BR102022010138A2

BR102022010138A2 - Disposição de pós-tratamento de exaustão para limpeza de gases de exaustão

Info

Publication number: BR102022010138A2
Application number: BR102022010138-8A
Authority: BR
Inventors: Gert-Ove Wahlström
Original assignee: Volvo Truck Corporation
Priority date: 2021-06-01
Filing date: 2022-05-25
Publication date: 2022-12-13
Also published as: US20220381172A1; JP2022184758A; EP4098853A1; CN115434787A; US11781458B2

Abstract

A presente invenção se refere a uma disposição de pós-tratamento de exaustão (20, 120, 220, 320) para a limpeza de gases de exaustão. A disposição de pós-tratamento de exaustão compreende:

- um canal de fluido (21) para prover uma trajetória de fluido para os gases de exaustão,
- um catalisador (32), catalisador redutor seletivo, SCR, disposto em ou a jusante do canal de fluido,
- uma disposição de aquecimento (38, 138, 238, 338) para aquecer os gases de exaustão, sendo a disposição de aquecimento disposta a montante do catalisador SCR e compreendendo um elemento de aquecimento elétrico (40, 140, 240, 340), uma primeira trajetória de fluido (26A) para guiar os gases de exaustão para o elemento de aquecimento elétrico e uma segunda trajetória de fluido (26B) para guiar os gases de exaustão para contornar o elemento de aquecimento elétrico, em que a disposição de aquecimento é disposta de forma removível em relação ao canal de fluido. A invenção também se refere a uma disposição de aquecimento e a um veículo.

Description

DISPOSIÇÃO DE PÓS-TRATAMENTO DE EXAUSTÃO PARA LIMPEZA DE GASES DE EXAUSTÃO

CAMPO TÉCNICO

[0001] A presente invenção se refere a uma disposição de pós-tratamento de exaustão para limpeza de gases de exaustão. A invenção se refere adicionalmente a uma disposição de aquecimento para uma disposição de póstratamento de exaustão, um veículo compreendendo uma disposição de pós-tratamento de exaustão ou uma disposição de aquecimento e a um método para montar e/ou desmontar uma disposição de aquecimento em relação a um canal de fluido de uma disposição de pós-tratamento de exaustão.

FUNDAMENTO

[0002] Um veículo compreende tipicamente um motor para impulsionar o veículo. O motor pode ser alimentado por vários meios, tais como, por exemplo, por combustível líquido ou gasoso em um motor de combustão interna, ou por energia elétrica em uma máquina elétrica. Além disso, existem soluções híbridas nas quais o veículo é movido tanto por um motor de combustão interna quanto por uma máquina elétrica.

[0003] Caso o motor seja um motor de combustão, como um motor a diesel, é comum prover ao veículo um sistema de pós-tratamento de gases de exaustão, EATS, para lidar com as emissões do motor. Um EATS para um motor a diesel normalmente inclui um catalisador de oxidação de diesel, DOC, um filtro de partículas de diesel, DPF e um catalisador redutor seletivo catalítico, SCR. Um redutor, tal como ureia ou uma substância compreendendo amônia, é injetado a montante do catalisador SCR para auxiliar na conversão de óxidos de nitrogênio, também referidos como NOx, com o auxílio de um catalisador, em nitrogênio diatômico, N2 e água, e potencialmente dióxido de carbono CO2 (dependendo da escolha do redutor). Os gases de exaustão limpos, ou pelo menos com emissões reduzidas, saem do EATS e do veículo através do tubo de exaustão do veículo. Outros tipos de motores que causam emissões semelhantes às do motor a diesel podem utilizar o mesmo EATS ou um similar.

[0004] As regulamentações governamentais, juntamente com uma demanda constante por maior economia de combustível do veículo, implicam na necessidade de uma operação mais eficiente do EATS. Por exemplo, o EATS deve aquecer rapidamente e ter uma alta eficiência de conversão também em cargas muito baixas quando a temperatura dos gases de exaustão é baixa. A necessidade de motores muito eficientes para atender aos rigorosos requisitos de CO2 também leva a uma temperatura mais baixa dos gases de exaustão e a níveis mais altos de NOx do motor, o que exige que grandes quantidades de redutor sejam injetadas a montante do catalisador SCR. Além disso, ao usar ureia como redutor, a ureia requer calor para evaporar e hidrolisar em amônia. Se a temperatura for baixa, há um grande risco de criar cristalização e depósitos que reduzem o efeito do EATS.

[0005] Elementos de aquecimento elétrico podem ser usados para aquecer os gases de exaustão para neutralizar a baixa temperatura dos gases de exaustão e reduzir as desvantagens associadas. No entanto, a adição de elementos de aquecimento elétrico ao EATS aumenta a complexidade do sistema e/ou adiciona componentes que correm o risco de estarem sujeitos a falhas e necessitarem de manutenção ou troca. Além disso, o aquecimento dos gases de exaustão por meio de um elemento de aquecimento elétrico normalmente induz uma queda de pressão indesejada no EATS.

[0006] Assim, há uma necessidade na indústria de um EATS aperfeiçoado com o objetivo de aliviar as desvantagens acima mencionadas.

SUMÁRIO

[0007] É um objetivo da presente invenção aliviar, pelo menos parcialmente, as deficiências discutidas acima em relação aos sistemas de pós-tratamento de exaustão conhecidos e prover uma disposição de pós-tratamento de exaustão aperfeiçoada.

[0008] De acordo com um primeiro aspecto da presente invenção, é provida uma disposição de póstratamento de exaustão para limpeza dos gases de exaustão. A disposição de pós-tratamento de exaustão compreende:
- um canal de fluido para prover uma trajetória de fluido para os gases de exaustão,
- um catalisador, catalisador redutor seletivo, SCR, disposto em ou a jusante do canal de fluido,
- uma disposição de aquecimento para aquecer os gases de exaustão, sendo a disposição de aquecimento disposta a montante do catalisador SCR e compreendendo um elemento de aquecimento elétrico, uma segunda trajetória de fluido para guiar os gases de exaustão para o elemento de aquecimento elétrico e uma segunda trajetória de fluido para guiar o gases de exaustão para circunda o elemento de aquecimento elétrico, em que a disposição de aquecimento é disposta de forma removível em relação ao canal de fluido.

[0009] Assim, as deficiências de baixas temperaturas dos gases de exaustão são aliviadas por meio do elemento de aquecimento elétrico e a queda de pressão no canal de fluido pode ser limitada pela utilização da segunda trajetória de fluido guiando os gases de exaustão para circunda o elemento de aquecimento elétrico, enquanto a disposição de aquecimento é ainda facilmente removível do canal de fluido para acessar os componentes e as trajetórias de fluido na mesma. Por este meio, pelo menos o elemento de aquecimento elétrico e a primeira e a segunda trajetórias de fluido são acessíveis, por exemplo, para manutenção. Ou seja, a disposição de aquecimento é configurada para ser removível do canal de fluido e os componentes e as trajetórias de fluido na mesma podem ser acessíveis, por exemplo, para manutenção. Além disso, o elemento de aquecimento elétrico pode ser facilmente acessado para remoção da disposição de aquecimento, caso o elemento de aquecimento elétrico deva ser substituído ou ser submetido a manutenção externamente ao sistema de pós-tratamento de exaustão. A invenção provê uma combinação de uma configuração simples que permite fácil acesso aos componentes e trajetórias de fluido da disposição de aquecimento, enquanto aperfeiçoa o desempenho da disposição de pós-tratamento de exaustão. Assim, uma disposição de pós-tratamento de exaustão aperfeiçoada é provida com uma remoção altamente eficiente da emissão dos gases de exaustão devido pelo menos ao aquecimento dos gases de exaustão pelo elemento de aquecimento elétrico e com uma configuração que permite uma queda de pressão reduzida devido pelo menos a uma segunda trajetória de fluido provendo um desvio do elemento de aquecimento elétrico, enquanto reduz a complexidade adicional da disposição de aquecimento, uma vez que é disposta de forma removível em relação ao canal de fluido. Devido à segunda trajetória de fluido, pelo menos uma parte dos gases de exaustão pode ser guiada a partir de montante da disposição de aquecimento para jusante da disposição de aquecimento sem passar pelo elemento de aquecimento elétrico.

[0010] Deve ser entendido que a queda de pressão induzida, devido ao fluxo de gases de exaustão através da disposição de aquecimento, na primeira trajetória de fluido e na segunda trajetória de fluido são diferentes para o mesmo fluxo de gases de exaustão. Ou seja, para o mesmo fluxo de gases de exaustão, a primeira trajetória de fluido induz uma queda de pressão maior do que a segunda trajetória de fluido, devido pelo menos à presença do elemento de aquecimento elétrico na primeira trajetória de fluido. Assim, a segunda trajetória de fluido é tipicamente livre de qualquer elemento de aquecimento elétrico ou meios correspondentes que obstruam o fluxo de maneira semelhante ao elemento de aquecimento elétrico na primeira trajetória de fluido.

[0011] Como a disposição de aquecimento é disposta de forma removível em relação ao canal de fluido, ele é disposto em um estado montado no qual a disposição de aquecimento está disposta no canal de fluido ou forma uma parte integrada com o canal de fluido, para estar em comunicação direta de fluido com o canal de fluido, e é disposto em um estado desmontado no qual a disposição de aquecimento é removida ou separada do canal de fluido. Durante a utilização do sistema de pós-tratamento dos gases de exaustão, isto é, ao utilizar o sistema de pós-tratamento dos gases de exaustão para converter as emissões de NOx, o sistema de aquecimento é disposto no estado montado. O estado desmontado, por exemplo, pode ser usado durante a manutenção da disposição de aquecimento ou quaisquer componentes ou trajetórias de fluidos na mesma.

[0012] De acordo com pelo menos uma modalidade exemplificativa, a disposição de aquecimento compreende uma primeira porção de canal compreendendo a primeira trajetória de fluido e o elemento de aquecimento elétrico e uma segunda porção de canal compreendendo a segunda trajetória de fluido, a segunda porção de canal sendo separada da primeira porção de canal.

[0013] Por este meio, cada uma das primeiras e segundas trajetórias de fluido são compreendidas em uma porção de canal separada. Assim, os gases de exaustão podem ser divididos na primeira e na segunda trajetórias de fluido de maneira eficaz, e a mistura dos gases de exaustão na primeira e na segunda trajetórias de fluido pode ser evitada. Além disso, ao prover a primeira e a segunda porções de canal na disposição de aquecimento, a primeira e a segunda porções de canal podem ser facilmente acessadas após a remoção da disposição de aquecimento do canal de fluido. Assim, a primeira e a segunda porções de canal podem ser facilmente acessadas para manutenção.

[0014] De acordo com pelo menos uma modalidade exemplificativa, a primeira e a segunda porções de canal pode compreendem paredes de canal que, de forma circunferencial, englobam a primeira e a segunda trajetórias de fluido, respectivamente. De acordo com pelo menos uma modalidade exemplificativa, as paredes do canal da primeira porção do canal e/ou da segunda porção do canal definem uma seção transversal pelo menos parcialmente curvada. Ou seja, a seção transversal da primeira e/ou segunda porções de canal é pelo menos parcialmente curvada. De acordo com pelo menos uma modalidade exemplificativa, o elemento de aquecimento elétrico está cobrindo toda a seção transversal da primeira porção de canal, de modo que os gases de exaustão que fluem através da primeira trajetória de fluido sejam impedidos de circunda o elemento de aquecimento elétrico. Dito de uma forma diferente, o elemento de aquecimento elétrico pode ser fixado, de forma circunferencial e vedável, com as paredes do canal da primeira porção do canal.

[0015] De acordo com pelo menos uma modalidade exemplificativa, a primeira porção de canal e a segunda porção de canal estão dispostas coaxialmente.

[0016] Por este meio, é provida uma configuração compacta da primeira e da segunda porções de canal. Assim, provendo a primeira porção de canal e a segunda porção de canal dispostas coaxialmente dentro da disposição de aquecimento, a disposição de aquecimento pode ser compactada. Assim, é provida uma configuração adequada para ter a disposição de aquecimento disposta de forma removível em relação ao canal de fluido.

[0017] De acordo com pelo menos uma modalidade exemplificativa, a primeira porção de canal está englobando, de forma anular, a segunda porção de canal, ou a segunda porção de canal está englobando, de forma anular, a primeira porção de canal.

[0018] Por este meio, é provida uma configuração compacta da primeira e segunda porções de canal. Assim, proporcionando uma primeira e segunda porções de canal abrangentes dentro da disposição de aquecimento, a disposição de aquecimento pode ser compactada. Assim, é provida uma configuração adequada para ter a disposição de aquecimento disposta de forma removível em relação ao canal de fluido.

[0019] De acordo com pelo menos uma modalidade exemplificativa, a primeira e a segunda porções de canal são adjacentes. Dito de uma forma diferente, as paredes do canal da primeira ou segunda porção de canal estão separando a primeira trajetória de fluido a partir da segunda trajetória de fluido.

[0020] Para modalidades em que a primeira porção de canal abrange, de forma anular, a segunda porção de canal, as paredes de canal que definem pelo menos parcialmente a segunda porção de canal têm uma superfície de parede interna voltada para a segunda porção de canal e uma superfície de parede externa voltada para a primeira porção de canal. Correspondentemente, para modalidades em que a segunda porção de canal engloba, de forma anular, a primeira porção de canal, as paredes de canal que definem pelo menos parcialmente a primeira porção de canal têm uma superfície de parede interna voltada para a primeira porção de canal e uma superfície de parede externa voltada para a segunda parte de canal.

[0021] De acordo com pelo menos uma modalidade exemplificativa, a segunda porção de canal tem uma seção transversal circular ou tubular e a primeira porção de canal tem uma seção transversal anular (ou seja, tem a forma de um anel). Assim, a seção transversal circular da segunda porção de canal pode ser englobada na seção transversal anular da primeira porção de canal. De acordo com pelo menos uma modalidade exemplificativa alternativa, a primeira porção de canal tem uma seção transversal circular ou tubular e a segunda porção de canal tem uma seção transversal anular (ou seja, tem a forma de um anel). Assim, a seção transversal circular da primeira porção de canal pode ser englobada da seção transversal anular da segunda porção de canal.

[0022] De acordo com pelo menos uma modalidade exemplificativa, a disposição de pós-tratamento de exaustão adicionalmente compreende pelo menos uma válvula configurada para controlar o fluxo de gases de exaustão na primeira e na segunda trajetórias de fluido.

[0023] Por este meio, o fluxo de gases de exaustão pode ser controlado e dividido entre a primeira e a segunda trajetórias de fluido de maneira direta. Tipicamente, a disposição de aquecimento é, no estado montado, disposta de modo que a válvula controle o fluxo de gases de exaustão para a primeira trajetória de fluido e/ou para a segunda trajetória de fluido. Dito de uma outra forma, a válvula é configurada para controlar o fluxo de gases de exaustão direcionando ou guiando os gases de exaustão para a primeira trajetória de fluido, na qual os gases de exaustão passam pelo elemento de aquecimento elétrico, e para a segunda trajetória de fluido, na qual os gases de exaustão contornam o elemento de aquecimento elétrico.

[0024] De acordo com pelo menos uma modalidade exemplificativa, a disposição de aquecimento compreende a válvula.

[0025] Por este meio, a válvula é disposta próxima ou adjacente à primeira e segunda trajetórias de fluido e pode, assim, controlar efetivamente o fluxo de gases de exaustão para a primeira e segunda trajetórias de fluido. Além disso, por ter a válvula incluída na disposição de aquecimento disposta de forma removível, a válvula pode ser facilmente acessada após a remoção da disposição de aquecimento do canal de fluido e pode, assim, estar sujeita a manutenção ou troca. De acordo com pelo menos uma modalidade exemplificativa, a válvula é integrada na disposição de aquecimento, por exemplo por ser integrada na primeira ou na segunda trajetórias de fluido, tal como, por exemplo, sendo integrada na primeira ou segunda porção de canal.

[0026] De acordo com pelo menos uma modalidade exemplificativa, a válvula é configurada para controlar o fluxo de gases de exaustão para a primeira trajetória de fluido e/ou o fluxo de gases de exaustão para a segunda trajetória de fluido. Por exemplo, a válvula pode ser configurada para controlar o fluxo de gases de exaustão permitindo e impedindo de forma intercambiável o fluxo de gases de exaustão para a primeira trajetória de fluido. Adicional ou alternativamente, a válvula pode ser configurada para controlar o fluxo de gases de exaustão permitindo e impedindo de forma intercambiável o fluxo de gases de exaustão para a segunda trajetória de fluido. Adicional ou alternativamente, a válvula pode ser configurada para controlar o fluxo de gases de exaustão, permitindo o fluxo de gases de exaustão para a primeira ou para a segunda trajetória de fluido, enquanto, opcionalmente, impede o fluxo de gases de exaustão para a outra primeira ou a outra segunda trajetória de fluido. Opcional e adicionalmente, a válvula pode ser configurada para controlar o fluxo de gases de exaustão permitindo alternadamente o fluxo de gases de exaustão para a primeira ou segunda trajetória de fluido e impedindo o fluxo de gases de exaustão para a mesma primeira ou segunda trajetórias de fluido.

[0027] De acordo com pelo menos uma modalidade exemplificativa, a válvula é operável entre um primeiro estado, em que o fluxo de gases de exaustão é permitido fluir através da primeira trajetória de fluido e um segundo estado, em que pelo menos uma parte do fluxo de gases de exaustão é permitido fluir através da segunda trajetória de fluido.

[0028] Por este meio, os gases de exaustão podem ser aquecidos pelo elemento de aquecimento elétrico no primeiro estado, enquanto a queda de pressão é reduzida no segundo estado, pois pelo menos uma parte do fluxo de gases de exaustão contorna o elemento de aquecimento elétrico por ser permitido fluir através da segunda trajetória de fluido. Mais detalhadamente, no primeiro estado, a válvula está disposta para permitir que o fluxo de gases de exaustão entre na primeira trajetória de fluido de modo que nenhum, ou muito pouco, dos gases de exaustão seja permitido na segunda trajetória de fluido. Por exemplo, a válvula pode ser configurada para evitar o fluxo de gases de exaustão para a segunda trajetória de fluido no primeiro estado. Por este meio, todos, ou quase todos, os gases de exaustão são permitidos para a primeira trajetória de fluido e podem, assim, ser aquecidos pelo elemento de aquecimento elétrico. No segundo estado, a válvula está disposta para permitir pelo menos uma parte do fluxo de gases de exaustão para a segunda trajetória de fluido. Assim, no segundo estado, pelo menos uma parte do fluxo de gases de exaustão pode ser permitido, ou pelo menos ser permitido fluir, para a primeira trajetória de fluido e, assim, ser aquecido pelo elemento de aquecimento elétrico. No entanto, como pelo menos uma parte do fluxo de gases de exaustão é permitida para a segunda trajetória de fluido e, assim, contornando o elemento de aquecimento elétrico, a queda de pressão será reduzida em comparação com se o fluxo completo de gases de exaustão fosse conduzido através da primeira trajetória de fluido (como, por exemplo, poderia ser o caso no primeiro estado). De acordo com pelo menos uma modalidade exemplificativa, a válvula está disposta no segundo estado para evitar o fluxo de gases de exaustão para a primeira trajetória de fluido. Deste modo, a queda de pressão pode ser diminuída ainda mais adicionalmente. A válvula é, por exemplo, operável para permitir o fluxo de gases de exaustão para a primeira trajetória de fluido e/ou para a segunda trajetória de fluido direcionando ou guiando o fluxo de gases de exaustão. Ou seja, a válvula pode ser configurada para direcionar ou guiar o fluxo de gases de exaustão para a primeira trajetória de fluido no primeiro estado e configurada para direcionar ou para guiar pelo menos uma parte do fluxo de gases de exaustão para a segunda via fluida no segundo estado.

[0029] Assim, a válvula pode ser configurada para:
- em um primeiro estado, permitir o fluxo de gases de exaustão para a primeira trajetória de fluido, evitando o fluxo de gases de exaustão para a segunda trajetória de fluido, e
- em um segundo estado, permitir o fluxo de gases de exaustão para a segunda trajetória de fluido e, opcionalmente, para a primeira trajetória de fluido.

[0030] De acordo com pelo menos uma modalidade exemplificativa, o canal de fluido compreende um primeiro flange de canal disposto a montante do catalisador SCR e a disposição de aquecimento compreende um primeiro flange da disposição de aquecimento, de modo que, no estado montado, o primeiro flange de canal esteja conectado, de forma circunferencial, ao primeiro flange da disposição de aquecimento, em que a disposição de aquecimento é disposta de forma removível em relação ao canal de fluido pelo menos pelo fato de o primeiro flange de canal ser conectado de forma removível ao primeiro flange da disposição de aquecimento.

[0031] Por este meio, é provido um meio simples, mas eficaz, para dispor de forma removível a disposição de aquecimento em relação ao canal de fluido. Por exemplo, o primeiro flange de canal pode ser um flange em uma porção de extremidade do canal de fluido e a disposição de aquecimento pode, assim, ser disposta de forma removível ou conectada de forma removível a tal porção de extremidade do canal de fluido por meio do primeiro flange de canal e o primeiro flange da disposição de aquecimento. Assim, durante o uso, o fluxo de gases de exaustão está entrando no canal de fluido através da disposição de aquecimento. Dito de uma forma diferente, o primeiro flange de canal é conectável, de forma circunferencial, ao primeiro flange da disposição de aquecimento ou o primeiro flange de canal é configurado para ser conectado, de forma circunferencial, ao primeiro flange da disposição de aquecimento.

[0032] De acordo com pelo menos uma modalidade exemplificativa, o canal de fluido adicionalmente compreende um segundo flange de canal disposto a montante do primeiro flange de canal, em que a disposição de aquecimento adicionalmente compreende um segundo flange da disposição de aquecimento disposto oposto ao primeiro flange da disposição de aquecimento, de modo que, no estado montado, o segundo flange de canal é conectado, de forma circunferencial, ao segundo flange da disposição de aquecimento, e em que a disposição de aquecimento é disposta de forma removível em relação ao canal de fluido pelo fato de o primeiro flange de canal ser conectado de forma removível ao primeiro flange da disposição de aquecimento e por isso o segundo canal o flange é conectado de forma removível ao segundo flange da disposição de aquecimento.

[0033] Por este meio, é provido ainda outro meio simples e eficaz para dispor de forma removível a disposição de aquecimento em relação ao canal de fluido. Em outras palavras, a disposição de aquecimento é disposta de forma removível no canal de fluido. Assim, a disposição de aquecimento pode fazer parte da trajetória de fluido quando conectada ao canal de fluido no estado montado. A trajetória de fluido pode aqui ser referida como uma trajetória de fluido geral ou uma trajetória de fluido de pós-tratamento de exaustão. Assim, a primeira e a segunda trajetórias de fluido da disposição de aquecimento formam tipicamente pelo menos uma sub porção respectiva da trajetória de fluido geral. O canal de fluido pode compreender uma porção de canal a jusante a jusante do primeiro flange de canal e uma porção de canal a montante a montante do segundo flange de canal. Por este meio, a disposição de aquecimento é disposta de forma removível no canal de fluido para conectar fluidamente a porção do canal a montante com a porção do canal a jusante. Assim, quando a disposição de aquecimento é removida do canal de fluido, o canal de fluido é dividido em duas porções de canal separadas, isto é, as porções de canal a montante e a jusante. A porção de canal a montante se estende tipicamente a montante do segundo flange de canal e a porção de canal a jusante se estende tipicamente a jusante do primeiro flange de canal. Assim, durante o uso, o fluxo de gases de exaustão entra na porção do canal a montante e é passado para a porção do canal a jusante através da disposição de aquecimento e da primeira e/ou segunda trajetórias de fluido. Dito de uma forma diferente, o segundo flange de canal é conectável, de forma circunferencial, ao segundo flange da disposição de aquecimento, ou o segundo flange de canal é configurado para ser conectado, de forma circunferencial, ao segundo flange da disposição de aquecimento. A porção de canal a jusante pode compreender um tubo flexível. A porção de canal a montante pode ser conectada fluidamente a, ou ser compreendida em, uma parte de saída de um turbocompressor.

[0034] De acordo com pelo menos uma modalidade exemplificativa, a disposição de aquecimento compreende uma porção de parede do canal circundante que se estende até o primeiro flange da disposição de aquecimento, e em que a primeira e a segunda trajetórias de fluido estão alojadas na porção de parede do canal circundante.

[0035] Assim, os componentes da disposição de aquecimento podem ser alojados dentro da porção de parede do canal circundante e facilmente removidos em conjunto com a disposição de aquecimento. A porção de parede do canal circundante pode ser referida como um invólucro, ou um alojamento, da disposição de aquecimento. Assim, no estado montado, a porção de parede do canal circundante se estende desde a porção de canal a montante até à porção de canal a jusante, ou simplesmente recebe os gases de exaustão e os conduz para o canal de fluido.

[0036] De acordo com pelo menos uma modalidade exemplificativa, a disposição de pós-tratamento de exaustão compreende um injetor configurado para injetar um redutor líquido para prover amônia ao catalisador SCR, o injetor sendo disposto a montante do catalisador SCR. Tipicamente, o injetor é disposto entre a disposição de aquecimento e o catalisador SCR.

[0037] De acordo com pelo menos uma modalidade exemplificativa, o catalisador SCR está disposto no canal de fluido a jusante do injetor. Alternativamente, o catalisador SCR é disposto a jusante do canal de fluido. Por exemplo, o canal de fluido pode terminar, ou sair, no catalisador SCR.

[0038] De acordo com pelo menos uma modalidade exemplificativa, o elemento de aquecimento elétrico da disposição de aquecimento está, no estado montado, disposto a montante do injetor. Assim, os gases de exaustão aquecidos pelo elemento de aquecimento elétrico podem ser aquecidos antes de encontrar o redutor injetado. De acordo com pelo menos uma modalidade exemplificativa, no estado montado, o injetor está disposto entre a disposição de aquecimento e o catalisador SCR. De acordo com pelo menos uma modalidade exemplificativa, o injetor está disposto para injetar o redutor no canal de fluido. De acordo com pelo menos uma modalidade exemplificativa, o injetor é disposto logo a jusante do primeiro flange de canal, por exemplo, dentro de 1-20 cm, do primeiro flange do canal. A distância sendo a distância da trajetória de fluxo entre o injetor e o primeiro flange do canal.

[0039] De acordo com pelo menos uma modalidade exemplificativa, a disposição de aquecimento é configurada para aquecer o redutor injetado indiretamente por meio do aquecimento dos gases de exaustão que passam pelo elemento de aquecimento elétrico. Assim, os gases de exaustão aquecidos aquecem o redutor injetado subsequentemente à passagem do elemento de aquecimento elétrico.

[0040] De acordo com pelo menos uma modalidade exemplificativa, a disposição de aquecimento é formada como uma curva de canal.

[0041] Deste modo, os gases de exaustão que fluem através da disposição de aquecimento podem ser sujeitos a uma mistura aumentada e o aquecimento dos gases de exaustão pode ser aperfeiçoado. Além disso, ao prover o elemento de aquecimento elétrico dentro da disposição de aquecimento formado como uma curva de canal, o elemento de aquecimento elétrico pode ser melhor protegido a partir do redutor injetado. Além disso, a disposição de aquecimento pode conectar a porção de canal a montante com a porção de canal a jusante, enquanto a curva do canal provê uma curva ou dobra do canal de fluido.

[0042] De acordo com pelo menos uma modalidade exemplificativa, a disposição de aquecimento compreende uma unidade de mistura disposta na primeira e/ou na segunda trajetórias de fluido. A unidade de mistura é configurada para criar um fluxo de turbilhão ou redemoinho dos gases de exaustão. De preferência, a unidade de mistura está disposta em uma porção de extremidade da segunda trajetória de fluido, tal como, por exemplo, em uma porção de extremidade da segunda porção de canal ou em uma porção de extremidade da disposição de aquecimento, para aprimorar a mistura do fluxo de gases de exaustão a jusante da disposição de aquecimento. Por este meio, quaisquer gases de exaustão aquecidos da primeira trajetória de fluido podem ser misturados com os gases de exaustão da segunda trajetória de fluido de uma maneira vantajosa.

[0043] De acordo com pelo menos uma modalidade exemplificativa, a disposição de aquecimento é disposta de tal modo que, em uso, o redutor de líquido injetado é impedido de entrar em contato com o elemento de aquecimento elétrico.

[0044] Por exemplo, o elemento de aquecimento elétrico é disposto a montante do injetor a uma distância não alcançável para qualquer redutor de líquido injetado. De acordo com outro exemplo, o elemento de aquecimento elétrico é disposto atrás de uma curva (como, por exemplo, descrito acima com a curva do canal).

[0045] De acordo com um segundo aspecto da invenção, é provida uma disposição de aquecimento para uma disposição de pós-tratamento de exaustão para converter as emissões de NOx. A disposição de pós-tratamento de exaustão compreende um canal de fluido para prover uma trajetória de fluido para os gases de exaustão e um catalisador, um catalisador redutor seletivo, SCR, disposto em ou a jusante do canal de fluido, em que a disposição de aquecimento compreende:
- um elemento de aquecimento elétrico, uma segunda trajetória de fluido para guiar os gases de exaustão para o elemento de aquecimento elétrico e uma segunda trajetória de fluido para guiar os gases de exaustão para circunda o elemento de aquecimento elétrico, em que a disposição de aquecimento é configurada para ser disposta de forma removível em relação ao canal de fluido.

[0046] Os efeitos e características do segundo aspecto da invenção são amplamente análogos aos descritos acima em relação ao primeiro aspecto da invenção, pelo menos em relação com a disposição de aquecimento. As modalidades mencionadas em relação ao primeiro aspecto da invenção, pelo menos em relação com a disposição de aquecimento, são amplamente compatíveis com o segundo aspecto da invenção. Assim, por exemplo, a disposição de aquecimento elétrico pode ser disposta de forma removível em relação ao canal de fluido a montante do catalisador SCR.

[0047] De acordo com pelo menos uma modalidade exemplificativa, a disposição de aquecimento adicionalmente compreende um primeiro flange da disposição de aquecimento e um segundo flange da disposição de aquecimento dispostos em oposição ao primeiro flange da disposição de aquecimento, em que o primeiro flange da disposição de aquecimento é conectável, de forma circunferencial, a um primeiro flange de canal do fluido canal, e o segundo flange da disposição de aquecimento é conectável, de forma circunferencial, a um segundo flange de canal do canal de fluido.

[0048] O primeiro e o segundo flanges do canal de fluido foram descritos com referência ao primeiro aspecto da invenção. Por este meio, a disposição de aquecimento pode ser disposta de forma removível no canal de fluido. Assim, a disposição de aquecimento pode ser disposta em um estado montado em relação ao canal de fluido de tal forma que o primeiro flange da disposição de aquecimento esteja conectado, de forma circunferencial, com o primeiro flange do canal do canal de fluido e que o segundo flange da disposição de aquecimento seja conectado, de forma circunferencial, com o segundo flange de canal do canal de fluido. Além disso, o primeiro flange da disposição de aquecimento é conectável de forma removível ao primeiro flange do canal de fluido e o segundo flange da disposição de aquecimento é conectável de maneira removível ao segundo flange do canal do canal de fluido, de modo que a disposição de aquecimento seja disposta em um estado desmontado em relação ao canal de fluido.

[0049] De acordo com pelo menos uma modalidade exemplificativa, a disposição de aquecimento compreende pelo menos uma válvula configurada para controlar o fluxo de gases de exaustão na primeira e na segunda trajetórias de fluido.

[0050] De acordo com um terceiro aspecto da invenção, é provida uma disposição de aquecimento para um disposição de pós-tratamento de exaustão para converter as emissões de NOx. A disposição de aquecimento compreende: - um elemento de aquecimento elétrico, uma segunda trajetória de fluido para guiar os gases de exaustão para o elemento de aquecimento elétrico e uma segunda trajetória de fluido para guiar os gases de exaustão para circunda o elemento de aquecimento elétrico, em que a disposição de aquecimento é configurada para ser disposta de forma removível em relação ao canal de fluido.

[0051] Os efeitos e características do terceiro aspecto da invenção são amplamente análogos aos descritos acima em relação ao primeiro aspecto da invenção, pelo menos em relação com a disposição de aquecimento. As modalidades mencionadas com relação ao primeiro aspecto da invenção, pelo menos em relação com a disposição de aquecimento, são amplamente compatíveis com o terceiro aspecto da invenção, do qual algumas modalidades são mencionadas abaixo. Assim, a disposição de aquecimento elétrico pode ser disposta de forma removível em relação ao canal de fluido a montante do catalisador SCR.

[0052] De acordo com pelo menos uma modalidade exemplificativa, a disposição de aquecimento compreende pelo menos uma válvula configurada para controlar o fluxo de gases de exaustão na primeira e na segunda trajetórias de fluido.

[0053] De acordo com pelo menos uma modalidade exemplificativa, a disposição de aquecimento compreende um primeiro flange da disposição de aquecimento.

[0054] De acordo com pelo menos uma modalidade exemplificativa, a disposição de aquecimento adicionalmente compreende um segundo flange da disposição de aquecimento disposto em frente ao primeiro flange da disposição de aquecimento.

[0055] De acordo com pelo menos uma modalidade exemplificativa, a disposição de aquecimento adicionalmente compreende uma porção de parede de canal circundante que se estende entre o primeiro flange da disposição de aquecimento e o segundo flange da disposição de aquecimento, em que a primeira e a segunda trajetórias de fluido estão alojadas na porção de parede de canal circundante.

[0056] De acordo com pelo menos uma modalidade exemplificativa, a disposição de aquecimento compreende uma primeira porção de canal compreendendo a primeira trajetória de fluido e o elemento de aquecimento elétrico e uma segunda porção de canal compreendendo a segunda trajetória de fluido, a segunda porção de canal sendo separada da primeira porção de canal.

[0057] De acordo com pelo menos uma modalidade exemplificativa, a primeira porção de canal e a segunda porção de canal estão dispostas coaxialmente.

[0058] De acordo com pelo menos uma modalidade exemplificativa, a primeira porção de canal está englobando, de forma anular, a segunda porção de canal, ou a segunda porção de canal está englobando, de forma anular, a primeira porção de canal.

[0059] A válvula, o primeiro e o segundo flanges da disposição de aquecimento, a porção de parede do canal circundante, a primeira e a segunda porções do canal foram descritas em relação ao primeiro aspecto da invenção e suas modalidades são aplicáveis para a disposição de aquecimento do terceiro aspecto da invenção.

[0060] De acordo com um quarto aspecto da invenção, é provido um veículo compreendendo uma disposição de pós-tratamento de gases de exaustão de acordo com o primeiro aspecto da invenção, ou uma disposição de aquecimento de acordo com o segundo ou o terceiro aspectos da invenção.

[0061] Os efeitos e características do quarto aspecto da invenção são amplamente análogos aos descritos acima em relação aos primeiro e segundo aspectos da invenção. As modalidades mencionadas em relação ao primeiro aspecto da invenção são amplamente compatíveis com o quarto aspecto da invenção.

[0062] De acordo com um quinto aspecto da invenção, é provido um método para montar e/ou desmontar uma disposição de aquecimento em relação a um canal de fluido de uma disposição de pós-tratamento de exaustão para converter as emissões de NOx. A disposição de pós-tratamento de exaustão compreende um canal de fluido para prover uma trajetória de fluido para os gases de exaustão, um catalisador, um catalisador redutor seletivo, SCR, disposto em ou a jusante do canal de fluido e, opcionalmente, um injetor configurado para injetar um redutor líquido para prover amônia ao catalisador SCR, o injetor sendo disposto a montante do catalisador SCR, em que a disposição de aquecimento compreende um elemento de aquecimento elétrico, uma segunda trajetória de fluido para guiar os gases de exaustão para o elemento de aquecimento elétrico e uma segunda trajetória de fluido para guiar os gases de exaustão para desviar o elemento de aquecimento elétrico, sendo a disposição de aquecimento conectável de forma removível ao canal de fluido. O método compreende:
- montar a disposição de aquecimento em relação ao canal de fluido de modo que a disposição de aquecimento seja disposta a montante do catalisador SCR, de modo que o fluxo de gases de exaustão possa ser controlado para fluir através da disposição de aquecimento através da primeira e/ou da segunda trajetórias de fluido e/ou
- desmontar o disposição de aquecimento a partir do canal de fluido.

[0063] Por este meio, a disposição de aquecimento pode ser facilmente conectada e/ou removida do canal de fluido. Assim, a disposição de aquecimento pode ser montada em relação ao canal de fluido e usada para aliviar as deficiências de baixas temperaturas dos gases de exaustão por meio do elemento de aquecimento elétrico aquecendo o fluxo de gases de exaustão na primeira trajetória de fluido e uma queda de pressão limitada no canal de fluido utilizando a segunda trajetória de fluido guiando os gases de exaustão para circunda o elemento de aquecimento elétrico. Além disso, a disposição de aquecimento pode ser facilmente desmontada para acessar os componentes e as trajetórias de fluidos na mesma. Por este meio, pelo menos o elemento de aquecimento elétrico e a primeira e a segunda trajetórias de fluido são acessíveis, por exemplo, para manutenção. Isto é, a disposição de aquecimento pode ser removida do canal de fluido e os componentes e as trajetórias de fluido no mesmo podem ser tornados acessíveis, por exemplo, para manutenção. A invenção provê uma combinação de uma configuração simples que permite fácil acesso aos componentes e trajetórias de fluido da disposição de aquecimento após a desmontagem da disposição de aquecimento, enquanto aperfeiçoa o desempenho da disposição de pós-tratamento de exaustão após a montagem da disposição de aquecimento. Assim, um disposição de póstratamento de gases de exaustão aperfeiçoado é provido com uma remoção altamente eficiente da emissão dos gases de exaustão devido pelo menos ao aquecimento dos gases de exaustão pelo elemento de aquecimento elétrico e com uma configuração que permite uma queda de pressão reduzida devido pelo menos a uma segunda trajetória de fluido provendo um desvio do elemento de aquecimento elétrico, ao mesmo tempo em que reduz a complexidade adicional da disposição de aquecimento, uma vez que é disposto de forma removível em relação ao canal de fluido e pode, assim, estar sujeito a montagem e desmontagem.

[0064] Os efeitos e características do quinto aspecto da invenção são amplamente análogos aos descritos acima em relação ao primeiro aspecto da invenção. As modalidades mencionadas em relação ao primeiro aspecto da invenção, pelo menos em relação com a disposição de póstratamento de exaustão, são amplamente compatíveis com o quinto aspecto da invenção.

[0065] De acordo com pelo menos uma modalidade exemplificativa, o método é realizado em uma disposição de pós-tratamento de exaustão de acordo com o primeiro aspecto da invenção.

[0066] De acordo com pelo menos uma modalidade exemplificativa, o canal de fluido compreende um primeiro flange de canal disposto a montante do catalisador SCR e a disposição de aquecimento compreende um primeiro flange da disposição de aquecimento, em que a etapa de montagem da disposição de aquecimento em relação ao canal de fluido compreende conectar de forma circunferencial, o primeiro flange de canal para o primeiro flange da disposição de aquecimento e/ou em que a etapa de desmontagem compreende desconectar o primeiro flange de canal do primeiro flange da disposição de aquecimento.

[0067] Por este meio, é provido um meio simples, mas eficaz, para montar e desmontar a disposição de aquecimento em relação ao canal de fluido. Por exemplo, o primeiro flange de canal pode ser um flange em uma porção de extremidade do canal de fluido e a disposição de aquecimento pode assim ser montado, ou ser disposto de forma removível ou conectado de forma removível a tal porção de extremidade do canal de fluido por meio do primeiro flange de canal e o primeiro flange da disposição de aquecimento. Assim, durante o uso, os gases de exaustão entram no canal de fluido através da disposição de aquecimento.

[0068] De acordo com pelo menos uma modalidade exemplificativa, o canal de fluido adicionalmente compreende um segundo flange de canal disposto a montante do primeiro flange de canal e em que a disposição de aquecimento adicionalmente compreende um segundo flange da disposição de aquecimento disposto oposto ao primeiro flange da disposição de aquecimento, em que a etapa de montar a disposição de aquecimento em relação ao canal de fluido compreende conectar, de forma circunferencial, o primeiro flange de canal ao primeiro flange da disposição de aquecimento e conectar, de forma circunferencial, o segundo flange de canal ao segundo flange da disposição de aquecimento e/ou em que a etapa de desmontagem compreende desconectar o primeiro flange de canal do primeiro flange da disposição de aquecimento e desconectar o segundo flange do canal do segundo flange da disposição de aquecimento.

[0069] Por este meio, é provido ainda outro meio simples e eficaz para montar e desmontar a disposição de aquecimento em relação ao canal de fluido. Assim, a disposição de aquecimento pode, quando montada, formar uma parte da trajetória de fluido quando conectada ao canal de fluido. Em outras palavras, a disposição de aquecimento é montada ou está disposta de forma removível no canal de fluido. A trajetória de fluido pode aqui ser referida como a uma trajetória de fluido geral ou trajetória de fluido de pós-tratamento de exaustão. Assim, a primeira e a segunda trajetórias de fluido da disposição de aquecimento formam tipicamente pelo menos uma sub porção respectiva da trajetória de fluido geral. O canal de fluido pode assim compreender uma porção de canal a jusante, que está a jusante do primeiro flange de canal e uma porção de canal a montante, que está a montante do segundo flange de canal. Por este meio, a disposição de aquecimento é montada ou disposta de forma removível no canal de fluido para conectar fluidamente a porção do canal a jusante com a porção do canal a montante. Assim, quando a disposição de aquecimento é desmontada, isto é, removida do canal de fluido, o canal de fluido é dividido em duas porções de canal separadas, ou seja, as porções de canal a jusante e a montante.

[0070] De acordo com pelo menos uma modalidade exemplificativa, aplicável a qualquer um dentre o primeiro ao quinto aspectos da invenção, a disposição de póstratamento de exaustão adicionalmente compreende um módulo de redução de emissão sendo um filtro de partículas de diesel, DPF, ou seja, sendo configurado para remover partículas, tais como matéria particulada de diesel ou fuligem, dos gases de exaustão e/ou um catalisador de oxidação de diesel, DOC disposto e configurado para converter monóxido de carbono e hidrocarbonetos em dióxido de carbono. Assim, de acordo com pelo menos uma modalidade exemplificativa, o módulo de redução de emissão é um DPF/DOC combinado, por exemplo, no qual o DOC está disposto a montante do DPF. De acordo com pelo menos uma modalidade exemplificativa, o módulo de redução de emissão é um DPF. De acordo com pelo menos uma modalidade exemplificativa, o módulo de redução de emissão é um DOC. O módulo de redução de emissões pode, por exemplo, ser disposto a montante da disposição de aquecimento.

[0071] Deve ser entendido que o elemento de aquecimento elétrico é um elemento de aquecimento que é configurado para ser aquecido por meio de eletricidade. De acordo com pelo menos uma modalidade exemplificativa, o elemento de aquecimento elétrico compreende uma treliça ou uma grade, ou uma bobina ou uma placa, configurada para ser aquecida por eletricidade conduzida através da treliça, grade, bobina ou placa. O elemento de aquecimento elétrico pode ser de outra forma, por exemplo, na forma de uma lâmina de aquecimento plana ou curva, ou compreendem um elemento de aquecimento de um tipo diferente, por exemplo, uma espuma de resistência. De acordo com pelo menos uma modalidade exemplificativa, o elemento de aquecimento elétrico é um elemento baseado em Coeficiente de Temperatura Positivo, PTC. De acordo com pelo menos uma modalidade exemplificativa, o elemento de aquecimento elétrico é baseado em aquecimento por indução e pode ser referido como um elemento de aquecimento por indução. De acordo com pelo menos uma modalidade exemplificativa, a potência de operação do elemento de aquecimento elétrico está entre 300 W e 15.000 W, ou entre 1.000 W e 15.000 W. De acordo com pelo menos uma modalidade exemplificativa, a tensão de operação do elemento de aquecimento elétrico é de 12V , 24V ou 48V.

[0072] De acordo com pelo menos uma modalidade exemplificativa, o redutor é pelo menos um dentre os seguintes: amônia anidra, amônia aquosa, ureia, ureia aquosa e um fluido de exaustão de diesel. De acordo com pelo menos uma modalidade exemplificativa, o redutor é ureia ou ureia líquida. O elemento de aquecimento elétrico pode assim, através dos gases de exaustão aquecidos e do elemento de evaporação, prover ao redutor o calor necessário para evaporar e possivelmente hidrolisar o redutor em amônia. Dependendo da potência operacional do elemento de aquecimento elétrico, os gases de exaustão aquecidos podem aquecer adicionalmente o catalisador SCR.

[0073] De acordo com pelo menos uma modalidade exemplificativa, a disposição de aquecimento é configurada para manter a temperatura a jusante do elemento de aquecimento elétrico e a montante do catalisador SCR acima de 180°C. Isso pode, por exemplo, ser alcançado controlando o fluxo de gases de exaustão por meio da válvula para a primeira trajetória de fluido e/ou a segunda trajetória de fluido. Deste modo, a incrustação causada pelo redutor injetado pode ser reduzida ou mesmo omitida. Por exemplo, a disposição de aquecimento pode ser configurada para manter a temperatura dos gases de exaustão fluindo na trajetória de fluido a jusante da disposição de aquecimento e a montante do catalisador SCR acima de 180°C, sendo a temperatura, por exemplo, medida como uma temperatura média a uma certa distância. A disposição de aquecimento pode ser configurada para manter a referida temperatura entre 180°C e 300°C. Adicional, ou alternativamente, a disposição de aquecimento é configurada para manter a temperatura no catalisador SCR entre 180°C e 300°C.

[0074] De acordo com pelo menos uma modalidade exemplificativa, a disposição de aquecimento é controlada, por exemplo, por meio da válvula, para permitir (ou guiar ou direcionar) o fluxo de gases de exaustão para a primeira trajetória de fluido de acordo com o primeiro estado descrito anteriormente e para iniciar o aquecimento dos gases de exaustão em resposta a uma temperatura medida a montante do elemento de aquecimento elétrico abaixo de 180°C. A disposição de aquecimento pode ser ainda controlada para encerrar o aquecimento, ou reduzir o aquecimento, do fluxo de gases de exaustão em resposta a uma temperatura medida a montante do elemento de aquecimento elétrico acima de 200°C, ou em resposta a uma temperatura medida a jusante da disposição de aquecimento (e, por exemplo, a montante do catalisador SCR), acima de 300°C. Tal cessação ou redução, do aquecimento pode ser alcançada controlando a válvula para permitir (ou guiar ou direcionar) o fluxo de gases de exaustão pelo menos parcialmente para a segunda trajetória de fluido de acordo com o segundo estado descrito anteriormente e cessando, ou pelo menos reduzindo, o calor provido pelo elemento de aquecimento elétrico. De acordo com pelo menos uma modalidade exemplificativa, a disposição de aquecimento é controlada para iniciar o aquecimento dos gases de exaustão em resposta a uma temperatura medida do catalisador SCR abaixo de 200°C ou abaixo de 180°C. O nível de aquecimento do elemento de aquecimento elétrico pode ser controlado variando a tensão provida ao elemento de aquecimento elétrico, ou pelo valor médio baseado na energia mudando frequentemente de ligada/desligada.

[0075] De acordo com pelo menos uma modalidade exemplificativa, a disposição de aquecimento é configurada para adaptar a temperatura a jusante da disposição de aquecimento e a montante do catalisador SCR pelo menos com base na temperatura do redutor injetado. Por este meio, a temperatura do redutor pode ser incluída no controle da disposição de aquecimento.

[0076] De acordo com pelo menos uma modalidade exemplificativa, a disposição de pós-tratamento de exaustão compreende um controlador configurado para controlar a introdução de redutor na trajetória de fluido dos gases de exaustão em função de vários parâmetros de gás de exaustão, como NOx, temperatura e pressão, para a finalidade de controlar a concentração de NOx nos gases de exaustão. Os parâmetros do gás de exaustão podem ser medidos por vários sensores em vários locais na disposição de pós-tratamento de exaustão. Por exemplo, os sensores de NOx podem estar localizados, ou próximos, à entrada e saída da disposição de pós-tratamento de exaustão. Sensores de temperatura e/ou sensores de pressão podem estar localizados antes e depois da disposição de aquecimento ou do catalisador SCR. De acordo com pelo menos uma modalidade exemplificativa, a disposição de aquecimento compreende pelo menos um dos vários sensores ou compreende uma montagem para tal(is) sensor(es).

[0077] O catalisador SCR é tipicamente configurado para converter óxidos de nitrogênio, NOx, com o auxílio de um catalisador em nitrogênio diatômico, N2 e água e/ou dióxido de carbono, CO2. Durante o uso, o redutor injetado (ou a amônia resultante) reage com o catalisador.

[0078] A ordem das etapas do método descritas no quinto aspecto da invenção não está restrita àquela descrita na presente descrição. Uma ou várias das etapas podem trocar de lugar ou ocorrer em uma ordem diferente, a menos que seja explicitamente declarado sem sair do escopo da invenção. No entanto, de acordo com pelo menos uma modalidade exemplificativa, as etapas do método são realizadas na ordem descrita no quinto aspecto da invenção.

[0079] Outras vantagens e características da presente descrição são reveladas e discutidas na descrição a seguir e nos desenhos anexos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0080] Com referência aos desenhos anexos, a seguir se apresenta uma descrição mais detalhada das modalidades da invenção citadas como exemplos. Nos desenhos:

[0081] A Fig. 1 é uma vista lateral esquemática de um veículo compreendendo uma disposição de pós-tratamento de exaustão de acordo com uma modalidade exemplificativa da invenção,

[0082] A Fig. 2A é uma vista esquemática em seção transversal de uma disposição de pós-tratamento de exaustão compreendendo uma disposição de aquecimento de acordo com uma modalidade exemplificativa da invenção,

[0083] A Fig. 2B é uma vista esquemática em seção transversal das primeira e segunda porções de canal da disposição de aquecimento na Fig. 2A,

[0084] As Figs. 3A-3B mostram um exemplo esquemático de como a disposição de aquecimento é disposta de forma removível em relação ao canal de fluido e é montada ou desmontada, aplicável às modalidades exemplificativas da invenção,

[0085] A Fig. 4 é uma vista esquemática em seção transversal de uma disposição de pós-tratamento de exaustão compreendendo uma disposição de aquecimento de acordo com uma modalidade exemplificativa da invenção,

[0086] A Fig. 5 é uma vista esquemática em seção transversal de uma disposição de pós-tratamento de exaustão compreendendo uma disposição de aquecimento de acordo com outra modalidade exemplificativa da invenção,

[0087] A Fig. 6 é uma vista esquemática em seção transversal de uma disposição de pós-tratamento de exaustão compreendendo uma disposição de aquecimento de acordo com uma ainda outra modalidade exemplificativa da invenção, e

[0088] A Fig. 7 é um fluxograma que ilustra as etapas de um método de acordo com uma modalidade exemplificativa da invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DE EXEMPLOS DE MODALIDADES DA INVENÇÃO

[0089] Com referência à Fig. 1, um veículo 1, aqui corporificado como um caminhão de serviço pesado 1, é mostrado para o qual uma disposição de pós-tratamento de exaustão 20 de um tipo descrito na presente invenção e uma disposição de aquecimento 38 de um tipo descrito na presente invenção, são vantajosos. No entanto, o sistema de póstratamento de exaustão 20 e/ou a disposição de aquecimento 38 também podem ser implementados em outros tipos de veículos, como ônibus, caminhões de serviço leve, equipamentos de construção, carros de passeio, aplicações marítimas, etc. O veículo 1 da Fig. 1 compreende um motor 10, sendo um motor a diesel 10, mas o veículo 1 pode, de acordo com pelo menos uma modalidade exemplificativa, ser um veículo híbrido compreendendo ainda uma máquina elétrica (não mostrada). O motor a diesel 10 é alimentado por combustível de diesel, tipicamente compreendido em um tanque de combustível, e qualquer máquina elétrica é tipicamente alimentada por eletricidade provida por pelo menos um dispositivo de armazenamento ou de transformação de energia, por exemplo, uma bateria ou uma célula de combustível.

[0090] Na Fig. 1, o veículo 1 adicionalmente compreende uma disposição de pós-tratamento de exaustão 20 para limpar gases de exaustão pelo menos do motor a diesel 10. A disposição de pós-tratamento de exaustão 20 compreende pelo menos um catalisador SCR 32 e uma disposição de aquecimento 38 para aquecer os gases de exaustão antes do catalisador SCR 32, como melhor mostrado na ampliação da Fig. 1. O catalisador SCR 32 é disposto e configurado para converter óxidos de nitrogênio, também referidos como NOx, com o auxílio de um catalisador, em nitrogênio diatômico, N2 e água e/ou dióxido de carbono, CO2. Opcionalmente, o sistema de pós-tratamento de exaustão 20 adicionalmente compreende um injetor configurado para injetar um redutor líquido para prover amônia ao catalisador SCR 32, sendo o injetor tipicamente disposto a montante do catalisador SCR 32 e a jusante da disposição de aquecimento 38. O redutor, preferencialmente amônia anidra, amônia aquosa, ureia, ureia aquosa ou uma solução de fluido de exaustão de diesel é adicionado aos gases de exaustão do motor pelo injetor e é absorvido no catalisador, no catalisador SCR 32.

[0091] Na Fig. 2A, a disposição de póstratamento de exaustão 20 da Fig. 1 é mostrada em maiores detalhes. A disposição de pós-tratamento de exaustão 20 compreende um canal de fluido 21 para prover uma trajetória de fluido para os gases de exaustão. A disposição de póstratamento de exaustão 20 adicionalmente compreende um catalisador (32), catalisador redutor seletivo, SCR, disposto a jusante do canal de fluido 21. Na Fig. 2 isso é exemplificado como o canal de fluido 21 termina no catalisador SCR 32. Além disso, para prover amônia ao catalisador SCR 32, a disposição de pós-tratamento de exaustão pode compreender um injetor 34 disposto a montante do catalisador SCR 32 e sendo configurado para injetar um redutor líquido para prover amônia ao catalisador SCR 32, conforme descrito anteriormente. O redutor sendo, por exemplo, ureia. A disposição de pós-tratamento de exaustão 20 compreende ainda uma disposição de aquecimento 38 disposta a montante do catalisador SCR 32 e a montante de qualquer injetor 34 e sendo configurada para aquecer os gases de exaustão antes do catalisador SCR 32. A disposição de aquecimento 38 compreende um elemento de aquecimento elétrico 40, aqui concretizada como treliça ou grelha 40 através da qual os gases de exaustão podem ser passados e aquecidos. Na Fig. 2A, a trajetória de fluido dos gases de exaustão dentro da disposição de aquecimento 38 é dividida em uma primeira trajetória de fluido 26A que guia os gases de exaustão para o elemento de aquecimento elétrico 40 e uma segunda trajetória de fluido 26B para guiar os gases de exaustão para desviar o elemento de aquecimento elétrico 40.

[0092] Na Fig. 2A, a disposição de aquecimento 38 compreende uma primeira porção de canal 28A compreendendo a primeira trajetória de fluido 26A e o elemento de aquecimento elétrico 40, e uma segunda porção de canal 28B compreendendo a segunda trajetória de fluido 26B. Assim, a segunda porção de canal 28B é separada da primeira porção de canal 28A. Ou seja, a primeira porção de canal 28A é delimitada por paredes de canal conforme as paredes de canal, de forma circunferencial, englobam a primeira trajetória de fluido 26A, e a segunda porção de canal 28B é delimitada por paredes de canal conforme as paredes de canal englobam, de forma circunferencial, a segunda trajetória de fluido 26B. Na Fig. 2A, a primeira porção de canal 28A tem uma seção transversal que atravessa a direção longitudinal L da disposição de pós-tratamento de exaustão 20 que tem uma forma anular ou uma forma de anel, como visto na Fig. 2B. Correspondentemente, a segunda porção de canal 28B tem uma seção transversal que atravessa a direção longitudinal L da disposição de pós-tratamento de exaustão 20 que é circular, como visto na Fig. 2B. Além disso, como também visto em ambas as Figuras 2A e 2B, a primeira porção de canal 28A abrange, de forma anular, a segunda porção de canal 28B, pois a primeira porção de canal 28A e a segunda porção de canal 28B estão dispostas coaxialmente.

[0093] A disposição de pós-tratamento de exaustão 20 e, mais especificamente, a disposição de aquecimento 38 da Fig. 2A compreende a válvula 41 configurada para controlar o fluxo de gases de exaustão na primeira e na segunda trajetórias de fluido 26A, 26B, controlando o fluxo de gases de exaustão para a primeira e a segunda porções de canal 28A, 28B. A válvula 41 é operável entre um primeiro estado em que o fluxo de gases de exaustão é permitido fluir através da primeira porção de canal 28A e da primeira trajetória de fluido 26A e um segundo estado em que pelo menos uma parte do fluxo de gases de exaustão é permitido fluir através da segunda porção de canal 28B e da segunda trajetória de fluido 26B. O segundo estado está na Fig. 2A representado pela forma pontilhada da válvula 41. Assim, na Fig. 2 e no primeiro estado, a válvula 41 está disposta para evitar o fluxo de gases de exaustão na segunda trajetória de fluido 26B cobrindo a seção transversal da segunda porção de canal 28B, de modo que nenhum fluxo de gases de exaustão é permitido através da segunda porção de canal. Por este meio, o fluxo de gases de exaustão é permitido fluir através da primeira porção de canal 28A e da primeira trajetória de fluido 26A e do elemento de aquecimento elétrico 40. Tipicamente, o elemento de aquecimento elétrico 40 está cobrindo toda a seção transversal da primeira porção de canal 28A, de modo que nenhum fluxo de gases de exaustão possa desviar do elemento de aquecimento elétrico 40 dentro da primeira porção de canal 28A. Correspondentemente, no segundo estado, a válvula 41 está disposta para permitir o fluxo de gases de exaustão na segunda trajetória de fluido 26B, permitindo que pelo menos uma parte da seção transversal da segunda porção de canal 28B seja aberta, de modo que pelo menos uma parte de o fluxo de gases de exaustão é permitido através da segunda porção de canal 28B e da segunda trajetória de fluido 26B. Por este meio, o fluxo de gases de exaustão é dividido entre a primeira porção de canal 28A e a segunda porção de canal 28B, e a queda de pressão induzida sobre a disposição de aquecimento 38 pode ser reduzida em comparação com o primeiro estado.

[0094] Assim, a válvula 41 na Fig. 2A é configurada para:
- em um primeiro estado, permitir que o fluxo de gases de exaustão flua para a primeira trajetória de fluido 26A enquanto evita o fluxo de gases de exaustão para a segunda trajetória de fluido 26B, e
- em um segundo estado, permitir que o fluxo de gases de exaustão flua para a segunda trajetória de fluido 26B e, opcionalmente, para a primeira trajetória de fluido 26A. Por exemplo, no primeiro estado, a válvula é configurada para direcionar ou guiar o fluxo de gases de exaustão para a primeira trajetória de fluido 26A, enquanto impede o fluxo de gases de exaustão para a segunda trajetória de fluido 26B e, no segundo estado, a válvula é configurada direcionar ou guiar o fluxo de gases de exaustão para a segunda trajetória de fluido 26B e, opcionalmente, a primeira trajetória de fluido 26A.

[0095] A disposição de aquecimento 38 na Fig. 2A está disposta de forma removível em relação ao canal de fluido 21. Assim, a disposição de aquecimento 38 pode ser removida do canal de fluido 21 e estar sujeita a, por exemplo, manutenção ou troca de componentes. Devido a isso, o canal de fluido 21 compreende um primeiro flange de canal 21A disposto a montante do catalisador SCR 32 e um segundo flange de canal 21B disposto a montante do primeiro flange de canal 21A. Por este meio, o canal de fluido 21 é divisível em duas porções de canal de fluido, uma porção de canal a jusante 22 e uma porção de canal a montante 23. A porção de canal a jusante 22 se estende a jusante do primeiro flange de canal 21A e na Fig. 2A, para o catalisador SCR 32 e a porção de canal a montante 23 está se estendendo a montante do segundo flange de canal 21B.

[0096] Correspondentemente, a disposição de aquecimento 38 compreende um primeiro flange da disposição de aquecimento 39A e um segundo flange da disposição de aquecimento 39B disposto em frente ao primeiro flange da disposição de aquecimento 39A. A disposição de aquecimento 38 é disposta de forma removível em relação ao canal de fluido 21 pelo fato de o primeiro flange de canal 21A estar conectado de maneira removível ao primeiro flange da disposição de aquecimento 39A, por exemplo, por parafusos ou grampos, e por isso o segundo flange de canal 21B é conectado de forma removível ao segundo flange da disposição de aquecimento 39B, por exemplo, por parafusos ou braçadeiras. Assim, a disposição de aquecimento 38 pode ser destacada, ou colocada em um estado desmontado, desconectando o primeiro flange de canal 21A do primeiro flange da disposição de aquecimento 39A e desconectando o segundo flange de canal 21B do segundo flange da disposição de aquecimento 39B. Tal estado é mostrado na Fig. 3A, em que a disposição de aquecimento 38 é provida separadamente do canal de fluido 21, e em que a porção de canal a jusante 22 é separada da porção de canal a montante 23. Tal estado desmontado pode estar presente durante a instalação da disposição de aquecimento 38 para o canal de fluido 21, ou durante a manutenção da disposição de aquecimento 38 e/ou canal de fluido 21. A disposição de aquecimento 38 pode depois ser colocada em um estado montado, como mostrado na Fig. 3B. Assim, no estado montado, em que a disposição de aquecimento 38 está ligada ao canal de fluido 21, o primeiro flange de canal 21A está, de forma circunferencial, conectado ao primeiro flange da disposição de aquecimento 39A e o segundo flange de canal 21B está, de forma circunferencial, conectado ao segundo flange da disposição de aquecimento 39B.

[0097] No entanto, deve ser notado que a porção de canal a montante 23 pode ser omitida, e a disposição de aquecimento 38 sendo disposta de forma removível apenas na porção de canal a jusante 22.

[0098] Voltando à Fig. 2A, na qual a disposição de aquecimento 38 é montada no canal de fluido 21 como descrito anteriormente, a disposição de aquecimento 38 compreende uma porção de parede de canal circundante 39 que se estende desde o segundo flange da disposição de aquecimento 39B até o primeiro flange da disposição de aquecimento 39A. Na Fig. 2, a primeira e a segunda trajetórias de fluido 26A, 26B e, portanto, a primeira e a segunda porções de canal 28A, 28B, estão alojadas na porção de parede de canal circundante 39. A porção de parede de canal circundante 39 pode ser referida como um revestimento, ou alojamento, da disposição de aquecimento 38. Ou seja, o elemento de aquecimento elétrico 40 está alojado dentro da disposição de aquecimento 38.

[0099] A disposição de pós-tratamento de exaustão 20 é normalmente operada da seguinte maneira: os gases de exaustão (a serem limpos) do motor a diesel entram na disposição de pós-tratamento de exaustão 20 através da porção de canal a montante 23 e são passados através da disposição de aquecimento 38 por meio da qual o fluxo de exaustão gases encontram a válvula 41. Dependendo da posição da válvula 41, o fluxo de gases de exaustão é direcionado ou guiado para a primeira trajetória de fluido 26A e, opcionalmente, para a segunda trajetória de fluido 26B, permitindo e/ou impedindo o fluxo de gases de exaustão através da primeira e segunda porções de canal 28A, 28B. Por exemplo, se a válvula 41 estiver disposta no primeiro estado, o fluxo completo de gases de exaustão é permitido (por exemplo, sendo direcionado ou guiado) para a primeira porção de canal 28A e guiado através da primeira trajetória de fluido 26A, pelo que os gases de exaustão irão ser aquecido pelo elemento de aquecimento elétrico 40. Como o fluxo completo dos gases de exaustão é conduzido através do elemento de aquecimento elétrico 40, a queda de pressão induzida sobre a disposição de aquecimento 38 será relativamente alta. A queda de pressão induzida, quando a válvula 41 está disposta no primeiro estado, pode ser referida como uma primeira queda de pressão. Subsequentemente, ou antes de dispor a válvula 41 no primeiro estado, a válvula 41 pode ser disposta no segundo estado e pelo menos uma parte do fluxo de gases de exaustão pode passar através da segunda porção de canal 28B através da segunda trajetória de fluido 26B. Assim, como não há elemento de aquecimento elétrico presente na segunda porção de canal 28B, a queda de pressão induzida sobre a disposição de aquecimento 38 será menor em comparação com quando a válvula 41 está disposta no primeiro estado. A queda de pressão induzida, quando a válvula 41 está disposta no segundo estado, pode ser referida como uma segunda queda de pressão, sendo a segunda queda de pressão inferior à primeira queda de pressão. Tipicamente, como a primeira trajetória de fluido 26A está disponível também quando a válvula 41 está disposta no segundo estado, a queda de pressão induzida sobre a disposição de aquecimento 38 será baseada no efeito combinado do fluxo de gases de exaustão através da primeira e segunda porções de canal 28A, 28B.

[00100] Conforme mostrado na Fig. 2A, o elemento de aquecimento elétrico 38 é uma treliça ou grade e o fluxo de gases de exaustão será assim aquecido ao fluir através da treliça ou grade. Deve ser notado que o elemento de aquecimento elétrico pode ser disposto de uma maneira diferente e, por exemplo, compreende uma serpentina de aquecimento ou uma espuma de aquecimento, através da qual os gases de exaustão serão aquecidos fluindo através de uma superfície aquecida da serpentina de aquecimento ou espuma de aquecimento.

[00101] Após a passagem da disposição de aquecimento 38, o fluxo, pelo menos parcialmente aquecido, de gases de exaustão continua ao longo do canal de fluido 21 para a porção de canal a jusante 22 e, por exemplo, para uma posição na qual o redutor é injetado por um injetor (não mostrado). Qualquer redutor injetado será assim parcialmente misturado com o fluxo aquecido de gases de exaustão e o calor provido pelo elemento de aquecimento elétrico 40. O redutor (se houver) e os gases de exaustão entram posteriormente no catalisador SCR 32 para redução catalítica do NOx, após o que os gases de exaustão limpos são descarregados do sistema de pós-tratamento de exaustão 20 ou posteriormente limpos por meio de processos a jusante.

[00102] Na Fig. 4 é ilustrada uma disposição de aquecimento alternativo 138 de uma disposição de póstratamento de exaustão 120. A disposição de aquecimento 138 pode, por exemplo, ser disposta em um canal de fluido 21 correspondente à modalidade mostrada na Fig. 2A, e pode assim funcionar em princípio da mesma maneira que a modalidade mostrada na Fig. 2A. No entanto, para a disposição de aquecimento 138 da Fig. 4, a válvula configurada para controlar o fluxo de gases de exaustão na primeira e na segunda trajetórias de fluido 26A, 26B é omitida. Assim, o fluxo de gases de exaustão através de uma primeira porção de canal 128A compreendendo a primeira trajetória de fluido 26A e o elemento de aquecimento elétrico 140, e através de uma segunda porção de canal 128B compreendendo a segunda trajetória de fluido 26B, é dividido entre duas trajetórias de fluido de acordo com os fundamentos princípios de fluxo. Assim, a quantidade de calor adicionada aos gases de exaustão pode ser controlada em maior medida pela potência do elemento de aquecimento elétrico 140 em comparação com a modalidade mostrada na Fig. 2A. Além disso, a queda de pressão sobre a disposição de aquecimento 138 não irá variar tanto quanto para a modalidade na Fig. 2A, pois não há válvula que impeça o fluxo através da segunda porção de canal 128B.

[00103] Voltando para a Fig. 5 mostrando uma disposição de pós-tratamento de exaustão 220 que pelo menos em parte corresponde com a disposição de pós-tratamento de exaustão 20 da Fig. 2A, pelo menos pela inclusão de uma válvula 241 configurada para controlar o fluxo de gases de exaustão na primeira e na segunda trajetórias de fluido 26A, 26B, e assim funciona em princípio da mesma maneira que a modalidade mostrada na Fig. 2A. No entanto, para a disposição de aquecimento 238 da Fig. 5, a válvula 241 está disposta externamente com a disposição de aquecimento 238 e, em vez disso, está compreendida no canal de fluido 21 a montante da disposição de aquecimento 238. A válvula 241 é aqui fixada rotativamente ao canal parede do canal de fluido 21 e é operável entre um primeiro estado no qual o fluxo de gases de exaustão é permitido entrar em uma primeira porção de canal 228A compreendendo a primeira trajetória de fluido 26A e um segundo estado no qual pelo menos uma parte do fluxo de gases de exaustão é permitido entrar em uma segunda porção de canal 228B compreendendo a segunda trajetória de fluido 26B. A válvula 241 compreende uma abertura central que está, de forma circunferencial, circundada por uma porção de bloqueio. Na Fig. 5, mostrando o primeiro estado da válvula 241, a abertura central se alinha com a primeira porção de canal 228A de modo que o fluxo de gases de exaustão seja permitido através da primeira trajetória de fluido 26A e do elemento de aquecimento elétrico 240, enquanto a porção de bloqueio se alinha com a segunda porção de canal 228B de modo que nenhum fluxo de gases de exaustão seja permitido (por exemplo, sendo direcionado ou guiado) através da segunda trajetória de fluido 26B. No segundo estado, representado pela forma pontilhada da válvula 241, a válvula 241 foi girada em direção à parede do canal de fluido 21. Assim, a válvula 241 está disposta aqui para permitir o fluxo de gases de exaustão na segunda porção de canal 228B através da segunda trajetória de fluido 26B por não mais obstruir o fluxo para a segunda porção de canal 228B. Por este meio, o fluxo de gases de exaustão é dividido entre a primeira porção de canal 228A e a segunda porção de canal 228B, e a queda de pressão induzida sobre a disposição de aquecimento 238 pode ser reduzida em comparação com o primeiro estado. Além disso, na Fig. 5, a segunda porção de canal 228B tem uma seção transversal que atravessa a direção longitudinal da disposição de pós-tratamento de exaustão 220 que tem formato de anel ou formato anular. Correspondentemente, a primeira porção de canal 228A tem uma seção transversal que atravessa a direção longitudinal da disposição de pós-tratamento de exaustão 220 que é circular. Além disso, a segunda porção de canal 228B abrange, de forma anular, a primeira porção de canal 228A, uma vez que a segunda porção de canal 228B e a primeira porção de canal 228A estão dispostas coaxialmente, na Fig. 5.

[00104] Ainda uma outra forma de realização de uma disposição de aquecimento 338 de uma disposição de póstratamento de gases de exaustão 320 é mostrada na Fig. 6. A disposição de aquecimento 338 pode, por exemplo, ser disposta em um canal de fluido 21 correspondente à modalidade mostrada na Fig. 2A e, além disso, é muito semelhante à modalidade mostrada na Fig. 4, pois nenhuma válvula configurada para controlar o fluxo de gases de exaustão na primeira e na segunda trajetórias de fluido 26A, 26B está presente. No entanto, na Fig. 6, uma primeira porção de canal 328A compreendendo a primeira trajetória de fluido 26A é delimitada por uma porção de parede de canal circundante 339 (semelhante à porção de parede de canal circundante 39 da modalidade mostrada na Fig. 2A) e a superfície externa do elemento de aquecimento elétrico 340. Correspondentemente, uma segunda porção de canal 328B compreendendo a segunda trajetória de fluido 26B é delimitada pelas estruturas externas do elemento de aquecimento elétrico 340. Como o elemento de aquecimento elétrico 340 está disposto centralmente na disposição de aquecimento 338, a segunda porção de canal 328B tem uma seção transversal que atravessa a direção longitudinal da disposição de pós-tratamento de exaustão 320 que tem formato de anel ou formato anular. Correspondentemente, a primeira porção de canal 328A tem uma seção transversal que atravessa a direção longitudinal da disposição de pós-tratamento de exaustão 320 que é circular, ou tendo qualquer outra forma de fechamento definida pelas estruturas externas do elemento de aquecimento elétrico 340. Além disso, a segunda porção de canal 328B está englobando, de forma anular, a primeira porção de canal 328A, uma vez que a segunda porção de canal 328B e a primeira porção de canal 328A estão dispostas coaxialmente na Fig. 6. Além disso, a porção de parede de canal circundante 339 é formada como uma protuberância em comparação com o canal de fluido 21, permitindo que o fluxo dos gases de exaustão contorne o elemento de aquecimento elétrico 340 de maneira eficiente. Além disso, a porção de parede de canal circundante formada por uma protuberância 339 melhora a mistura do fluxo de gases de exaustão a jusante da disposição de aquecimento 338, uma vez que o fluxo de gases de exaustão na segunda porção de canal 238B é forçado a girar ao contornar o elemento de aquecimento elétrico 349.

[00105] Deve ser entendido que as disposições de aquecimento 138, 238, 338 das Figs. 4-6 são tipicamente dispostas de forma removível em relação ao canal de fluido 21 por meio de um primeiro e um segundo flanges de canal e correspondentes ao primeiro e ao segundo flanges de disposição de aquecimento, como foi descrito anteriormente com a modalidade da, por exemplo, Fig. 2A.

[00106] Um método para montar e/ou desmontar uma disposição de aquecimento em relação a um canal de fluido de uma disposição de pós-tratamento de exaustão para conversão de emissões de NOx será agora descrito, em geral, com referência à Fig. 7. Assim, a disposição de pós-tratamento de exaustão pode ser a das Figs. 2A-2B, 3A-3B, 4, 5 e 6, com uma disposição de aquecimento associada. Assim, a disposição de pós-tratamento de exaustão compreende um canal de fluido para prover uma trajetória de fluido para os gases de exaustão, um catalisador, um catalisador redutor seletivo, SCR, disposto a jusante em ou a jusante do canal de fluido e, opcionalmente, um injetor configurado para injetar um redutor líquido para prover amônia ao catalisador SCR, o injetor sendo disposto a montante do catalisador SCR. A disposição de aquecimento compreende tipicamente um elemento de aquecimento elétrico, uma segunda trajetória de fluido para guiar os gases de exaustão para o elemento de aquecimento elétrico e uma segunda trajetória de fluido para guiar os gases de exaustão para circunda o elemento de aquecimento elétrico, sendo a disposição de aquecimento conectável de forma removível ao canal de fluido.

[00107] Em uma primeira etapa S10, a disposição de aquecimento é montada no canal de fluido de modo que a disposição de aquecimento seja disposta a montante do catalisador SCR, de modo que o fluxo de gases de exaustão possa ser controlado para fluir através da disposição de aquecimento através da primeira e/ou da segunda trajetórias de fluido. Conforme descrito com referência à forma de realização das Figs. 2A-2B, 3A-3B, o canal de fluido pode compreender um primeiro flange de canal disposto a montante do catalisador SCR e a disposição de aquecimento pode compreender um primeiro flange da disposição de aquecimento. Assim, a primeira etapa S10 de montagem pode opcionalmente compreender uma primeira subetapa S12 de conectar, de forma circunferencial, o primeiro flange de canal ao primeiro flange da disposição de aquecimento. Além disso, como também foi descrito anteriormente, o canal de fluido pode ainda compreender um segundo flange de canal disposto a montante do primeiro flange de canal e a disposição de aquecimento pode ainda compreender um segundo flange da disposição de aquecimento disposto em frente ao primeiro flange da disposição de aquecimento. Assim, a primeira etapa de montagem S10 pode compreender a primeira subetapa S12 de conectar, de forma circunferencial, o primeiro flange de canal ao primeiro flange da disposição de aquecimento e uma segunda subetapa S14 de conectar, de forma circunferencial, o segundo flange de canal ao segundo flange da disposição de aquecimento.

[00108] Em uma segunda etapa S20, que pode ser realizada após a primeira etapa S10, e qualquer uma das subetapas opcionais S12, S14, ou ser realizada em vez de, ou antes da primeira etapa S10, e qualquer uma das subetapas opcionais etapas S12, S14, a disposição de aquecimento é desmontada do canal de fluido. Correspondentemente à primeira e à segunda subetapas S12, S14, a segunda etapa S20 de desmontagem pode compreender uma terceira subetapa S22 de desconectar o primeiro flange de canal do primeiro flange da disposição de aquecimento e a quarta subetapa S24 de desconectar o segundo canal flange do segundo flange da disposição de aquecimento.

[00109] Deve ser entendido que a presente invenção não está limitada às modalidades descritas acima e ilustradas nos desenhos; em vez disso, uma pessoa versada na técnica reconhecerá que muitas mudanças e modificações podem ser feitas dentro do escopo das reivindicações anexas. Por exemplo, o elemento de aquecimento elétrico pode ser alimentado por meio de uma conexão elétrica que está integrada em um alojamento da disposição de aquecimento. Por exemplo, a potência operacional do elemento de aquecimento elétrico pode estar entre 300 W e 15.000 W. Além disso, a disposição de pós-tratamento de exaustão pode ser usada para converter a emissão de NOx da exaustão de outros motores que não sejam motores a diesel. Por exemplo, a presente disposição de pós-tratamento de exaustão pode ser usada para converter as emissões de NOx da exaustão de motores de combustão interna com base em GNV (Gás Natural Veicular), GLP (Gás Liquefeito Petróleo), DME (Dimetil éter) e/ou H2 (Hidrogênio).

[00110] Além disso, variações nas modalidades divulgadas podem ser compreendidas e efetuadas por uma pessoa versada na técnica do conceito inventivo reivindicado, a partir de um estudo dos desenhos, da descrição e das reivindicações anexas. Nas reivindicações, a palavra "compreendendo" não exclui outros elementos ou etapas, e o artigo indefinido "um" ou "uma" não exclui uma pluralidade. O simples fato de certas medidas serem definidas em reivindicações dependentes mutuamente diferentes não indica que uma combinação dessas medidas não possa ser usada de forma vantajosa.

Claims

Disposição de pós-tratamento de exaustão (20, 120, 220, 320) para limpeza de gases de exaustão, a disposição de pós-tratamento de exaustão sendo caracterizada pelo fato de compreender:
- um canal de fluido (21) para prover uma trajetória de fluido para os gases de exaustão,
- um catalisador (32), catalisador redutor seletivo, SCR, disposto em ou a jusante do canal de fluido, - uma disposição de aquecimento (38, 138, 238, 338) para aquecer os gases de exaustão, sendo que a disposição de aquecimento é disposta a montante do catalisador SCR e compreende um elemento de aquecimento elétrico (40, 140, 240, 340), uma primeira trajetória de fluido (26A) para guiar os gases de exaustão para o elemento de aquecimento elétrico e uma segunda trajetória de fluido (26B) para guiar os gases de exaustão para desviar do elemento de aquecimento elétrico, em que a disposição de aquecimento é disposta de forma removível em relação ao canal de fluido.
Disposição de pós-tratamento de exaustão (20, 120, 220, 320), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a disposição de aquecimento (38, 138, 238, 338) compreende uma primeira porção de canal (28A, 128A, 228A, 338A) compreendendo a primeira trajetória de fluido (26A) e o elemento de aquecimento elétrico (40, 140, 240, 340) e uma segunda porção de canal (28B, 128B, 228B, 328B) compreendendo a segunda trajetória de fluido (26B), sendo que a segunda porção de canal é separada da primeira porção do canal.
Disposição de pós-tratamento de exaustão (20, 120, 220, 320), de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que a primeira porção de canal (28A, 128A, 228A, 328A) e a segunda porção de canal (28B, 128B, 228B, 328B) estão dispostas coaxialmente.
Disposição de pós-tratamento de exaustão (20, 120, 220, 320), de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 3, caracterizada pelo fato de que a primeira porção de canal (28A, 128A) abrange, de forma anular, a segunda porção de canal (28B, 128B), ou em que a segunda porção de canal (228B, 328B) abrange, de forma anular, a primeira porção de canal (228A, 328A).
Disposição de pós-tratamento de exaustão (20, 120, 220, 320), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que adicionalmente compreende pelo menos uma válvula (41, 241) configurada para controlar o fluxo de gases de exaustão na primeira e na segunda trajetórias de fluido (26A, 26B).
Disposição de pós-tratamento de gases de exaustão (20, 120, 220, 320), de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que a disposição de aquecimento (38) compreende a válvula (41).
Disposição de pós-tratamento de exaustão (20, 120, 220, 320), de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 6, caracterizada pelo fato de que a válvula (41, 241) é operável entre um primeiro estado no qual o fluxo de gases de exaustão é permitido fluir através da primeira trajetória de fluido (26A), e um segundo estado em que pelo menos uma parte do fluxo de gases de exaustão pode fluir através da segunda trajetória de fluido (26B).
Disposição de pós-tratamento de exaustão (20, 120, 220, 320), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que o canal de fluido (21) compreende um primeiro flange de canal (21A) disposto a montante do catalisador SCR (32) e a disposição de aquecimento (38, 138, 238, 338) compreende um primeiro flange da disposição de aquecimento (39A), de modo que, em um estado montado, o primeiro flange de canal esteja conectado, de forma circunferencial, ao primeiro flange da disposição de aquecimento e em que a disposição de aquecimento esteja disposta de forma removível em relação ao canal de fluido pelo menos por que o primeiro flange de canal é conectado de forma removível ao primeiro flange da disposição de aquecimento.
Disposição de pós-tratamento de exaustão (20, 120, 220, 320), de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que o canal de fluido (21) adicionalmente compreende um segundo flange de canal (21B) disposto a montante do primeiro flange de canal (21A), e em que a disposição de aquecimento (38, 138, 238, 338) adicionalmente compreende um segundo flange da disposição de aquecimento (39B) disposto em frente ao primeiro flange da disposição de aquecimento (39A), de modo que, no estado montado, o segundo flange de canal seja conectado, de forma circunferencial, ao segundo flange da disposição de aquecimento, e em que a disposição de aquecimento é disposta de forma removível em relação ao canal de fluido pelo fato de o primeiro flange de canal ser conectado de forma removível ao primeiro flange da disposição de aquecimento e pelo fato de o segundo flange de canal ser conectado de forma removível ao segundo flange da disposição de aquecimento.
Disposição de pós-tratamento de exaustão (20, 120, 220, 320), de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 9, caracterizada pelo fato de que a disposição de aquecimento (38, 138, 238, 338) compreende uma porção de parede de canal circundante (39, 339) que se estende até o primeiro flange da disposição de aquecimento (39A), e em que a primeira e a segunda trajetórias de fluido (26A, 26B) estão alojadas na porção de parede do canal circundante.
Disposição de aquecimento (38, 138, 238, 338) para uma disposição de pós-tratamento de exaustão (20, 120, 220, 320) para converter emissões de NOx, caracterizada pelo fato de que a disposição de pós-tratamento de exaustão compreende um canal de fluido (21) para prover uma trajetória de fluido para a exaustão de gases e um catalisador (32), catalisador redutor seletivo, SCR, disposto dentro ou a jusante do canal de fluido, em que a disposição de aquecimento compreende:
- um elemento de aquecimento elétrico (40, 140, 240, 340), uma primeira trajetória de fluido (26A) para guiar os gases de exaustão para o elemento de aquecimento elétrico e uma segunda trajetória de fluido (26B) para guiar os gases de exaustão para circundar o elemento de aquecimento elétrico, em que a disposição de aquecimento está configurada para ser disposta de forma removível em relação com o canal de fluido.
Disposição de aquecimento, de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo fato de que adicionalmente compreende um primeiro flange da disposição de aquecimento (39A) e um segundo flange da disposição de aquecimento (39B) disposto em frente ao primeiro flange da disposição de aquecimento, em que o primeiro flange da disposição de aquecimento é conectável, de forma circunferencial, a um primeiro flange de canal (21A) do canal de fluido e o segundo flange da disposição de aquecimento é conectável, de forma circunferencial, a um segundo flange de canal (21B) do canal de fluido.
Veículo (1), caracterizado pelo fato de que compreende uma disposição de pós-tratamento de exaustão (20, 120, 220, 320) do tipo definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 10, ou uma disposição de aquecimento (38, 138, 238, 338) do tipo definido em qualquer uma das reivindicações 11 a 12.