ES2281841T3 - Sistema de ayuda para la regeneracion de medios de descontaminacion integrados en una linea de escape de un motor diesel de un automovil. - Google Patents

Sistema de ayuda para la regeneracion de medios de descontaminacion integrados en una linea de escape de un motor diesel de un automovil. Download PDF

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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 automóvil y en el cual el motor (4) está asociado a unos medios (7) de conducción común de alimentación de carburante en los cilindros del motor, adaptados para poner en práctica, con isopar, una estrategia de regeneración por inyección de carburante en los cilindros según al menos una postinyección, que comprende: - unos medios (8) de detección de una demanda de regeneración (req.RG) y por lo tanto de postinyección; - unos medios (9) de detección de una fase de ralentí de este motor; - unos medios (11) de adquisición de la temperatura por debajo de los medios que forman el catalizador (2); caracterizado porque comporta: - unos medios (8) de determinación de una duración máxima de aplicación de las postinyecciones durante la fase de ralentí, a partir de esta temperatura; y - unos medios (7, 8) de reducción progresiva de la postinyección o de cada una de éstas, en cuanto la duración de utilización de las postinyecciones haya alcanzado la duración máxima de aplicación predeterminada.

Description

Sistema de ayuda para la regeneración de medios de descontaminación integrados en una línea de escape de un motor Diesel de un automóvil.
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 Diesel de un automóvil.
Más particularmente, la invención se refiere a un sistema en el cual el motor está asociado a unos medios de conducción común de alimentación con carburante de cilindros del motor, adaptados para poner en práctica, con isopar, una estrategia de regeneración por inyección de carburante en los cilindros, según al menos una postinyección.
Ya se han desarrollado diferentes sistemas de ayuda para la regeneración periódica de los medios de descontaminación en la técnica anterior. Así por ejemplo, la patente PR 2 805 568 propone un sistema adaptado para iniciar la combustión de las partículas atrapadas en un filtro desencadenando una fase de inyecciones múltiples de carburante en los cilindros del motor durante la fase de reposo tras la inyección principal.
Con ocasión de la regeneración de medios de descontaminación tales como por ejemplo un filtro de partículas, las fases de levantar el pie del acelerador del vehículo (sin inyección de carburante en funcionamiento normal) y de ralentí del motor (temperatura de escape muy baja), son problemáticas ya que hacen bajar la temperatura de escape, es decir de la línea y de los elementos integrados en ésta.
La utilización de una o de varias postinyecciones con ocasión de estas fases de vida del motor permite limitar la bajada de temperatura de la línea de escape, basándose en la conversión catalítica de los HC producidos por la combustión de la o las postinyecciones en el motor.
Sin embargo, estas estrategias descansan en el exotermo producido por los medios que forman catalizador, comprendiendo estos medios por ejemplo un catalizador de oxidación o una trampa de NOx con una función de oxidación CO/HC, estando considerados como activados.
Con ocasión de estas fases de retorno al ralentí del motor, como consecuencia de a levantar el pie del acelerador, no hay inyección principal ni inyección piloto y la postinyección o de cada una de éstas no se quema por lo tanto en el cilindro, ya que sólo vaporiza el carburante bajo forma de HC que son convertidos por los medios que forman el catalizador.
La temperatura en la entrada de los medios que forman el catalizador de oxidación es por tanto muy reducida y a pesar del exotermo catalítico producido por la combustión de los HC procedentes de la postinyección o de cada una de éstas, la cara delantera de los medios que forman el catalizador se enfría progresivamente y su actividad de conversión se desactiva progresivamente.
Con ocasión de las fases de ralentí del motor, a pesar de la utilización de una o varias postinyecciones, la temperatura en la entrada de los medios que forman el catalizador es relativamente baja. La estrategia de postinyección al ralentí descansa igualmente en la conversión catalítica de los HC producidos por la combustión de la/las postinyección/es en el motor. A pesar de este exotermo catalítico, la cara delantera de los medios que forman el catalizador se enfría progresivamente y su actividad de conversión se desactiva progresivamente.
Con ocasión de una fase de ralentí prolongada, puede que los medios que forman el catalizador no estén por lo tanto suficientemente activos para convertir todos los HC, lo que se traduce por unos picos de HC por debajo de estos medios que forman el catalizador, incluso unos humos azules y/u unos olores en el escape.
Por otra parte, la utilización de postinyecciones genera una dilución del aceite de lubrificación por el carburante, lo que degrada las propiedades de lubrificación de éste, y en particular un descenso de la viscosidad y puede conducir, si esta viscosidad es demasiado baja, a una rotura del motor.
El objeto de la invención es, por tanto, la de resolver estos problemas.
A este efecto, la invención tiene por objeto un sistema de ayuda para la regeneración de medios de descontaminación asociados a unos medios que forman catalizador de oxidación e integrados en una línea de escape de un motor Diesel de automóvil y en el cual el motor está asociado a unos medios de conducción común de alimentación del carburante en los cilindros del motor, adaptados para poner en práctica, con isopar, una estrategia de regeneración por inyección de carburante en los cilindros según al menos una postinyección, caracterizado porque
comporta:
-
unos medios de detección de una demanda de regeneración y por lo tanto de postinyección;
-
unos medios de detección de una fase de ralentí del motor de éste;
-
unos medios de adquisición de la temperatura por debajo de los medios que forman el catalizador;
-
unos medios de determinación de una duración máxima de aplicación de las postinyecciones durante la fase de ralentí, a partir de esta temperatura; y
-
unos medios de reducción progresiva de la postinyección o de cada una de éstas, cuando la duración de utilización de las postinyecciones haya alcanzado la duración máxima de aplicación predeterminada.
Según otras características:
-
los medios de reducción son adaptados para reducir la postinyección o cada una de éstas según una conducción calibrable;
-
los medios de descontaminación comprenden un filtro de partículas;
-
los medios de descontaminación comprenden una trampa de NOx;
-
el carburante comporta un aditivo destinado a depositarse con las partículas con las cuales está mezclado, en los medios de descontaminación para facilitar su regeneración;
-
el carburante comporta un aditivo que forma una trampa de NOx; y
-
el motor está asociado a un turbocompresor.
La invención se comprenderá mejor con la lectura de la siguiente descripción, dada únicamente a título de ejemplo y realizada refiriéndose a los dibujos adjuntos, en los cuales:
- la Fig. 1 representa un esquema sinóptico que ilustra la estructura general de un sistema de ayuda a la regeneración según la invención; y
- la Fig. 2 representa un organigrama que ilustra el funcionamiento de éste.
Se ha ilustrado en efecto 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 el catalizador de oxidación designados por la referencia general 2 e integrados en una línea de escape 3, de un motor Diesel 4 de automóvil.
El motor puede estar asociado a un turbocompresor y en este caso, la porción de turbina 5 de éste está igualmente asociada a esta línea de escape, estando la porción del compresor 6 del turbocompresor situada por encima del motor.
Por otra parte, este motor está igualmente asociado a unos medios 7 de conducción común de alimentación con carburante de los cilindros de este motor, adaptados para poner en práctica, con isopar, una estrategia de regeneración por inyección de carburante en los cilindros, según al menos una postinyección, 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, emitida por ejemplo por un supervisor de los medios de descontaminación y por lo tanto de postinyección y conectada a unos medios 9 de detección de una fase de ralentí de éste motor.
Estos medios pueden presentar cualquier estructura apropiada.
Por otra parte, esta unidad de pilotaje 8 está igualmente conectada a unos medios de adquisición de la temperatura por debajo 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, tras la detección de una demanda de regeneración y por lo tanto de postinyección, que esta unidad de pilotaje 8, detecte una fase de ralentí de éste motor como se ilustra por la etapa 12 en la figura 2.
La unidad 8 está por lo tanto adaptada para adquirir la temperatura más abajo de los medios que forman el catalizador con ocasión de la etapa 13 y para determinar, a partir de esta temperatura, una duración máxima de aplicación de las postinyecciones durante la fase de ralentí, con ocasión de la etapa 14.
La unidad 8 vigila entonces en 15 y 16, la duración de utilización de las postinyecciones y detecta el momento en que esta duración de utilización ha alcanzado la duración máxima de aplicación predeterminada.
En cuanto la duración de utilización ha alcanzado la duración máxima de aplicación predeterminada con ocasión de la fase al ralentí del motor, como se ilustra por la etapa 17, la unidad de control está adaptada para reducir progresivamente la postinyección o cada una de éstas, según una conducción por ejemplo calibrable en 18.
Se observará igualmente que dicho sistema puede funcionar con unos medios de descontaminación formados por un filtro de partículas, una trampa de NOx, y que un aditivo destinado a depositarse con las partículas con las cuales está mezclado, en los medios de descontaminación para facilitar su regeneración puede igualmente ser mezclado con el carburante, de modo clásico, para rebajar la temperatura de combustión del hollín atrapado en éste.
De modo clásico, este aditivo está en efecto presente en las partículas tras la combustión del carburante añadido en el motor.
Igualmente puede considerarse un aditivo que forme trampa de NOx.
Se concibe entonces que gracias a tal estructura, se permite una duración máxima de aplicación de las postinyecciones para la fase de ralentí.
Esta duración máxima se presenta bajo la forma de un contador de tiempo que se vacía, es decir decrece/ se decrementa en el curso de la fase de ralentí durante la fase de regeneración. Se reinicializa este contador al final de esta fase.
De hecho, este sistema permite limitar las cantidades de carburante postinyectadas con ocasión de la fase de ralentí cuando los niveles térmicos de la línea de escape son los más desfavorables.
Limitando de este modo la cantidad total de carburante postinyectado durante esta fase, que no es la más eficaz desde el punto de vista de la regeneración de los medios de descontaminación, se optimiza la proporción del tiempo de postinyección eficaz y se limita la dilución del aceite de lubrificación del motor por el carburante.
Finalmente, esto permite igualmente limitar el riesgo de que la función de oxidación no se desactive súbitamente lo que se traduciría en un déficit de conversión de los HC y por lo tanto en un aumento del HC en el escape que puede generar humos y/u olores.
Naturalmente, pueden considerarse otros modos de realización.
Así, por ejemplo, los medios de descontaminación y los medios que forman el catalizador de oxidación pueden estar integrados en un único y mismo elemento, en particular en un mismo sustrato.
A título de ejemplo, puede considerarse un filtro de partículas que integre la función de oxidación.
Asimismo, una trampa de NOx que integra dicha función de oxidación puede igualmente considerarse que contenga aditivos o no.
Puede cumplir esta función de oxidación y/o de trampa de NOx por ejemplo un aditivo mezclado con el carburante.

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 Diesel, (4) de automóvil y en el cual el motor (4) está asociado a unos medios (7) de conducción común de alimentación de carburante en los cilindros del motor, adaptados para poner en práctica, con isopar, una estrategia de regeneración por inyección de carburante en los cilindros según al menos una postinyección, que comprende:
-
unos medios (8) de detección de una demanda de regeneración (req.RG) y por lo tanto de postinyección;
-
unos medios (9) de detección de una fase de ralentí de este motor;
-
unos medios (11) de adquisición de la temperatura por debajo de los medios que forman el catalizador (2);
caracterizado porque comporta:
-
unos medios (8) de determinación de una duración máxima de aplicación de las postinyecciones durante la fase de ralentí, a partir de esta temperatura; y
-
unos medios (7,8) de reducción progresiva de la postinyección o de cada una de éstas, en cuanto la duración de utilización de las postinyecciones haya alcanzado la duración máxima de aplicación predeterminada.
2. Sistema según la reivindicación 1, caracterizado porque los medios de reducción (7,8) están adaptados para reducir la postinyección o cada una de éstas según una conducción calibrable.
3. Sistema según la reivindicación 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 una trampa de NOx.
5. Sistema según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el carburante comporta un aditivo destinado a depositarse con las partículas con las cuales está mezclado, en los medios de descontaminación (1) para facilitar su regeneración.
6. Sistema según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el carburante comporta un aditivo que forma trampa de NOx.
7. Sistema según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el motor está asociado a un turbocompresor (5,6).
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