reformador catalítico.

[0038] Para otimizar o processo de reforma do combustível, prevê-se uma configuração especial que injeta combustível proveniente do evaporador na direção do fluxo de EGR antes do reformador catalítico, e em um processo correspondente, os gases de exaustão e o combustível vaporizado são misturados. Desta forma, o processo e a transformação química no catalisador são especialmente favorecidos.

[0039] Conforme o invento é favorável que o índice de EGR seja otimizado pela dosagem de combustível no motor e/ou no reformador (evaporador e/ou catalisador) , em um local (tempo no ciclo do motor) de injeção, alocando-se um turbocompressor (waste gate ou posição VTG) e/ou com a aplicação de uma ventilação secundária de tal tipo que garanta o aquecimento rápido do reformador. Desta forma, também são possíveis estratégias que não signifiquem o aumento da eficiência ou ainda que piorem a eficácia do sistema pela utilização durante um período (máquinas por combustão e reformador) . A vantagem, porém, está no fato de que o tempo de aplicação de tal operação especial possui curta duração na piora da eficiência, e, logo após uma operação, é possível um aumento irrestrito da eficiência. Estratégias semelhantes também são aplicadas para a manutenção de uma temperatura operacional do reformador caso o motor já esteja em operação. Basicamente, tais estratégias também são combináveis com os procedimentos técnicos já conhecidos para o aquecimento do catalisador em um motor Otto.

[0040] Com estas simulações pode-se mostrar também que o modelo é especialmente favorável para o nível de eficiência quando o motor de combustão possui um injetor de água que pode estar localizado no coletor de admissão, na câmara de combustão, via injeção direta ou na linha EGR.

[0041 ] Esta configuração especial de motor e o procedimento de reforma são ideais para a implantação com etanol ou gasolina como combustível.

[0042] Um processo otimizado é apresentado quando uma parte do combustível é injetada diretamente no motor de combustão interna e outra parte do combustível, aproximadamente 30% é direcionada ao reformador catalítico.

[0043] A seguir, o invento será explicado com base em figuras não restritivas. Conforme abaixo:

- A Fig. 1 mostra uma configuração de motor conforme o invento em sua primeira apresentação;

- A Fig. 2 mostra uma configuração de motor conforme o invento em uma segunda apresentação;

- A Fig. 3 mostra uma configuração de motor conforme o invento em uma terceira apresentação;

- A Fig. 4 mostra uma configuração de motor conforme o invento em uma quarta apresentação; e - A Fig. 5 mostra um reformador na primeira, na segunda, na terceira e na quarta modalidades em representação esquemática.

[0044] Uma configuração de motor conforme o invento na primeira apresentação, conforme mostra a Fig. 1 , identificada primeiramente por um motor de combustão 1 , o qual funciona com combustível K. Para a queima, o ar de carregamento L é fornecido por meio da admissão 3 no motor de combustão 1 . A faixa de entrada 3 identifica, na apresentação mostrada, um medidor de massa de ar com filme aquecido 3 a, um compressor 3b, um resfriador de ar carregado 3c e uma válvula 3d, os quais funcionam na sequência do ar de carregamento L e alimentam o motor de combustão 1 .

[0045] O gás de exaustão A, a partir do motor de combustão 1 , é transportado por meio da linha de gases de exaustão 4. A faixa de gás de exaustão 4, na apresentação mostrada possui uma turbina 4 a, um equipamento para limpeza do gás de exaustão 4b, e um equipamento para troca de calor 4c, fluindo o gás de exaustão A montado juntamente com a faixa de gás de exaustão 4. A turbina 4a e o compressor 3b são conectados mecanicamente entre si por meio de um eixo 5, representado em listras na Fig. 1 . Este grupo de construção com a turbina 4a, o compressor 3b e o mecanismo de conexão por meio do eixo 5 representam um típico Turbo Compressor para gases de exaustão.

[0046] Adicionalmente a estes componentes, existe também um reformador 6, um vaporizador 7 e um catalisador 8. Além disso, um tubo de EGR 1 1 é previsto para a recirculação dos gases de exaustão A, a partir da linha de gás de exaustão 4 para a admissão do motor 3. Na linha de EGR 1 1 são montados o reformador 6 com um resfriador de EGR 1 1 a e uma válvula de EGR 1 1 b. Os gases de exaustão A fluem no reformador 6 e transpassam o reformador catalítico 8.

[0047] Uma parte AK do combustível 2 (com ou preferencialmente sem água adicional misturada) , que injeta até 30% do total do combustível no motor de combustão 1 neste momento, será conduzido ainda pelo reformador 6. Desta forma, a parcela AK do combustível transpassa o evaporador 7, vaporizando-o, e mistura por fim ao gás de exaustão A do condutor EGR 1 1 . Esta mistura será conduzida reformador catalítico 8 e fluirá para uma reação química. O gás reformado G, o qual contém o combustível reformado, será conduzido no condutor EGR 1 1 ao resfriador EGR 1 1 a, e resfriado, e a corrente de massa dos gases G reformados serão controlados por meio da válvula de EGR. Por fim , o gás G reformado fluirá na linha de admissão 3 e misturará ao ar de admissão L, e conduzindo ao motor de combustão interna 1 .

[0048] Esta configuração de motor aplica um método combinado para o aquecimento adicional do reformador catalítico 8 por meio de gases de exaustão A no condutor EGR 1 1 e, por meio do aquecimento dos gases de exaustão A na faixa de gases de exaustão 4: por meio do equipamento para troca de calor 4c, o calor Q1 do gás de exaustão A será transferido para o reformador catalítico 8, e uma reação endotérmica será sustentada pelo calor adicional Q1 . O reformador catalítico 8 será então aquecido e fornecerá uma reação química no reformador catalítico 8 com energia adicional.

[0049] De forma favorável, a quantidade de combustível K, a qual corresponde a até 30% , será reformado no reformador catalítico 6 com ou sem água. A parcela do combustível K injetada diretamente no motor de combustão 1 sem reforma corresponde, portanto, a mais de 70% do volume total.

[0050] O condutor EGR 1 1 identifica um primeiro condutor parcial EGR 12, e um segundo condutor parcial EGR 13. Por meio do primeiro condutor parcial EGR 12 será conduzido o gás de exaustão A em recirculação no reformador 6. O primeiro condutor parcial EGR 12 é montado na direção da corrente do reformador. O segundo condutor parcial EGR 13 é montado na direção reversa da corrente do reformador. Nestes, tanto os gases de exaustão A em recirculação, quanto o combustível vaporizado e reformado, ou a mistura de água- combustível vaporizado ou reformado, são redirecionados ao motor de combustão interna 1 .

[0051 ] Em outra sequência, os componentes foram munidos com as mesmas funções, com os mesmos símbolos, e explicadas somente as diferenças das apresentações individuais de versões entre si. [0052] Na Fig. 2 é mostrada uma segunda apresentação da configuração do motor para reforma do combustível K, a qual atua para o melhoramento do nível de eficiência. Desta forma, assim como na primeira apresentação, prevê-se um equipamento para a troca de calor 4c na faixa de gases de exaustão 4. Este é montado, ainda, conforme o equipamento para a limpeza do gás de exaustão 4b. Além disso, nesta apresentação, o reformador 6 é montado da mesma forma que na primeira apresentação no condutor EGR 1 1 .

[0053] Desta forma, o catalisador 8 é aquecido por meio do equipamento para troca de calor 4c com o aquecimento adicional Q1 e por meio do aquecimento dos gases de exaustão A no condutor EGR 1 1 .

[0054] Outra melhoria pode ser alcançada quando inclusive o resfriador EGR 1 1 a é utilizado para a transferência de calor para o reformador 6. Desta forma, uma segunda corrente de calor Q2 é conduzida do resfriador EGR 1 1 a para o evaporador 7, e o calor da corrente de calor Q2 é aplicado para a vaporização do combustível AK. Uma terceira corrente de calor Q3 será conduzida do equipamento para a troca de calor 4c, eventualmente para o evaporador 7 do reformador 6, e aplicado para a vaporização do combustível AK.

[0055] Eventualmente são possíveis configurações nas quais a segunda corrente de aquecimento Q2 ou a terceira corrente de aquecimento Q3 não sejam utilizadas para o evaporador.

[0056] Na Fig. 3 é mostrada uma terceira configuração, na qual a massa a partir do primeiro condutor parcial EGR 12 e o condutor de combustível se encontram de outra forma: o primeiro condutor parcial EGR 12 conduz o gás de exaustão para o reformador catalítico 8. A parcela de combustível AK é direcionada ao evaporador 7 e ao primeiro condutor parcial EGR 12. No reformador catalítico 8 são reformadas ambas as matérias em conjunto, e conduzidos pelo segundo condutor parcial EGR 13 por meio da válvula EGR 1 1 b, e por fim conduzidos pelo resfriador EGR 1 1 a como gás reformado G. O gás reformado G fornece calor Q2 no resfriador EGR 1 1 a para o evaporador 7. Depois, o evaporador 7 fornece, por meio do equipamento para troca de calor 4c na faixa de gases de exaustão 4 o calor Q2. Este fornece também calor Q1 ao reformador catalítico 8.

[0057] De forma diferente das primeiras configurações, a válvula EGR 1 1 b e o resfriador EGR 1 1 fazem troca de calor com o condutor EGR 1 1 .

[0058] Na quarta configuração, o reformador catalítico 8 é apresentado adicionalmente como trocador de calor.

[0059] Na Fig. 5 é mostrado o reformador catalítico 6 da primeira, segunda, terceira e quarta configuração. O reformador catalítico 6 identifica o catalisador 8 e o evaporador 7. O catalisador 8 é apresentado como trocador de calor com revestimento catalítico.

[0060] Desta forma, a linha de exaustão 4 passa pelo reformador catalítico 6, sem o contato direto com os meios, para atingir o reformador. Portanto, prevê-se no mínimo uma parede divisória entre o gás de exaustão A na faixa de gases de exaustão 4 e o meio para reforma (a parcela de combustível AK, o gás de exaustão A no condutor EGR e o gás G reparado).

[0061 ] Os gases de exaustão A da faixa de gases de exaustão 4 forma o“lado quente” do trocador de calor com o revestimento catalítico, o reformador catalítico 8, e aquece, portanto, o reformador catalítico 8. O gás de exaustão A da faixa de gases de exaustão 4 flui pelo reformador catalítico 8, além do evaporador 7 e o aquecimento dos gases de exaustão 4, que servem para a vaporização da parcela AK do combustível.

[0062] A parcela AK do combustível será conduzida por uma fonte de combustível mostrada até o reformador 6, e lá vaporizada com o evaporador 7. Após o evaporador 7, o combustível VK vaporizado fluirá no condutor EGR 1 1 dentro do reformador 6.

[0063] Além disso, o condutor EGR 1 1 conduzirá até o reformador 6. Ao longo do condutor EGR 1 1 , dentro do reformador 6, será misturado o combustível VK vaporizado com os gases de exaustão A do condutor EGR 1 1 com um trajeto de mistura M.

[0064] O gás misturado (combustível VK vaporizado com gases de exaustão A) flui por meio do reformador catalítico 8 montado com o trocador de calor, e criará a “lateral fria” do trocador de calor e aquecerá o gás de exaustão A na faixa de gases de exaustão 4.

[0065] O gás reformado G flui pelo reformador catalítico 8 a partir do reformador 6, e terá um melhor valor calórico, e uma maior parcela de hidrogénio, além de concentrações alteradas dos componentes em comparação com a composição antes da corrente fluir através do reformador 6.

[0066] Um reformador 6 da primeira configuração pode ser montado de forma totalmente semelhante. Desta forma, faltam o condutor EGR 1 1 e o trajeto de mistura M, o combustível é conduzido juntamente com água do evaporador 7 para o condensador 8, sem a mistura prévia com gás de exaustão A.

[0067] Todas as versões apresentadas preveem a operação com combustível gasolina ou etanol, e a injeção de água é possível em todas as variações no caso de todas as variantes. A mistura de água é necessária para a primeira configuração, caso contrário não é possível a reforma do combustível. No caso das outras configurações 2 até 4, não é necessária a mistura de água no combustível.

[0068] Todas as configurações são aplicáveis aos motores de combustão com válvulas de admissão com fechamento adiantado, como motores Miller, e com motores de combustão com válvulas de admissão com fechamento atrasado, como motores Atkinson.

[0069] Por meio de simulações pode-se determinar que até 30% do combustível seja reformado. E na terceira e quarta configuração, aplica-se um procedimento combinado para possível recuperação de energia de 13% até 15% , o que contribui para o aumento do nível de eficiência do motor. O Hidrogénio obtido em um veículo em operação pode atingir, nestas configurações, 0,4 kg/h, o que corresponde a uma concentração de até 4,5% na câmara de combustão do motor.

[0070] Para aumentar a estabilidade da combustão, neste contexto, também podem auxiliar um High Tumble e um sistema de ignição por plasma.

[0071 ] Em geral, na simulação pôde-se determinar que o nível de eficácia pode ser aumentado em 12% , por meio da utilização do procedimento combinado, descrito nas terceiras e quarta configurações.