ES2281024T3 - Sistema de ayuda para la regeneracion de medios de descontaminacion integrados en la linea de escape de un motor diesel de vehiculo. - Google Patents
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Abstract
Sistema de ayuda para la regeneración de medios de descontaminación (1) asociados a unos medios que forman un catalizador de oxidación (2), e integrados en una línea de escape (3) de un motor Diesel (4) de vehículo automóvil, y en el que el motor (4) está asociado a unos medios (7) de conducción común de alimentación de combustible a los cilindros del motor, adaptados para poner en práctica, a un par constante, una estrategia de regeneración por inyección del combustible en los cilindros basándose en al menos una post-inyección, caracterizado porque comporta: * unos medios (8) de detección de una demanda de regeneración (req.RG), y por lo tanto de post-inyección; * unos medios (9) de detección de una fase de ralentí del motor; * unos medios (11) de adquisición de la temperatura aguas abajo de los medios que forman el catalizador (2); * unos medios (8) de determinación de una cantidad máxima de combustible que se debe inyectar en las post-inyecciones durante la fase de ralentí a partir de esta temperatura; y * unos medios (7, 8) de reducción progresiva de la o de las post-inyecciones a partir del momento en el que la cantidad de combustible inyectado haya alcanzado el máximo predeterminado.
Description
Sistema de ayuda para la regeneración de medios
de descontaminación integrados en la línea de escape de un motor
diésel de vehículo.
La presente invención se refiere a un sistema de
ayuda para la regeneración de medios de descontaminación asociados
a unos medios que forman un catalizador de oxidación e integrados en
una línea de escape de un motor diésel de vehículo automóvil.
Más particularmente, la invención se aplica a un
sistema en el cual el motor esté asociado a unos medios de
conducción común de alimentación de combustible a los cilindros del
motor, adaptados para poner en práctica, a un par constante, una
estrategia de regeneración por inyección de combustible en los
cilindros, basándose en al menos una
post-inyección.
Durante la regeneración de los medios de
descontaminación tales como por ejemplo un filtro de partículas,
las fases de levantar el pie del acelerador del vehículo (no se
produce inyección de combustible, en un funcionamiento normal) y de
ralentí del motor (temperatura de escape muy baja) son
problemáticas, ya que provocan el descenso acusado de la
temperatura de escape, es decir, de la línea de escape y de los
elementos integrados en ella.
La utilización de una o de varías
post-inyecciones durante estas fases de vida del
motor permite limitar la caída de la temperatura de la línea de
escape, basándose en la conversión catalítica de los HC producidos
por la combustión de la o las post-inyecciones en el
motor.
No obstante, estas estrategias dependen de la
exotermia producida por los medios que forman el catalizador,
comprendiendo estos medios por ejemplo un catalizador de oxidación o
un absorbedor de NOx con una función de oxidación CO/HC, siendo
considerados como activados.
Durante las fases de retorno al ralentí del
motor, tras alzar el pie del acelerador, no se produce inyección
principal ni pre-inyección, por lo que la
post-inyección o cada post-inyección
no queman en el cilindro, ya que sólo vaporizan el combustible en
forma de HC que son convertidos por los medios que forman el
catalizador.
Así, la temperatura de entrada de los medios que
forman el catalizador de oxidación es pues muy baja y, a pesar de
la exotermia catalítica producida por la combustión de los HC
derivados de la o de las post-inyecciones, la parte
anterior de los medios que forman el catalizador se enfría de forma
progresiva, y su actividad de conversión cesa progresivamente.
Durante las fases de ralentí del motor, a pesar
de la utilización de una o varias post-inyecciones,
la temperatura de entrada de los medios que forman el catalizador
es relativamente baja. La estrategia de
post-inyección en el ralentí se basa igualmente en
la conversión catalítica de los HC producidos por la combustión de
la o de las post-inyecciones en el motor. A pesar
de dicha exotermia catalítica, la parte anterior de los medios que
forman el catalizador se enfría de forma progresiva y su actividad
de conversión cesa progresivamente.
El sistema descrito en la patente
EP-1.281.852 A2 incluye una regulación de la
cantidad de combustible que se debe inyectar en las
post-inyecciones durante la fase de ralentí en
función de una temperatura aguas abajo de un catalizador de
oxidación asociado a un filtro de partículas.
Así, durante una fase de ralentí prolongada, los
medios que forman el catalizador pueden no estar suficientemente
activos para convertir todos los HC, lo que se traduce en unos picos
de HC aguas abajo de estos medios que forman el catalizador,
incluso humo de color azul, y/u olores en el escape.
Además, la utilización de
post-inyecciones genera una dilución del aceite de
lubricación con el combustible, lo cual degrada las propiedades de
lubricación del primero, y en especial una disminución de la
viscosidad, y puede conducir, si esta viscosidad fuera demasiado
baja, a una rotura del motor.
El objetivo de la invención es, por tanto,
resolver estos problemas.
A tal efecto, la invención tiene por objeto un
sistema de ayuda para la regeneración de los medios de
descontaminación asociados a unos medios que forman un catalizador
de oxidación, e integrados en una línea de escape de un motor
Diésel de vehículo automóvil y en el que el motor esté asociado a
unos medios de conducción común de alimentación de combustible a
los cilindros del motor, estando estos medios adaptados para poner
en práctica, a un par constante, una estrategia de regeneración por
inyección de combustible en los cilindros basándose en al menos una
post-inyección, caracterizado porque comporta:
- -
- unos medios de detección de una demanda de regeneración y por lo tanto de post-inyección;
- -
- unos medios de detección de una fase de ralentí del motor.
\newpage
- -
- unos medios de adquisición de la temperatura aguas abajo de los unos medios que forman el catalizador.
- -
- unos medios de determinación de una cantidad máxima de combustible que se debe inyectar en las post-inyecciones durante la fase de ralentí a partir de esta temperatura; y
- -
- unos medios de reducción progresiva de la o de las post-inyecciones a partir del momento en que la cantidad de combustible inyectado haya alcanzado el máximo predeterminado.
Según otras características:
- -
- los medios de reducción están adaptados para reducir la o cada post-inyección basándose en una conducción calibrable;
- -
- los medios de descontaminación comprenden un filtro de partículas;
- -
- los medios de descontaminación comprenden un absorbedor de NOx;
- -
- el combustible comporta un aditivo destinado a depositarse, con las partículas con las que se mezcla, sobre los medios de descontaminación para facilitar su regeneración;
- -
- el combustible comporta un aditivo que absorbe el NOx; y
- -
- el motor está asociado a un turbocompresor.
La invención se entenderá mejor tras la lectura
de la descripción que sigue, que se incluye meramente a título de
ejemplo e incluye referencias a los dibujos adjuntos, en los
que:
la Fig.1 representa un esquema
sinóptico que ilustra la estructura general de un sistema de ayuda
para la regeneración de acuerdo con la invención; y
La Fig.2 representa un organigrama que
ilustra el funcionamiento de éste.
En efecto, se ha ilustrado en la figura 1 la
estructura general de un sistema de ayuda para la regeneración de
medios de descontaminación, designados por la referencia general 1
en esta figura, asociados a unos medios que forman un catalizador
de oxidación designados por la referencia general 2, e integrados en
la línea de escape 3, de un motor Diésel 4 de vehículo
automóvil.
El motor puede estar asociado a un
turbocompresor, en cuyo caso la porción de turbina 5 de éste estaría
a su vez asociada a esta línea de escape, estando la porción del
compresor 6 del turbocompresor situado en la parte aguas arriba del
motor.
Por otro lado, el motor está igualmente asociado
a unos medios 7 de conducción común de alimentación de combustible
de los cilindros del motor, adaptados para poner en práctica, a un
par constante, una estrategia de regeneración por inyección de
combustible en los cilindros, basándose en al menos una
post-inyección, de modo clásico.
Estos medios son controlados por una unidad de
pilotaje, designada por la referencia general 8, adaptada para
detectar una demanda de regeneración req.RG, concedida por ejemplo
por un supervisor de los medios de descontaminación, y por tanto de
post-inyección, y unida a unos medios 9 de detección
de una fase de ralentí del motor en cuestión.
Estos medios pueden presentar cualquier
estructura que sea apropiada.
Además, esta unidad de pilotaje 8 está
igualmente unida a unos medios de adquisición de la temperatura
aguas abajo de los medios que forman el catalizador 2, estando
estos medios de adquisición designados por la referencia general
11.
Estos medios comprenden cualquier sensor de
temperatura apropiado.
Esto permite entonces a esta unidad de pilotaje
8, tras detectar una demanda de regeneración y por tanto de
post-inyección, poder detectar una fase de ralentí
del propio motor, como se ilustra en la etapa 12 de la figura 2.
La unidad 8 está por lo tanto adaptada para
adquirir la temperatura aguas abajo de los medios que forman el
catalizador durante la etapa 13 y para determinar una cantidad
máxima de combustible que se debe inyectar en las
post-inyecciones durante la fase de ralentí,
basándose en esta temperatura, durante la etapa 14.
La unidad 8 controla por lo tanto en 15 y 16 la
cantidad de combustible inyectado durante las
post-inyecciones y detecta el momento en el que
esta cantidad de combustible inyectado ha alcanzado el máximo
predeterminado.
A partir del momento en que la cantidad de
combustible inyectada alcanza el máximo predeterminado durante la
fase de ralentí del motor, como lo ilustra la etapa 17, la unidad de
pilotaje está adaptada para reducir progresivamente la o cada
post-inyección, mediante una conducción, por ejemplo
calibrable en 18.
Se observará igualmente que este tipo de sistema
puede funcionar con unos medios de descontaminación constituidos
por un filtro de partículas, un absorbedor y que un aditivo
destinado a depositarse con las partículas con las cuales está
mezclado, sobre los medios de descontaminación, para facilitar su
regeneración, puede igualmente ser mezclado con el combustible, de
modo usual, para rebajar la temperatura de combustión de los
hollines absorbidos en este.
Por norma general, este aditivo está en efecto
presente entre las partículas tras la combustión del combustible
aditivado en el motor.
También se puede contemplar el uso de un aditivo
absorbente de NOx.
Se concibe entonces que, gracias a este tipo de
estructura, se autoriza una cantidad máxima de combustible en la
post-inyección para la fase de ralentí.
Esta cantidad máxima se presenta en forma de un
depósito que se vacía en el transcurso de la fase de ralentí
durante la fase de regeneración. Este depósito se reinicia al final
de la fase.
De este modo, este sistema permite limitar las
cantidades post-inyectadas durante la fase de
ralentí, cuando los niveles térmicos de la línea de escape son las
más desfavorables.
Limitando la cantidad total de combustible
post-inyectado durante dicha fase, que no es la más
eficaz desde el punto de vista de la regeneración de los medios de
descontaminación, se optimiza la proporción de tiempos de
post-inyección eficaz y se limita la dilución del
aceite lubricante del motor con el combustible.
Por último, esto permite igualmente reducir el
riesgo de que la función de oxidación cese de forma súbita, lo que
se traduciría en un déficit de conversión de los HC, y por lo tanto
una salida de HC por el escape que podría generar humos y/u
olores.
Por supuesto, se pueden contemplar otros modos
de realización.
Así, por ejemplo, los medios de descontaminación
y los medios que forman el catalizador de oxidación pueden
integrarse en un solo y único elemento, concretamente sobre un mismo
substrato.
A título de ejemplo, se puede contemplar el uso
de un filtro de partículas con función de oxidación.
De la misma manera, también se puede contemplar
un absorbedor de NOx con esta función de oxidación, ya sea con o
sin aditivos.
Esta función de oxidación y/o de absorción de
NOx puede desempeñarla por ejemplo un aditivo mezclado con el
combustible.
Claims (7)
1. Sistema de ayuda para la regeneración
de medios de descontaminación (1) asociados a unos medios que
forman un catalizador de oxidación (2), e integrados en una línea de
escape (3) de un motor Diésel (4) de vehículo automóvil, y en el
que el motor (4) está asociado a unos medios (7) de conducción común
de alimentación de combustible a los cilindros del motor, adaptados
para poner en práctica, a un par constante, una estrategia de
regeneración por inyección del combustible en los cilindros
basándose en al menos una post-inyección,
caracterizado porque comporta:
- -
- unos medios (8) de detección de una demanda de regeneración (req.RG), y por lo tanto de post-inyección;
- -
- unos medios (9) de detección de una fase de ralentí del motor;
- -
- unos medios (11) de adquisición de la temperatura aguas abajo de los medios que forman el catalizador (2);
- -
- unos medios (8) de determinación de una cantidad máxima de combustible que se debe inyectar en las post-inyecciones durante la fase de ralentí a partir de esta temperatura; y
- -
- unos medios (7, 8) de reducción progresiva de la o de las post-inyecciones a partir del momento en el que la cantidad de combustible inyectado haya alcanzado el máximo predeterminado.
2. Sistema según la reivindicación 1,
caracterizado porque los medios de reducción (7, 8) están
adaptados para reducir la o cada post-inyección
según una conducción calibrable (18).
3. Sistema según las reivindicaciones 1
ó 2, caracterizado porque los medios de descontaminación (1)
comprenden un filtro de partículas.
4. Sistema según la reivindicación 1, 2
ó 3, caracterizado porque los medios de descontaminación (1)
comprenden un absorbedor de NOx.
5. Sistema según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el
combustible incluye un aditivo destinado a depositarse, junto a las
partículas con las que se mezcla, sobre los medios de
descontaminación (1), para facilitar su regeneración.
6. Sistema según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el combustible
incluye un aditivo absorbente de NOx.
7. Sistema según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el motor
está asociado a un turbocompresor (5, 6).
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