BRPI0515981B1

BRPI0515981B1 - Método para manutenção da oxidação de no e no2 em um conversor catalítico de oxidação disposto em um veículo e veículo tracionado a motor compreendendo um motor de combustão interna

Info

Publication number: BRPI0515981B1
Application number: BRPI0515981-4A
Authority: BR
Inventors: Andreas HINZ; Lennart Andersson
Original assignee: Volvo Lastvagnar Ab
Priority date: 2004-10-13
Filing date: 2005-10-12
Publication date: 2019-07-16
Also published as: CN101040105A; BRPI0515981A; EP1802856B1; WO2006041402A1; SE0402499L; US20080271438A1; SE0402499D0; JP4686547B2; EP1802856A1; SE527367C2; CN100510335C; JP2008516154A; EP1802856A4; US7877984B2; ES2396137T3

Abstract

"veículo tracionado a motor com controle de emissão de exaustão".a presente inverção se refere a um método e uma disposição para manutenção da oxidação de no para c~2~ em um conversor catalítico de oxidação(5,25,35) disposto em um veículo compreendedo um motor de combustão interna (1,21,31)que em operação emite gases de exaustão para um sistema de pós-tratamento de gás de exaustão(2,22,32)compreendedo o referido conversor catalítico de oxidação(5,25,32)uma quantidade pré-determinada de hidrocarboneto sendo entregue para o sistema de pós-tratamento de gás de exaustão(2,22,32)ou para o motor ao longo de pelo menos um intervalo de tempo pré-determinado, para o próposito de manutenção da temperatura de trabalho ou regenerando uma unidade de trabalho de gás de exaustão(6,26,36,4,24,34).em concordância com a presente inverção,o referido veículo compreendedo um motor de combustão interna está "caracterizado pelo fato"de que a referida quantidade de hidrocarboneto é entregue para o sistema de pós-tratamento de gás de exaustão (2,22,32)ou para o motor através de uma injeção com menos uma freqüencia de fragmentação pré-determinada e um período de injeção de maneira a abrangentemente manter uma produção de c~2~ no sistema de pós-tratamento de gás de exaustão(2,22,32)que prevaleceu imediatamente precedentemente para o referido intervalo de tempo para a injeção hidrocarboneto.

Description

MÉTODO PARA MANUTENÇÃO DA OXIDAÇÃO DE NO E NO₂ EM UM CONVERSOR CATALÍTICO DE OXIDAÇÃO DISPOSTO EM UM VEÍCULO E VEÍCULO TRACIONADO A MOTOR COMPREENDENDO UM MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA

CAMPO TÉCNICO DA PRESENTE INVENÇÃO [001] A presente invenção se refere a um método para manutenção da quantidade de NO que é convertida para NO₂ sob diferentes condições em um conversor catalítico de oxidação disposto em um veículo a motor compreendendo um motor de combustão interna, que em operação emite gases de exaustão para um sistema de pós-tratamento de gás de exaustão compreendendo o referido conversor catalítico de oxidação. O método está intencionado para aplicação em situações quando uma quantidade pré-determinada de hidrocarbonetos é entregue para o sistema de pós-tratamento de gás de exaustão ou para o motor ao longo de pelo menos um intervalo de tempo pré-determinado como uma mensuração de temperatura amplificada para aquecimento ou para regeneração de uma ou mais diferentes unidades de pós-tratamento de gás de exaustão no sistema de pós-tratamento de gás de exaustão.

[002] A presente invenção também se refere a um veículo tracionado a motor compreendendo um motor de combustão interna, que em operação emite gases de exaustão para um sistema de pós-tratamento de gás de exaustão compreendendo um conversor catalítico de oxidação para oxidação de

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NO para NO₂, uma unidade de controle e elementos de injeção que estão projetados para injetar hidrocarbonetos para o sistema de pós-tratamento de gás de exaustão, a unidade de controle estando projetada para injetar uma quantidade prédeterminada de hidrocarbonetos por intermédio dos elementos de injeção ao longo de pelo menos um intervalo de tempo pré-determinado.

[003] A presente invenção também se refere a um programa de computador para desempenho de tal método com o auxílio de um computador.

ESTADO DA TÉCNICA DA INVENÇÃO [004] Os requerimentos legais (as regulamentações de legislação) relativos para motores a diesel têm sido crescentemente rigorosos e irão continuar a se tornarem mais severos, particularmente em relação para emissões de poluentes de óxido de nitrogênio e emissões de particulados.

[005] A quantidade de óxidos de nitrogênio formada pela combustão de combustível em um cilindro de motor depende da temperatura de combustão. Temperaturas mais altas conduzem para uma maior proporção do nitrogênio atmosférico sendo convertida em óxidos de nitrogênio. Os conversores catalíticos utilizados em motores a diesel e outros motores que operam com ar em excesso são somente oxidantes. Na medida em que os gases de exaustão contêm oxigênio é difícil ser altamente seletivo em

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3/27 redução dos óxidos de nitrogênio. Em adição para óxidos de nitrogênio, outras emissões indesejadas, formadas no processo de combustão incluem monóxido de carbono (CO) , hidrocarbonetos (HC) e particulados, primordialmente na forma de fuligem ( C) .

[006] Um método conhecido para redução da quantidade de óxidos de nitrogênio, que está fundamentado sobre pós-tratamento de gás de

exaustão, é	a	armadilha	de	LNA NO_x, (Lean	NOx
Adsorver -	Adso	rvedor de	NOx	Empobrecido) . O	LNA
pode também	ser	referido	como	o LNT (Lean NO_x	Trap

- Armadilha de NO_x Empobrecido). Nesta técnica, NO é primeiro oxidado em um conversor catalítico de oxidação para formar NO₂, seguindo-se que NO₂ é armazenado na armadilha na forma de nitratos. O armazenamento do NO2 acontece quando o motor está operando com oxigênio em excesso. A armadilha de No_x é após isso regenerada intermitentemente em intervalos pré-determinados por se possibilitar que o motor venha a funcionar com oxigênio em deficiência, o que significa dizer com uma adição extra de hidrocarboneto (usualmente o combustível de veículo) e/ou fluxo de ar reduzido, que aquece os nitratos e reduz o dióxido de nitrogênio NO₂capturado na armadilha de NO_x para nitrogênio N₂ e água (H₂O) , ver a patente européia número EP 1.245.817, a patente norte americana número US 5.473.887 ou a patente norte americana número US

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6.718.757, por exemplo. Tanto o armazenamento e quanto a regeneração requerem uma temperatura suficientemente alta na armadilha de NO_X

(ligeiramente	em	excesso de	200	⁰C	para
armazenamento	e	aproximadamente	300	⁰C	para
regeneração).	Em	baixas cargas	de	motor	(por

exemplo, em perímetro urbano ou no caso de caminhão descarregado) a temperatura de gás de exaustão não irá ser suficiente para manter a armadilha de NO_xna temperatura necessária. Uma maneira de amplificar a temperatura para um nível conveniente é então injetar hidrocarbonetos para o gás de exaustão que está sendo queimado cataliticamente no sistema de pós-tratamento de gás de exaustão, de maneira que a temperatura correta é alcançada. Os hidrocarbonetos possuem um efeito negativo na formação de NO₂ proveitosa, com o resultado de que a conversão global de óxidos de nitrogênio no sistema de exaustão diminuindo durante a fase de aquecimento.

[007] Hidrocarboneto pode ser suprido através de uma injeção adicional (pós-injeção) com válvula de exaustão de motor aberta ou por intermédio de um injetor disposto sobre a tubulação de exaustão.

[008] Um outro método conhecido de pós-tratamento de gás de exaustão para o qual a formação de NO₂ por intermédio de um conversor catalítico de oxidação e central e CRT

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5/27 (Continuously

Regenerating

Trap - Armadilha de

Regeneração

Continuamente).

Neste caso, particulados, o que significa dizer, fuligem e emissões poluentes de enxofre, por exemplo, são coletados em uma armadilha na qual a fuligem pode ser convertida para dióxido de carbono (CO₂) . NO₂aqui atua como agente oxidante de particulados. De

maneira	a que	combustão	da	fuligem	venha a
acontecer	com o	auxílio de	NO2,	a temperatura do
sistema	de pós	-tratamento	de	gás de	exaustão
necessita	estar	em um excesso	de 250	⁰C. Aqui

também, a temperatura no sistema de pós-tratamento de gás de exaustão pode ser amplificada para um nível conveniente pela adição de hidrocarbonetos, que são queimados no conversor catalítico, que sem dúvida possui um efeito negativo na formação de NO₂proveitosa, de maneira que a conversão global de particulados no sistema de pós-tratamento de gás de exaustão diminui.

[009] Outros métodos conhecidos de pós-tratamento de gás de exaustão para os quais a formação de NO2 é central são os seguintes:

- LNC (Lean NO_x Catalyst - Catalisador de NO_x Empobrecido), que continuamente reduz óxidos de nitrogênio sob condições ricas em oxigênio;

- filtros de partícula revestida em metal nobre (em metal precioso);

- SCR fundamentada em uréia ou amônia (Selective Catalyst Reduction - Redução Catalítica

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Seletiva) para redução de No_x, ver a patente norte americana número US 5.540.047, por exemplo; e

- SCR (Selective Catalyst Reduction Redução Catalítica Seletiva) fundamentada em hidrocarboneto (fundamentada em HC).

[0010] O objetivo da presente invenção é, conseqüentemente, manter o nível de formação de NO₂ proveitosa no conversor catalítico de oxidação tanto quanto possível, de maneira que a eficiência global do sistema de pós-tratamento de gás de exaustão aumenta, o que significa dizer que o sistema de pós-tratamento de gás de exaustão tem a capacidade de adicionalmente reduzir a quantidade emitida de NO_x e de particulados, por exemplo.

SUMÁRIO DA PRESENTE INVENÇÃO [0011] O objetivo da presente invenção é conseguido pelo método em concordância com a presente invenção reivindicado na reivindicação de patente independente 1 posteriormente e pela disposição em concordância com a presente invenção reivindicada na reivindicação de patente independente 5 posteriormente. As reivindicações de patente dependentes 2 até 4 e 6 até 7 posteriormente descrevem concretizações preferidas e desenvolvimentos adicionais do método inventivo e da disposição inventiva, respectivamente.

	0012]	O método	em	concordância	com a
presente	invenção	compreende	um	método	para
manutenção	da oxi	dação de	NO	para	NO2	em um

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7/27 conversor catalítico de oxidação disposto em um veículo compreendendo um motor de combustão interna, que em operação emite gases de exaustão para um sistema de pós-tratamento de gás de exaustão compreendendo o referido conversor catalítico de oxidação, uma quantidade prédeterminada de hidrocarbonetos sendo entregue para o sistema de pós-tratamento de gás de exaustão ou para o motor ao longo de pelo menos um intervalo de tempo pré-determinado. A presente invenção está caracterizada pelo fato de que a referida quantidade de hidrocarbonetos é entregue para o sistema de pós-tratamento de gás de exaustão ou para o motor através de uma injeção fragmentada com uma freqüência de fragmentação no intervalo de 0,01 Hz até 0,5 Hz e em um período de injeção no intervalo de 1 segundo até 10 segundos, em que um período de injeção mais curto é utilizado em uma freqüência de fragmentação mais alta, com o propósito de abrangentemente manter uma produção de NO₂ no sistema de pós-tratamento de gás de exaustão (2, 22, 32) que prevaleceu imediatamente precedentemente para o referido intervalo de tempo para a injeção de hidrocarboneto.

[0013] Uma vantagem do método em concordância com a presente invenção é a de que pela seleção da correta freqüência de fragmentação e do correto intervalo de injeção para diferentes condições quando aquecendo ou regenerando um

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8/27 conversor catalítico ou filtro de partícula, disposto no sistema de pós-tratamento de gás de exaustão, uma conversão mais precoce de NO para NO₂é mantida em um conversor catalítico de oxidação por tanto tempo quanto possível, até mesmo durante um processo de aquecimento ou um processo de regeneração, o que significa dizer quando aquecimento ou regeneração está acontecendo através da injeção de hidrocarboneto para o sistema de póstratamento de gás de exaustão. Pela manutenção da conversão mais precoce de NO para NO₂, a quantidade total de NO_x e de particulados nos gases de exaustão deixando o sistema de pós-tratamento de gás de exaustão irá ser adicionalmente reduzida. No caso de um sistema de pós-tratamento de gás de exaustão com LNA, a conversão de NO para NO₂ em um conversor catalítico de oxidação significa que a conversão de NO para NO2 é maximizada, enquanto que se o sistema de pós-tratamento de gás de exaustão ao invés disso compreende um SCR, a conversão de NO para NO2 significa que alcançada.

[0014] Uma presente invenção é a uma oxidação de 50 % é vantagem adicional da de que o hidrocarboneto injetado irá ser utilizado mais eficientemente, o que proporciona um consumo reduzido de hidrocarboneto (de aproximadamente 5 %).

[0015] A presente invenção também engloba uma disposição na forma de um veículo

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9/27 tracionado a motor possuindo um sistema de póstratamento de gás de exaustão em que a conversão de NO para NO₂ em um conversor catalítico de oxidação é mantida pela entrega contínua de hidrocarboneto para o sistema de pós-tratamento de gás de exaustão.

[0016] As mesmas vantagens são obtidas pela disposição em concordância com a presente invenção, assim como também pelo método em concordância com a presente invenção.

[0017] Concretizações adicionais da presente invenção estão estabelecidas posteriormente nas reivindicações de patente dependentes posteriormente.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0018] A presente invenção irá ser descrita em maiores detalhes posteriormente, de uma maneira não limitante, com referência para as concretizações ilustrativas mostradas nos desenhos acompanhantes nos quais:

As Figuras 1, 2 e 3 cada uma mostram uma representação esquemática de três diferentes concretizações preferidas de um sistema de póstratamento de gás de exaustão em concordância com a presente invenção;

A Figura 4 mostra um diagrama do conteúdo de NO₂ a jusante de um conversor catalítico de oxidação em concordância com o estado da técnica da presente invenção e em concordância com a presente

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10/27 invenção; e

A Figura 5 mostra um aparelho que é utilizado pelo menos nas duas concretizações em concordância com a presente invenção mostradas nas Figuras 1, 2 e 3.

As Figuras são somente representações esquemáticas e a presente invenção não está limitada para estas concretizações.

DESCRIÇAO DAS CONCRETIZAÇÕES PREFERIDAS DA INVENÇÃO [0019] A Figura 1 mostra uma concretização preferida da presente invenção em que os gases de combustão emitidos a partir de um motor de combustão interna (1) são conduzidos para um sistema de pós-tratamento de gás de exaustão genericamente simbolizado pelo número

O motor (1) é um motor que funciona com oxigênio em excesso, por exemplo, um motor a diesel do tipo cilindro-pistão, em que o oxigênio em excesso nos gases de exaustão do motor (1) é utilizado para reduzir a quantidade de NO_x e particulados (primordialmente fuligem) nos gases antes que estes sejam emitidos para a atmosfera. O sistema de póstratamento de gás de exaustão (2) está projetado para reduzir a quantidade de óxidos de nitrogênio e de particulados nos gases de exaustão a partir do motor (1) . Os componentes primordiais do sistema de pós-tratamento de gás de exaustão (2) compreendem um CRT^tm (3) e um conversor catalítico de No_x (4) .

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TM

Na concretização exemplificante mostrada, o CRT (3) compreende um conversor catalítico de oxidação (5) e um filtro de partícula (6). Na concretização exemplificante mostrada, o conversor catalítico de NO_X (4) é do tipo LNA. Os gases de exaustão a partir do motor (1) são por sua vez conduzidos por intermédio de uma tubulação de exaustão (7) através de um primeiro estágio na forma do conversor catalítico de oxidação (5) , um segundo estágio na forma de um filtro de partícula (6) e finalmente um terceiro estágio na forma do conversor catalítico de NO_x (4). A partir do conversor catalítico de NO_x (4) os gases de exaustão são conduzidos para fora para a atmosfera por intermédio da tubulação de extremidade (final) (8).

[0020] Os gases de exaustão a partir do motor (1) são tipicamente compostos de diversos óxidos de nitrogênio NO_x, tais como NO e NO₂, mas também hidrocarbonetos (HC) , monóxido de carbono ( CO) , dióxido de carbono (CO₂), particulados e outros resíduos de combustão. O conversor catalítico de oxidação (5) no primeiro estágio está preferivelmente revestido com metais nobres (metais

preciosos	tais como	platina	ou	paládio. O
conversor	catalítico de	oxidação	(5)	oxida NO nos
gases de	exaustão para	NO2. A reação	no primeiro

estágio está mostrada pela Fórmula 1:

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NO + ^O₂ =b· NO₂ (1) [0021] Por conseqüência, NO₂ é formado, que é conduzido para o segundo estágio consistindo do filtro de partícula (6) , por exemplo, do tipo cerâmico monolítico maneira que o gás em que os dutos são tampados de tem para passar através de uma parede de duto. No filtro de partícula (6) , NO2 a partir do conversor catalítico de oxidação (5) reage com partículas no gás de exaustão, as partículas estando primordialmente na forma de fuligem, de maneira que pelo menos uma proporção do

NO2 é reduzida para NO, o que monóxido de nitrogênio, enquanto oxidada para CO₂. Quanto mais significa dizer que a fuligem é

NO2 é reduzido depende do conteúdo de fuligem do gás de exaustão e da quantidade de fuligem que é capturada no filtro. A redução de NO2 para NO não é, conseqüentemente, de cem por cento (100 %) . Os gases de exaustão vindo do filtro de partícula são usualmente compostos tanto de NO₂ e quanto de NO₂ reduzido, o que significa dizer NO, e CO2. A reação no estágio 2 pode abrangentemente ser ilustrada pela Fórmula 2:

2NO₂ + C =P> 2NO + CO₂ (2)

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13/27 [0022] Os gases de exaustão a partir do filtro de partícula (6) após isso passam para um terceiro estágio, o que significa dizer o conversor catalítico de NO_x (4). Na concretização exemplificante mostrada, o conversor catalítico de NO_X (4) é um LNA, o que significa dizer uma armadilha de NO_x que está projetada para coletar nela a quantidade residual de NO₂ sob condições ricas em oxigênio, o conversor catalítico de NO_x(4) pela adição de um agente de redução reduzindo o dióxido de nitrogênio NO₂ capturado na armadilha de NO_x para nitrogênio (N₂) e água (H2O) na forma gasosa. O processo primordial no estágio 3 pode ser ilustrado pela Fórmula 3:

3NO₂ + 2H₂C 1MN₂ + 2H₂O + 2CO₂ (3) [0023] O conversor catalítico de NO_x (4) pode ser revestido com uma camada catalítica, o propósito da qual é oxidar qualquer NO residual a partir do estágio 2 para NO₂, de maneira que o NO₂pode após isso ser armazenado no conversor catalítico de NO_x (4) .

[0024] Na concretização exemplificante mostrada, o referido agente de redução ou agente de aquecimento preferivelmente consiste de combustível (1) para o motor e pode ser armazenado em um tanque único (não mostrado) para injeção, como requerida, para a tubulação de exaustão (7) por um injetor (9) disposto entre o filtro de partícula (6) e o

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14/27 conversor catalítico de NO_X (4) . Na concretização exemplificante mostrada, o injetor (9) está pressurizado por uma bomba (10). O injetor (9) e a tubulação (10) estão controlados por uma unidade de controle (11), que pode também estar projetada para controle do processo de combustão do motor (1). Se os gases de exaustão alcançando o conversor catalítico de NO_X (4) estão excessivamente frios, devido para uma baixa carga de motor, por exemplo, a capacidade de trabalho do conversor catalítico de NO_X (4) está reduzida em termos de armazenamento de NO₂ e a oxidação de NO para NO₂ (se uma tal função de oxidação existe) . A unidade de controle (11) pode após isso optar para aumentar a temperatura no conversor catalítico de NOX (4) pela injeção de uma quantidade pré-determinada de hidrocarboneto através do injetor (9) , de maneira que o funcionamento do está assegurado.

conversor catalítico de NOX (4)

A unidade de controle (11), conseqüentemente, ajusta a injeção de hidrocarboneto de maneira a aumentar ou manter a temperatura correta para armazenamento de NO₂ no conversor catalítico de NOX (4).

[0025] Quando o conversor catalítico de NOX (4) na concretização exemplificante mostrada se aproxima ou alcança sua capacidade máxima de armazenamento de NOX, a unidade de controle (11) irá assegurar que uma quantidade pré-determinada de agente de redução (hidrocarboneto) está injetada

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15/27 para a tubulação de exaustão (7) , de maneira que NO₂ pode ser reduzido para N₂. Na concretização exemplificante mostrada, a unidade de controle (11) recebe sinais a partir de um sensor de NO_x (12) disposto a jusante do conversor catalítico de NO_x(4) . O sensor de NO_x (12) detecta a quantidade de NOx nos gases de exaustão e isto possibilita que a unidade de controle (11) venha a indiretamente detectar a carga de motor. Desta maneira, agente de redução pode ser injetado de uma maneira controlada para a tubulação de exaustão sob condições desejadas para o propósito de regeneração do conversor catalítico de NOx (4) .

[0026] Na concretização exemplificante mostrada em concordância com a Figura 1, um sensor de temperatura (13) está disposto a montante do conversor catalítico de oxidação (5) e um sensor de temperatura (14) está disposto entre o filtro de partícula (6) e o conversor catalítico de NO_x (4) para registrar a temperatura antes e depois do CRT (3) . O sensor de temperatura (13) e o sensor de temperatura (14) estão projetados para entregar informação sobre as temperaturas para a unidade de controle (11), que com o auxílio desta informação tem a capacidade para calcular quando é tempo para aquecimento ou para regeneração do filtro de partícula (6) . A unidade de controle (11) seleciona um método adequado para as condições prevalecentes, por exemplo, pela injeção de hidrocarboneto por

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16/27 intermédio de um injetor de combustível rotineiro (comum, normal) (não mostrado) do motor (1). O hidrocarboneto preferivelmente consiste do combustível rotineiro para o veículo e é adequadamente injetado através de uma assim chamada pós-injeção, que é monitorada e controlada pela unidade de controle (11) . Uma quantidade prédeterminada de combustível injetado determina um efeito de amplificação de temperatura específico, que é requerido de maneira a conseguir a temperatura de trabalho (de funcionamento) correta ou para regenerar o filtro de partícula (6). Em uma concretização alternativa da presente invenção, o sensor (13) pode consistir de um sensor de pressão. Em uma concretização adicional da presente invenção, o sensor (13) pode ser um sensor combinado de temperatura e de pressão.

[0027] Em concordância com a presente invenção, o hidrocarboneto é injetado em que a quantidade de hidrocarboneto calculada pela unidade de controle (11) é injetada para a tubulação de exaustão (7) ou para o motor (1) através de uma injeção fragmentada, a freqüência de fragmentação, o período de injeção e o fluxo da qual são prédeterminados e armazenados na unidade de memória (não mostrada) da unidade de controle (11). Na medida em que a freqüência de fragmentação pode depender da condição do gás de exaustão e do conversor catalítico e pode variar como uma função

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17/27 de que conversão de NO é para ser conseguida, isto pode ser colocado em gráfico contra qualquer uma ou mais variáveis que descrevem a condição. Informação está também armazenada sobre o fluxo de hidrocarboneto durante uma injeção específica e o tempo total tomado para uma injeção específica. A referida unidade de memória, conseqüentemente, contém uma tabela compilada pelo manufaturador contendo referidos dados pré-determinados que é mais bem adequada para uma condição de temperatura específica e condição de gás de exaustão no sistema de pós-tratamento de gás de exaustão (2).

[0028] Na concretização em concordância com a Figura 1, o propósito da tabela, em concordância com a presente invenção, é manter um alto nível de oxidação do NO residual, que chega no conversor catalítico de NO_x (4) a partir do estágio 2, até mesmo durante o período quando o hidrocarboneto está sendo injetado para o sistema de pós-tratamento de gás de exaustão (2) . Isto é feito pela otimização da freqüência de fragmentação, do período de injeção e do fluxo do injetor (9) para diferentes condições. Isto serve para maximizar a oxidação de NO para NO₂ através do sistema de pós-tratamento de gás de exaustão (2) , o que resulta em maior eficiência de redução de NO_xpelo sistema de pós-tratamento de gás de exaustão (2) . Em uma concretização em concordância com a Figura 1, o propósito da tabela em concordância com

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18/27 a presente invenção é nível de oxidação do adicionalmente manter um alto

NO chegando no estágio 1, que significa dizer o conversor catalítico de oxidação (5) .

Isto é feito pela otimização da freqüência de fragmentação, do período de injeção e do fluxo nos injetores (9) do motor (1) para diferentes condições.

A Figura mostra uma concretização preferida alternativa que é idêntica para a concretização em concordância com a Figura

1, exceto para a injeção do hidrocarboneto.

Na concretização em concordância com a Figura

2, hidrocarboneto é injetado somente através de um injetor (29) disposto entre o motor (1) e

CRT (3) . Uma injeção do hidrocarboneto através do injetor (29) é, conseqüentemente, otimizada tanto para maximização da oxidação de

NO para

NO₂ no conversor catalítico de oxidação (25) quanto para maximização do armazenamento de

NO₂ no conversor catalítico de NO_x (24), ou quanto para regeneração do filtro de partícula (6) e/ou do conversor catalítico de NO_x (24). Por conseqüência, na concretização em concordância com a Figura 2, como na concretização em concordância com a Figura

1, correspondentes tabelas em concordância com a presente invenção estão armazenadas em uma unidade de memória na unidade de controle (211) . As freqüências de fragmentação estão, entretanto, ajustadas para a concretização em concordância com

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19/27 a Figura 2.

[0030] A Figura 2 mostra ainda uma outra concretização preferida, alternativa que é

idêntica para	as	duas concretizações	precedentes,
exceto para	a	injeção do hidrocarboneto.	Na
concretização	em	concordância com a	Figura 3,	o
hidrocarboneto	é	injetado somente	através	de

injetores rotineiros (não mostrados) dispostos no motor (31) para cada cilindro no motor. O hidrocarboneto, conseqüentemente, preferivelmente consiste do combustível rotineiro para o veículo e é adequadamente injetado através de uma assim chamada pós-injeção, que é monitorada e controlada pela unidade de controle (311) .

[0031] Em concordância com a presente invenção, conseqüentemente, o hidrocarboneto è injetado da mesma maneira como nas duas concretizações mostradas precedentemente em que a quantidade de hidrocarboneto calculada pela unidade de controle (311) é injetada para a tubulação de exaustão (37) através de uma injeção fragmentada, a freqüência de fragmentação, o período de injeção e o fluxo da qual são pré-determinados e armazenados na unidade de memória (não mostrada) da unidade de controle (311) . A tabela compilada pelo manufaturador contendo referidos dados prédeterminados que são mais bem adequados para uma condição de temperatura específica e condição de gás de exaustão no sistema de pós-tratamento de gás

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20/27 de exaustão (32) está aqui adaptada para a concretização em concordância com a Figura 3. A tabela em concordância com a presente invenção para a concretização em concordância com a Figura 3 está, conseqüentemente, otimizada tanto para maximização da oxidação de NO para NO₂ no conversor

catalítico	de	oxidação	(35), ou	quanto para
maximização do	armazenamento de NO2	no	conversor
catalítico	de NO_X (34) , ou	quanto para regeneração
do filtro	de	partícula	(36) e/ou	do	conversor
catalítico	de NO_X (34) .
	[0032(	\| Por	razões	de	projeto,
injetores	em concordância	com o estado	da técnica
(do tipo	de	válvula de	agulha,	por	exemplo)
dispostos	sobre	a tubulação de exaustão	usualmente

possuem uma freqüência de abertura que pode ser tipicamente da ordem de dezenas de Hz e que pode ser considerada, em princípio, como injeção contínua. Uma tal injeção de hidrocarboneto ou de agente de redução interfere substancialmente com a formação de NO₂. Uma injeção através do motor no estado da técnica também adquire uma freqüência típica de 10 Hz - 100 Hz, dependendo da velocidade de motor. Em concordância com a presente invenção, a freqüência de fragmentação é ajustada de maneira a manter a formação de NO2 por tanto tempo quanto possível. A freqüência de fragmentação, o período de injeção e o fluxo otimizados para as diversas condições estão compiladas através de testes em

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21/27 diferentes concretizações do motor e do sistema de exaustão. A Figura 4 mostra um diagrama com, sobre o eixo geométrico (y), a percentagem de conteúdo de

NO₂ a montante de um determinado conversor catalítico revestido catalítico, geométrico determinado determinada jusante do instâncias diferente mostra três NO₂ varia a que oxida (x) mostra o tempo.

período (t) com um revestimento NO para NO2. O eixo de um préinjetada a diferentes com uma

A Figura 4 o conteúdo de catalítico em

Ao longo uma quantidade de hidrocarboneto foi conversor catalítico em três (localizações), cada uma freqüência de fragmentação.

curvas demonstrando como montante do conversor três diferentes casos. A injeção em concordância com a curva (A) possui injeção “contínua com uma freqüência de abertura de 30 Hz, o que significa dizer que esta curva mostra o que acontece no caso de uma injeção em concordância com o estado da técnica. A curva (A) mostra que o conteúdo de NO₂ a montante do conversor catalítico de oxidação cai drasticamente quando o hidrocarboneto é injetado. O sistema de pós-tratamento de gás de exaustão em concordância com esta concretização, conseqüentemente, possui uma eficiência prejudicada. A curva (B) mostra uma injeção com uma baixa freqüência de fragmentação (0,1 Hz) . Neste caso, a injeção acontece para 1 segundo - 2 segundos com uma freqüência de abertura de 30 Hz e

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22/27 para 8 segundos - 9 segundos com o injetor completamente fechado. Aqui, sob injeção, o conteúdo de NO₂ não cai absolutamente tanto quanto como na curva (A). Foi possível abrangentemente manter a produção de NO₂. A curva (C) mostra uma

injeção com uma	freqüência	de	fragmentação
moderadamente alta	(aproximadamente	0,25	Hz). Foi
possível manter a	produção de	NO2	um	pouco (de
certa forma) adicional	comparada	com	a curva (B).
[0033]	De	maneira	a	se	ter a
capacidade para manter	a produção de	NO2	até mesmo

durante o período quando hidrocarboneto está sendo injetado, os melhores resultados são preferivelmente conseguidos com uma freqüência de fragmentação no intervalo de 0,01 Hz até 0,5 Hz e com um período de injeção de 1 segundo até 10 segundos. O período de injeção é preferivelmente mais curto, o que significa dizer mais próximo para o limite inferior em referido intervalo de injeção, em uma freqüência mais alta em referido intervalo de freqüência de fragmentação. Uma unidade de controle programada em concordância com a presente invenção, como na concretização exemplificante mostrada, preferivelmente calcula o fluxo e o período de injeção a partir de um alvo de temperatura pré-determinado para um sistema de póstratamento de gás de exaustão e a partir da temperatura de gás de exaustão corrente.

[0034] A Figura 4 mostra um aparelho

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23/27 (500), em concordância com uma concretização da presente invenção, compreendendo uma memória não volátil (520), um processador (510), e uma memória de leitura/de gravação (read/write memory) (560). A memória não volátil (520) possui uma primeira parte de memória (530), na qual um programa de computador para controle do aparelho (500) está armazenado. O programa de computador na primeira parte de memória (530) para controle do aparelho (500) pode ser um sistema de operação.

[0035]	O aparelho (500) pode	estar
incorporado em uma unidade de	controle,	por
exemplo, tal como a	unidade de controle (11),	(211)
ou (311) . A unidade	de processamento	de dados	(510)
pode compreender um	microcomputador,	por exemplo.
[0036]	A memória não	volátil	(520)
também possui uma	segunda parte de	memória	(540),

em que um programa está armazenado para controle do sistema de pós-tratamento de gás de exaustão em concordância com a presente invenção. Em uma concretização alternativa da presente invenção, o programa para controle do sistema de pós-tratamento de gás de exaustão está armazenado em uma mídia (em um meio) de armazenamento de dados não volátil separada (550), tal como um CD (compact disc), por exemplo, ou uma memória semicondutora substituível plug-in. O programa pode estar armazenado em uma forma executável ou em um estado comprimido.

[0037] Onde a unidade de processamento

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24/27 de dados (510) está descrita posteriormente como executando (rodando) uma função especial, deverá estar evidentemente compreendido que a unidade de processamento de dados (510) executa uma parte especial do programa que está armazenado na memória (540) ou uma parte especial do programa que está armazenado sobre a mídia (sobre o meio) de gravação não volátil (550) .

[0038] A unidade de processamento de dados (510) está adaptada para comunicação com a memória (550) através de um data bus (514) . A unidade de processamento de dados (510) está também adaptada para comunicação com a memória (520) através de um data bus (512) . A unidade de processamento de dados (510) está adicionalmente adaptada para comunicação com a memória (560) através de um data bus (511) . A unidade de processamento de dados (510) está também adaptada para comunicação com um portal (um canal) de dados (590) por intermédio de um data bus (515) .

[0039] O método em concordância com a presente invenção pode ser desempenhado pela unidade de processamento de dados (510) em que a unidade de processamento de dados (510) executa o programa, que está armazenado na memória (540) ou o programa, que está armazenado sobre a mídia (sobre o meio) de gravação não volátil (550) .

[0040] Em uma concretização alternativa da presente invenção, o conversor

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25/27 catalítico de NO_x (4) pode consistir, por exemplo, de um SCR de uréia. O agente de redução neste caso consiste de uréia, o óleo diesel do motor e a uréia cada um devendo ser armazenado em um tanque separado. O óleo diesel é neste caso utilizado somente para aquecimento do conversor catalítico de oxidação, através de injeção para o motor ou de um adicional injetor separado sobre a tubulação de exaustão.

Em uma concretização alternativa da presente invenção, o conversor catalítico de oxidação (5), (25) ou (35) pode estar integrado com o filtro de partícula (6) , (26) ou (36), respectivamente. A integridade de filtro de partícula (6) , (26) ou (36) ou partes do mesmo podem ser revestidas com um material cataliticamente ativo que oxida NO para NO₂.

Em uma concretização alternativa da presente invenção, o filtro de partícula e o conversor catalítico de No_x podem estar dispostos de maneira invertida (reversa) no sistema de pós-tratamento de gás de exaustão.

[0043] Em uma concretização alternativa adicional da presente invenção, o sistema de pós-tratamento de gás de exaustão pode exclusivamente ser compreendido de um conversor catalítico de No_x com função de oxidação ou, alternativamente, pode consistir exclusivamente de um CRT.

Petição 870180035646, de 02/05/2018, pág. 30/37 [0044] Em uma concretização

26/27 alternativa adicional da presente invenção, a injeção de hidrocarboneto pode acontecer simultaneamente tanto através dos injetores de motor e quanto através de um ou mais injetores dispostos sobre o sistema de pós-tratamento de gás de exaustão.

[0045] presente invenção em concordância com o vantajosamente ser presente pedido de patente pode aplicada não somente para os anteriormente mencionados métodos de pós-tratamento de gás de exaustão, mas também para pelo menos os seguintes métodos:

- filtros de partícula revestida em metal nobre (em metal precioso); e

- SCR (Selective Catalyst Reduction Redução Catalítica Seletiva) fundamentada em hidrocarboneto (fundamentada em HC) .

[0046] O hidrocarboneto injetado para o sistema de pós-tratamento de gás de exaustão é vantajosamente o combustível para o veículo, que pode ser óleo diesel, gasolina, di-metil-éter (DME), metano (CNG), etc., mas, no caso de um injetor sobre a tubulação de exaustão pode também conceptivelmente ser um hidrocarboneto a partir de um tanque separado, o hidrocarboneto não sendo

Petição 870180035646, de 02/05/2018, pág. 31/37

27/27 utilizado para impulsionar o veiculo.

ser considerada concretizações anteriormente,

A presente invenção como estando limitada exemplificantes um número de não deve para as descritas variações e de modificações sendo conceptível sem se afastar partir do escopo de proteção das reivindicações de patente subsequentemente.

[0048] Portanto, como mencionado precedentemente, embora a presente invenção tenha sido descrita com referência para concretizações específicas, deverá ser observado por aqueles especializados no estado da técnica que a presente invenção não é para ser considerada como estando limitada para as concretizações ilustrativas, preferidas e vantajosas descritas anteriormente, mas certamente, um número de variações e de

modificações é conceptível dentro	do escopo de
proteção das reivindicações	de patente
posteriormente.

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Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método para manutenção da oxidação de

NO para NO₂ em um conversor catalítico de oxidação (5, 25, 35) disposto em um veículo compreendendo um motor de combustão interna (1, 21, 31), que em operação emite gases de exaustão para um sistema de pós-tratamento de gás de exaustão (2, 22, 32) compreendendo o referido conversor catalítico de oxidação (5, 25, 35) , uma quantidade prédeterminada de hidrocarboneto sendo entregue para o sistema de pós-tratamento de gás de exaustão (2, 22, 32) ao longo de pelo menos um intervalo de tempo pré-determinado, caracterizado pelo fato de que a referida quantidade de hidrocarboneto é entregue para o sistema de pós-tratamento de gás de exaustão (2, 22, 32) através de uma injeção fragmentada com uma freqüência de fragmentação no intervalo de 0,01 Hz até 0,5 Hz e em um período de injeção no intervalo de 1 segundo até 10 segundos, em que um período de injeção mais curto é utilizado em uma freqüência de fragmentação mais alta, para o propósito de em grande parte manter uma produção de NO₂ no sistema de pós-tratamento de gás de exaustão (2, 22, 32) que prevaleceu imediatamente precedentemente para o referido intervalo de tempo para a injeção de hidrocarboneto.
2. Método, de acordo com a reivindicação

1, caracterizado pelo fato de que a entrega do

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2/3 hidrocarboneto acontece por intermédio de um injetor (9, 29) disposto sobre o sistema de póstratamento de gás de exaustão (2, 22).
3. Método, de acordo com a reivindicação

1, caracterizado pelo fato de que a entrega do hidrocarboneto para o sistema de pós-tratamento de gás de exaustão (2, 22, 32) compreende uma pósinjeção por intermédio de pelo menos um injetor disposto no motor de combustão interna (1, 31) .
4. Método, de acordo com a reivindicação

1, caracterizado pelo fato de que o hidrocarboneto consiste do combustível para veículo.
5. Veículo tracionado a motor compreendendo um motor de combustão interna (1, 21, 31) , que em operação emite gases de exaustão para um sistema de pós-tratamento de gás de exaustão (2, 22, 32) compreendendo um conversor catalítico de oxidação (5, 25, 35) para oxidação de NO para NO₂, uma unidade de controle (11, 211, 311) e injetores (9, 29) , que estão projetados para injetar hidrocarboneto para o sistema de pós-tratamento de gás de exaustão (2, 22, 32) , a unidade de controle (11, 211, 311) estando projetada para injetar uma quantidade pré-determinada de hidrocarboneto por intermédio dos elementos de injeção (9, 29) ao longo de pelo menos um intervalo de tempo prédeterminado, caracterizado pelo fato de que a unidade de controle (11, 211, 311) está adicionalmente projetada para monitorar e controlar

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3/3 os referidos elementos de injeção (9, 29) de maneira que o hidrocarboneto é entregue para o sistema de pós-tratamento de gás de exaustão (2, 22, 32) através de uma injeção fragmentada com uma freqüência de fragmentação no intervalo de 0,01 Hz até 0,5 Hz e em um período de injeção no intervalo de 1 segundo até 10 segundos, em que um período de injeção mais curto é utilizado em uma freqüência de fragmentação mais alta, para o propósito de em grande parte manter uma produção de NO₂ no sistema de pós-tratamento de gás de exaustão (2, 22, 32) que prevaleceu imediatamente precedentemente para o referido intervalo de tempo para a injeção de hidrocarboneto.
6. Veículo tracionado a motor, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o elemento de injeção é um injetor (9, 29) disposto sobre o sistema de pós-tratamento de gás de exaustão (2, 22) .
7. Veículo tracionado a motor, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o elemento de injeção é um injetor (9, 29) disposto sobre o motor de combustão interna (1, 31) .