ES2258805T3 - Procedimiento para el funcionamiento de un motor diesel. - Google Patents

Abstract

LA INVENCION SE REFIERE A UN PROCEDIMIENTO PARA EL FUNCIONAMIENTO DE UN MOTOR DIESEL CON UNA REGULACION DE MOTOR QUE REGULA EL FUNCIONAMIENTO DEL MOTOR DIESEL EN FUNCION DE UNOS VALORES CARACTERISTICOS Y QUE PERMITE LA REGULACION POBRE/RICA DEL MOTOR DIESEL, DONDE LA REGULACION DEL MOTOR COMPRENDE UN ORDENADOR QUE EN FUNCION DE UNOS CRITERIOS DE CONMUTACION PREDETERMINADOS PROVOCA LA CONMUTACION DE REGIMEN POBRE O RICO DEL MOTOR DIESEL, UN SISTEMA SENSOR QUE ESTA EN COMUNICACION CON EL ORDENADOR QUE VIGILA LOS PARAMETROS NECESARIOS PARA LOS CRITERIOS DE CONMUTACION, ASI COMO UNA MEMORIA QUE ESTA EN COMUNICACION CON EL ORDENADOR EN EL CUAL ESTAN REGISTRADOS LOS VALORES CARACTERISTICOS PARA EL FUNCIONAMIENTO DEL MOTOR DIESEL INDEPENDIENTES PARA EL REGIMEN POBRE Y PARA EL REGIMEN RICO.

Description

Procedimiento para el funcionamiento de un motor Diesel.

La presente invención se refiere a un procedimiento para el funcionamiento de un motor Diesel, con las características indicadas en el preámbulo de la reivindicación de patente 1).

A través de la Patente Alemana Núm. DE 43 34 763 A1 es conocido un procedimiento para el funcionamiento de un motor de combustión interna; en este caso, dentro de un sistema de depuración de los gases de escape está previsto un dispositivo de adsorción para los óxidos nítricos (NO_{x}). Con una relación lambda (\lambda) entre el aire y el combustible, en la cual el gas de escape, que entra en el dispositivo de adsorción, es "magro", es decir, al presentarse una mezcla sobre estequiométrica del gas de escape con \lambda>1, resulta que este dispositivo de absorción adsorbe el NO_{x}. El NO_{x} adsorbido - y, de este modo, acumulado - es liberado si es "grasa" la relación lambda entre el aire y el combustible del gas de escape, que entra en el dispositivo de adsorción, es decir, al existir \lambda<1 ó sea, al presentarse los gases de la combustión en una relación subestequiométrica. Según este conocido procedimiento, la temperatura del dispositivo de adsorción de NO_{x} es incrementada por la inyección de combustible al gas de escape, y esta temperatura se reduce por la introducción de aire al mismo, con el objeto de mantener a temperatura de trabajo del dispositivo acumulador de NO_{x} dentro de una determinada gama.

Por medio de la Patente Alemana Núm. DE 195 43 219 C1 es conocido un procedimiento de la clase mencionada al principio, según el cual dentro de la corriente de gas de escape está previsto - corriente abajo del catalizador de acumulación - un sensor para registrar la concentración en NO_{x} el cual produce - al ser alcanzado un valor de umbral del acumulador de NO_{x}, el que puede variar según los campos característicos y en función del número de revoluciones y de la carga - la conmutación desde el funcionamiento del motor Diesel con \lambda>1 a un funcionamiento con \lambda<1. En este caso, al trabajar el motor Diesel con \lambda<1 es regenerada la capacidad de acumulación y son reducidos los óxidos nítricos NO_{x}.

A través de la Patente Japonesa Núm. JP 590 63 333 se conoce un procedimiento para el funcionamiento de un motor Diesel a unas distintas condiciones de trabajo; a este efecto, y teniendo en consideración el respectivo régimen de conducción, se basan en los distintos campos característicos para la inyección del combustible. Como consecuencia, puede ser suprimida la formación del negro de humo y es aumentada la capacidad de arranque del motor.

También a través de la Patente Num. 5 960 765 A de los Estados Unidos es conocido un procedimiento para el funcionamiento de un motor de combustión interna con su encendido por chispas, según el cual son elegidas unas distintas condiciones para la inyección del combustible. En función del respectivo régimen de funcionamiento, la inyección del combustible es efectuada dentro del tracto de aspiración ó dentro del tracto de compresión; en este caso, los diferentes parámetros de funcionamiento - como, por ejemplo, la cantidad de inyección, el momento del encendido y la cantidad de retorno del gas de escape - son adaptados de forma correspondiente. Para el control del funcionamiento de este motor de combustión interna está prevista una unidad de cálculo, que utiliza los distintos campos característicos.

La presente invención tiene el objeto de perfeccionar un procedimiento de la clase mencionada al principio, y esto de tal modo que sean mejorados el proceso de acumulación de NO_{x}, y de regeneración del gas de escape de un catalizador de acumulación - que es atravesado por los gases de escape de un motor Diesel - así como el comportamiento de funcionamiento del motor Diesel, sobre todo durante el proceso de la regeneración.

De acuerdo con la presente invención, este objeto se consigue por medio de un procedimiento con las características de la reivindicación de patente 1).

Las características de las reivindicaciones secundarias indican unas convenientes formas para la realización de la presente invención así como unas ampliaciones de las mismas.

La presente invención está basada en la idea general de prever unos separados campos característicos ó grupos de campos característicos, tanto para el funcionamiento con mezcla rica como para el funcionamiento con mezcla pobre, con lo que puede ser conseguido un ajuste del motor, el cual está adaptado de manera óptima al respectivo comportamiento durante el funcionamiento. Si bien una combustión subestequiométrica (\lambda<1) dentro del motor Diesel, la que es precisa para la consecución de un gas de escape de tipo reductor, hace necesaria - durante el funcionamiento con mezcla rica un ajuste del motor, el cual completamente distinto frente a un comportamiento con mezcla pobre, en especial en cuanto a la aportación del aire fresco y al proceso de inyección del combustible, resulta que, por medio de unas curvas características especialmente elaboradas, existe ahora la posibilidad de asegurar, también para un funcionamiento con mezcla rica un ventajoso y conveniente comportamiento en el funcionamiento de un motor Diesel. Es posible, por ejemplo, efectuar el ajuste del motor de tal manera, que los valores de emisión del humo negro estén dentro de unas gamas aceptables; en este caso, sobre todo es así que no se produce ninguna emisión visible del humo negro. Asimismo, existe la posibilidad de ajustar - por medio de unos especiales campos característicos - el comportamiento del funcionamiento del motor Diesel de tal modo, que el conductor y otros ocupantes del vehículo no consideren como molestas una conmutación entre las distintas fases del funcionamiento, ni la existencia de diferentes fases en el funcionamiento, ó ni siquiera se den cuenta de ello. Un aspecto, que es importante en relación con ello, lo constituye la suavidad del motor Diesel en su funcionamiento, la cual puede ser mantenida dentro de unos límites aceptable, mediante unas curvas características especialmente establecidas, también durante un funcionamiento con una mezcla rica.

Con el fin de obtener un funcionamiento del motor Diesel con mezcla rica mientras que esté siendo regenerado un sistema adsorbedor, que está previsto a continuación del motor, este motor Diesel puede ser operado, por ejemplo, con una aportación de combustible que está incrementada en comparación con un funcionamiento de mezcla pobre.

Según una preferida forma de realización del procedimiento de la presente invención, resulta que, para esta finalidad, los campos característicos para el funcionamiento del motor Diesel con una mezcla rica son elegidos de tal manera que, en comparación con el funcionamiento de mezcla pobre - la combustión del combustible dentro de la cámara de combustión se produce relativamente cerca del punto muerto superior del respectivo pistón, es decir, con unos ángulos del eje de cigüeñal, los cuales son relativamente grandes. La combustión del combustible Diesel se compone de una combustión previa (combustión de la mezcla previa) y de una combustión principal (combustión por difusión). En este caso, la combustión tardía se refiere principalmente a la fase difusa de la combustión del combustible.

Teniendo en consideración que la combustión del combustible se produce bien de forma tardía, la misma no se puede desarrollar aún por completo, de tal modo que ya solamente por esta razón se reduce la relación Lambda del aire de combustión. Sin embargo, a través de esta medida el grado de rendimiento del motor también empeora hasta tal extremo, que se necesitan unas cantidades de combustible claramente mayores para así poder alcanzar la misma potencia del motor como durante un funcionamiento con mezcla pobre. Habida cuenta que, con una invariada aportación del aire fresco, la mayor cantidad de combustible, existente durante esta fase de trabajo, en parte ya no puede ser quemada, también se reduce la relación Lambda del aire de combustión, y el motor Diesel está trabajando con una mezcla rica.

Según una ampliación de la forma de realización del procedimiento de la presente invención es así que el momento, en el cual tiene lugar la combustión de difusión del combustible, puede ser influenciado por el momento, en el cual comienza la inyección del combustible, y/ó por la duración de la inyección y/ó por la cantidad de la inyección y/ó por la presión de esta inyección. Por ejemplo, como consecuencia de un comienzo tardío de la inyección es quemada por completo solamente una parte de la cantidad de combustible inyectada, mientras que el resto de la cantidad de combustible inyectada es principalmente preparado - es decir, las moléculas de cadena larga el combustible son rotas (craqueadas) en unas moléculas de cadenas cortas - y es oxidado. En el funcionamiento con mezcla rica, este hecho conduce a una emisión fuertemente incrementada de unos hidrocarburos no quemados (HC) y del monóxido de carbono (CO). En las superficies adsorbedoras, estos productos de reacción, HC y CO, obtenidos de una manera deseada, son empleados como agentes reductores para la transformación de los óxidos nítricos NO_{x} en el bióxido de nitrógeno N_{2}. Por consiguiente los gases de escape tienen - durante un funcionamiento del motor con mezcla rica - la atmósfera reductora, que es necesaria para la regeneración de un sistema absorbedor.

A través de un apropiado ajuste en los parámetros de la inyección como son, por ejemplo, el momento del comienzo, la duración, la cantidad y la presión de la inyección, la parte proporcional del combustible, la cual no participa en el desarrollo de la potencia del motor - es decir, aquella parte del combustible, la que constituye la atmósfera reductora dentro del gas de escape - puede ser variada dentro de una limitada gama y prácticamente sin ninguna influencia sobre la potencia del motor. Esto tiene la consecuencia de que el motor Diesel puede producir, dentro de esta gama de un funcionamiento con una mezcla rica, más ó menos la misma potencia como con un correspondiente funcionamiento con una mezcla pobre. De este modo, el cambio entre los distintos modos del funcionamiento puede tener lugar de una manera inadvertida por el conductor. Al mismo tiempo, la gama arriba mencionada - dentro de la que la cantidad de combustible inyectada puede ser variada prácticamente sin ninguna modificación en la potencia del motor - hace posible llevar a efecto una precisa influencia sobre la composición de los gases de escape, en especial sobre el ajuste en la cantidad del agente reductor en relación con la magnitud deseada ó bien necesaria para el respectivo régimen de funcionamiento. Asimismo, por medio de una apropiada selección de los parámetros de la inyección - sobre todo por el momento del comienzo de la inyección así como por la duración de la misma - puede ser regulada, de una manera precisamente determinada, la proporción entre los hidrocarburos y el monóxido de carbono.

Según otra conveniente forma para la realización del procedimiento de la presente invención, es así que para mejorar el ajuste del motor puede ser efectuada antes de la inyección principal del combustible, una inyección previa del combustible la que - en comparación con el funcionamiento con una mezcla pobre - está variada con respecto al comienzo de la inyección y/ó en relación con la duración de la inyección. También esta combustión previa del combustible ejerce una influencia sobre el comportamiento del motor Diesel durante su funcionamiento. Teniendo en cuenta que, por el funcionamiento del motor Diesel propuesto según la presente invención, es decir, con una muy tardía combustión principal del combustible, se pueden presentar unas vibraciones, en especial una marcha poco suave del motor resulta, que según una ventajosa forma de realización del procedimiento de la presente invención, la inyección previa está siendo adaptada - en cuanto al momento del comienzo de la inyección y a la duración de la misma - de tal manera que la retardada combustión principal ó combustión de difusión, que de forma esencial pueda ser asegurada otra vez una marcha uniforme y suave del motor.

Por las medidas anteriormente mencionadas para un retardo en la inyección principalmente una influencia sobre la combustión de difusión.

Según otra forma de realización especialmente conveniente del procedimiento de la presente invención es así, que el momento para la iniciación de la inyección del combustible es elegido de forma tardía y de tal modo que, en un motor Diesel con un retorno de los gases de escape, se presente a unos puntos de funcionamiento con una cantidad relativamente elevada de retorno del gas de escape - una combustión previa de la mezcla. A este fin, el momento de la inyección es elegido preferentemente de tal modo, que la combustión de difusión se puede convertir, en su mayor parte, en una combustión de la mezcla previa. Esta conmutación de la combinación de difusión a la combustión de la mezcla previa tiene lugar porque por una combustión de difusión, iniciada de una forma muy tardía, se producen unas cantidades relativamente grandes de los hidrocarburos sin quemar, de los cuales una gran parte es aportada de nuevo a las cámaras de combustión del motor, a través del retorno de los gases de escape y en conjunto con el aire fresco. A este efecto, y a causa de la compresión, que aquí tiene lugar, se produce una muy buena mezcla homogénea, que conduce - al ser alcanzado el límite del encendido - a una combustión de la mezcla previa todavía mucho antes del punto muerto superior del respectivo pistón. En este caso, también puedan ser realizadas unas relaciones del aire de combustión de \lambda<1.

Conforme a una conveniente ampliación de la forma de realización de la presente invención resulta que, con un comportamiento de inyección de este tipo, en el que la completa combustión de difusión es convertida principalmente en una combustión de mezcla previa, unos adicionales agentes reductores son generados por una tardía inyección posterior del combustible. En este caso, el combustible inyectado posteriormente y de forma muy tardía es, en lo esencial, solamente evaporado y el mismo, si es craqueado y/ó quemado, lo es tan sólo en una parte muy reducida. El combustible evaporado sirve dentro de los gases de escape, como un adicional agente reductor, producido por el interior del motor, el cual puede ser aplicado para la regeneración del sistema adsorbedor.

Según otra conveniente forma de realización del procedimiento de la presente invención es así que, al término de una inyección principal del combustible, puede ser efectuada también una inyección posterior del combustible, la que - en cuanto al momento del comienzo, a la duración y a la cantidad de la inyección - es elegida de tal modo, que dentro de la cámara de combustión tenga lugar esencialmente sólo una preparación, en especial un craqueo, del combustible posteriormente inyectado. De esta manera, dentro de los gases de escape puede ser proporcionado un adicional agente reductor - en la forma de los hidrocaburos HC - para la regeneración del catalizador. A través de esta medida existe, por un lado, la posibilidad de variar en la deseada extensión, la relación del aire de combustión Lambda y, por el otro lado, mediante una proyección posterior del combustible, la cual es efectuada de forma precisa, la superficie de adsorción ó superficie catalizadora puede ser calentada en base a la reacción exotérmica, que aquí tiene lugar. En este caso, el desarrollo de la potencia del motor Diesel no debe ser influenciado a causa de un combustible inyectado a posteriori.

Otra posibilidad para obtener un funcionamiento del motor Diesel con una mezcla rica se consigue, según otra forma de realización del procedimiento de la presente invención, por el hecho de que el campo característico preve una combustión de la mezcla previa en un momento que, en comparación con el momento de un funcionamiento con mezcla pobre, se encuentra relativamente muy por delante del punto muerto superior del respectivo pistón.

Una tal temprana combustión de mezcla previa puede ser llevada puede a efecto en especial por una iniciación de la inyección previa del combustible, la cual es temprana en comparación con la iniciación de un funcionamiento con una mezcla pobre.

Con el objeto de conseguir un gas de escape con efecto reductor, en lugar de las medidas anteriormente descritas, ó bien adicionalmente a las mismas por medio de las cuales queda aportada a la combustión una cantidad de combustible, que está incrementada en comparación con la cantidad de combustible de un funcionamiento con una mezcla pobre - también pueden ser adoptadas unas medidas, con las cuales es aportada a la combustión una cantidad de aire fresco, que es más reducida comparada con la cantidad de aire fresco en un funcionamiento con mezcla
pobre.

A este efecto, y según una conveniente forma para la realización del procedimiento de la presente invención, durante el funcionamiento de mezcla rica y debido a unos campos característicos, establecidos de manera correspondiente, puede ser reducida la sección transversal de entrada dentro del tracto de aspiración de cada cilindro individual. Esto puede ser llevado a efecto sobre todo por el hecho de que dentro de la zona de aspiración de la respectiva cámara de combustión está prevista una válvula de mariposa que, a través de un elemento de ajuste, puede ser accionada por un mecanismo regulador, que es impulsado por una fuerza auxiliar. En este caso, el mecanismo regulador ó de accionamiento de ajuste es controlado en función de los campos característicos así como de una señales procedentes del sistema de regulación del motor.

Una importante variable ó magnitud característica para la aportación del aire fresco está representada por la caída del barrido. Esta es la presión diferencial entre la presión del gas, la cual rige por el lado de salida del cilindro - ó contrapresión del gas de escape - y la presión del gas, la cual existe por el lado de entrada del cilindro, ó presión del tubo aspirador. En un motor Diesel, con un dispositivo de retorno del gas de escape, esta tasa del retorno del gas de escape tiene una recuperación sobre la aportación del aire fresco, en el sentido de que una incrementada velocidad en el retorno del gas de escape tiene como consecuencia una más reducida aportación del aire fresco. Según una forma de realización especialmente conveniente para el procedimiento de la presente invención es así que, dentro de los campos característicos para un funcionamiento del motor Diesel con una mezcla rica, puede estar previsto incrementar esta caída del barrido. Teniendo en cuenta que la tubería de retorno del gas de escape está en comunicación por detrás de los cilindros - con los cilindros - con una cámara colectora del gas de escape, resulta que el gas de escape también tiene, dentro del retorno del gas de escape, esencialmente la contrapresión del gas de escape. Por lo tanto, una incrementada caída del barrido surte el efecto de un incremento en la tasa de retorno del gas de escape y, por consiguiente, una reducción en la aportación del aire fresco, lo cual tiene, a su vez, la consecuencia del deseado efecto de una más reducida relación del aire de combustión Lambda.

Con el fin de incrementar la caída del barrido, otra forma para la realización del procedimiento de la presente invención propone amortiguar - en un motor Diesel con el retorno del gas de escape - la aportación del aire fresco previo a la mezcla de éste con la corriente del retorno del gas de escape. En este caso, se reduce la presión dentro del tubo de aspiración y es aumentada la caída del barrido.

Esto surte el efecto de que - con una invariada sección transversal de la abertura de la válvula de retorno el gas de escape - queda aumentada la cantidad de gas de escape, que al motor es aportada a través del retorno del gas de escape.

Según otra forma de realización del procedimiento de la presente invención resulta que la caída del barrido entre la contrapresión del gas de escape y la presión del tubo de aspiración también puede ser incrementada por el hecho de que la contrapresión del gas de escape es aumentada, por ejemplo, por medio de un estrangulamiento ó de una válvula de mariposa. Sobre todo en un motor Diesel con un turbocargador del gas de escape existe la posibilidad de reducir la sección transversal de entrada de la turbina y/ó el volumen del gas de escape, el cual pasa a través del turbocargador del gas de escape.

A este efecto, pueden estar previstos otra vez unos elementos de ajuste que, en función de unas señales del sistema de regulación del motor, pueden ser accionados - en especial mediante un control del campo característico - por un mecanismo de accionamiento de ajuste, que es impulsado por una fuerza auxiliar.

Otras importantes características así como las demás ventajas de la presente invención pueden ser apreciadas en las reivindicaciones, en los planos adjuntos así como en la descripción, relacionada a continuación para un preferido ejemplo de realización, que está representado en estos planos, en los cuales:

la Figura 1 muestra el sistema de un motor Diesel con el retorno del gas de escape; con un turbocargador del gas de escape y con un sistema de control del motor, conjuntamente con las correspondientes tuberías, que unen los individuales grupos funcionales con el sistema de control del motor mientras que

la Figura 2 indica la estructura de un sistema de control del motor, con una memoria que contiene unos separados campos característicos.

Según lo indicado en la Figura 1, un turbocargador de gas de escape 1 aspira por su lado de entrada del compresor, el aire fresco correspondiente a la flecha a. Este aire fresco pasa, a una presión aumentada de forma correspondiente, por un recuperador térmico 1 y llega a un punto de estrangulamiento 3 dentro de la tubería de aspiración 4.

En el punto de estrangulamiento 3 está dispuesta una válvula de mariposa 5 que, por medio de un elemento de ajuste 6, puede ser accionada por un mecanismo de accionamiento de ajuste 7, que es impulsado por una fuerza auxiliar. Después del punto de estrangulamiento 3, el aire fresco atraviesa, en primer lugar, un tubo de aspiración 16 para entrar luego en una cámara colectora de aire 8, desde la cual este aire está siendo aportado - a través de unos tractos de aspiración separados 9 - a las zonas de combustión del motor Diesel 10. Dentro de estos tractos de aspiración 9 están dispuestas unas respectivas válvulas de mariposa individuales 11 que, conforme a este ejemplo de realización, pueden ser accionadas, a través de un elemento de ajuste común 12, por un mecanismo de accionamiento de ajuste 13, que es impulsado por una fuerza auxiliar.

Corriente abajo del motor 10 resulta que los gases de escape, formados por la combustión, son acumulados dentro de una cámara colectora de gas de escape 14, y los mismos son aportados, en parte, al lado de entrada de la turbina del turbocargador de gas de escape 1. La cámara colectora de gas de escape 14 está en comunicación, además, con una tubería de retorno de gas de escape 15, que dentro de la tubería de aspiración 16, es decir, después del punto de estrangulamiento 3 y antes de la cámara colectora de aire 8 desemboca en la tubería de aspiración de aire 4.

Por la zona de desembocadura de la tubería de retorno de gas de escape 15 y dentro del tubo de aspiración 16 está prevista una válvula 17 que - a través de un elemento de ajuste 18 - pueda ser accionada por un mecanismo de accionamiento de ajuste 19. Según el ejemplo de realización aquí representado es así, que la tubería de retorno de gas de escape 15 se encuentra en un intercambio térmico con un recuperador térmico 20 de tal modo que, dado el caso, pueda ser conseguido un enfriamiento de los gases de escape retornados.

La sección transversal de entrada de la turbina y/ó la corriente volumétrica del gas de escape, la cual atraviesa la turbina, pueden ser variadas por medio de un elemento de ajuste 21, que puede ser accionado a través de un mecanismo de accionamiento de ajuste 22. Después de pasar por la turbina del turbocargador de gas de escape 1, el gas de escape es conducido
- conforme a la flecha b - hacia un sistema adsorbedor, que aquí no ha sido indicado con más detalles.

El motor Diesel 10 es controlado ó regulado por un sistema de control ó sistema regulador 23 del motor, a cuyos efectos este sistema se encuentra unido a través de unas tuberías, con los correspondientes grupos funcionales del motor Diesel 10. Como ejemplo, en la Figura 1 está indicada una tubería 24, que une el sistema de regulación 23 del motor con un dispositivo de inyección 25 del motor Diesel 10. La otras tuberías 34, 35, 36 y 37 unen el sistema de regulación 23 del motor con los mecanismos de accionamiento de ajuste 22, 13, 19 y 7, respectivamente. Además, el sistema de regulación 23 del motor se encuentra unido con un sistema de sensores 26, cuyos sensores 27 detectan los parámetros, que son necesarios para el funcionamiento del motor Diesel 10; en este caso, y a título de ejemplo, se han indicado solamente tres sensores 27.

Según lo indicado en la Figura 2, el sistema de regulación 23 del motor comprende un calculador 28 así como una memoria 29, que está en comunicación con este calculador. En la memoria 29 se encuentran memorizados los campos característicos, que son necesarios para el funcionamiento del motor Diesel 10 como, por ejemplo, un campo característico para el control del dispositivo de inyección 25, el cual está en función de la carga etc., etc.

En este caso, y conforme a la presente invención, están previstos unos campos característicos 30 para el funcionamiento el motor Diesel 10 con una mezcla pobre y unos campos característicos 31 - separados e independientes de éstos - para la operación del motor Diesel 10 con un funcionamiento de mezcla rica. El grupo de los campos característicos 30 ó bien 31, el cual puede ser llamado por el calculador 28 del sistema de regulación 23 del motor, es determinado a través de un conmutador de software ó de equipo lógico 32, cuya posición de conmutación está fijada conforme a los criterios de conmutación 33, que se encuentran depositados en la memoria 29. Según la posición de conmutación aquí indicada, el motor Diesel 10 está trabajando a un funcionamiento de mezcla pobre. Estos criterios de conmutación 33 son controlados, a su vez, por el calculador 28 por medio de las señales, que son generadas por los sensores 27 del sistema de sensores 26. Al ser cumplidos unos criterios de conmutación 33 previamente determinados para conmutar de un funcionamiento con mezcla pobre a un funcionamiento con mezcla rica, el integrado conmutador de software 32 es cambiado de la aquí indicada posición para el funcionamiento de mezcla pobre a la otra posición, que hace posible el acceso al grupo de los campos característicos 31, previstos para el funcionamiento del motor Diesel 10 con una mezcla rica.

Con el objeto de facilitar un funcionamiento substequiométrico del motor 10, es decir, una operación del mismo con una relación del aire de combustión de \lambda<1, resulta que, a través de los correspondientes campos característicos 31, el sistema de regulación 23 del motor es cambiado en el sentido de que la aportación del aire fresco hacia las cámaras de combustión es reducida y - como alternativa ó bien de forma adicional - al motor Diesel es aportada una cantidad de combustible, que es claramente incrementada en comparación con un funcionamiento de mezcla pobre.

Con el fin de incrementar la cantidad del combustible pueden ser adoptadas distintas medidas, que están esencialmente acopladas a los parámetros del funcionamiento del proceso de inyección. En este caso, los campos característicos 31, correspondientes a un funcionamiento de mezcla rica, ejercen - a través del sistema de regulación 23 del motor - una influencia sobre el dispositivo de inyección 25.

El momento de iniciación de la inyección, por ejemplo, de la cantidad de combustible - necesaria para la realización de la carga del motor, la que es precisa en el correspondiente punto de régimen del motor 10 - puede ser desplazado en el sentido de unos ángulos más tardíos del eje de cigüeñal, es decir, muy por detrás del punto muerto superior del respectivo pistón. Con el objeto de conseguir, no obstante - con un grado de rendimiento que, de este modo, ha quedado considerablemente empeorado - la misma potencia del motor, tiene que ser inyectada una cantidad claramente mayor del combustible, con la consecuencia de que sea bajada la relación Lambda del aire de combustión. Los hidrocarburos HC y el monóxido de carbono CO, que se constituyen a causa de la incompleta combustión, producen dentro de la corriente del gas de escape b una atmósfera reductora que puede ser aplicada para la generación del catalizador de adsorción. Adicionalmente, ó bien como alternativa de ello, puede ser variada la presión de la inyección, con el fin de ejercer, de esta manera, también una influencia sobre la composición de tos gases de escape.

Asimismo, de forma adicional ó como alternativa puede ser variada la inyección previa - en cuanto a la posición de inyección así como en relación con el desarrollo de la inyección - a causa de lo cual puede ser compensada, en su caso, una marcha forzada del motor, la que se puede presentar debido a una tardía inyección principal.

Además de forma adicional ó como alternativa puede ser aplicada una inyección posterior del combustible; en este caso, el combustible, inyectado a posteriori, no ejerce ninguna influencia sobre la potencia desarrollada por el motor Diesel 10, en especial no aumenta la misma. Esto es porque la inyección posterior es efectuada en un momento tan tardío que el combustible, inyectado posteriormente, pueda ser tan sólo preparado, es decir, craqueado, por lo cual son liberados unos adicionales agentes reductores en forma de hidrocarburos HC con cadena corta para la regeneración del catalizador.

Aparte de ejercer una influencia sobre la relación Lambda del aire de combustión, a causa de esta inyección posterior del combustible también puede ser variada la temperatura sobre la superficie de catalizador, la cual ha de ser regenerada. En este caso, una inyección posterior del combustible, la que es aplicada de forma exacta, surte el efecto de un calentamiento de la superficie del catalizador.

En un motor Diesel 10 según lo indicado en la Figura 1, el cual posee un retorno 15 del gas de escape, puede ser conseguida, de una manera especialmente conveniente, una combustión subestequiométrica (\lambda<1) por el hecho de que el momento para la inyección principal del combustible es elegido de una forma extremadamente tardía. Concretamente es así que con un determinado momento tardío de la inyección, la completa combustión por difusión se convierte preponderantemente en una combustión de mezcla previa. Teniendo en cuenta que con una inyección, que se produce de una forma muy tardía, una gran parte del combustible no puede ser quemada ó bien solamente puede ser quemada de una manera incompleta, resulta que una parte proporcional relativamente grande de los hidrocarburos no quemados vuelve, a través del sistema de retorno de los gases de escape, a la cámara de combustión. Como consecuencia de la compresión, que es originada por la subida del pistón, se produce aquí una muy buena mezcla homogeneizada, que llega al límite de encendido mucho antes del punto muerto superior del pistón y conduce así a una principal combustión de mezcla previa. La combustión de mezcla previa, que es conseguida de este modo, conduce luego también a una relación del aire de combustión de \lambda<1, con el fin de obtener dentro de la corriente de gas de escape b unos adicionales agentes reductores puede ser efectuada, además, unas más tardía inyección posterior del combustible; a este efecto, el propio combustible - que, en este caso, principalmente evaporador - es empleado como un agente reductor producido por el interior del motor.

Habida cuenta de que el momento de la inyección, en el cual tiene lugar un cambio de la combustión por difusión a una combustión de mezcla previa está en función el respectivo régimen de funcionamiento del motor Diesel 10, es así que un funcionamiento de este tipo del motor Diesel 10 es llevado a efecto, de una manera conveniente, por medio de unos campos característicos especialmente establecidos para ello.

Con unos campos característicos 31, fijados de forma correspondiente, la relación Lambda del aire de combustión también puede ser reducida por el hecho de que sea la masa de aire fresco, que es aportada al motor 10.

Las medidas descritas a continuación y a adoptar para una reducción en la masa del aire fresco, disponible para la combustión, pueden ser aplicadas - de forma adicional ó bien como alternativa - a las medidas anteriormente descritas para un incremento en la cantidad de combustible, que es aportada a la combustión.

Inducidos por los campos característicos 31 para el funcionamiento con una mezcla rica, el sistema de regulación 23 del motor puede controlar - a través de la linea de comunicación 35 - el mecanismo de accionamiento de ajuste 13 en el sentido de que éste regule, por medio del elemento de ajuste 12, las válvulas de mariposas 11 de tal manera, que éstas últimas pueden reducir la respectiva sección transversal de entrada dentro del tracto de aspiración 9 del cilindro correspondiente. Por consiguiente, la sección transversal para la aportación del aire, procedente de la cámara colectora de aire 8, es reducida de una manera variable, por lo que para el motor 10 está disponible, en su conjunto, menos aire para la combustión.

También a través de los campos característicos 31 para un funcionamiento del motor con una mezcla rica, el sistema de regulación 23 del motor puede controlar - por medio de la línea de comunicación 37 - el mecanismo de accionamiento de ajuste 7. En este caso, y con el objeto de reducir la relación del aire de combustión, el mecanismo de accionamiento de ajuste 7 lleva a efecto - a través de su elemento de
ajuste 6 - un ajuste de la válvula de mariposa 5 en el sentido de que el aire fresco, que está siendo aspirado por la tubería de aspiración 4, sea estrangulado. Debido a ello, dentro del tubo de aspiración 16, que está dispuesto a continuación del punto de estrangulamiento 3, queda reducida la presión mientras que, al mismo tiempo se incrementa la caída de barrido entre la contrapresión del gas de escape y la presión del tubo de aspiración. Con una invariada sección transversas) de la abertura de la válvula 17 de la tubería de retorno 15 del gas de escape, esto tiene por consecuencia un incrementado paso del gas de escape, es decir, una mayor tasa de retorno del gas de escape. Por consiguiente, con esta medida queda reducida la relación Lambda del aire de combustión.

Esta caída del barrido también puede ser variada por el hecho de que son modificadas la sección transversal de entrada a la turbina del turbocargador de gas de escape 1 y/ó la cantidad del gas de escape, que pasa por la turbina. Una variación de este tipo puede ser iniciada por los correspondientes campos característicos 31, a través del sistema de regulación 23 del motor y por medio de la línea de comunicación 34; a este efecto, el mecanismo de accionamiento de ajuste 22 actúa sobre el elemento de ajuste 21 en la manera correspondiente.

Por la antes mencionadas posibilidades para ejercer una influencia sobre la composición del aire aportado, resulta que es variada la caída del barrido entre la contrapresión del gas de escape y la presión del tubo de aspiración, con lo cual puede ser variada la tasa ó la velocidad de retorno del gas de escape, sin que para ello tenga que ser modificada la sección transversal de abertura de la válvula de retorno del gas de escape. Una variación en la composición del aire, que está siendo aportado a la combustión, también puede ser conseguida a través de una modificación en la sección transversal de abertura de la válvula de retorno del gas de escape. Para esta finalidad, un correspondiente campo característico 31 hace que el sistema de regulación 23 del motor active el mecanismo de accionamiento de ajuste 19 de forma correspondiente a través de la línea de comunicación 36. En este caso, el mecanismo de accionamiento de ajuste 19 lleva a efecto - por medio de su elemento de ajuste 18 - la deseada regulación en la válvula 17.

Claims (15)

1. Procedimiento para el funcionamiento de un motor Diesel (10); con un sistema de regulación (23) del motor, el cual comprende un calculador (28) así como un sistema de sensores (27), que está en comunicación con el calculador (28); en este caso, el sistema de regulación (23) de motor regula - en función de unos campos característicos (30 y 31) - el funcionamiento del motor Diesel (10) y hace posible la conmutación desde un funcionamiento de mezcla pobre a un funcionamiento de mezcla rica del motor Diesel (10); a este efecto, el calculador (28) realiza - en función de unos criterios de conmutación (33) previamente determinados - la conmutación al funcionamiento de mezcla pobre ó al funcionamiento de mezcla rica, mientras que el sistema de sensores (27) controla los parámetros, que son necesarios para los criterios de conmutación (33); procedimiento éste que está caracterizado porque dentro de una memoria (29) del sistema de regulación (23) del motor, la cual se encuentra en comunicación con el calculador 28), están depositados para el funcionamiento del motor Diesel (10) unos campos característicos (30 y 31) - separados para el funcionamiento de mezcla pobre y para el funcionamiento de mezcla rica - y los campos característicos (31) para el funcionamiento de mezcla rica son elegidos de tal manera que, al término de una inyección principal del combustible, tenga lugar una inyección posterior del combustible, y esto de tal modo que dentro de la respectiva cámara de combustión se pueda producir principalmente un craqueo ó una evaporación ó una evaporación del combustible inyectado a posteriori.

2. Procedimiento conforme a la reivindicaciones 1) y caracterizado porque los campos característicos para el funcionamiento de mezcla rica son elegidos de tal manera que - en comparación con el funcionamiento de mezcla pobre - la combustión del carburante tenga lugar, dentro de cada una de las cámaras de combustión del motor Diesel, de una forma relativamente tardía después del punto muerto superior del pistón correspondientes.

3. Procedimiento conforme a la reivindicación 2) y caracterizado porque en comparación con el funcionamiento de mezcla pobre - el momento de la inyección principal del combustible es elegido de una forma relativamente tardía y/ó es más reducida la presión de inyección y/ó es más prolongada la duración de la inyección y/ó es incrementada la cantidad de la inyección.

4. Procedimiento conforme a una de las reivindicaciones 2) ó 3) y caracterizado porque, antes de la inyección principal, tiene lugar una inyección previa que, en comparación con el funcionamiento de mezcla pobre, comprende un modificado comienzo de la inyección y/ó una variada duración de la inyección.

5. Procedimiento conforme a la reivindicación 5) y caracterizado porque la inyección previa está adaptada - en cuanto al comienzo de inyección y/ó a la duración de la misma - a la combustión del carburante, la cual es, en comparación con la combustión del funcionamiento de mezcla pobre, más retardada, de tal modo que quede asegurada una marcha suave del motor.

6. Procedimiento conforme a la reivindicación 1) y caracterizado porque los campos característicos (31) para el funcionamiento del motor Diesel (10) con mezcla rica están fijados de tal manera, que el momento del comienzo de la inyección principal del combustible está elegido - en comparación con el momento del comienzo en el funcionamiento de mezcla pobre - de una forma tardía y de tal modo que, por un retorno de gas de escape (15) con una velocidad relativamente elevada, se pueda producir una combustión de mezcla previa.

7. Procedimiento conforme a la reivindicación 1) y caracterizado porque los campos característicos (31) para el funcionamiento del motor Diesel (10) con mezcla rica están fijados de tal manera, que la combustión de mezcla previa tenga lugar - en comparación con la combustión del funcionamiento de mezcla pobre - en un momento, que se encuentra relativamente muy por delante del punto muerto superior del pistón correspondiente.

8. Procedimiento conforme a la reivindicación 7) y caracterizado porque la inyección previa del combustible es elegida de una forma temprana en comparación con la inyección previa en el funcionamiento de mezcla pobre.

9. Procedimiento conforme a una de las reivindicaciones anteriormente mencionadas y caracterizado porque los campos característicos (31) para el funcionamiento del motor Diesel (10) con mezcla rica están fijados de tal manera que - en comparación con el funcionamiento de mezcla pobre - sean estranguladas las secciones transversales, previstas para la entrada del aire a las individuales cámaras de combustión.

10. Procedimiento conforme a la reivindicación 9) y caracterizado porque, a tos efectos de estrangular las secciones transversales de entrada de aire, para cada cilindro del motor Diesel (10) una válvula de mariposa (11), que está dispuesta dentro de la zona de aspiración del cilindro, puede ser accionada mediante un mecanismo de accionamiento de ajuste (13), que es impulsado por una fuerza auxiliar, y a través de un elemento de ajuste (12) - de una manera controlada en función de unas señales del sistema de regulación (23) del motor.

11. Procedimiento conforme a una de las reivindicaciones anteriormente mencionadas y caracterizado porque los campos característicos (31) para el funcionamiento del motor Diesel (10) con mezcla rica están fijados de tal manera, que sea incrementada la presión diferencial ó la caída del barrido entre la presión de los gases después de la combustión, ó sea, la contrapresión de gases de escape, y la presión de los gases antes de la combustión ó sea, la presión del tubo de aspiración.

12. Procedimiento conforme a la reivindicación 11) y caracterizado porque al tratarse de un motor Diesel (10) con un retorno de gas de escape (15), la sección transversal de la aportación de aire fresco (4) está estrangulada por delante del punto de unión del retorno de gas de escape (15) con la aportación de aire (4) hacia el tubo de aspiración (16).

13. Procedimiento conforme a la reivindicación (12) y caracterizado porque dentro de la aportación de aire fresco (4) por lo menos una válvula de mariposa (5), que está dispuesta por delante del punto de unión del retorno de gas de escape (15), puede ser accionada - por medio de un mecanismo de accionamiento de ajuste (7), que es impulsado por una fuerza auxiliar, y a través de un elemento de ajuste (6) - de una manera controlada en función de una señales del sistema de regulación (23) del motor.

14. Procedimiento conforme a la reivindicación 11) y caracterizado porque al tratarse de un motor Diesel (10) con un turbocargador de gas de escape (1), son reducidos la sección transversal de entrada a la turbina y/ó el volumen de la corriente de gas de escape, que pasa por el turbocargador de gas de escape (1), son reducidos la sección transversal de entrada a la turbina y/ó el volumen de la corriente de gas de escape, que pasa por el turbocargador de gas de escape (1).

15. Procedimiento conforme a la reivindicación 14) y caracterizado porque a efectos de la variación de la sección transversal de entrada a la turbina y/ó del volumen de la corriente de gas de escape, un elemento de ajuste (21) puede ser accionado - por medio de un mecanismo de accionamiento de ajuste (22), que es impulsado por una fuerza auxiliar - de manera controlada en función de unas señales del sistema de regulación (23) del motor.