ES2295688T3

ES2295688T3 - Dispositivo para la clarificacion de gas del escape para motor de combustion interna.

Info

Publication number: ES2295688T3
Application number: ES03795315T
Authority: ES
Inventors: Yasuaki Nakano; Shinya Hirota; Toshiaki Tanaka; Akira Mikami
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2002-09-10
Filing date: 2003-09-08
Publication date: 2008-04-16
Anticipated expiration: 2023-09-08
Also published as: DE60317219D1; CA2498568A1; EP1544429A4; US20060010854A1; KR100636567B1; CN1682017A; EP1544429A1; EP1544429B1; DE60317219T2; KR20050051654A; WO2004025091A1; CA2498568C; AU2003262001B2; AU2003262001A1

Abstract

Un dispositivo de purificación del escape para un motor (1) de combustión interna, destinado a purificar NOx generado cuando se quema combustible con una relación aire-combustible baja con un catalizador (11) de purificación del escape dispuesto en un paso (21) del escape, comprendiendo dicho catalizador (11) de purificación del escape un portador (50) del catalizador que tiene puntos de base que presentan basicidad sobre la superficie del portador, llevando además el portador del catalizador un catalizador (51) de metal precioso disperso sobre la superficie del portador, en que el dispositivo de purificación del escape comprende además una unidad electrónica de control (30) para controlar medios (13) para cambiar temporalmente la relación aire-combustible del gas del escape que circula hacia el catalizador (11) de purificación del escape de baja a alta antes de que toda la superficie del catalizador (51) de metal precioso sufra de envenenamiento por oxígeno, caracterizado porque en la superficie del portador no se forma ninguna capa de un absorbente del NOx capaz de absorber el NOx.

Description

Dispositivo para la clarificación de gas del escape para motor de combustión interna.

La presente invención se refiere a un dispositivo para la purificación del escape de un motor de combustión interna. Como catalizador para purificar el NOx contenido en el gas de escape cuando se quema combustible con una relación baja aire-combustible, se conoce un catalizador compuesto por un portador hecho de alúmina en cuya superficie se ha colocado una capa de un absorbente de NOx formado por un metal alcalino o una tierra alcalina y sobre la superficie del cual se coloca un catalizador de un metal precioso, como el platino (ver, por ejemplo, la patente japonesa nº 2600492). En ese catalizador, cuando la relación aire-combustible es baja, el NOx contenido en el gas de escape es oxidado por el platino y absorbido por el absorbente de NOx en forma de un nitrato. Luego, cuando se enriquece la relación aire-combustible del gas de escape en un periodo de tiempo corto, el NOx que había sido absorbido en el absorbente de NOx durante aquel tiempo es liberado y reducido. Después, cuando la relación aire-combustible del gas de escape vuelve a ser baja, comienza la acción de absorción del NOx en el absorbente de NOx.

Por otra parte, el gas de escape contiene SOx. El absorbente de NOx absorbe el SOx además del NOx. En este caso, el SOx es absorbido en forma de sulfato. Sin embargo, ese sulfato es más difícil de descomponer en comparación con un nitrato y no se descompondrá si simplemente se enriquece la relación aire-combustible del gas de escape. Por lo tanto el absorbente de NOx aumenta gradualmente en la proporción de absorción del SOx. Junto con éste no puede absorber ya más NOx. Por consiguiente, cuando se emplea tal absorbente de NOx es preciso hacer que libere el SOx. A este respecto, un sulfato se hace fácil de descomponerse cuando la temperatura del catalizador llega a ser de 600ºC o más. Si se enriquece la relación aire-combustible durante ese tiempo, el SOx es liberado del absorbente de NOx. En consecuencia, si se emplea un tal absorbente de NOx, cuando se hace que el absorbente de NOx libere el SOx la temperatura del catalizador se mantiene a 600ºC o más y la relación aire-combustible se mantiene alta.

Además, si se dispone una capa de un absorbente de NOx, el SOx es también inevitablemente absorbido además del NOx, y para impedir que el SOx sea absorbido, sería suficiente no disponer la citada capa de un absorbente de SOx. Por ello se ha propuesto un catalizador compuesto por un portador hecho de alúmina sobre cual sólo se ha colocado platino (ver la publicación de patente japonesa no examinada (Kokai) nº 11-285624). Esta publicación describe que el NOx puede purificarse aun cuando un portador hecho de alúmina lleve sólo platino si atrapa NOx en el catalizador cuando la relación aire-combustible es baja y se cambia la relación aire-combustible alternativamente entre baja y alta.

Además, como catalizador apto para purificar el NOx generado cuando se quema combustible con una baja relación aire-combustible, se conoce un catalizador de NOx pobre compuesto por zeolita portante de un metal de transición o un metal precioso. Este catalizador de NOx pobre tiene la función de absorber el HC y NOx del gas de escape y reducir el NOx, pero si se adsorbe oxígeno el rendimiento de la purificación del NOx cae considerablemente. Por lo tanto, un motor de combustión interna diseñado para que el oxígeno adsorbido se disocie haciendo periódicamente que la relación aire-combustible del gas de escape circule por un catalizador de NOx pobre es conocido (ver la patente japonesa nº 3154110). Ese catalizador de NOx pobre presenta la característica de ser capaz de reducir el NOx aun cuando se queme el combustible con una baja relación aire-combustible, pero tiene los defectos de que el gas de escape tiene que ser suministrado con HC para reducir el NOx, la resistencia al calor es baja, y el grado de purificación que puede obtenerse es sólo de un 50 por ciento o inferior.

Los inventores ensayaron catalizadores constituidos por un portador formado por una capa de un absorbente de NOx, pero también investigaron catalizadores compuestos por un portador que no tiene una capa de absorbente de NOx. Como resultado de ello, vieron que con un catalizador compuesto de un portador que no tiene una capa de absorbente de NOx, por ejemplo, un catalizador compuesto de un portador hecho de alúmina sobre el cual sólo se dispone platino, si temporalmente se hace que la relación aire-combustible sea rica cuando se quema combustible con una baja relación aire-combustible puede obtenerse un grado de purificación de NOx del 90 por ciento o superior cuando la temperatura del catalizador es una temperatura baja de 250ºC o inferior.

Los inventores realizaron repetidos estudios sobre las razones de esto desde diversos ángulos y como resultado llegaron a la siguiente conclusión. Esto es, hablando en general, el platino tiene inherentemente actividad a baja temperatura. El NOx contenido en un gas de escape se descompone directamente o se reduce selectivamente sobre la superficie del platino. Además, un portador hecho de alúmina tiene puntos de base en su superficie. El NOx oxidado sobre la superficie del platino es adsorbido sobre la superficie del portador en forma de NO2 o bien es mantenido sobre los puntos de base sobre la superficie del portador en forma de iones de nitrato NO3-. Cuando se purifica el NOx, esas diversas ac-
ciones se realizan simultáneamente. Como resultado se obtiene un alto grado de purificación del 90 por ciento o más.

Sin embargo, si se expone un catalizador compuesto de un portador hecho de alúmina sobre el cual sólo se ha colocado platino para el gas de escape con una baja relación aire-combustible, el grado de purificación del NOx cae gradualmente. Esto se debe a que la superficie del platino se cubre de átomos de oxígeno, esto es, la superficie del platino sufre un envenenamiento por el oxígeno, con lo cual la descomposición directa del NOx o la reducción selectiva del NOx sobre la superficie del platino se hace difícil. En la práctica, si se hace temporalmente alta la relación aire-combustible en ese momento, los átomos de oxígeno que cubren la superficie del platino se consumirán por oxidación del HC o CO, esto es, el envenenamiento por el oxígeno de la superficie del platino se eliminará. Cuando la relación aire-combustible vuelve después a ser baja, la descomposición directa del NOx o la reducción selectiva del NOx se producirá bien de nuevo.

Por otra parte, si la superficie del platino se cubre de átomos de oxígeno, el NOx pasará a ser más fácilmente oxidado sobre la superficie del platino y por consiguiente la proporción de NOx adsorbida o mantenida sobre el portador aumentará. Independientemente de esto, la caída en el grado de purificación del NOx significa que la descomposición directa del NOx o la reducción selectiva del NOx gobierna la acción de purificación del NOx. Por lo tanto, cuando se coloque sólo platino sobre un portador hecho de alúmina, la cuestión más importante es impedir que toda la superficie del platino resulte envenenada por el oxígeno. Por lo tanto, se hace necesario cambiar temporalmente la relación aire-combustible del gas de escape de baja a alta antes de que toda la superficie del platino sufra de envenenamiento por el oxígeno.

Obsérvese que si se cambia temporalmente la relación aire-combustible de baja a alta, el NOx adsorbido sobre el portador o los iones de nitrato NO3- mantenidos sobre el portador se reducen por el HC o el CO. Esto es, si temporalmente se cambia la relación aire-combustible del gas de escape de baja a alta para eliminar el envenenamiento por el oxígeno de la superficie del platino, se elimina el NOx adsorbido o mantenido sobre el portador. Por lo tanto, cuando la relación aire-combustible se cambia de alta a baja se inicia la acción de adsorción del NOx o la acción de mantener los iones de nitrato NO3-.

Como se ha explicado más arriba, cuando se lleva sólo platino sobre un portador hecho de alúmina, para asegurar un alto grado de purificación del NO3- es preciso prevenir que toda la superficie del platino resulte envenenada por el oxígeno. Sin embargo, ni la publicación de patente japonesa no examinada nº 11-285624 ni la patente japonesa nº 3154110 sugiere nada respecto a ello. Esto es, la citada publicación de patente japonesa no publicada (Kokai) nº 11-285624 expone los resultados de todos los estudios que inciden en el NOx purificado en base a la acción de la adsorción del NOx. Esto no indica que el envenenamiento del platino por el oxígeno gobierne el grado de purificación del NOx. En consecuencia, sólo naturalmente la publicación de patente japonesa no examinada (Kokai) nº 11-285624 no sugiere nada relativo a obtener un alto grado de purificación aún con una temperatura baja como la de 250ºC o inferior.

Asimismo, la patente japonesa nº 3154110 cubre un catalizador de NOx pobre compuesto por zeolita y describe que la adsorción del oxígeno en este catalizador de NOx tiene efecto sobre el grado de purificación del NOx, pero no sugiere nada respecto al hecho de que el envenenamiento por el oxígeno de la superficie del platino gobierne el grado de Purificación del NOx. Esa zeolita no tiene puntos de base, de manera que no sólo el procedimiento de purificación del NOx difiere de cuando se utiliza alúmina, sino que también la obtención de un grado de purificación del NOx del 50 por ciento o superior resulta difícil. Por consiguiente, la patente japonesa nº 3154110 no puede servir como documento que sugiera obtener un alto grado de purificación del 90 por ciento o superior a 250ºC o inferior.

WO-A-0208581 describe una purificación de escape para un motor de combustión interna que tiene un catalizador de purificación dispuesto en un paso del escape. Ese catalizador de purificación de escape comprende un portador de catalizador con puntos de base que presentan basicidad sobre la superficie del portador. El catalizador comporta además un catalizador de metal precioso disperso sobre la superficie del portador. Adicionalmente, hay una capa del absorbente de NOx apto para absorber el NOx formado sobre la superficie del portador.

El objeto de la presente invención es proporcionar un dispositivo purificador del escape que sea capaz de permitir un alto grado de purificación del NOx, aun cuando la temperatura del dispositivo purificador sea bajo y la temperatura del SOx sea baja.

El objeto de la presente invención se resuelve con un dispositivo de purificación del escape según la reivindicación 1.

Otros desarrollos ventajosos de la presente invención constituyen el objeto de las reivindicaciones dependientes.

La presente invención encuentra que el envenenamiento por el oxígeno de la superficie del platino, esto es, la superficie de un metal precioso, gobierna el grado de purificación del NOx y proporciona un dispositivo de purificación del escape de un motor de combustión interna diseñado para asegurar un alto grado de purificación del NOx en base a esto.

La figura 1 es una vista general de un motor de combustión interna del tipo de encendido con compresión; la figura 2 es una vista esquemática que muestra una sección transversal de la parte de la superficie del portador de un catalizador de purificación del escape; la figura 3 es una vista que muestra el cambio en la relación aire-combustible de un gas de escape debido a la introducción de un agente reductor; la figura 4 es una vista del grado de purificación del NOx; las figuras 5A a 5C son vistas de la proporción de envenenamiento por oxígeno por unidad de tiempo; la figura 6 es una vista de un diagrama de control para eliminar el envenenamiento por oxígeno y el control de la liberación de SOx; la figura 7 es una vista de diversas formas de inyección del combustible; la figura 8 es un diagrama de flujos del control de diferentes clases; las figuras 9 y 10 son diagramas de control para la introducción de un agente reductor; las figuras 11A y 11B son vistas para explicar el control de la relación aire-combustible del gas de escape; la figura 12 es un diagrama de control para la introducción de un agente reductor; la figura 13 es una vista de los cambios en la relación aire-combustible del gas de escape; la figura 14 es un diagrama de control para la introducción de un agente reductor; las figuras 15A y 15B son vistas de un filtro de partículas; la figura 16 es una vista general de otra realización de un motor de combustión interna de encendido con compresión; la figura 17 es una vista general de otra realización de un motor de combustión interna con encendido con compresión; la figura 18 es una vista general de otra realización de un motor de combustión interna de encendido con compresión; la figura 19 es una vista del grado de purificación del NOx; la figura 20 es un diagrama de control para la introducción de una disolución acuosa de urea; la figura 21 es una vista general de otra realización de un motor de combustión interna de encendido con compresión; la figura 22 es una vista que representa esquemáticamente una sección transversal de la parte de la superficie del portador de un catalizador de almacenamiento de NOx; la figura 23 es una vista de los cambios en la relación aire-combustible del gas del escape debido a la introducción de un agente reductor; la figura 24 es una vista del grado de purificación del gas del escape; la figura 25 es una vista de una diagrama de tiempos de control para eliminar el envenenamiento por oxígeno y para el control de la liberación del SOx; las figuras 26A y 26B son vistas para explicar la proporción de la absorción del NOx por unidad de tiempo; la figura 27 es una vista de un diagrama de tiempo para el control de la liberación del NOx y el SOx; la figura 28 es un diagrama de flujos para el control de la liberación de un agente reductor; la figura 29 es un diagrama de flujo del tratamiento para eliminar el envenenamiento; la figura 30 es un diagrama de flujo para el tratamiento I para la liberación de SOx; la figura 31 es un diagrama de flujo del tratamiento para la liberación del NOx; la figura 32 es un diagrama del tratamiento II para la liberación del SOx; la figura 33 es un diagrama de control para la introducción de un agente reductor; la figura 34 es un diagrama para el tratamiento para eliminar el envenenamiento; la figura 35 es un diagrama del tratamiento para liberar NOx; la figura 36 es una vista que muestra la temperatura del gas de escape y el grado de basicidad del catalizador cuando se libera el NOx; la figura 37 es una vista de la relación entre la temperatura de liberación del SOx y el grado de basicidad del catalizador; la figura 38 es una vista general de otra realización de un motor de combustión interna con encendido de compresión; la figura 39 es una vista general de otra realización de un motor de combustión interna con encendido de compresión; la figura 40 es una vista general de otra realización de un motor de combustión interna de encendido de compresión; la figura 41 es una vista general de otra realización de un motor de combustión interna con encendido de compresión; la figura 42 es una vista de la proporción de generación de humos; las figuras 43A y 43B son vistas de la temperatura, etc. del gas en una cámara de combustión; la figura 44 es una vista de las zonas de funcionamiento I y II; la figura 45 es una vista de la relación A/F de aire-combustible; y la figura 46 es una vista de los cambios en el grado de apertura etc. de la válvula de retención.

Modo óptimo de poner en práctica la invención

La figura 1 muestra el caso de la presente invención a un motor de combustión interna del tipo de encendido con compresión. Obsérvese que la presente invención puede también aplicarse a un motor de combustión interna del tipo de encendido por chispa.

Con referencia a la figura 1, el número 1 indica el cuerpo de un motor, 2 una cámara de combustión de cada cilindro, 3 un inyector de combustible controlado electrónicamente para inyectar combustible en cada cámara 2 de combustión; 4 es un multiconducto de admisión, y 5 un multiconducto de escape. El multiconducto de admisión 4 se une mediante un conducto de admisión 6 con una salida de un compresor 7A de un turbocargador 7 de escape. La entrada del compresor 7A se une a un limpiador de aire 8. Dentro del conducto de entrada 6 se ha dispuesto una válvula de retención 9 accionada por un motor de paso a paso. Además, alrededor del conducto de entrada 6 se coloca un dispositivo refrigerador 10 para enfriar el aire de entrada que circula por el interior del conducto de admisión 6. En la realización representada en la figura 1, el agua de refrigeración del motor es guiada al dispositivo refrigerador 10. El agua de refrigeración del motor enfría el aire de admisión. Por otra parte, el multiconducto de escape 5 está unido a una entrada de una turbina de escape 7B del turbocargador 7, mientras que la salida de la turbina de escape 7B se une a una carcasa que aloja un catalizador 11 de purificación del escape. La salida de la parte colectora del multiconducto 5 de escape está provista de una válvula 13 de entrada de un agente reductor para aplicar un agente reductor constituido, por ejemplo, por un hidrocarburo en el gas de escape que circula por el interior del multiconducto de escape 5.

El multiconducto de escape 5 y el multiconducto de admisión 4 están conectados mediante un paso 14 de recirculación del gas de escape (en lo que sigue denominada "EGR"). El paso 14 de EGR está provisto de una válvula de control 15 controlada electrónicamente. Además, alrededor del paso 14 de EGR hay dispuesto un dispositivo refrigerador 16 para enfriar el gas de EGR que circula por el interior del paso 14 de EGR. En la realización representada en la figura 1 el agua de refrigeración del motor es guiada al dispositivo refrigerador 16. El agua de refrigeración del motor enfría el gas de EGR. Por otra parte, cada inyector 3 de combustible está unido mediante un tubo de entrada 17 a un depósito de combustible, esto es, un llamado "carril común" 18. El carril común 18 se alimenta de combustible mediante una bomba 19 de combustible de descarga variable controlada electrónicamente. El combustible enviado al carril común 18 se suministra por cada tubo de alimentación de combustible 17 al inyector de combustible 3.

Una unidad electrónica de control 30 está compuesta por un ordenador digital provisto de una ROM (memoria de sólo lectura) 32, una RAM (memoria de acceso aleatorio) 33, un CPU (microprocesador) 34, un puerto de entrada 35 y un puerto de salida 36, todos ellos conectados entre sí por un bus bidireccional 31. El catalizador 11 de purificación del escape está provisto de un sensor de temperatura 20 para detectar la temperatura del catalizador 11 de purificación de escape. La señal de salida del sensor de temperatura 20 se aplica al puerto de entrada 35 mediante un correspondiente conversor AD 37. Además, el tubo de escape 21 unido a la salida de la carcasa 12 si es preciso tiene diversos tipos de sensores 22 dispuestos en él. Un pedal de acelerador 40 tiene un sensor de carga 41 que genera una tensión de salida proporcional a la magnitud de la depresión L unida a él. La tensión de salida del sensor de carga 41 se aplica al puerto de entrada 35 mediante un correspondiente conversor AD 37. Además, el puerto de entrada 35 tiene un sensor 42 de ángulo de giro que genera un impulso de salida cada vez que el eje asociado al mismo gira, por ejemplo, 15 grados. Por otra parte, el puerto de salida 36 está unido mediante correspondientes circuitos accionadores 38 a los inyectores 3, válvula de retención, motor paso a paso 9, válvula de control 15 y bomba de combustible 19.

El catalizador 11 de purificación del escape representado en la figura 1 está compuesto por un catalizador monolítico. Una base del catalizador 11 de purificación del escape lleva un portador de catalizador. La figura 2 muestra esquemáticamente la sección transversal de la parte de superficie de ese portador 50 de catalizador. Como se ve en la figura 2, el portador de catalizador 50 lleva un catalizador de metal precioso 51 disperso en su superficie. En la presente invención, como portador de catalizador 50 se emplea un portador en cuya superficie existen puntos de base que presentan basicidad. Además, en esta realización de la presente invención se emplea platino como catalizador 51 de metal precioso.

De esta manera, en la realización, la superficie del portador 50 del catalizador hecho de alúmina lleva sólo platino 51 y no está formado por una capa de un absorbente de NOx compuesta por un metal alcalino o una tierra alcalina capaz de absorber NOx. Los inventores estudiaron un catalizador 11 de purificación del escape compuesto por un portador 50 hecho de alúmina que sólo lleva platino 51 en su superficie, y como resultado observaron que, con dicho catalizador 11 purificador del escape, si temporalmente hacían alta la relación aire-combustible cuando se quemaba combustible con una débil relación aire-combustible, podía obtenerse un grado de purificación del NOx del 90 por ciento o superior cuando la temperatura del catalizador 11 de purificación del escape es una temperatura baja de 250ºC o inferior.

Los inventores realizaron estudios sobre las razones de esto desde varios ángulos y como resultado llegaron a la conclusión de que cuando se purifica NOx ocurre una acción de descomposición directa del NOx en la superficie del platino 51 o la acción de reducción selectiva del NOx o una acción de adsorción del NOx sobre el portador de catalizador 50 o la acción de mantener el NOx sobre el portador 50 de catalizador, simultáneamente o en paralelo y que debido a que esas acciones ocurren simultáneamente en paralelo se obtiene un alto grado de purificación del NOx del 90 por ciento o superior.

Esto es, el platino 51 tiene inherentemente una actividad a baja temperatura. La primera acción que ocurre cuando se está purificando el NOx es la acción, cuando la relación aire-combustible del gas de escape es baja, del NOx del gas de escape que es absorbido en la superficie del platino 51 en el estado separado de N y O y con el N separado formando N2 y disociándose del platino 51, esto es, la acción de descomposición directa del NOx. Esa descomposición directa forma parte de la acción purificadora del NOx.

La segunda acción que ocurre cuando se purifica el NOx es la acción, cuando la relación aire-combustible del gas de escape es baja, del NOx adsorbido en la superficie del platino 51, que es reducido selectivamente por el HC adsorbido sobre el portador de catalizador 50. Esa acción de reducción selectiva del NOx forma parte de la acción de purificación del NOx.

Por otra parte, el NOx del gas de escape, esto es, el NO, se oxida en la superficie del platino 51 para convertirse en NO2 y después es oxidado para convertirse en iones nitrato NO3-. La tercera acción que ocurre cuando el NOx está siendo purificado es la acción del NO2 que es adsorbido sobre el portador de catalizador 50. Esa acción de adsorción forma parte de la acción de purificación del NOx. Además, el portador de catalizador 50 hecho de alúmina tiene puntos de base en su superficie. La cuarta acción que ocurre cuando el NOx está siendo purificado es la acción de los iones nitrato NO3- que se mantienen en los puntos de base sobre la superficie del portador de catalizador 10. Esa acción de mantenimiento forma parte de la acción de purificación del NOx.

De esta manera, cuando el NOx está siendo purificado, esas varias acciones ocurren simultáneamente. Como resultado se obtiene un alto grado de purificación del NOx: el 90 por ciento o más.

Sin embargo, si se expone un catalizador 11 de purificación de escape compuesto por un portador de catalizador 50 hecho de alúmina sobre el cual sólo se lleva el platino 51 a gas de escape con una baja relación aire-combustible, el nivel de purificación del NOx cae gradualmente. Esto es así porque la superficie del platino 51 llega a cubrirse de átomos de oxígeno, esto es, la superficie del platino 51 sufre de envenenamiento por oxígeno, con lo cual la descomposición directa del NOx o la reducción selectiva del NOx en la superficie del platino 51 se hace difícil. Es decir, si la superficie del platino 51 se cubre de átomos de oxígeno, el NO del gas de escape no será ya capaz de ser adsorbido en la superficie del platino 51, de modo que la descomposición directa del NOx resultará difícil. Si la superficie del platino 51 se cubre de átomos de oxígeno, el NO no será ya capaz de ser absorbido sobre la superficie del platino 51, de manera que la reducción selectiva del NOx también resultará difícil.

No obstante, si temporalmente se hace que la relación aire-combustible sea alta en ese momento, los átomos de oxígeno que cubren la superficie del platino 51 se consumirán por la oxidación del HC o CO, esto es, se eliminará el envenenamiento por oxígeno de la superficie del platino 51, y por lo tanto, cuando la relación aire-combustible vuelva a ser baja, la descomposición directa del NOx o la selectiva reducción del NOx se realiza de nuevo correcta-
mente.

Sin embargo, si la superficie del platino 51 se cubre de átomos de oxígeno, el NOx se oxidará fácilmente sobre la superficie del platino 51 y por consiguiente la proporción del NOx adsorbido o mantenido sobre el portador de catalizador 50 aumentará. A pesar de esto, el hecho de que el grado de purificación del NOx baje significa que la descomposición directa del NOx o la reducción selectiva del NOx gobierna la acción de purificación del NOx. Por lo tanto, cuando se lleve sólo platino 51 sobre un portador 50 de un catalizador 50 hecho de alúmina, que impida que la superficie del platino 51 en conjunto resulte envenenada por el oxígeno es la cuestión más importante. Por consiguiente, se hace necesario cambiar temporalmente la relación aire-combustible del gas de escape de baja a alta antes de que toda la superficie del platino 51 sufra de envenenamiento por oxígeno.

A continuación se expondrá esto con referencia a resultados experimentales.

La figura 3 muestra el caso de que se inyecta un agente reductor procedente de una válvula 13 de entrada para exactamente el tiempo t1 a intervalos de tiempo t2 y con ello se mantiene baja la relación aire-combustible del gas de escape que circula hasta el catalizador 11 de purificación de escape (relación de la cantidad de aire suministrado al paso de admisión, las cámaras de combustión 2 y el paso de escape en un punto más arriba del catalizador de purificación de escape y la cantidad de combustible y agente reductor) durante exactamente el tiempo t2, y después enriquecerla durante exactamente el tiempo t1.

La figura 4 muestra la relación entre la temperatura TC (en ºC) del catalizador 11 de purificación del escape y el grado (%) de purificación del NOx, cuando se cambia temporalmente de baja a alta la relación aire-combustible del gas de escape que circula hacia el catalizador 11 de purificación de escape, exactamente el tiempo t1 indicado en la figura 3 antes de que toda la superficie del platino 51 sufra de envenenamiento por oxígeno en un catalizador 11 de purificación de escape formado por el portador 50 de catalizador hecho de alúmina sobre el cual se ha colocado sólo platino 51. Obsérvese que la figura 4 muestra el caso en que la cantidad de recubrimiento del portador 50 de catalizador hecho de alúmina es de 150 (g) y la cantidad de platino 51 portado es de 3 (g).

Por la figura 4 se comprenderá que un grado de purificación de NOx del 90 por ciento o más, esto es, próximo al 100 por ciento, se obtiene cuando la temperatura TC del catalizador 11 de purificación del escape es baja: 250ºC o menos. Obsérvese que se aprecia que cuando la temperatura TC del catalizador 11 de purificación del escape llega a 200ºC o menos, el grado de purificación del NOx cae algo, pero aun si la temperatura TC del catalizador 11 cae hasta 150ºC, el grado de purificación de NOx es del 80 por ciento o más y todavía es alto. Además, si la temperatura TC del catalizador 11 de purificación del escape se hace mayor que 250ºC, el grado de purificación del NOx caerá gradualmente. Es decir, si la temperatura TC del catalizador 11 de purificación del escape se hace mayor, el NO tendrá dificultad de ser absorbido en la superficie del platino 51 y como resultado no sólo será difícil la acción de descomposición directa del NOx, sino también la acción de reducción selectiva del NOx se hace difícil, de modo que el grado de purificación del NOx caerá progresivamente.

Obsérvese que si aumenta la proporción del platino 51 portado sobre 3 (g), el grado de purificación del NOx no aumentará mucho en total, pero si reduciendo la proporción de platino 51 portada a menos de 3 (g), caerá el grado de purificación del NOx.

Además, la figura 4 muestra el caso de hacer de 60 segundos el tiempo bajo t2 cuando la relación aire-combustible del gas de escape es breve en la figura 3, y hacer de 3 segundos el tiempo alto 51 cuando la relación aire-combustible del gas del escape se hacer rico. En este caso, un tiempo alto t1 de 3 segundos es suficiente para eliminar completamente el oxígeno que envenena el platino 51, y si se ve desde el punto de vista de eliminar el envenenamiento por oxígeno, no tiene sentido incluso si se hace el tiempo t1 alto más de 3 segundos. En oposición a esto, si se hace el tiempo 51 más corto que 3 segundos, el grado de purificación del NOx caerá gradualmente.

Además, también es posible usar rodio como catalizador 51 de metal precioso además del platino. En este caso, la zona de la temperatura TC (ºC) en la que el grado de purificación del NOx llega al 90 por ciento o más se extiende al lado de la temperatura alta y el grado de purificación del NOx en el lado de la temperatura alta se hace mayor.

Si temporalmente se cambia de baja a alta la relación aire-combustible del gas de escape que circula hacia el catalizador 11 de purificación del escape antes de que el catalizador 51 de metal precioso sufra envenenamiento por oxígeno en toda su superficie, se puede obtener un grado de purificación del NOx del 90 por ciento o más. Obsérvese que si temporalmente se cambia la relación aire-combustible de baja a alta, el NO2 adsorbido sobre el portador 50 del catalizador o los iones nitrato NO3- mantenidos en el portador 50 del catalizador se reducirán por el HC y el CO. Es decir, si temporalmente se cambia de baja a alta la relación aire-combustible del gas del escape se manera que se elimine el envenenamiento por oxígeno de la superficie del catalizador 52 del metal precioso, el NOx adsorbido mantenido sobre el portador 50 del catalizador será eliminado y por lo tanto cuando la relación aire-combustible se cambia de baja a alta, la acción de adsorción del NOx o la acción de mantenimiento del ion nitrato NO3- comenzará de nuevo.

Como se ha explicado antes, cuando se lleva sólo platino 51 sobre un portador 50 de catalizador hecho de alúmina, la descomposición directa del NOx y la reducción selectiva del NOx gobernarán la relación de purificación del NOx. Sin embargo, la acción de adsorción del NO2 al portador 50 del catalizador y la acción de los iones nitrato NO3- de mantenimiento sobre el portador 50 del catalizador también contribuyen a la purificación del NOx. No obstante, se ha visto en el pasado que si hay NO2 en el gas de escape, algo del NO2 será adsorbida sobre el catalizador no importa cuál sea el catalizador. En la realización de la presente invención, el NO del gas de escape se oxida en el platino 51, con lo que se produce NO2 y por lo tanto se adsorbe NO2 sobre el catalizador 11 de purificación del escape.

En oposición a esto, los iones nitrato NO3- no se mantienen en todos los catalizadores. Con el fin de obtener iones nitrato NO3- mantenidos sobre un catalizador, la superficie de éste debe presentar basicidad. En la realización según la presente invención, como se ha explicado antes, dado que el portador 50 del catalizador está hecho de alúmina, el portador 50 del catalizador tiene puntos de base que presentan basicidad en su superficie y por lo tanto los iones nitrato NO3- se mantienen en los puntos de base presentes en la superficie del portador 50 de catalizador.

Sin embargo, la basicidad de los puntos de base presentes en la superficie de un portador 50 de catalizador hecho de alúmina no es muy fuerte. Por consiguiente, la fuerza de mantenimiento sobre los iones nitrato NO3- no es tampoco fuerte. De acuerdo con esto, si la temperatura TC del catalizador 11 de purificación del escape se eleva, el NOx mantenido sobre el propio catalizador 11 se disocia del catalizador 11. Como se ve en la figura 4, el grado de purificación del NOx caerá gradualmente junto con la elevación de la temperatura TC del catalizador 11 de purificación del escape debido a la presencia de esa acción de disociación del NOx.

Por otra parte, cuanto mayor sea la basicidad de los puntos de base en la superficie del portador 50 de catalizador, mayor será la proporción de NOx mantenido en forma de iones nitrato NO3-. Por lo tanto, para hacer que aumente la proporción de NOx mantenida sobre el catalizador 11 de purificación del escape, es suficiente aumentar el número de los puntos de base o elevar la basicidad de los propios puntos. En este caso, como se indica con el número de referencia 52 en la figura 2, si se agrega al interior del portador 50 de catalizador hecho de alúmina por lo menos un elemento escogido de entre el potasio K, el sodio Na, el litio Li, el cesio Cs, el rubidio Rb u otro metal alcalino, el bario Ba, el calcio Ca, el estroncio Sr u otra tierra alcalina, el lantano La, el ytrio Y u otra tierra rara, es posible aumentar el número de puntos de base o elevar la basicidad de los puntos de base. En este caso, el lantano La, el bario Ba u otro aditivo 52 pueden agregarse en el interior del portador 50 de catalizador de manera que formen parte de la estructura cristalina de la alúmina para la estabilización de la estructura o bien pueden agregarse al interior del portador 50 de catalizador para que formen una sal entre la alúmina y el aditivo 52. Obsérvese que sólo si naturalmente aumenta la proporción de lantano La, bario Ba u otro aditivo 52, la proporción de NOx mantenida en el catalizador 11 de purificación del escape aumenta cuando la relación aire-combustible del gas de escape es baja.

Por otra parte, si se eleva la basicidad de los puntos de base de este modo, la fuerza de mantenimiento sobre los iones nitrato NO3- se hace mayor. Por lo tanto, los iones nitrato NO3- se vuelven más difíciles de disociar aun si la temperatura TC del catalizador aumenta. Por consiguiente, si se eleva la basicidad de los puntos de base, el grado de purificación del NOx en el lado de la alta temperatura se hace mayor en la figura 4.

Sin embargo, el gas del escape también incluye el SO2. Este SO2 se oxida sobre el platino 51 y pasa a SO3. A continuación ese SO3 se oxida aun más sobre el platino 51 y pasa a iones sulfato SO4=. Si el catalizador tiene basicidad, los iones sulfato SO4= se mantienen sobre el catalizador. Además, los iones sulfato SO4= se mantienen sobre el catalizador más fácilmente que los iones nitrato NO3-. Por lo tanto, si los iones nitrato NO3- se mantienen sobre el catalizador, los iones sulfato SO4= necesariamente también se mantendrán sobre el catalizador. Es esta realización según la presente invención, los iones nitrato NO3- se mantienen sobre el portador 50 del catalizador. Por consiguiente, en esta realización según la presente invención los iones sulfato SO4= se mantienen también sobre el portador 50 del catalizador.

Por otra parte, como se ha explicado al principio, si se forma una capa de un absorbente de NOx compuesta por un metal, alcalino o una tierra alcalina sobre el portador del catalizador, el SOx forma un sulfato en la capa del absorbente del NOx. Sin embargo, ese sulfato es difícil de descomponer. A menos que se eleve la temperatura del catalizador a 600ºC o más y se haga que la relación aire-temperatura sea alta en aquel estado, no es posible conseguir que el SOx se libere del catalizador.

No obstante, en esta realización, la basicidad de los puntos de base presentes en la superficie del portador 50 del catalizador formado por la alúmina es extremadamente baja en comparación con la basicidad del absorbente del NOx. Por lo tanto, el SOx se mantiene en los puntos de base en la superficie el portador 50 del catalizador no en la forma de un sulfato, sino en la de iones sulfato SO4=. Además, en este caso, la fuerza de mantenimiento sobre los iones sulfato SO4= es sumamente pequeña.

Si la fuerza de mantenimiento sobre los iones sulfato SO4= es pequeña de esta manera, los iones sulfato SO4= se descompondrán y disociarán a baja temperatura. En efecto, en esta realización, si se eleva la temperatura TC del catalizador 11 de purificación del escape hasta unos 500ºC y se enriquece la relación aire-combustible del gas de escape, es posible conseguir que el SOx mantenido en el catalizador 11 de purificación del escape se libere del propio catalizador 11 de purificación del escape.

No obstante, como se ha explicado antes, agregando lantano La, bario Ba u otro aditivo 52 al portador 50 del catalizador para que se eleve la basicidad de los puntos de base de la superficie del portador 50 del catalizador, es posible aumentar la proporción el NOx mantenido sobre el portador 50 del catalizador cuando la relación aire-combustible del gas del escape sea débil y por lo tanto en particular es posible elevar el grado de purificación del NOx en el lado de la alta temperatura. Sin embargo, si se eleva la basicidad de los puntos de base de la superficie del portador 50 del catalizador, la proporción del SOx mantenido sobre el portador 50 aumentará y además la fuerza de mantenimiento sobre el SOx aumentará. Como resultado, la temperatura de liberación del SOx del catalizador 11 de purificación del escape necesaria para liberar el SOx aumentará.

Obsérvese que como portador 50 del catalizador puede utilizare no sólo la alúmina, sino también varios otros portadores conocidos del pasado con tal que sean portadores que tengan puntos de base sobre la superficie del portador del catalizador.

A continuación se explicará el tratamiento del NOx y del SOx en base a realizaciones concretas.

Primeramente, se explicará una primera realización de calcular la proporción de envenenamiento por oxígeno del catalizador de metal precioso, por ejemplo, el platino 51, pasando de baja a alta la relación aire-combustible del gas del escape cuando la proporción calculada del envenenamiento por oxígeno supera un valor admisible predeterminado, y por ello eliminar el envenenamiento por oxígeno del platino 51. Como se ve en la figura 5A, la proporción W de envenenamiento por oxígeno el platino 51 por unidad de tiempo es proporcional a la concentración del oxígeno en el gas del escape. Además, como se ve en la figura 5B, la proporción W de envenenamiento por oxígeno del platino 51 por unidad de tiempo aumenta cuanto mayor sea la temperatura el catalizador 11 de purificación del escape. Aquí, la concentración de oxígeno en el gas de escape y la temperatura del catalizador 11 de purificación del escape se determinan por el estado de funcionamiento del motor. Es decir, ambas son funciones de la cantidad Q de inyección de combustible y de la velocidad N del motor. Por consiguiente, la proporción W de envenenamiento por oxígeno del platino 51 por unidad de tiempo pasa a ser una función de la cantidad Q de inyección de combustible y de la velocidad N del motor. En la primera realización, la proporción W de envenenamiento por oxígeno del platino 51 por unidad de tiempo se encuentra por anticipado por experimentos de acuerdo con la cantidad Q de inyección de combustible y la velocidad N del motor. Esa proporción W de envenenamiento por oxígeno se almacena como una función de la cantidad Q de inyección de combustible por anticipado en forma de un mapa en la ROM 32, como se indica en la figura 5C.

La figura 6 muestra un diagrama del control para eliminar el envenenamiento por oxígeno y el control para liberar SOx. Como se ve en la figura 6, cada vez que el valor acumulativo \SigmaW de la proporción W de envenenamiento por oxígeno supera el valor admisible WX, se suministra un agente reductor desde la válvula de entrada 13 de agente reductor y la relación aire-combustible A/F del gas del escape que circula hacia el catalizador 11 de purificación del escape se cambia temporalmente de baja a alta. En este momento se elimina el envenenamiento por oxígeno del platino 51 y el NOx adsorbido o mantenido sobre el portador 50 del catalizador se libera del citado portador 50 y se reduce.

Por otra parte, se calcula el valor acumulativo \SigmaSOx de la proporción de SOx mantenido sobre el catalizador 11 de purificación de escape y, cuando el valor acumulativo \SigmaSOx de la proporción de SOx supera un valor admisible SX, se produce la acción de liberar SOx del catalizador 11. Esto es, primero, la temperatura TC del catalizador 11 de purificación del escape se eleva a la temperatura TX de liberación del SOx. La temperatura TX de liberación del SOx es de unos 500ºC cuando no se añade aditivo 52 al portador 41 de catalizador. Cuando se agrega aditivo 52 al portador 41 es a una temperatura entre unos 500ºC y 550ºC, según sea la proporción de la adición del aditivo 52.

Cuando la temperatura T del catalizador 11 de purificación del escape alcanza la temperatura TX de liberación del SOx, la relación aire-combustible del gas del escape que circula hacia el catalizador 11 de purificación se cambia de baja a alta y el SOx empieza a ser liberado del catalizador 11 de purificación del escape. Mientras el SOx está siendo liberado, la temperatura TC del catalizador 11 se mantiene a la temperatura TX propia de la liberación del SOx o superior y la relación aire-combustible del gas de escape se mantiene alta. Después, cuando termina la acción de liberación del SOx, se detiene la acción de elevación de la temperatura del catalizador 11 de purificación del escape y la relación aire-combustible del gas de escape se devuelve a su valor bajo.

Como se ha explicado antes, cuando el SOx debe ser liberado del catalizador 11 de purificación del escape, la temperatura de dicho catalizador 11 se eleva hasta alcanzar el valor de la temperatura TX de liberación del NOx. Después se explicará el procedimiento para elevar la temperatura TC del catalizador 11 de purificación del escape con referencia a la figura 7.

Uno de los procedimientos efectivos para elevar la temperatura TC del catalizador 11 de purificación del escape es el de retardar el tiempo de la inyección de combustible al punto muerto superior o inicio. Es decir, normalmente el combustible principal Qm, en la figura 7, se inyecta cerca del punto muerto superior de la compresión, como se indica en (I). En este caso, como se indica en (II) de la figura 7, el tiempo de la inyección del combustible principal Qm se retrasa, el tiempo después de la combustión se hace más largo y por lo tanto la temperatura del gas del escape aumenta. Si la temperatura del gas del escape aumenta, la temperatura TC del catalizador 11 de purificación aumenta con ella.

Además, para elevar la temperatura TC del catalizador 11 de purificación del escape, como se indica en (III) de la figura 7, es posible inyectar un combustible auxiliar Qv cerca del punto muerto superior de aspiración además del combustible principal Qm. Si adicionalmente se inyecta combustible auxiliar Qv de este modo, el combustible que se puede quemar aumenta en exactamente el combustible auxiliar Qv, de modo que la temperatura del gas del escape aumenta y por consiguiente la temperatura TC del gas del escape aumenta.

Por otra parte, si se inyecta combustible auxiliar Qv cerca del punto muerto superior de aspiración de este modo, durante el tiempo de la compresión el calor de la compresión hace que se produzcan aldehidos, cetonas, peróxidos, monóxido de carbono y otros productos intermedios a partir del combustible auxiliar Qv. Estos productos intermedios hacen que se acelere la reacción del combustible principal Qm. Por lo tanto, en este caso, como se indica en (III) de la figura 7, incluso si se retrasa considerablemente el tiempo de la inyección del combustible principal Qm, se obtiene una buena combustión sin que se produzcan fallos. Es decir, puesto que es posible retrasar considerablemente el tiempo de inyección del combustible principal Qm de este modo, la temperatura del gas del escape se hace sensiblemente más elevada y por lo tanto la temperatura TC del catalizador 11 de purificación del escape puede hacerse que aumente rápidamente.

Además, la temperatura TC del catalizador 11 de purificación del escape puede hacerse que se eleve como se indica en (IV) de la figura 7, inyectando combustible auxiliar Qp además del combustible principal Qm durante el tiempo de expansión o el tiempo de escape. Esto es, en este caso, la mayor parte del combustible auxiliar Qp se elimina por el paso del escape en forma de HC no quemado sin ser quemado. Este HC no quemado es oxidado por el exceso de oxígeno en el catalizador 11 de purificación del escape. El calor de la reacción de oxidación que ocurre en aquel tiempo hace que se eleve la temperatura TC del catalizador 11 de purificación del escape.

La figura 8 muestra una rutina para el control de una bandera de eliminación del envenenamiento por oxígeno que indica que el envenenamiento del platino 51 debe eliminarse y una bandera de liberación de SOx indicando que el SOx debe liberarse. Esta rutina se ejecuta por interrupción cada intervalo de tiempo predeterminado.

Con referencia a la figura 8, primero, en el paso 100 se calcula la proporción W de envenenamiento por oxígeno por unidad de tiempo a partir del mapa de la figura 5C. Después, en el paso 101, se agrega la proporción W de envenenamiento por oxígeno a \SigmaW para calcular el valor acumulativo \SigmaW de la proporción de envenenamiento por oxígeno. Luego, en el paso 102, se juzga si el valor acumulativo \SigmaW de la proporción de envenenamiento ha superado un valor admisible WX, esto es, si la situación es un poco antes de que toda la superficie del platino 51 sufra de envenenamiento por oxígeno. Cuando \SigmaW\leqWX, la rutina salta al paso 104. En oposición a esto, cuando \SigmaW>WX, la rutina sigue hasta el paso 103, donde se fija la bandera de la eliminación del envenenamiento y entonces la rutina sigue hacia el paso 104.

En el paso 104 se agrega a \SigmaSOx el valor k.Q de una constante k multiplicada por la magnitud Q de inyección de combustible. El combustible contiene una cierta cantidad de azufre. Por lo tanto, la proporción de SOx mantenida en el catalizador 11 de purificación del escape por unidad de tiempo puede expresarse por k.Q. En consecuencia, la \SigmaSOx obtenida por adición de \SigmaSOx a k.Q expresa el valor acumulativo de la cantidad de SOx mantenida en el catalizador 11 de purificación del escape. Después, en el paso 105 se juzga si la magnitud acumulativa \SigmaSOx de la cantidad de SOx supera un valor admisible SX. Cuando \SigmaSOx\leqSX el ciclo de tratamiento ha terminado. Cuando \SigmaSOx>SX la rutina continúa hacia el paso 106, donde se fija la bandera de la liberación del SOx.

A continuación se describirá una rutina para el control de la introducción de un agente reductor, haciendo referencia a la figura 9.

Con referencia a la figura 9, en el paso 200 se juzga si se satisface la bandera del envenenamiento por oxígeno. Cuando no se satisface la bandera del envenenamiento, la rutina salta al paso 208. En oposición a esto, cuando se satisface la bandera del envenenamiento, la rutina sigue hasta el paso 201, donde se juzga si la temperatura del catalizador 11 de purificación del escape es inferior a una temperatura admisible TL. Esa temperatura admisible TL es, por ejemplo, la temperatura TC el catalizador 11 cuando el grado de purificación del NOx llega al 30 por ciento. Cuando se lleva sólo platino 51 sobre un portador 50 de catalizador hecho de alúmina, esa temperatura admisible TL es de unos 400ºC. Cuando TC\geqTL, esto es, cuando no se puede obtener una alta relación de purificación del NOx, incluso si periódicamente se enriquece la relación aire-combustible del gas de escape, la rutina salta al paso 208. Es decir, cuando la temperatura TC el catalizador 11 de purificación del escape supera unos 400ºC, se prohíbe la acción de cambiar la relación aire-combustible de baja a alta. En oposición a esto, el grado de purificación puede obtenerse haciendo periódicamente rica la relación aire-combustible del gas del escape, la rutina salta al paso 202.

En el paso 202 se calcula la cantidad de introducción de agente reductor necesaria para hacer que la relación aire-combustible del gas del escape sea una relación alta, por ejemplo, de unos 13. Seguidamente, en el paso 203 se calcula el tiempo de introducción del agente reductor. Este tiempo del agente reductor es normalmente de 10 segundos o menos. Después, en el paso 204, se inicia la introducción del agente reductor desde la válvula 13 de entrada del mismo. Luego, en el paso 205, se juzga si ha trascurrido el tiempo de la introducción del agente reductor calculado en el paso 203. Si el tiempo de introducción del agente reductor no ha terminado, la rutina salta al paso 208, donde continúa la introducción del agente reductor y la relación aire-combustible del gas del escape se mantiene en el valor alto de aproximadamente 13. En oposición a esto, cuando el tiempo de introducción del agente reductor ha terminado, es decir, cuando se ha eliminado el envenenamiento por oxígeno del platino 51, la rutina sigue hasta el paso 206, donde se detiene la introducción del agente reductor; entonces la rutina sigue hacia el paso 207, donde se separa la bandera de la eliminación del envenenamiento por oxígeno. Seguidamente, la rutina sigue hasta el paso 208.

En el paso 208 se juzga si se ha fijado la bandera de liberación del SOx. Cuando la bandera no se ha fijado, el ciclo de tratamiento ha terminado. En oposición a esto, cuando se ha fijado la bandera de liberación del SOx, la rutina sigue hasta el paso 209, donde se realiza el control para elevar la temperatura del catalizador 11 de purificación del escape. Es decir, la figura de la inyección de combustible desde el inyector 3 es cambiada a una figura de inyección de alguno de los esquemas (II) a (IV) de la figura 7. Si la figura de inyección de combustible se cambia a alguno de los esquemas (II) a (IV) de la figura 7, la temperatura del gas del escape aumenta y por lo tanto la temperatura del catalizador 11 de purificación del escape también aumenta. A continuación, la rutina sigue hasta el paso 210.

En el paso 210 se juzga si la temperatura TC del catalizador 11 de purificación del escape detectada por el sensor de temperatura 20 ha alcanzado la temperatura TX de liberación del SOx o superior. Cuando TC<TX el ciclo de tratamiento ha terminado. En oposición a esto, cuando TC\geqTX la rutina sigue hasta el paso 211, donde se calcula la cantidad de introducción de agente reductor requerida para hacer que la relación aire-combustible del gas del escape sea de unos 14. Después, en el paso 212, se calcula el tiempo de introducción del agente reductor. Ese tiempo de introducción es de varios minutos. A seguido, en el paso 213, se inicia la introducción del agente reductor desde la válvula 13 de entrada del mismo. Después, en el paso 214, se juzga si ha terminado el tiempo de introducción del agente reductor calculado en el paso 212. Si el citado tiempo no ha transcurrido por completo, el ciclo de tratamiento ha terminado. En este momento continúa la introducción de agente reductor y la relación aire-combustible el gas del escape se mantiene en su nivel alto de alrededor de 14. En oposición a esto, cuando ha transcurrido el tiempo de introducción del agente reductor, es decir, cuando la introducción del SOx mantenido en el catalizador 11 de purificación ha terminado, la rutina sigue hasta el paso 215, donde se detiene la introducción del agente reductor. A seguido, en el paso 216, se detiene la acción de la elevación de la temperatura del catalizador 11 de purificación del escape, entonces la rutina sigue hasta el paso 217, donde se fijan las banderas de \SigmaSOX, \SigmaW y SOx.

Las figuras 11A, 11B y 12 muestran otra realización. En esta versión, como sensor 22 dispuesto en el tubo de escape 21 se emplea un sensor de concentración de NOx capaz de detectar la concentración del NOx en el gas del escape. Ese sensor 22 de concentración de NOx, como se ve en la figura 1B, genera una tensión V de salida proporcional a la concentración de NOx.

Si el envenenamiento por oxígeno del platino 51 progresa, el grado de purificación del NOx cae gradualmente. Como resultado, aumenta gradualmente la concentración de NOx en el gas del escape. Por lo tanto, la cantidad de envenenamiento por oxígeno del catalizador de metal precioso, por ejemplo, el platino 51, puede estimarse por la concentración de NOx en el gas del escape. En esta realización, cuando la cantidad de envenenamiento por oxígeno estimada por la concentración de NOx en el gas del escape supera un valor admisible predeterminado, esto es, como se indica en la figura 11A, cuando la tensión de salida V del sensor 22 de concentración de NOx excede de un valor VX determinado, la relación aire-combustible del gas del escape se cambia de baja a alta.

La figura 12 muestra la rutina para el control de la introducción de un agente reductor en esta realización.

Con referencia a la figura 12, primero, en el paso 300, se juzga si la tensión de salida V del sensor 22 de concentración de NOx ha superado un valor determinado VX. Cuando V\leqVX, la rutina salta al paso 208 de la figura 10. En oposición a esto, cuando V>VX la rutina se mueve hasta el paso 301, donde se calcula la cantidad de introducción de agente reductor requerida para hacer que la relación aire-combustible del gas del escape sea alta de alrededor de 13. Después, en el paso 302, se calcula el tiempo de introducción del agente reductor. Ese tiempo de introducción del agente reductor es normalmente de 10 segundos o menos. Después, en el paso 303 se inicia la introducción del agente reductor procedente de la válvula 13 de entrada del mismo. Seguidamente, en el paso 304 se juzga si el tiempo de introducción del agente reductor calculado en el paso 302 ha terminado. Cuando no ha transcurrido el tiempo de introducción del agente reductor, la rutina salta al paso 208 de la figura 10, donde continúa la introducción del agente reductor y la relación aire-combustible del gas del escape se mantiene en un valor elevado de alrededor de 13. En oposición a esto, cuando ha transcurrido el tiempo de introducción del agente reductor, esto es, cuando el envenenamiento por oxígeno del platino 51 se ha eliminado, la rutina sigue hasta el paso 305, donde se detiene la introducción del agente reductor y después la rutina sigue hasta el paso 208 de la figura 10.

Obsérvese que en esta realización también se utiliza la rutina para el control de las banderas representada en la figura 8, pero en este caso no es preciso calcular la cantidad W de envenenamiento por oxígeno, de modo que en la rutina para el control de las banderas representada en la figura 8 sólo se ejecutan los pasos del 104 al 106. Además, en esta realización, como se ha explicado antes, después de la rutina de la figura 12 se ejecuta la rutina representada en la figura 10, pero en el paso 217 de la rutina de la figura 10 sólo se aclara la bandera de liberación del \SigmaSOX y el
SOx.

La figura 13 y la figura 14 muestran otra realización. En ésta, para eliminar el envenenamiento por oxígeno del catalizador de metal precioso, por ejemplo, el platino 51, se juzga si el envenenamiento por oxígeno del platino 51 se ha eliminado cuando la relación aire-combustible del gas del escape se ha enriquecido. Cuando se juzga que el envenenamiento por oxígeno del platino 51 se ha eliminado, la relación aire-combustible del gas del escape se cambia de alta a baja.

Hablando más concretamente, en esta realización, como sensor 22 dispuesto en el tubo de escape 21 se utiliza una relación aire-combustible para detectar la relación aire-combustible del gas del escape que circula saliente del catalizador 11 de purificación del escape. Como se ve en la figura 13, cuando la relación aire-combustible (A/F) del gas del escape que circula hacia el catalizador 11 se pasa de baja a alta, esto es, cuando se suministra un agente reductor desde la válvula 13 de entrada, el agente reductor, es decir, el hidrocarburo, se oxida por el oxígeno sobre el platino 51. Mientras hay oxígeno sobre el platino 51, la relación aire-combustible (A/F) fuera del gas del escape que circula saliente del catalizador 11 de purificación del escape se mantiene cerca de la relación estequiométrica aire-combustible. Después, cuando no hay ya oxígeno sobre el platino 51, el hidrocarburo pasa a través del catalizador 11 de purificación del escape, de modo que la relación aire-combustible (A/F) fuera del gas del escape que circula saliente del catalizador 11 se enriquece. Por consiguiente, cuando la relación aire-combustible (A/F) del gas del escape que circula por el catalizador 11 de purificación de escape se cambia de baja a alta, es posible juzgar que el envenenamiento por oxígeno del platino 51 se ha eliminado cuando la relación aire-combustible (A/F) fuera del gas del escape que circula fuera del catalizador 11 de purificación pasa a ser alta.

La figura 14 muestra una rutina para el control de la introducción de un agente reductor en esta realización.

Con referencia a la figura 14, primero, en el paso 400 se juzga si ha sido fijada la bandera de eliminación del envenenamiento. Cuando dicha bandera no ha sido fijada, la rutina salta al paso 208 de la figura 10. En oposición a esto, cuando se fija la bandera de eliminación del envenenamiento, la rutina sigue hasta el paso 401, donde se calcula la cantidad de introducción del agente reductor requerido para hacer que la relación aire-combustible del gas del escape se alta, del orden de 13 o similar. Seguidamente la rutina sigue hasta el paso 402, donde se inicia el suministro del agente reductor procedente de la válvula 13 de entrada. A continuación, en el paso 403 se juzga si la relación aire-combustible (A/F) del gas del escape detectada por el sensor 22 de relación aire-combustible se ha enriquecido. Cuando la relación aire-combustible (A/F) no es alta, la rutina salta al paso 208 de la figura 10. En oposición a esto, cuando la relación aire-combustible (A/F) se enriquece, esto es, cuando se elimina el envenenamiento por oxígeno del platino 51, la rutina sigue hasta el paso 404, donde se detiene la introducción del agente reductor; después, la rutina sigue hasta el paso 405, donde se aclaran el \SigmaW y la bandera de la eliminación del envenenamiento. A seguido, la rutina sigue hasta el paso 208 de la figura 10.

A continuación se explicará una realización que utiliza un filtro de partículas en lugar del catalizador 11 de purificación del escape. La figura 15A y la figura 15B muestran la estructura de ese filtro de partículas 11. Obsérvese que la figura 15A es una vista frontal del filtro de partículas 11, mientras que la figura 15B es una vista lateral en sección del propio filtro de partículas 11. Como se ve en las figuras 15A y 15B, el filtro 11 forma una estructura de panal y está provisto de una pluralidad de tubos 60 y 61 de paso de escape que se extienden en paralelo uno con otro. Estos tubos de paso del escape están compuestos por pasos 60 de entrada del gas de escape con extremos inferiores cerrados por tapones 62 y pasos 61 de salida del gas de escape con extremos superiores cerrados por tapones 63. Obsérvese que las partes rayadas de la figura 15A muestran los tapones 63. Por lo tanto, los pasos 60 de entrada del gas del escape y los pasos 61 de salida del gas del escape se hallan dispuestos alternativamente a través de delgadas divisiones de la pared 64. En otras palabras, los pasos 60 de entrada de del gas del escape y los pasos 61 de salida del gas del escape están dispuestos de manera que cada paso 60 de entrada de gas del escape está rodeado por cuatro pasos 61 de salida, y cada paso 61 de salida de gas del escape está rodeado por cuatro pasos 60 de entrada el gas del escape.

El filtro de partículas 11 está formado por un material poroso tal como, por ejemplo, cordierite. Por lo tanto, el gas del escape que circula hacia los pasos 60 de gas del escape discurre saliendo fuera hacia los adjuntos pasos 61 de salida a través de las particiones 64 circundantes, como se indica con las flechas de la figura 15B.

En esa realización, las paredes periféricas de los pasos 60 de entrada del gas de escape y los pasos de salida 61, es decir, las superficies de las dos caras de las particiones 64 y de las paredes internas de los pequeños orificios de dichas particiones están formados en ellas con una capa de un portador de catalizador hecho de alúmina. El portador de catalizador lleva un catalizador de metal precioso sobre él. Obsérvese que en esta realización, el como catalizador de metal precioso se utiliza el platino Pt.

Asimismo, en esta realización se lleva el platino sobre el portador de catalizador hecho de alúmina. Por lo tanto, en esta realización, igualmente, se obtiene el grado de purificación del NOx representado en la figura 4.

Además, en esta realización el material en partículas contenido en el gas de escape queda retenido en el filtro 11 de partículas y se hace que éstas se quemen sucesivamente por el calor del gas de escape. Si se deposita una gran cantidad de material en partículas en el filtro 11, la forma de la inyección se cambia a alguna de las formas de inyección (II) a (IV) de la figura 7 y se hace que suba la temperatura del gas del escape. Debido a esto, las partículas depositadas se encienden y queman.

Las figuras 16 y 17 muestran otras realizaciones de un motor de combustión interna con encendido por compresión.

En la realización de la figura 16, el paso de escape situado más arriba del catalizador 11 de purificación del escape tiene dispuesto en él un catalizador de purificación lo mismo que el catalizador 11 de purificación del escape o un filtro de partículas o un catalizador 23 reductor selectivo de NOx que tiene la función de reducir selectivamente el NOx, pero no la función de absorber NOx. En la realización representada en la figura 17, el paso del escape situado más abajo del catalizador de purificación 11 tiene practicado en él un filtro de partículas o un catalizador 23 reductor selectivo que tiene la función de reducir selectivamente NOx, pero no la de absorber NOx.

Si, disponiendo en el paso del escape situado más arriba del catalizador 11 de purificación del escape, un catalizador 23 de purificación el mismo que el catalizador 11 de purificación de escape, el catalizador 11 de purificación de escape situado más abajo disminuirá de temperatura más que el catalizador 23 de escape situado más arriba, de modo que cuando la temperatura del catalizador 23 de purificación situado más arriba se eleva y el grado de purificación del NOx desciende, puede obtenerse un elevado grado de purificación del NOx en el catalizador 11 del escape situado más abajo. Además, el filtro de partículas 23 puede ser uno que no contenga un catalizador de metal precioso y un portador de catalizador. Además, como catalizador reductor selectivo 23 del NOx puede usarse un catalizador de Cu-zeolita. Sin embargo, un catalizador 23 de Cu-zeolita es bajo de resistencia al calor, de modo que cuando se use un catalizador 23 de Cu-zeolita, como se indica en la figura 17, es preferible colocarlo en la parte de más abajo del catalizador 11 de purificación del escape. Obsérvese que en la realización representada en las figuras 16 y 17 se controla la introducción del agente reductor por un procedimiento similar al representado en la figura 6.

La figura 18 muestra aún otra realización del motor de combustión interna con encendido por compresión.

En esta realización, el paso del escape situado más abajo del catalizador 11 de purificación del escape tiene dispuesto en él un catalizador 24 reductor selectivo de NOx que tiene la función de reducir selectivamente NOx, pero no la función de absorber NOx. Como dicho catalizador 24 de NOx se hace uso de un catalizador V_{2}O_{8}/TiO_{2} que tiene titanio como portador y lleva óxido de vanadio sobre ese portador (en lo que sigue denominado "catalizador de vanadio-titanio") o un catalizador Cu/ZSM 5 que tiene zeolita como portador (en lo que sigue denominado "portador de cobre-zeolita").

Además, el paso del escape entre el catalizador selectivo reductor 24 y el catalizador 11 purificador del escape tiene dispuesta en él una válvula 25 de entrada de urea para introducir una disolución acuosa de urea. Esa válvula 25 suministra una disolución acuosa de urea mediante una bomba de alimentación 26. Además, el paso de entrada tiene un detector 27 del aire de entrada dispuesto dentro de ella. Como sensor 22 situado en el tubo de escape 21 se usa un sensor de concentración de NOx.

Si, aplicando una disolución acuosa de urea procedente de la válvula 25 de entrada de urea en el gas del escape cuando la relación aire-combustible es baja, el NO contenido en el gas de escape es reducido por el amoniaco NH3 generado a partir de la urea CO(NH_{2})_{2} sobre el catalizador 24 reductor selectivo (por ejemplo, 2NH_{3} + 2NH + ½ O^{2} \rightarrow
2N_{2} + 3H_{2}O). En este caso, se requiere una cierta cantidad de urea para reducir el NOx contenido en el gas del escape y eliminar completamente el NOx del mismo. Debajo, la cantidad de urea requerida para reducir y eliminar completamente el NOx en el gas del escape se considerará como una cantidad de urea de una relación de equivalencia de la urea/NOx de 1. Obsérvese que una relación de equivalencia de urea/NOx de 1 se considerará en lo que sigue simplemente como una relación de equivalencia de 1.

La línea seguida de la figura 19 muestra la relación entre el grado de purificación del NOx debida al catalizador 11 de purificación del escape y la temperatura TC del catalizador 11 de purificación del escape del mismo valor como representa la figura 4. La línea de trazos de la figura 19 muestra la relación entre el grado de purificación de NOx cuando se introduce una disolución acuosa de urea para dar una cantidad de urea de una relación de equivalencia de 1 respecto a la cantidad de NOx en el gas del escape y la temperatura TC del catalizador 24 reductor selectivo de NOx. Por la figura 19, cuando se introduce una disolución acuosa de urea de modo que dé una cantidad de urea de una relación de equivalencia de 1 respecto a la cantidad de NOx en el gas del escape, si la temperatura TC del catalizador 24 reductor selectivo llega a ser de 300ºC o más, el grado de purificación del NOx llega casi al 100 por ciento. Si la temperatura TC del catalizador 24 reductor selectivo baja, se observa que el grado de purificación del NOx baja.

En esta realización, la introducción del agente reductor procedente de la válvula 13 de entrada se controla por la rutina para el control de las banderas representada en la figura 8 y la rutina para el control de la introducción del agente reductor representada en la figura 10 en la región I con una temperatura TC del catalizador 11 de purificación de escape inferior a la temperatura TL fijada, por ejemplo, 300ºC, en la figura 19. Por consiguiente, se obtiene un alto grado de purificación del NOx con el catalizador 11 de purificación en la región I. Obsérvese que en este caso, como se comprenderá por la figura 19, la TL en el paso 201 de la figura 9 es de 300ºC.

Por otra parte, en la región en que la temperatura TC del catalizador 24 reductor selectivo del NOx es superior a la temperatura TN establecida (<TL) en la figura 19, se introduce una disolución acuosa de urea por la rutina de control de entrada representada en la figura 20, en que se purifica el NOx por el catalizador 24 reductor selectivo del NOx.

Es decir, con referencia a la figura 20, primero, en el paso 500 se juzga si la temperatura TC del catalizador 24 es superior a una temperatura fijada TN, por ejemplo, 250ºC. Cuando TC\leqTN, el ciclo de tratamiento ha terminado. En oposición a esto, cuando TC>TN, la rutina sigue hasta el paso 501, donde la cantidad e NOx expulsada de una cámara de combustión 2 por unidad de tiempo se deduce por la concentración de NOx percibida por el sensor de concentración 22 y la cantidad de aire de entrada percibida por el detector 27 de aire de entrada. En base a esta cantidad de NOx se calcula la cantidad de urea por unidad de tiempo que da una relación de equivalencia de 1 respecto a la cantidad de NOx. Después, en el paso 502, se calcula la cantidad introducida de disolución acuosa de urea a partir de la cantidad calculada de urea. Luego, en el paso 503, se introduce, por la válvula de entrada 13, la cantidad de disolución acuosa de urea calculada en el paso 502. Por lo tanto, en la región II se obtiene un alto grado de purificación del NOx por el catalizador reductor selectivo 24.

Como se comprenderá por la figura 19, en la región en que se solapan la región I y la región II, se realizan la acción de purificación del NOx por el catalizador 11 de purificación del escape y la acción de purificación del NOx por el catalizador reductor selectivo 24 de NOx. Por lo tanto, el grado de purificación en esta región resulta ser de prácticamente el 100 por ciento. Por consiguiente, se puede obtener un alto grado de purificación del NOx en una amplia región de temperaturas.

A continuación se describirá otra realización que permite obtener un alto grado de purificación del NOx en una amplia región de temperaturas.

En esta realización, como se ve en la figura 21, se dispone un catalizador 29 de almacenamiento de NOx en un recipiente 28 más arriba del catalizador 11 de purificación del escape. Es decir, en esta realización, el recipiente 28 que aloja el catalizador 29 que almacena el NOx se conecta a la salida de la turbina de escape 7b del turbocargador de escape 7, mientras que la salida del recipiente 28 se une al recipiente 12 que aloja el catalizador 11 de purificación del escape a través del tubo de escape 43.

Además, en esta realización, además del sensor 20 de temperatura para detectar la temperatura del catalizador 11 de purificación del escape, se agrega al catalizador 11 de almacenamiento de NOx un sensor de temperatura 48 para detectar la temperatura del catalizador 29 que almacena el NOx. El tubo de escape 43 que une la salida del catalizador 29 que almacena el NOx y la entrada del catalizador 11 de purificación del escape tiene dispuesto en él un sensor 49 de temperatura para percibir la temperatura del gas del escape que circula por los catalizadores 29 y 11. Obsérvese que en la práctica se dispone por lo menos uno de aquellos sensores de temperaturas 20, 48 y 49.

El catalizador 29 que almacena el NOx representado en la figura 21 está formado por un catalizador monolítico. Una base del citado catalizador 29 lleva un portador de catalizador hecho de, por ejemplo, alúmina. La figura 22 muestra esquemáticamente la sección transversal de la parte de superficie de ese portador de catalizador 45. Como se ve en la figura 22, el portador de catalizador 45 lleva un catalizador 46 de un metal precioso disperso en su superficie. Además, el portador de catalizador 45 está formado en su superficie con una capa de un absorbente 47 de NOx.

En esta realización se emplea platino Pt como el catalizador 46 de metal precioso. Como ingrediente formante del absorbente 47 del NOx puede usarse, por ejemplo, como mínimo un elemento escogido entre el potasio K, el sodio Na, el cesio Cs u otro metal alcalino, el bario Ba, el calcio Ca u otra tierra alcalina, el lantano La, el ytrio Y u otra tierra rara.

Si la relación del aire y el combustible (hidrocarburos) suministrado al paso de admisión del motor, las cámaras de combustión 2 y el paso del escape más arriba del catalizador 29 almacenador del NOx se conoce como "la relación aire-combustible del gas de escape", el absorbente 47 del NOx efectúa una absorción del NOx y la acción de liberación de absorber el NOx cuando la relación aire-combustible el gas del escape es baja y de liberar el NOx absorbido cuando cae la concentración de oxígeno en el gas del escape. Obsérvese que cuando el interior del paso de escape más arriba del catalizador 29 almacenador del NOx no se alimenta con combustible (hidrocarburos) o aire, la relación aire-combustible del gas del escape se corresponde con la relación aire-combustible de la mezcla de aire y combustible suministrada a la cámara de combustión 2. Por lo tanto, en este caso, el absorbente 47 del NOx absorbe el NOx cuando la relación aire-combustible de la mezcla de aire y combustible enviada a la cámara 2 de combustión 2 es baja, mientras que libera el NOx absorbido cuando cae la concentración de oxígeno en la mezcla de aire y combustible aplicada a la cámara de combustión 2.

Es decir, si explicando esto tomando como ejemplo el caso de usar bario Ba como el ingrediente que forma el absorbente 47 de NOx, cuando la relación aire-combustible del gas del escape es baja, esto es, cuando la concentración en el gas de escape es alta, el NO contenido en el gas del escape se oxida sobre el platino Pt 46 como se indica en la figura 22, para pasar a NO2, después es absorbido en el absorbente 47 de NOx en forma de iones nitrato NO3- mientras se une con el óxido de bario BaO. De este modo, el NOx es absorbido en el absorbente 47 de NOx. En tanto que la concentración de oxígeno en el gas del escape sea alta, se produce NO2 en la superficie del platino Pt 46. En tanto que la capacidad absorbente del NOx del absorbente 47 de NOx no esté saturada, el NO2 es absorbido en el absorbente 47 y se producen iones nitrato NO3-.

En oposición a esto, haciendo mayor la relación aire-combustible en la cámara de combustión 2 o estequiométrica la relación aire-combustible o introduciendo un agente reductor procedente de la válvula de entrada 13 de agente reductor, para hacer que la relación aire-combustible del gas del escape sea alta o estequiométrica la relación aire-combustible, dado que cae la concentración de oxígeno en el gas del escape, se produce la reacción en dirección opuesta (NO3- \rightarrow NO2) y por lo tanto los iones nitrato NO3- en el absorbente 47 del NOx son liberados del absorbente 47 del NOx en la forma de NO2. Después, el NOx liberado es reducido por el HC o CO no quemados incluidos en el gas de escape.

De esta manera, cuando la relación aire-combustible del gas del escape es baja, esto es, cuando se quema combustible con una relación aire-combustible baja, el NOx en el gas del escape es absorbido en el absorbente 47 de NOx. Sin embargo, si se continúa quemando combustible con una relación aire-combustible baja, durante aquel tiempo la capacidad de absorción de NOx del absorbente 47 de NOx terminará por quedar saturado y por lo tanto el NOx no será ya susceptible de ser absorbido por el absorbente 47 de NOx. Por consiguiente, en esta realización, como se indica en la figura 23, antes de que la capacidad de absorción del absorbente 47 de NOx quede saturada, se suministra un agente reductor procedente de la válvula de entrada 14 de agente reductor, de manera que temporalmente haga que la relación aire-combustible del gas del escape sea alta y por lo tanto libere el NOx del absorbente 47 de NOx.

No obstante, el platino Pt46 tiene inherentemente actividad a baja temperatura. Sin embargo, la basicidad del absorbente 47 de NOx es considerablemente fuerte. Por lo tanto, la actividad el platino Pt a baja temperatura, esto es, la capacidad de oxidación, termina siendo debilitada. Como resultado, si cae la temperatura TC del catalizador 11 de almacenamiento de NOx, la acción de oxidación del NO se debilita y el grado de purificación del NOx desciende. La línea seguida de la figura 24 muestra la relación entre el grado de purificación del NOx debido al catalizador 11 de purificación del escape, que es el mismo que el valor indicado en la figura 4, y la temperatura TC del catalizador 11 de purificación del escape, mientras que la línea de trazos de la figura 24 muestra la relación entre el grado de purificación del NOx por el catalizador 29 de almacenamiento de NOx y la temperatura TC del catalizador 29 almacenador de NOx. En esta realización, como se comprenderá a la vista de la figura 24, cuando la temperatura TC del catalizador 29 de almacenamiento de NOx se hace inferior a unos 250ºC, el grado de purificación del NOx desciende
rápidamente.

Por otra parte, el gas del escape contiene S02. Este S02 se oxida en el platino Pt 46 y pasa a S03. Después, ese S02 es absorbido en el absorbente 47 de NOx y se une con el óxido de bario BaO mientras se difunde en el absorbente 47 de NOx en forma de iones sulfato SO4= para producir el sulfato estable BaSO4. Sin embargo, el absorbente 47 de NOx tiene una fuerte basicidad, de modo que el sulfato BaSO4 es estable y difícil de descomponer. Sólo si se hace que la relación aire-combustible del gas del escape sea alta, el sulfato BaSO4 permanecerá sin descomponerse. Por lo tanto, en el absorbente 47 de NOx el sulfato BaSO4 aumentará con el curso del tiempo y por ello la cantidad de NOx que puede absorber el absorbente 47 de NOx disminuirá con el transcurso del tiempo.

Sin embargo, si se eleva la temperatura del catalizador 29 almacenador de NOx a 600ºC o más y en aquel estado se hace que la relación aire-combustible del gas del escape sea alta, se liberará SOx del absorbente 47 de NOx. Por lo tanto, en esta realización, cuando la cantidad de SOx absorbida en el absorbente 47 de NOx aumenta, la temperatura del catalizador 29 almacenador de NOx se eleva hasta 600ºC o más y la relación aire-combustible del gas de escape se hace mayor.

Como se comprenderá por la explicación anterior, en esta realización un catalizador 11 de purificación del escape que emplea un portador 50 que tiene puntos de base en su superficie y tiene un catalizador 51 de un metal precioso portado disperso sobre la superficie del portador 50 sin formar una capa de un absorbente de NOx capaz de absorber el NOx con una relación aire-combustible baja y un catalizador 29 almacenador de NOx formante en la superficie de un portador 45 una capa de absorbente 47 de NOx capaz de absorber NOx con una baja relación aire-combustible y que tiene un catalizador 46 de metal precioso llevado disperso sobre la superficie se hallan dispersos en serie en el paso del escape del motor. Cuando el NOx del gas del escape está siendo purificado por el catalizador 11 de purificación del NOx, la relación aire-combustible del gas del escape que circula hacia el catalizador 11 de purificación del escape es cambiada temporalmente de baja a alta antes de que toda la superficie del catalizador 51 de metal precioso sobre la superficie del portador 50 del catalizador 11 de purificación del NOx sufra de envenenamiento por oxígeno. Cuando el NOx del gas del escape está siendo purificado por el catalizador 29 almacenador de NOx, la relación aire-combustible del gas del escape que circula hacia el catalizador 29 almacenador de NOx se cambia temporalmente de baja a alta antes de que la capacidad de almacenamiento de NOx del catalizador 29 almacenador de NOx llegue a saturarse. Obsérvese que en este caso, como se comprenderá a la vista de la figura 24, cuando la temperatura del catalizador 11 de purificación de NOx se halla en una primera región de temperaturas más bajas que una temperatura fijada Ts, el NOx del gas del escape es purificado principalmente por el catalizador de purificación 11, mientras que cuando la temperatura del catalizador 29 almacenador de NOx se halla en la segunda región de temperaturas en la parte de mayor temperatura desde la primera región de temperaturas, mayor que la temperatura fijada Ts, el NOx del gas del escape es purificado principalmente por el catalizador 29 almacenador de NOx. En el ejemplo representado en la figura 24, la temperatura fijada Ts es de unos 250ºC.

Además, como temperatura TC del catalizador de la figura 24, se utiliza una temperatura representativa que representa la temperatura del catalizador 11 de purificación del escape y la temperatura del catalizador 29 almacenador de NOx. Como temperatura TC representativa se emplea la temperatura del catalizador 29 almacenador de NOx o la temperatura del catalizador 11 de purificación del escape detectada por el sensor de temperatura 20 o la temperatura del gas del escape detectada por el sensor de temperatura 49. En este caso, cuando la temperatura representativa TC es inferior a la temperatura predeterminada fijada Ts, por ejemplo, 250ºC, se juzga que la temperatura del catalizador 11 de purificación del escape está en la primera región de temperaturas, mientras que cuando la temperatura representativa TC es mayor que la temperatura fijada predeterminada TS, por ejemplo, 250ºC, se juzga que la temperatura del catalizador 29 almacenador de NOx está en la segunda región.

A continuación se describirá el tratamiento del NOx y del SOx.

En esta realización, asimismo, cuando el NOx está siendo principalmente purificado en el catalizador 11 de purificación de NOx, la cantidad de envenenamiento por oxígeno del catalizador de metal precioso del catalizador 11 de purificación del escape, por ejemplo, platino Pt 51, se calcula usando el mapa representado en la figura 5C. Cuando la cantidad calculada de envenenamiento por oxígeno supera un valor predeterminado admisible, se cambia la relación aire-combustible del gas del escape de baja a alta y con ello se elimina el envenenamiento por oxígeno del platino Pt 51.

La figura 25 muestra el diagrama de tiempos del control de la eliminación del envenenamiento y el control de la liberación de SOx. El control representado en la figura 25 es sensiblemente el mismo que el representado en la figura 6. Esto es, como se ve en la figura 25, cada vez que el valor acumulativo \SigmaW de la cantidad W de envenenamiento por oxígeno supera un valor admisible WX, se suministra agente reductor desde la válvula 13 de entrada de agente reductor y la relación aire-combustible A/F del gas del escape que circula hacia el catalizador 11 de purificación del NOx se cambia temporalmente de baja a alta. En este tiempo, se elimina el envenenamiento por oxígeno del platino 51 y el NOx adsorbido o mantenido sobre el portador 50 del catalizador se libera respecto al portador 50 y se reduce.

Por otra parte, se calcula también el valor acumulativo \SigmaSOX1 de la cantidad de SOx mantenida en el catalizador 11 de purificación del escape. Cuando el valor acumulativo \SigmaSOX1 de esa cantidad de SOx supera un valor admisible SX1, se produce la acción de liberación del SOx a partir del catalizador 11 de purificación del NOx. Es decir, primero, los procedimientos mostrados en (II) a (IV) de la figura 7 se usan para elevar la temperatura TC del catalizador 11 de purificación del NOx hasta que se alcanza la temperatura TX1 de liberación del SOx. Esa temperatura TX1 de liberación del SOx, como se ha explicado antes, es de unos 500ºC cuando no se añade aditivo 52 al portador 51 del catalizador. Cuando se agrega un aditivo 52 al portador 51 del catalizador, es una temperatura entre unos 500ºC y 550ºC, correspondiente a la cantidad de adición del aditivo 52.

Si la temperatura TC del catalizador 11 de purificación del escape alcanza la temperatura TX1 de liberación del SOx, la relación aire-combustible del gas del escape que circula hacia el catalizador 11 de purificación del escape se cambia de baja a alta y se inicia la liberación del SOx del catalizador 11 de purificación del escape. Mientras el SOx está siendo liberado, la temperatura TC del catalizador 11 de purificación del escape se mantiene al valor dela temperatura de liberación del SOx o más y la relación aire-combustible del gas del escape se mantiene alta. Después, cuando termina la acción de liberación del SOx, se detiene la acción de elevar la temperatura del catalizador 11 de purificación del escape y la relación aire-combustible del gas del escape se devuelve a su valor bajo.

Además, en esta realización, cuando el NOx se purifica principalmente por el catalizador 29 almacenador del NOx, se calcula la cantidad de NOx absorbida en el absorbente 47 de NOx del catalizador 29 almacenador de NOx. Cuando la cantidad calculada del NOx absorbido excede de un valor admisible predeterminado, la relación aire-combustible del gas del escape se cambia de baja a alta, con lo que se hace que el NOx se libere del absorbente 47 de NOx.

La cantidad de NOx que escapa del motor en la unidad de tiempo es una función de la cantidad Q de inyección de combustible y de la velocidad N del motor. Por lo tanto, la cantidad NOXA de NOx absorbida en el absorbente 47 de NOx por unidad de tiempo pasa a ser una función de la cantidad Q de inyección de combustible y de la velocidad del motor. En esta realización, la cantidad NOXA de NOx absorbida por unidad de tiempo correspondiente a la cantidad Q de inyección de combustible y la velocidad N del motor se encuentra por anticipado por experimentos. Esta cantidad NOXA del NOx absorbido por anticipado en la memoria ROM 32 tiene la forma de un mapa, según se representa en la figura 26A como una función de un mapa como se representa como una función de la cantidad Q y de la velocidad N del motor.

Por otra parte, la figura 26B muestra la relación entre el grado de absorción de NOx KN para el absorbente 47 de NOx y la temperatura TC del catalizador 29 almacenador de NOx. Ese grado KN de absorción de NOx tiene la misma tendencia que el grado de absorción de NOx mostrado por la línea de trazos de la figura 24 respecto a la temperatura TC del catalizador 29 almacenador de NOx. La cantidad real de NOx absorbida en el absorbente 45 de NOx viene dada por el producto de NOXA y KN.

La figura 27 muestra un diagrama de tiempos del control para la liberación de NOx y SOx. Como se ve en la figura 27, cada vez que el valor acumulativo \SigmaNOX de la magnitud NOXA KN del NOx absorbido supera un valor admisible NX se suministra un agente reductor procedente de la válvula de entrada 13 y la relación A/F aire-combustible del gas del escape que circula hacia el catalizador 29 almacenador de NOx se cambia temporalmente de baja a alta. En este momento se libera NOx del absorbente 47 de NOx y se reduce.

Por otra parte, se calcula también la \SigmaSOX2 de la cantidad de SOx absorbida en el absorbente 47 de NOx. Cuando el valor acumulativo \SigmaSOX2 de esa cantidad de SOx excede de un valor admisible SX2, se produce la acción de liberación del SOx del absorbente 47 de NOx. Es decir, primero se usan los procedimientos expuestos en (II) a (IV) de la figura 7 para elevar la temperatura TC del catalizador 29 almacenador de NOx hasta que se alcanza la temperatura TX2 de liberación del SOx. Esa temperatura TX2 de liberación del SOx es de 600ºC o más.

Si la temperatura TC del catalizador 29 almacenador de NOx alcanza la temperatura TX2 de liberación del SOx, la relación aire-combustible del gas del escape que circula hacia el catalizador 29 almacenador de NOx se cambia de baja a alta y se inicia la liberación del SOx del absorbente 47 de NOx. Mientras el SOx está siendo liberado, la temperatura TC del catalizador 29 almacenador de NOx se mantiene a la temperatura TX2 de liberación de SOx o más, y la relación aire-combustible del gas del escape se mantiene alta. Después, cuando termina la acción de liberación del SOx, se detiene la acción de elevar la temperatura del catalizador almacenador de NOx y la relación aire-combustible del gas del escape se devuelve a su valor bajo.

Obsérvese que lo indicado en la figura 27 y lo indicado en la figura 25 expresan la misma cosa. Por lo tanto, el amplio intervalo cuando se tiene el NOx liberado del absorbente 47 de NOx y el largo tiempo cuando se tiene el SOx liberado del absorbente 45 de NOx es más largo que el intervalo largo para eliminar el envenenamiento por oxígeno en el catalizador 11 de purificador del escape y el largo tiempo para liberar el SOx.

La figura 28 muestra la rutina para el control de la introducción de un agente reductor procedente de la válvula 13 de entrada de agente reductor. Esa rutina se ejecuta por interrupción cada intervalo de tiempo predeterminado.

Con referencia a la figura 28, primero, en el paso 600 se juzga si una temperatura representativa TC que representa la temperatura del catalizador 29 almacenador del NOx y el catalizador de purificación del escape es menor que una temperatura Ts fijada, por ejemplo, 250ºC. Cuando TC<Ts, la rutina sigue hasta el paso 601, donde de calcula la cantidad W de envenenamiento por oxígeno por unidad de tiempo en el mapa expuesto en la figura 5C. Después, en el paso 602 se agrega la cantidad W de envenenamiento a \SigmaW con el fin de calcular el valor acumulativo \SigmaW de la cantidad de envenenamiento por oxígeno. Después, en el paso 603 se juzga si el valor acumulativo \SigmaW de la cantidad de envenenamiento por oxígeno ha excedido de un valor admisible WX, es decir, si el estado es un poco anterior a toda la superficie del platino 51 sufre de envenenamiento por oxígeno. Cuando \SigmaW\leqWX, la rutina sigue hasta el paso 604, donde se efectúa el tratamiento de eliminación del envenenamiento y después la rutina sigue hasta el paso 605.

En el paso 605 se agrega el valor k1.Q, de una constante k1 multiplicada por la cantidad Q de inyección de combustible, a la \SigmaSOX1. Este \SigmaSOX1 expresa el valor acumulativo de la cantidad de SOx mantenido sobre el catalizador 11 de purificación del escape. Después, en el paso 606 se juzga si el valor acumulativo \SigmaSOX1 de la cantidad de SOx ha excedido de un valor admisible SX1. Cuando \SigmaSOX1 \leq SX1 termina el ciclo de tratamiento, mientras que cuando \SigmaSOX1 > SX1 la rutina sigue hasta el paso 607, donde se realiza el tratamiento I de liberación del SOx.

Por otra parte, cuando se juzga en el paso 600 que TC\geqTs, la rutina sigue hasta el paso 608, donde se calcula la cantidad NOXA de NOx absorbido por unidad de tiempo con el mapa de la figura 26A y se calcula el grado KN de absorción de NOx representado en la figura 26B. Después, en el paso 609, agregando la cantidad real KN-NOXA de NOx absorbido a \SigmaNOX, se calcula el valor acumulativo \SigmaNOX de la cantidad de NOx absorbido. Después, en el paso 610 se juzga si el valor acumulativo E de la cantidad de NOx absorbido ha superado un valor NX admisible. Cuando \SigmaNOX \leq NX, la rutina salta al paso 612. En oposición a esto, cuando \SigmaNOX > NX, la rutina sigue hacia el paso 611, donde se realiza el tratamiento de liberación, y después la rutina sigue al paso 612.

En el paso 612, se agrega el valor k2.Q de la constante k2 multiplicada por la cantidad Q de inyección de combustible, a \SigmaSOX2. Ese \SigmaSOX2 muestra el valor acumulativo de la cantidad de SOx absorbido en el absorbente 47 de NOx. Seguidamente, en el paso 613, se juzga si el valor acumulativo \SigmaSOX2 de la cantidad de SOx ha superado un valor admisible SX2. Cuando \SigmaSOX2 \leq SX2, termina el ciclo de tratamiento. Cuando \SigmaSOX2 > SX2, la rutina sigue hasta el paso 614, donde se realiza el tratamiento II de liberación.

La figura 29 muestra la rutina para tratar por eliminación del envenenamiento ejecutado en el paso 604 de la figura 28.

Con referencia a la figura 29, en el paso 620 se calcula la cantidad de introducción de agente reductor requerida para hacer que la relación aire-combustible del gas del escape sea alta, de, por ejemplo, un valor 13. Después, en el paso 621 se calcula el tiempo de introducción del agente reductor. Ese tiempo de introducción del agente reductor es normalmente de 10 segundos o menos. Después, en el paso 622 se inicia la introducción del agente reductor procedente de la válvula de entrada 13 de agente reductor. A seguido, en el paso 623, se juzga si el tiempo de introducción del agente reductor calculado en el paso 621 ha terminado. Cuando el tiempo de introducción del agente reductor no ha terminado, la rutina vuelve de nuevo al paso 623. En ese momento se continúa la introducción del agente reductor y la relación aire-combustible del gas del escape se mantiene en el valor alto de 13 aproximadamente. En oposición a esto, cuando ha transcurrido el tiempo de introducción del agente reductor, es decir, cuando el envenenamiento por oxígeno del platino 51 se ha eliminado, la rutina sigue hasta el paso 624, donde se detiene la introducción del agente reductor, entonces la rutina sigue hasta el paso 625, donde se clarifica el \SigmaW. Después, la rutina prosigue hasta el paso 605 de la figura 28.

La figura 30 muestra la rutina para efectuar el tratamiento I de liberación del SOx ejecutado en el paso 607 de la figura 28.

Con referencia a la figura 30, primero, en el paso 630 se efectúa un control para elevar la temperatura del catalizador 11 de purificación del escape. Esto es, la figura de inyección del combustible del inyector de combustible 3 se cambia a alguna figura de inyección de (II) a (IV) de la figura 7, la temperatura del gas de escape sube y por lo tanto la temperatura del catalizador 11 de purificación del escape sube. Después, la rutina sigue en el paso 631, donde se juzga si la temperatura representativa TC que representa la temperatura del catalizador 11 de purificación del escape ha alcanzado la temperatura TX1 de liberación del SOx o más. Cuando TC<TX1, la rutina vuelve al paso 631 de nuevo. En oposición a esto, cuando TC\geqTX1 la rutina sigue hasta el paso 632, donde se calcula la cantidad del suministro de agente reductor para hacer que la relación aire-combustible del gas del escape sea una relación alta de alrededor de 14. Después, en el paso 633, se calcula el tiempo de suministro del agente reductor. El tiempo de suministro del agente reductor es de varios minutos. Luego, en el paso 634, se inicia la introducción del agente reductor procedente de la válvula 13 de entrada de agente reductor. Después, en el paso 635 se juzga si el tiempo de suministro del agente reductor calculado en el paso 633 ha transcurrido. Cuando el tiempo de suministro del agente reductor no ha transcurrido, la rutina vuelve al paso 635. En este momento se continúa la introducción del agente reductor y se mantiene la relación aire-combustible del gas del escape en el valor alto de alrededor de 14. En oposición a esto, cuando el tiempo de suministro del agente reductor ha transcurrido, es decir, cuando se ha completado la liberación del SOx mantenido en el catalizador 11 de purificación del escape, la rutina salta al paso 636, donde se detiene la entrada de agente reductor. Después, en el paso 637, se detiene la acción de elevar la temperatura del catalizador 11 de purificación del escape, seguidamente la rutina sigue al paso 638, donde se clarifican el \SigmaSOX1 y \SigmaW.

La figura 31 muestra la rutina del tratamiento para liberar el NOx realizado en el paso 611 de la figura 28.

Con referencia a la figura 31, primero, en el paso 640 se calcula la cantidad de suministro de agente reductor requerida para hacer que la relación aire-combustible del gas del escape sea una relación alta, por ejemplo, de 13, aproximadamente. Después, en el paso 641 se calcula el tiempo de suministro del agente reductor. El tiempo de introducción del agente reductor es normalmente de 10 segundos o menos. Después, en el paso 642 se inicia la introducción del agente reductor procedente de la válvula 13 de entrada de agente reductor. Después, en el paso 643, se juzga si el tiempo de suministro del agente reductor calculado en el paso 641 ha transcurrido. Cuando el tiempo de suministro de agente reductor no ha transcurrido, la rutina vuelve al paso 643. En este momento se continúa la introducción del agente reductor y la relación aire-combustibie del gas del escape se mantiene en el valor alto de alrededor de 13. En oposición a esto, cuando ha transcurrido el tiempo de suministro del agente reductor, esto es, cuando la acción de liberación del NOx del absorbente 47 de NOx se ha completado, la rutina sigue al paso 644, donde se detiene la introducción del agente reductor, después la rutina sigue al paso 645, donde se clarifica la \SigmaNOX. Después, la rutina sigue al paso 612 de la figura 28.

La figura 32 muestra la rutina para realizar el tratamiento II de la liberación del SOx ejecutada en el paso 614 de la figura 28.

Con referencia a la figura 32, primero, en el paso 650 se realiza el control para elevar la temperatura del catalizador 29 almacenador del NOx. Es decir, la figura de la inyección del combustible procedente del inyector 3 se cambia a una figura de inyección de cualquiera de los esquemas (II) a (IV) de la figura 7. Si la figura de inyección del combustible se cambia a alguna figura de inyección de (II) a (IV) de la figura 7, la temperatura del gas del escape aumenta y por lo tanto la temperatura del catalizador 29 almacenador del NOx aumenta. Después, la rutina sigue al paso 651, donde se juzga si una temperatura representativa TC que representa la temperatura del catalizador 29 almacenador del NOx ha alcanzado la temperatura TX2 de liberación del SOx o más. Cuando TC<TX2, la rutina vuelve al paso 651. En oposición a esto, cuando TC\geqTX2 la rutina sigue al paso 652, donde se calcula la cantidad de suministro del agente reductor requerido para hacer que la relación aire-combustible del gas del escape sea una relación alta, de un valor alrededor de 14. Después, en el paso 653 se calcula el tiempo de suministro del agente reductor. El tiempo de suministro del agente reductor es de unos 10 minutos. Después, en el paso 654 se inicia la introducción del agente reductor procedente de la válvula de entrada 13 de agente reductor. Después, en el paso 655 se juzga si ha transcurrido el tiempo de suministro del agente reductor calculado en el paso 653. Cuando el tiempo de suministro del agente reductor no ha transcurrido, la rutina vuelve al paso 655. En ese momento continúa la introducción del agente reductor y la relación aire-combustible del gas del escape se mantiene a un valor alto del orden de 14. En oposición a esto, cuando el tiempo de suministro del agente reductor ha transcurrido, esto es, cuando se ha completado la liberación del SOx mantenido en el absorbente 47 de NOx, la rutina sigue al paso 656, donde se detiene la introducción el agente reductor. Después, en el paso 657, se detiene la acción de elevar la temperatura del catalizador 29 almacenador del NOx, y después la rutina sigue al paso 658, donde se identifican \SigmaSOX2 y el \SigmaNOX.

La figura 33 muestra aún otra realización. En esa realización, como sensor 22 dispuesto en el tubo de escape 21 se emplea un sensor de la concentración de NOx que puede detectar la concentración de NOx en el tubo de escape. Ese sensor 22 de la concentración del NOx genera una tensión de salida V proporcional a la concentración de NOx. En el catalizador 11 de purificación del escape, si avanza el envenenamiento por oxígeno del platino Pt 51, el grado de purificación del NOx cae gradualmente y, como resultado de ello, la concentración de NOx en el gas del escape aumenta. Por lo tanto, en esta realización, cuando la cantidad de envenenamiento por oxígeno estimado por la concentración de NOx en el gas del escape ha superado un valor admisible predeterminado, esto es, cuando la tensión V de salida del sensor de la concentración del NOx ha superado un valor fijado VX1, se cambia la relación aire-combustible de baja a alta.

Además, con el catalizador 29 almacenador de NOx, cuando la cantidad de NOx absorbida del absorbente 47 de NOx se acerca a la saturación, el grado de purificación del NOx cae gradualmente y, como resultado, la concentración de NOx en el gas del escape aumenta gradualmente. Por consiguiente, la cantidad de NOx absorbida en el absorbente 47 de NOx puede estimarse a partir de la concentración de NOx en el gas del escape. En esta realización, cuando la cantidad de NOx absorbida estimada a partir de la concentración de NOx en el gas del escape supera un valor admisible predeterminado, esto es, cuando la tensión de salida V del sensor 22 de concentración de NOx ha superado un valor fijado VX2, la relación aire-combustible en el gas del escape se cambia de baja a alta.

La figura 33 muestra la rutina para el control de la introducción de un agente reductor procedente de la válvula 13 de entrada de agente reductor en esta realización. Esta rutina se ejecuta cada intervalo de tiempo predeterminado.

Con referencia a la figura 33, primero, en el paso 700 se juzga si una temperatura representativa TC que representa la temperatura del catalizador 29 almacenador de NOx y del catalizador 11 de purificación del escape es inferior a una temperatura fijada Ts, por ejemplo, 250ºC. Cuando TC < Ts la rutina vuelve al paso 701 donde se juzga si la tensión de salida V del sensor 22 de la concentración del NOx ha sobrepasado un valor fijado VX1. Cuando V\leqVX1, la rutina salta al paso 703. En oposición a esto, cuando V>VX1 la rutina sigue al paso702, donde se ejecuta la rutina para el tratamiento de la eliminación del envenenamiento, y después la rutina sigue hasta el paso 703.

En el paso 703, el valor k1.Q de la constante k1 multiplicada por la cantidad Q de inyección de combustible se agrega a \SigmaSOX1. Ese \SigmaSOX1 expresa el valor acumulativo de la cantidad de SOx mantenido sobre el catalizador 11 de purificación del escape. Después, en el paso 704, se juzga si el valor acumulativo \SigmaSOX1 de la cantidad de SOx ha superado un valor admisible SX1. Cuando \SigmaSOX1 \leq SX1, termina el ciclo de tratamiento, mientras que cuando \SigmaSOX1 > SX1 la rutina sigue hasta el paso 705, donde se realiza el tratamiento I de liberación del SOx representado en la figura 30.

Por otra parte, cuando se juzga, en el paso 700, que TC>\geqTS, la rutina sigue hasta el paso 706, donde se juzga si la tensión de salida V del sensor 22 de concentración de NOx ha superado un valor fijado VX2. Cuando V \leq VX2 la rutina salta al paso 708. En oposición a esto, cuando V>VX2 la rutina sigue hasta el paso 707, donde se ejecuta el tratamiento de liberación del NOx representado en la figura 31. Después, la rutina continúa al paso 708.

En el paso 708 se agrega el valor k2.Q de la constante k2 multiplicado por la cantidad Q de inyección de combustible a \SigmaSOX2. Ese \SigmaSOX2 expresa el valor acumulativo de la cantidad de SOx mantenida en el absorbente 47 de NOx. Después, en el paso 709 se juzga si el valor acumulativo \SigmaSOX2 dela cantidad de SOx ha superado un valor admisible SX2. Cuando \SigmaSOX2 \leq SX2 ha terminado el ciclo de tratamiento, mientras que cuando \SigmaSOX2 > SX2 la rutina sigue hasta el paso 710, donde se realiza el tratamiento II de liberación del SOx indicado en la figura 32.

Las figuras 34 y 35 muestran aún otra realización. En esta realización, como sensor 22 dispuesto en el tubo de escape 21 se emplea el sensor de la relación aire-combustible para detectar la relación aire-combustible del gas del escape. Como se indica en la figura 13, cuando la relación aire-combustible (A/F) del gas del escape que circula hacia el catalizador 11 de purificación del escape se cambia de baja a alta, se juzga que el envenenamiento por oxígeno del platino Pt se ha eliminado. En este momento, la relación aire-combustible del gas del escape se cambia de alta a baja.

Además, en esta realización, cuando se enriquece la relación aire-combustible del gas del escape para liberar el NOx del absorbente 47 de NOx respecto del catalizador 29 almacenador de NOx, se juzga si la acción de liberación de NOx respecto de absorbente 47 del NOx se ha completado desde el cambio de la salida del sensor 22 de la relación aire-combustible. Cuando la relación (A/F) aire-combustible no es alta, la rutina vuelve al paso 812. En oposición a esto, cuando la relación aire-combustible (A/F) es alta, esto es, cuando la acción de liberación de NOx del absorbente 47 de NOx se ha completado, la rutina sigue hasta el paso 813, donde se detiene la introducción de agente reductor; después la rutina sigue hasta el paso 814, donde se identifica el \SigmaNOX. Después, la rutina sigue al paso 612 de la figura 28.

Las figuras 36 y 37 muestran una nueva realización de la presente invención.

Como se ve en la figura 36, en esta realización, como en la realización representada en la figura 21, se dispone un catalizador 29 almacenador de NOx en el lado más arriba del paso de escape del motor, mientras que en el lado más abajo del propio paso de escape del motor se dispone un catalizador 11 de purificación del escape. Sin embargo, en esta realización se coloca un catalizador ácido 70, tal como un catalizador de oxidación, en el lado más arriba del catalizador 29 almacenador de NOx. Además, la figura 36 muestra el cambio de la temperatura del gas del escape cuando se realiza un control para elevar la temperatura a fin de tener el SOx liberado del catalizador 29 almacenador de NOx o bien el catalizador 11 de purificación del escape y las intensidades de las basicidades de los catalizadores 70, 29 y 11, esto es, los grados de basicidad.

Como se ha explicado antes, la basicidad del absorbente 47 de NOx del catalizador 29 almacenador de NOx es considerablemente fuerte, mientras que la basicidad del catalizador 11 de purificación del escape es débil. En otras palabras, el grado de basicidad del catalizador 29 almacenador de NOx es considerablemente mayor que el grado de basicidad del catalizador de purificación del escape 11. En este caso, como se ha explicado antes, si el grado de basicidad del catalizador se hace mayor, la fuerza de mantenimiento del SOx se hace más fuerte junto con éste. Si la fuerza de mantenimiento del SOx se hace más fuerte, el SOx no será ya fácilmente liberado, aunque se eleve la temperatura del catalizador. Esto es, como se ve en la figura 37, la temperatura de liberación del SOx se hace mayor cuando aumenta el grado de basicidad del catalizador.

Por otra parte, la temperatura del gas del escape en el momento del control del control para la elevación de la temperatura para liberar el SOx se hace mayor con un catalizador situado en el lado de más arriba que con un catalizador situado en el lado de más abajo. Por lo tanto, si se ve desde el punto de vista de liberación del SOx, es preferible disponer el catalizador con una alta temperatura de liberación del NOx, es decir, el catalizador con un alto grado de basicidad, en el lado de más arriba. Esto es, visto desde el punto del vista de la liberación del SOx, puede decirse que es preferible, para elevar el grado de basicidad subir al máximo la temperatura del lecho del catalizador en el momento del control para elevar la temperatura. En la realización representada en las figuras 21 y 36, si se ve desde ese punto de vista, el orden de disposición del catalizador 11 de purificación del escape y del catalizador 29 almacenador del NOx viene determinado por las intensidades de las basicidades de los catalizadores. El catalizador con una fuerte basicidad, esto es, el catalizador 29 almacenador del NOx, se halla dispuesto más arriba del catalizador con una basicidad débil, esto es, el catalizador 11 de purificación del NOx.

Obsérvese que la acción de elevar la temperatura del gas del escape debida al calor de la reacción de oxidación del HC no quemado en el gas del escape es la más potente. Por lo tanto, en la realización representada en la figura 36, el catalizador ácido 70 se dispone en el lado de más arriba del catalizador 29 almacenador del NOx.

Obsérvese que cada uno de los catalizadores 29 almacenadores de NOx mostrados en las figuras 21 y 36 pueden también componerse de un filtro de material particulado representado en las figuras 15A y 15B.

De esta manera, cuando se configura el catalizador 29 almacenador de NOx por un filtro de material particulado, las paredes periféricas de los pasos 60 de entrada de gas del escape y los pasos 61 de salida del gas del escape, es decir, las superficies de los dos lados de las particiones 64 y las paredes internas de los finos orificios de las particiones 64 se forman en ellas con una capa de un portador de catalizador compuesto de alúmina. Como se ve en la figura 22, ese portador 45 de catalizador lleva un catalizador 46 de un metal precioso y absorbente 47 de NOx en él. Obsérvese que en este caso, asimismo, se emplea platino Pt como catalizador de metal precioso. De este modo, aún configurando el catalizador 29 almacenador de NOx como un filtro de material particulado, cuando la relación aire-combustible del gas del escape es baja, el absorbente 47 de NOx absorbe el NOx y el SOx. Por lo tanto, en este caso también, el control de la liberación del NOx y del SOx se realiza de manera similar al control para la liberación del NOx y el SOx con el catalizador 29 almacenador del NOx.

Además, cuando se configura el catalizador 29 almacenador de NOx como un filtro de material particulado, ese material contenido en el gas de escape queda atrapado en el filtro y el material particulado retenido se quema después sucesivamente con el calor del gas del escape. Si se deposita en el filtro una gran cantidad de material en partículas, la figura de la inyección se cambia a alguna de las figuras de inyección (II) a (IV) de la figura 7 o se introduce un agente reductor procedente de la válvula 13 de entrada y por ello se hace que se eleve la temperatura del gas de escape. Debido a esto, el material particulado se hace que se encienda y se queme.

Las figuras 38 a 41 muestran varios ejemplos de disposición del catalizador 29 almacenador de NOx y el catalizador 11 de purificación del escape.

En el ejemplo representado en la figura 38, el catalizador 11 de purificación del escape está dispuesto en el lado más arriba del catalizador 29 almacenador de NOx. En este caso, aún cuando la temperatura del gas del escape es baja, el catalizador 11 de purificación de escape puede purificar el NOx. Además, cuando el gas del escape es débil el catalizador 11 de purificación del escape convierte una parte del NO contenido en el gas del escape en NO2. Ese NO2 se almacena fácilmente en el catalizador 29 almacenador de NOx. Por otra parte, cuando se introduce un agente reductor procedente de la válvula 13 de entrada de agente reductor para hacer que la relación aire-combustible del gas de escape sea alta, ese agente reductor se cambia a un hidrocarburo de bajo peso molecular en el catalizador 11 de purificación del escape. Por lo tanto, también es posible reducir el NOx liberado del absorbente 47 de NOx del catalizador 29 almacenador de NOx.

Por otra parte, en el ejemplo representado en la figura 38, el catalizador 29 almacenador de NOx puede también estar compuesto por un filtro de material particulado. En este caso, el NO2 producido en el catalizador 11 de purificación del escape promueve la oxidación del material en partículas depositado en el filtro de material particulado
(NO2 + C \rightarrow 002 + N2).

En el ejemplo representado en la figura 39 se disponen catalizadores 11 de purificación del escape más arriba y más abajo del catalizador 29 almacenador de NOx. En este caso, el catalizador 29 almacenador de NOx puede estar formado por un filtro de material particulado.

En el ejemplo representado en la figura 40 se dispone un catalizador 11 de purificación del escape más abajo del catalizador 29 almacenador de NOx y se coloca un catalizador monolítico 29 más arriba del catalizador 29 almacenador de NOx. La mitad más arriba del catalizador monolítico 71 está formada por el catalizador 11 de purificación del escape, mientras que la mitad más abajo está formada por el catalizador 29 almacenador de NOx. En este ejemplo, asimismo, el catalizador 29 almacenador de NOx puede estar formado por un filtro de material particulado.

En el ejemplo representado en la figura 41 se dispone un catalizador monolítico 72 en el paso del escape del motor. La parte central de ese catalizador monolítico 72 está formada por el catalizador 29 almacenador de NOx, mientras que la parte más arriba y la parte más abajo están formadas por catalizadores 11 de purificación del escape. En este ejemplo, asimismo, el catalizador 29 almacenador de NOx puede estar formado por un filtro de material particulado.

A continuación se explicará un procedimiento para la combustión a baja temperatura adecuado para elevar la temperatura el catalizador 11 etc. y hacer que la relación aire-combustible del gas del escape sea alta.

En el motor de combustión interna del tipo de encendido por compresión representado en la figura 1 etc. si aumenta el grado de EGR (cantidad de gas EGR/(cantidad de gas EGR + cantidad de aire de admisión)), la cantidad de producción de humos aumentará gradualmente y después llegará a un máximo. Si sigue aumentando el grado de EGR, la cantidad de producción de humos caerá entonces rápidamente. Esto se explicará con referencia a la figura 42, que muestra la relación entre el grado de EGR y los humos cuando cambia el nivel de enfriamiento del grado de EGR. Obsérvese que en la figura 42 la curva A muestra el caso de un enfriamiento potente del gas de EGR hasta unos 90ºC, la curva B muestra el caso de usar un dispositivo de enfriamiento limitado para enfriar el gas de EGR, y la figura C muestra el caso de enfriamiento forzado del gas de EGR.

Como se ve por la curva A de la figura 42, cuando se enfría forzadamente el gas de EGR, la cantidad de producción de humos es máxima cuando el grado de EGR pasa a ser un poco inferior al 50 por ciento. En este caso, si se hace que el grado de EGR sea de un 55 por ciento o más, casi no se produce ya más humos. Por otra parte, como se ve por la curva B de la figura 42, cuando se enfría ligeramente el gas de EGR, la cantidad de producción de humos será máxima para un grado de EGR ligeramente superior al 50 por ciento. En este caso, si se hace que el grado de EGR sea del 65 por ciento o más, casi no se produce ya más humos. Además, como se ve por la curva C de la figura 42, cuando no se enfría forzadamente el gas de EGR, la cantidad de producción de humos es máxima para un grado de EGR de cerca del 55
por ciento. En este caso, si se hace que el grado de EGR sea de un 70 por ciento o más, casi no se produce ya humos.

No se produce ya humo si se hace que el grado de EGR sea del 55 por ciento o más, de este modo porque la temperatura del combustible y su gas circundante en el momento de la combustión no llega a aquel alto valor debido a que se realiza la acción de absorción del calor del gas de EGR, es decir, la combustión a baja temperatura, y como resultado de ello los hidrocarburos no aumentan hasta la producción de hollín.

Esa combustión a baja temperatura tiene el efecto de permitir que la cantidad de producción de NOx se reduzca mientras se suprima la producción de humo con independencia de la relación aire-combustible. Esto es, si la relación aire-combustible se hace alta, el combustible se halla en exceso, pero la temperatura de la combustión se suprime a una baja temperatura, de modo que el combustible en exceso no hará aumentar el hollín y por lo tanto no se generará humo. Además, en ese momento, sólo se generará una cantidad muy pequeña de NOx. Por otra parte, aún cuando el promedio de la relación aire-combustible sea bajo o cuando la relación aire-combustible sea la relación estequiométrica, si la temperatura de la combustión llega a ser alta se producirá una pequeña cantidad de hollín, pero con la combustión a baja temperatura, la temperatura de la combustión se reduce a una baja temperatura, de modo que no se producirá humo en absoluto y sólo se generará una cantidad muy pequeña de NOx, en su caso.

Por otra parte, durante esa combustión a baja temperatura, la temperatura del combustible y su gas circundante se hace menor, pero la temperatura del gas del escape se eleva. Esto se explicará con referencia a las figuras 43A y 43B.

La línea seguida de la figura 43A muestra la relación entre la temperatura media del gas Tg en la cámara de combustión 5 y el ángulo del eje en el momento de la combustión a baja temperatura, mientras que la línea de trazos de la figura 43A muestra la relación entre la temperatura Tg en la cámara de combustión 5 y el ángulo del eje en el momento de combustión normal. Además, la línea seguida de la figura 43B muestra la relación entre la temperatura Tf del combustible y su gas circundante y el ángulo del eje en el momento de la combustión a baja temperatura, mientras que la línea de trazos de la figura 43B muestra la relación entre la temperatura Tf del combustible y su gas circundante y el ángulo del eje en el momento de combustión normal.

Durante la combustión a baja temperatura, la cantidad de EGR es mayor que durante la combustión normal. Por ello, como indica la figura 43A, antes del punto muerto superior de la compresión, es decir, durante la carrera de compresión la temperatura media Tg del gas en el momento de la combustión a baja temperatura, representada por la línea seguida, se hace mayor que la temperatura media Tg del gas en el momento de la combustión normal representada por la línea de trazos. Obsérvese que en este momento, como se ve en la figura 43B, la temperatura Tf del combustible y su gas circundante llega a ser prácticamente la misma temperatura que la temperatura media Tg del gas.

Seguidamente, el combustible comienza a quemarse cerca del punto muerto superior de la compresión, pero en este caso, cuando se realiza la combustión a baja temperatura, como indica la línea seguida de la figura 43B, la temperatura Tf del combustible y su gas circundante no llega a ser aquella mucho mayor debido a la acción de absorción del calor del gas de EGR. En oposición a ello, durante la combustión normal existe una gran cantidad de oxígeno alrededor del combustible, como indica la línea de trazos de la figura 43B, la temperatura Tf del combustible y su gas circundante llega a ser extremadamente alta. De este modo, durante la combustión normal, la temperatura Tf del combustible y su gas circundante se hace considerablemente más alta que en el caso de la combustión a baja temperatura, pero la temperatura del otro gas, que cuenta para la mayor parte del gas, se hace menor en el momento de la combustión normal comparada con la combustión a baja temperatura. Por lo tanto, como se muestra en la figura 43A, la temperatura media Tg del gas en una cámara de combustión 2 cerca del punto muerto superior de la compresión se hace mayor durante la combustión a baja temperatura que con la combustión normal. Como resultado de ello, como se indica en la figura 43A, la temperatura del gas quemado en la cámara de combustión 2 después de que la combustión haya terminado se hace más alta durante la combustión a baja temperatura que con la combustión normal. En consecuencia, si se realiza una combustión a baja temperatura, la temperatura del gas del escape se hace más alta.

Sin embargo, si el par TQ requerido del motor llega a ser alto, esto es, si la cantidad de inyección del combustible se hace mayor, la temperatura del combustible y del gas circundante en el momento de la combustión se hace mayor, de manera que la combustión a baja temperatura resulta difícil. Es decir, la combustión a baja temperatura sólo es posible en el momento del medio del motor y del funcionamiento a baja carga en que la cantidad de calor generado debido a la combustión es relativamente pequeña. En la figura 44, la zona I muestra la zona de funcionamiento en que la primera combustión cuando la cantidad de gas inerte de la cámara de combustión 5 es mayor que la cantidad de gas inerte cuando la cantidad de generación de hollín es máxima, esto es, la combustión a baja temperatura puede realizarse, mientras que la zona II muestra la zona de funcionamiento en que sólo hay una segunda combustión cuando la cantidad de gas inerte en la cámara de combustión es menor que la cantidad de gas inerte donde la cantidad de generación de hollín es máxima, esto es, es posible la combustión normal.

La figura 45 muestra el objetivo relación aire-combustible A/F en el caso de una combustión a baja temperatura en la zona de funcionamiento I, mientras que la figura 46 muestra el grado de apertura de la válvula de retención 9, el grado de apertura de la válvula 15 de control del EGR, el grado de EGR, la relación aire-combustible, la temporización del inicio de la inyección S\theta, la temporización del final de la inyección \thetaE y el par motor TQ requerido en el caso de la combustión a baja temperatura en la zona de funcionamiento 1. Obsérvese que la figura 46 muestra también el grado de apertura de la válvula de retención 9 en el momento de la combustión normal realizada en la zona de
funcionamiento II.

De las figuras 45 y 46 se deduce que en el momento de la combustión a baja temperatura en la zona de funcionamiento I, el grado de EGR se hace igual al 55 por ciento o más y que la relación aire-combustible A/F se lleva a un valor bajo de 15,5 a 18 o similar. Obsérvese que, como se ha explicado antes, en el momento de la combustión a baja temperatura en la zona de funcionamiento I, incluso si la relación aire-combustible se hace alta, casi no se genera humo.

De esta manera, en el momento de la combustión a baja temperatura, es posible hacer que la relación aire-combustible sea alta sin causar casi ninguna generación de humo. Por lo tanto, cuando la relación aire-combustible del gas del escape deba hacerse alta para eliminar el envenenamiento por oxígeno o liberar SOx, es posible realizar la combustión a baja temperatura y hacer que la relación aire-combustible sea alta con una combustión a baja temperatura.

Además, como se ha explicado antes, si se realiza una combustión a baja temperatura, aumenta la temperatura del gas del escape. Por lo tanto, para liberar SOx o hacer que el material en partículas depositado se encienda y se queme, también es posible realizar la combustión a baja temperatura cuando debe elevarse la temperatura del gas del escape.

Como se ha explicado antes, según la presente invención se puede obtener un alto grado de purificación del NOx.

Claims

1. Un dispositivo de purificación del escape para un motor (1) de combustión interna, destinado a purificar NOx generado cuando se quema combustible con una relación aire-combustible baja con un catalizador (11) de purificación del escape dispuesto en un paso (21) del escape, comprendiendo dicho catalizador (11) de purificación del escape un portador (50) del catalizador que tiene puntos de base que presentan basicidad sobre la superficie del portador, llevando además el portador del catalizador un catalizador (51) de metal precioso disperso sobre la superficie del portador, en que el dispositivo de purificación del escape comprende además una unidad electrónica de control (30) para controlar medios (13) para cambiar temporalmente la relación aire-combustible del gas del escape que circula hacia el catalizador (11) de purificación del escape de baja a alta antes de que toda la superficie del catalizador (51) de metal precioso sufra de envenenamiento por oxígeno,

caracterizado porque

en la superficie del portador no se forma ninguna capa de un absorbente del NOx capaz de absorber el NOx.

2. Un dispositivo de purificación del escape para un motor de combustión interna, según la reivindicación 1, caracterizado porque el portador (50) del catalizador está hecho de alúmina.

3. Un dispositivo de purificación del escape para un motor de combustión interna, según la reivindicación 2, caracterizado porque el portador (50) del catalizador está hecho para contener en su interior un metal alcalino, un metal de tierra alcalina, de tierra rara (52) de manera que aumente el número de puntos de base sobre la superficie del portador del catalizador de reforzar la basicidad en los puntos de base.

4. Un dispositivo de purificación del escape para un motor de combustión interna, según la reivindicación 1, caracterizado porque el catalizador (51) de metal precioso es el platino.

5. Un dispositivo de purificación del escape para un motor de combustión interna, según la reivindicación 1, caracterizado porque el envenenamiento por oxígeno del catalizador (51) de metal precioso se elimina continuamente por la relación aire-combustible del gas del escape que es repetidamente cambiado de baja a alta, y porque la relación alta durante un momento a baja durante un momento en ese instante se establece a una relación que da un grado de purificación del NOx del 90 por ciento o más cuando la temperatura (TC) del catalizador (11) de purificación del escape es de 200º a 250º.

6. Un dispositivo de purificación del escape para un motor de combustión interna, según la reivindicación 1, caracterizado porque el envenenamiento por oxígeno del catalizador (51) de metal precioso se elimina continuamente por la relación aire-combustible del gas del escape que es repetidamente cambiado de baja a alta, y porque la acción de cambiar la relación aire-combustible de baja a alta se impide cuando la temperatura (TC) del catalizador (11) de purificación del escape es una temperatura admisible de más.

7. Un dispositivo de purificación del escape para un motor de combustión interna, según la reivindicación 1, caracterizado porque el dispositivo está provisto además de medios (30) para calcular una cantidad de envenenamiento por oxígeno (W) del catalizador (51) de metal precioso, y porque la relación aire-combustible del gas del escape se cambia de baja a alta cuando la cantidad calculada o estimada de envenenamiento por oxígeno (W) excede de un valor (WX) predeterminado admisible.

8. Un dispositivo de purificación del escape para un motor de combustión interna, según la reivindicación 7, caracterizado porque el dispositivo está provisto además de un sensor (22) de concentración de NOx para detectar la concentración de NOx en el gas del escape que circula saliendo del catalizador (11) de purificación del escape, y porque se juzga que la cantidad de envenenamiento por oxígeno (W) del catalizador (51) de metal precioso ha excedido del valor admisible (WX) cuando la concentración de NOx detectada por el sensor (22) de concentración de NOx ha excedido de un valor (VX) fijado.

9. Un dispositivo de purificación del escape para un motor de combustión interna, según la reivindicación 1, caracterizado porque el dispositivo está provisto además de medios (30) para juzgar si el envenenamiento por oxígeno del catalizador (51) de metal precioso ha sido eliminado, y porque la relación aire-combustible del gas del escape se cambia de alta a baja cuando se juzga que se ha eliminado el envenenamiento por oxígeno del catalizador
(51).

10. Un dispositivo de purificación del escape para un motor de combustión interna, según la reivindicación 9, caracterizado porque el dispositivo está provisto además de un sensor (22) de la relación aire-combustible del gas del escape que circula desde el catalizador (11), y porque se juzga que el envenenamiento por oxígeno del catalizador (51) de metal precioso se ha eliminado cuando la relación aire-combustible del gas del escape que circula saliendo del catalizador (11) de purificación del escape se hace alta después que la relación aire-combustible del gas del escape que circula hacia el catalizador (51) de purificación del escape cambia de baja a alta.

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11. Un dispositivo de purificación del escape para un motor de combustión interna, según la reivindicación 1, caracterizado porque el NOx y el SOx contenidos en el gas del escape son oxidados por el catalizador (51) de metal precioso en el catalizador (11) de purificación del escape, después mantenidos sobre el portador (50) del cata-
lizador.

12. Un dispositivo de purificación del escape para un motor de combustión interna, según la reivindicación 11, caracterizado porque el NOx mantenido sobre el portador (50) del catalizador es liberado del citado portador (50) del catalizador y reducido cuando la relación aire-combustible del gas del escape que circula hacia el catalizador (11) de purificación del escape se cambia temporalmente de baja a alta a fin de eliminar el envenenamiento por oxígeno del catalizador (51) de metal precioso.

13. Un dispositivo de purificación del escape para un motor de combustión interna, según la reivindicación 11, caracterizado porque la intensidad de la basicidad de la superficie del portador (50) del catalizador se fija en una intensidad por la cual el SOx se mantiene sobre la superficie del portador (50) del catalizador en forma de iones sulfato.

14. Un dispositivo de purificación del escape para un motor de combustión interna, según la reivindicación 13, caracterizado porque cuando se tiene el SOx mantenido sobre la superficie del portador (50) del catalizador liberado de la superficie del portador (50) del catalizador, se hace que la temperatura (TC) del catalizador (11) de purificación del escape se eleve a la temperatura de liberación (TX) del SOx, después la relación aire-combustible del gas del escape se hace alta mientras que la temperatura (TC) del catalizador (11) de purificación del escape se mantiene al valor de la temperatura (TX) de liberación del SOx, y la temperatura (TX) de liberación del SOx es de unos 500ºC a 550ºC.

15. Un dispositivo de purificación del escape para un motor de combustión interna, según la reivindicación 1, caracterizado porque se dispone un filtro (11) de material en partículas en el paso de escape del motor en vez del catalizador (11) de purificación del escape, y porque el portador del catalizador está revestido sobre el filtro (64) de material en partículas.

16. Un dispositivo de purificación del escape para un motor de combustión interna, según la reivindicación 1, caracterizado porque se dispone un filtro (11) de material en partículas.

17. Un dispositivo de purificación del escape para un motor de combustión interna, según la reivindicación 1, caracterizado porque el paso (21) de escape del motor tiene dispuesto en él un catalizador (23) reductor selectivo de NOx que tiene la función de reducir selectivamente el NOx y no tiene la función de absorber NOx, y porque el catalizador (11) de purificación del escape se halla situado en el paso (21) del escape más arriba o más abajo del catalizador (23) reductor selectivo del NOx.

18. Un dispositivo de purificación del escape para un motor de combustión interna, según la reivindicación 17, caracterizado porque el catalizador (11) de purificación del escape se halla dispuesto en el paso (21) del escape más arriba del catalizador (23) reductor selectivo del NOx, se dispone una válvula (25) de entrada de urea para introducir una disolución acuosa de urea en el paso (21) del escape entre el catalizador (23) reductor selectivo del NOx y el catalizador (11) de purificación del escape, la relación aire-combustible del gas del escape se cambia repetidamente de baja a alta cuando se obtiene un alto grado de purificación del NOx por el catalizador (11) de purificación del escape, y la disolución acuosa de urea se introduce desde la válvula (25) de entrada de urea cuando se obtiene un alto grado de purificación del NOx por el catalizador (23) reductor selectivo del NOx.

19. Un dispositivo de purificación del escape para un motor de combustión interna según la reivindicación 1, caracterizado porque en el paso (43) del escape del motor se ha dispuesto, en serie con el catalizador (11) de purificador del escape, un catalizador (29) almacenador de NOx que forma sobre la superficie del portador (45) una capa de un absorbente (47) de NOx capaz de absorber NOx con una baja relación aire-combustible y que lleva un catalizador (46) de un metal precioso disperso en él, la relación aire-combustible del gas del escape que circula hacia el catalizador (11) de purificación del escape se cambia temporalmente de baja a alta antes de que toda la superficie del catalizador (51) de metal precioso situada sobre la superficie del portador del catalizador (11) de purificación del escape sufra envenenamiento por oxígeno cuando el NOx del gas del escape está siendo purificado por el catalizador (11) de purificación del escape, y la relación aire-combustible del gas del escape que circula hacia el catalizador (29) almacenador de NOx se cambia temporalmente de baja a alta antes de que la capacidad almacenadora de NOx del catalizador (29) almacenador de NOx quede saturada cuando el NOx del gas del escape está siendo purificado por el catalizador (29) almacenador de NOx.

20. Un dispositivo de purificación del escape para un motor de combustión interna, según la reivindicación 19, caracterizado porque el NOx del gas del escape es purificado por el catalizador (11) de purificación del escape cuando una temperatura del catalizador de purificación del escape (TC) está en una primera zona de temperaturas, y el NOx del gas del escape es purificado por los catalizadores (29) de almacenamiento del NOx cuando una temperatura del catalizador almacenador del NOx está en una segunda zona de temperaturas en un lado más alto que la primera zona de temperaturas.

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21. Un dispositivo de purificación del escape para un motor de combustión interna, según la reivindicación 20, caracterizado porque se juzga que la temperatura del catalizador (11) de purificación del escape está en la primera gama de temperaturas del catalizador (11) de purificación del escape cuando una temperatura representativa (TC) que representa la temperatura del catalizador (11) de purificación del escape y la temperatura del catalizador (29) almacenador del NOx es inferior a una temperatura (TS) fijada predeterminada, se juzga que la temperatura del catalizador (29) almacenador del NOx está en la segunda gama de temperaturas cuando la temperatura representativa (TC) es mayor que la temperatura (TS) fijada predeterminada, la relación aire-combustible del gas del escape que circula hacia al catalizador (11) de purificación del escape se cambia temporalmente de baja a alta antes de que toda la superficie del catalizador (51) de metal precioso depositada sobre la superficie del portador del catalizador (11) de purificación del escape sufra de envenenamiento por oxígeno cuando se juzga que la temperatura del catalizador (29) de purificación del escape está en la primera zona de temperaturas, y la relación aire-combustible del gas del escape que circula hacia el catalizador almacenador de NOx se cambia temporalmente de baja a alta antes de que la capacidad almacenadora de NOx del catalizador (29) almacenador de NOx resulte saturada cuando se juzga que la temperatura del catalizador (29) almacenador de NOx está en la segunda zona de temperaturas.

22. Un dispositivo de purificación del escape para un motor de combustión interna, según la reivindicación 21, caracterizado porque el absorbente (47) de NOx depositado sobre la superficie del portador (45) del catalizador (29) almacenador de NOx está formado por un metal alcalino, un metal de tierra alcalina o una tierra rara.

23. Un dispositivo de purificación del escape para un motor de combustión interna, según la reivindicación 19, caracterizado porque el NOx y el SOx contenidos en el gas del escape son absorbidos en el absorbente (47) de NOx depositado sobre la superficie del portador (45) del catalizador (29) almacenador de NOx con una baja relación aire-combustible.

24. Un dispositivo de purificación del escape para un motor de combustión interna, según la reivindicación 23, caracterizado porque el dispositivo está provisto de medios (30) para calcular una cantidad (NOXA) de NOx absorbido en el absorbente (47) de NOx, y porque la relación aire-combustible del gas del escape se cambia de baja a alta cuando el valor calculado o la cantidad estimada (NOXA) del NOx absorbido supera un valor admisible (NX) predeterminado.

25. Un dispositivo de purificación del escape para un motor de combustión interna, según la reivindicación 23, caracterizado porque el dispositivo está provisto además de un sensor (22) de la concentración de NOx para detectar la concentración de NOx en el gas del escape que circula saliendo del catalizador (29) almacenador de NOx, y porque se juzga que la cantidad (NOXA) del NOx absorbido en el absorbente (47) de NOx ha superado el valor admisible cuando la concentración de NOx detectada por el sensor (22) de concentración de NOx ha superado un valor (NX) determinado.

26. Un dispositivo de purificación del escape para un motor de combustión interna, según la reivindicación 23, caracterizado porque cuando se obtiene el SOx absorbido en el absorbente (47) de NOx del catalizador (29) almacenador de NOx liberado del absorbente de NOx, se hace que la temperatura del catalizador (29) almacenador de NOx se eleve hasta la temperatura de liberación del SOx, después se hace alta la relación aire-combustible del gas del escape, mientras que la temperatura del catalizador (29) almacenador del NOx se mantiene a la temperatura (TX1) de liberación del SOx y la temperatura (TX1) de liberación del SOx es de unos 600ºC o más.

27. Un dispositivo de purificación del escape para un motor de combustión interna, según la reivindicación 19, caracterizado porque el orden de disposición del catalizador (11) de purificación del escape y del catalizador (29) almacenador de NOx se determina de acuerdo con la intensidad de la basicidad del catalizador (11, 29), y el catalizador (11, 29) de basicidad más fuerte se dispone más arriba de dicho catalizador (11, 29) con la basicidad más débil.

28. Un dispositivo de purificación del escape para un motor de combustión interna, según las reivindicaciones 19 o 27, caracterizado porque el catalizador (29) almacenador de NOx se dispone en la parte más arriba del catalizador (11) de purificación del escape.

29. Un dispositivo de purificación del escape para un motor de combustión interna, según la reivindicación 28, caracterizado porque en una parte más arriba del catalizador (29) almacenador de NOx se dispone un catalizador ácido (70).

30. Un dispositivo de purificación del escape para un motor de combustión interna, según la reivindicación 19, caracterizado porque el catalizador (29) almacenador de NOx se dispone más abajo del catalizador (11) de purificación del escape.

31. Un dispositivo de purificación del escape para un motor de combustión interna, según la reivindicación 19, caracterizado porque se disponen catalizadores (11) de purificación del escape más arriba y más abajo del catalizador (29) almacenador de NOx.

32. Un dispositivo de purificación del escape para un motor de combustión interna, según las reivindicaciones 28, 30 o 31, caracterizado porque el catalizador (29) almacenador de NOx está formado por un filtro de material en partículas.

33. Un dispositivo de purificación del escape para un motor de combustión interna, según la reivindicación 1, caracterizado porque en el paso (21) del escape del motor se introduce un agente reductor para hacer alta la relación aire-combustible del gas del escape.

34. Un dispositivo de purificación del escape para un motor de combustión interna, según la reivindicación 1, caracterizado porque el motor (1) es un motor que gradualmente aumenta la cantidad de generación de hollín y alcanza un máximo cuando aumenta la cantidad de recirculación del gas del escape y no genera casi nada de hollín cuando además aumenta la cantidad de recirculación del gas del escape, y porque la relación aire-combustible del gas del escape se hace alta haciendo que la relación aire-combustible en la cámara de combustión (2) sea alta en el estado en que la cantidad de recirculación del gas del escape aumenta por encima de la cantidad con la que aumenta la cantidad de generación de hollín.

35. Un dispositivo de purificación del escape para un motor de combustión interna, según la reivindicación 1, caracterizado porque el motor (1) es un motor que gradualmente aumenta la cantidad de generación de hollín y alcanza un máximo cuando aumenta la cantidad de recirculación del gas del escape y no genera casi nada de hollín cuando además aumenta la cantidad de recirculación del gas del escape, y porque la cantidad de recirculación del gas del escape se eleva por encima de la cantidad en que la cantidad de generación de hollín alcanza su máximo cuando la temperatura del catalizador (11) de purificación del escape deba elevarse.