ES2392829T3

ES2392829T3 - Sistema de escape

Info

Publication number: ES2392829T3
Application number: ES04715949T
Authority: ES
Inventors: Trevor Lee Fletcher; Stephen David Storrar
Original assignee: T Baden Hardstaff Ltd
Current assignee: T Baden Hardstaff Ltd
Priority date: 2003-02-28
Filing date: 2004-03-01
Publication date: 2012-12-14
Anticipated expiration: 2024-03-01
Also published as: EP1601863A1; EP1601863B1; ATE526494T1; PL1601863T3; GB0304629D0; PT1601863E; SI1601863T1; DK1601863T3; WO2004076830A1

Abstract

Un sistema de escape (1O) para un sistema motor (14), el sistema de escape (1O) comprendiendo un sistema de tubos (12) con al menos un puerto de entrada (15:16) para recibir gases de escape del sistema motor (14) y al menos un puerto de salida (18) para ventear gases de es cape del sistema de escape (1O) en donde el sistema de tubos (12) incluye al menos dos rutas de escape (A, B) para el flujo de gases desde el uno o mas puertos de entrada (15:16) al uno o mas puertos de salida (18), y ademas incluye una valvula de desvio (28) operable en respuesta a una entrada de control para controlar el flujo de gases de escape a traves del sistema de tubos (12) a traves de uno o mas de las rutas de escape (A, B), la valvula de desvio (28) comprendiendo al menos dos elementos de valvula mariposa (36), cada elemento de valvula mariposa (36) controlando el flujo de gases de escape por una de dichas rutas de escape (A, B), cada elemento teniendo una cara de entrada (21) y una cara de salida (23), caracterizado porque al menos una cara de entrada (21) comprende una o mas laminas (5O) para perturbar el flujo de gases de escape emitidos desde el sistema motor (14), y porque la valvula de desvio (28) comprende paredes asociadas con cada elemento de mariposa (36), las paredes asociadas con al menos uno de los elementos de mariposa (36) siendo convexas, por lo que, en uso, se produce un efecto venturi.

Description

[0001] La invencion se refiere a un sistema de escape para uso con un sistema motor y, en particular, se refiere a un sistema de escape para un sistema motor de dos combustibles.

[0002] Las regulaciones de la UE requieren que las emisiones de motores cumplan normas particulares en cuanto a los tipos y cantidades de gases emitidos. Las emisiones de motores dependen de muchos factores incluyendo el tipo y cantidad del combustible inyectado en el motor para la combustion, y el tratamiento de gases post-combustion.

[0003] En motores de d os combustibles en los que el suministro de combustible diesel y combustible gas es controlado por uno o mas ordenadores del motor, es importante controlar la cantidad de metano contenido en los gases de escape.

[0004] Con el fin de evaluar la eficiencia y eficacia de un sistema propuesto de gestion del gas de escape, o para evaluar la eficiencia y la eficacia de un sistema existente de gestion del gas de escape, es necesario hacer mediciones comparativas.

[0005] La solicitud de patente europea n° EP O 8O8 99 9 divulga una valvula de control de escape que esta conectada a un colector de escape de un motor de combustion interna de un automovil. En la valvula de control del escape, esta abierto uno cualquiera de dos discos de valvula, y un gas de escape fluye por uno de los tubos de escape. Se provee un primer convertidor catalitico en uno de los tubos de escape, y se proporciona un segundo convertidor catalitico a un tubo colector al que emergen los dos tubos de escape. Un sensor de temperatura detecta la temperatura del segundo convertidor catalitico para operar el circuito de control. Cuando el sensor de temperatura detecta que el segundo convertidor catalitico esta por debajo de 5OO°C, un actuador es operado por el circuito de control por medio de una valvula solenoide y un tanque de presion negativa para abrir uno de los discos de valvula para que fluya el gas de escape al tubo de escape que tiene el primer conversor catalitico para purificar sustancias dafinas en el gas de escape a baja temperatura.

[0006] Conforme a un primer aspecto de la invencion se proporciona un sistema de escape para un sistema motor, el sistema de escape comprendiendo un sistema de tubos con al menos un puerto de entrada para recibir gases de escape del sistema motor y al menos un puerto de salida para venteo de gases de escape del sistema de escape en el que el sistema de tubos incluye al menos dos rutas de escape para el flujo de los gases desde el uno o mas puertos de entrada al uno o mas puertos de salida, y ademas incluye una valvula de desvio operable en respuesta a una entrada de control para controlar el flujo de los gases de escape a traves del sistema de tubos por una o mas de las rutas de escape, la valvula de desvio comprendiendo al menos dos elementos de valvula de mariposa, cada elemento de valvula de mariposa controlando el flujo de gases de escape por una de dichas rutas de escape, cada elemento teniendo una cara de entrada y una cara de salida, caracterizado porque al menos una cara de entrada comprende una o mas laminas para perturbar el flujo de gases de escape emitidos desde el sistema motor, y porque la valvula de desvio comprende paredes asociadas con cada elemento de mariposa, las paredes asociadas con al menos uno de los elementos de mariposa siendo convexas por lo que, en uso, se produce un efecto venturi.

[0007] Los terminos "cara de entrada" y "cara de salida" utilizados para describir los elementos de valvula de mariposa, se refieren a la orientacion de las caras del elemento de valvula de mariposa cuando ese elemento esta en la posicion cerrada. Cuando un elemento de valvula de mariposa esta en la posicion cerrada, tendra una cara que esta dirigida hacia un puerto de entrada, cuya cara ha sido descrita como la cara de entrada, y una cara que esta dirigida hacia un puerto de salida, cuya cara ha sido descrita como una cara de salida.

[0008] Debe comprenderse, sin embargo, que cuando un elemento de valvula mariposa esta en una posicion abierta, sus c aras ya no estaran orientadas asi, y en lugar de ello tomaran una posicion aproximadamente perpendicular a la posicion de las caras en la posicion cerrada.

[0009] La provision de una valvula de desvio proporciona una disposicion eficaz para posibilitar la evaluacion de la eficiencia y la eficacia de un particular sistema de gestion de gas de escape. Esto es porque la valvula de desvio permite dirigir el flujo de los gases de escape de un motor a una de al menos dos rutas de escape. Es por tanto posible comparar la eficiencia y la eficacia de al menos dos disposiciones de escape que utilizan el mismo motor. Esto permite hacer una comparacion mas precisa y coherente de las dos disposiciones. Por ejemplo, es posible comparar una disposicion de escape que incluye un sistema de tratamiento catalitico con una disposicion de escape que excluye un catalizador, o directamente comparar la eficiencia de diferentes catalizadores.

[0010] La provision de la valvula de desvio en el sistema de tubos tambien permite hacer mediciones eficaces mediante el desvio de los gases de escape a una camara sensora sin afectar el flujo de gases de escape a traves del sistema de escape.

[0011] La una o mas laminas crean perturbacion en el flujo de gases de escape, y por ello perturban el flujo laminar de gases de escape. Ademas, la perturbacion del flujo laminar permite a los gases de escape expandirse lo que da lugar a una distribucion mas homogenea de los gases de escape.

[0012] La una o mas laminas puede causar turbulencia en los gases de escape, o puede inducir un movimiento de torbellino en los gases de escape.

[0013] Generalmente se considera que un flujo turbulento es un flujo de fluido en el cual el movimiento de particulas del fluido en cualquier punto varia rapidamente en magnitud y direccion. Estos resultados en movimiento irregular en remolino. Por otro lad o, u n movimi ento de torbe llino es uno en el qu e el m ovimiento de l as particul as es sustancialmente helicoidal, y tendra sea un sentido horario o antihorario.

[0014] Cuando el sistema de escape comprende ademas un sistema de tratamiento catalitico comprendiendo un catalizador con una cara expuesta, en al menos una de las rutas de escape, la valvula de desvio causa una distribucion mas homogenea de los gases de escape sobre la cara expuesta del catalizador.

[0015] En sistemas de escape conocidos, se sabe que los gases de alta velocidad emitidos desde el motor tienden a formar una camino a traves del centro del nucleo de uncatalizador, y no se extienden a lo largo de toda la cara expuesta de l cataliza dor. Esto da lu gar a q ue el per imetro exter no d el cataliza dor reciba un fl ujo desproporcionadamente bajo de gases de escape. Esto a su vez lleva a ineficiencias en la conversion catalitica de los gases de escape.

[0016] Las paredes conv exas form an un ventur i, y en com binacion co n la una o mas l aminas me joran adicionalmente la distribucion homogenea de los gases de escape en la cara de un catalizador posicionado en una de las rutas de escape, mejorando de ese modo la eficiencia de la conversion catalitica.

[0017] Ventajosamente, al menos una cara de salida comprende medios de perturbacion de salida para crear turbulencia en los gases de escape.

[0018] Otras caracteristicas ventajosas de la invencion seran evidentes por las Reivindicaciones dependientes 2-24.

[0019] De acuerdo con un segundo aspecto de la presente invencion, se proporciona un sistema motor que incluye un motor, yun sistema de escape que comprende un sistema de tubos con al menos un puerto de entrada para recibir gases de escape del sistema de escape y al menos un puerto de salida para venteo de gases de escape del sistema de escape en donde el sistema de tubos incluye al menos dos rutas de escape para el flujo de gases desde el uno o mas puertos de entrada al uno o mas puertos de salida, y ademas incluye una valvula de desvio operable en respuesta a una entrada de control para controlar el flujo de gases de escape a traves del sistema de tubos por una o m as d e las r utas de escape, la val vula de desvi o com prendiendo al men os dos elementos de v alvula mariposa, cada elemento de valvula mariposa controlando el flujo de gases de escape por medio de dichas rutas de escape, cada elemento teniendo una cara de entrada y una cara de salida, caracterizado porque al menos una cara de entrada comprende una o mas laminas para perturbar el flujo de gases de escape emitidos desde el sistema motor, y porque la valvula de desvio comprende paredes asociciadas con cada elemento de mariposa, las paredes asociadas con al menos una de los elementos de mariposa siendo convexas, por lo que, en uso, se produce un efecto venturi.

[0020] Las realizaciones de la invencion seran ahora descritas, por medio de ejemplos no limitantes, con referencia a los dibujos acompafantes en los cuales:

Figura 1 es una ilustracion esquematica de un sistema de escape segun una realizacion de la invencion;

Figura 2 es una ilustracion esquematica de un sistema de escape segun otra realizacion de la invencion;

Figura 3 es una ilustracion esquematica de un sistema de escape segun otra realizacion mas de la invencion;

Figuras 4a-4d muestran una valvula de desvio de los sitemas de escape de las Figuras 1-3; y

Figuras 5, 6a y 6b ilustran una valvula de desvio que forma parte de la invencion.

[0021] Un sistema de escape 1O conforme a una realizacion de la invencion se muestra en la Figura 1.

[0022] El sistema de escape1O incluye un sistema de tubos 12 conectado al escape de un motor 14. El sistema de tubos 12 incluye dos puertos de entrada 15,16 para recibir gases de escape del motor 14.

[0023] El sistema de tubos tambien incluyeun puerto de salida 18 para venteo de gases de escape del sistema de escape 1O.

[0024] Uno de los puertos de entrada 15 del sistema de tubos 12 esta definido por un extremo de un sistema de tratamiento ca talitico 2 O. El sistema d e tra tamiento c atalitico 2O inc luye un prec atalizador 22 y un catal izador principal 24 conectados en serie. El sistema de tratamiento catalitico 2O define una primera ruta de escape A a traves del sistema de tubos 12 para gases de escape desde el motor 14, y es conectado a su otro extremo a un tuvo de entrada 26 de una valvula de desvio 28.

[0025] Otro de los pu ertos de entrada 16 del sistema d e tubos 12 esta definido por un extremo de un tubo d e derivacion 3O. El tubo de derivacion 3O define una segunda ruta de escape B por medio del sistema de tubos 12 para los gases de escape desde el motor 14, yesta conectado en su otro extremo a un segundo tubo de entrada 32 de la valvula de desvio 28.

[0026] Los dos tubos de entrada 26,32 de la valvula de desvio 28 se unen en un tubo de salida unico 34.

[0027] Cada uno de los tubos de entrada 26,32 incluye un elemento de valvula mariposa 36 definido por un disco

circular 38 (Figuras 4a y 4b) montado de forma giratoria dento del respectivo tubo 26,32 de tal modo que es movible entre una posicion abierta Op yuna posicion cerrada Oc. Cada uno de los discos circulares 38 corresponde en diametro al diametro interno del respectivo tubo 26,32 de tal modo que cuando el elemento de valvula mariposa 36 es movido a su posicion cerrada Oc, bloquea el flujo de gas a traves del tubo.

[0028] Los elementos de valvula mariposa 36 estan montados de forma giratoria en un eje comun 4O con un angulo de 9O° entre si. Esto asegura que cuando uno de los elementos de valvula 36 esta en su posicion abierta Op, el otro de los elementos de valvula 36 esta en su posicion cerrada Oc, de ese modo asegurando que uno de los elementos valvula 36 este siempre abierto. Por ello se evita un fallo del sistema motor, por bloqueo del flujo de los gases de escape a traves del sistema de escape 1O.

[0029] El eje 4O esta montado de forma giratoria en el cuerpo 42 de la valvula de desvio 28 definido por los tubos de entrada ysalida 26,32,34, yesta conectado a un solenoide 44 montado sobre el cuerpo 42 (ver Figuras 4c y 4d) para controlar la rotacion del eje 4O en el cuerpo 42.

[0030] El solenoide 44 esta preferiblemente controlado por un interruptor (no mostrado) tal como, por ejemplo, un interruptor electronico. El interruptor puede ser operado directamente, o puede incluir un receptor (no mostrado) para recibir sefales de un transmisor y permitir el control del interruptor, y por tanto del solenoide 44, desde una ubicacion remota.

[0031] La ruta de escape A,B tomada por los gases de escape desde el motor 14, a traves del sistema de tubos 12, es determinada por la orientacion relativa de los elementos de valvula mariposa 36 en la valvula de desvio 28. Por ejemplo, cuando el elemento de valvula mariposa 36 en el primer tubo de entrada 26 esta en su posicion abierta Op, los gases de escape del motor 14 pasan por el sistema de tratamiento catalitico 2O. De forma similar, cuando el elemento de valvula mariposa 36 en el segundo tubo de entrada 32 esta en su posicion abierta Op, los gases de escape del motor 14 pasan a traves del tubo de derivacion 3O.

[0032] El tubo de salida 34 de la valvula de desvio 28 esta conectado a un tubo de entrada 45 de un colector de regeneracion continua 46, el cual a su vez esta conectado a un tubo de salida de escape 48 que define el puerto de salida 18 del sistema de tubos 12.

[0033] El colector de regeneracion continua 46 separa las particulas de emision no c onformes de los gases de escape que pasan a su traves.

[0034] Un sensor de gas de escape 5Oa,5Ob es preferiblemente proporcionado en el tubo de derivacion 3O y en el sistema de tratamie nto catalitico 2O, corriente a bajo d el cataliz ador princi pal 24, para id entificar y me dir la s cantidades de uno o mas gases en los gases de escape.

[0035] El tipo de sensor 5Oa,5Ob instalado en el tubo de derivacion 3O y el sistema de tratamiento catalitico 2O esta determinado por el combustible utilizado en el motor 1 4 conectado al sistema de escape1O. Por ejemplo, en un motor de dos combustibles que utiliza gas y diesel, el sensor 5Oa,5Ob es preferiblemente un sensor de metano para determinar la cantidad de metano contenido en los gases de escape.

[0036] La provision de un sensor 5Oa,5Ob en cada una de las rutas de escape A,B proporciona medios para analizar los gas es de escape q ue pasan a trave s de cada una de las rut as, y p or el lo permite h acer medici ones comparativas. Por tanto, permite comparar la eficiencia y eficacia del sistema de tratamiento catalitico 2O con el de un simple tubo de derivacion 3O sin catalizador.

[0037] Se contempla que la valvula de desvio 28 permitira la c omparacion de las dos rutas b ajo diferentes condiciones de carga del motor simplemente operando el solenoide 44 para variar la ruta de escape A,B a traves del sistema de tubos 12 lo que es tomada por los gases de escape emitidos por el motor 14.

[0038] El tubo de salida de gas de escape 48 preferiblemente incluye un sensor de gas de escape 52.

[0039] Esto permite supervisar el contenido de los gases de escape emitidos a la atmosfera desde el tubo de salida

48.

[0040] Como con el sensor 5Oa,5Ob instalado en cada uno de los tubos de derivacion 3O y el sistema de tratamiento catalitico 2O, el particular tipo de sensor 52 instalado en el tubo de salida de gas de escape 48 esta determinado por el combustible utilizado en el motor 14 conectado al sistema de escape 1O. Por ejemplo, es un motor de combustible doble utilizando gas y diesel, el sensor 52 es preferiblemente un sensorde metano para determinar la cantidad de metano contenido en los gases de escape.

[0041] Los sensores 5Oa,5Ob,52 provistosen el sistema de escape 1O pueden incluir transmisores que permiten a los sensores 5Oa,5Ob,52 trasmitir mediciones a una central unidad de control (no mostrada). La unidad de control puede entonces usar las mediciones para controlar la valvula de desvio 28 y/o controlar la inyeccion de combustible en el motor 14.

[0042] En otras realizaciones, la valvula de desvio 28 puede ser invertida y posicionada entre el motor 14 y las rutas de escape A,B. En tales realizaciones, el escape del motor 14 se conecta al tubo 34 de la valvula de desvio 28, el sistema de tratamiento catalitico 2O se conecta al tubo 26 y el tubo de derivacion 3O se conecta al tubo 32. Tanto el sistema de tratamiento catalitico 2O como el tubo de derivacion 3O se conectan en sus otros extremos al tubo de entrada 45 del colector de regeneracion continua 46. De nuevo las relativas posiciones de los elementos de valvula

de mariposa 36 en la valvula de desvio 28 determinan que ruta de escape A,B es tomada por los gases de escape emitidos por el motor 14.

[0043] Un sistema de escape 6O conforme a otra realizacion de la invencion se muestra en la Figura 2. Las mismas referencias numericas son utilizadas para identificar las partes similares a las descritas con referencia a la Figura 1.

[0044] Como en la realizacion descrita con referencia a la Figura 1, el sistema de escape 6O incluye un sistema de tubos 12 conectado al escape de un motor 14. En esta realizacion, sin embargo, el sistema de tubos 12 incluye un unico puerto de entrada 115 para recibir los gases de escape del motor 14.

[0045] El sistema de tubos 12 tambien incluye un puerto de salida 18 para venteo de los gases de escape del sistema de escape 6O.

[0046] El puerto de entrada 115 del sistema de tubos 12 esta definido por un un tubo de entrada 34 de la valvula de desvio 28. El tubo de entrada 34 de la valvula de desvio 28 se divide para formar dos tubos de salida 26,32.

[0047] Uno de los tubos de salida 26 esta conectado a un extremo de un sistema de tratamiento catalitico 12O que incluye un precatalizador 122 y un catalizador principal 124 conectados en serie. El sistema de tratamiento catalitico 12O define una primera ruta de escape A a traves del sistema de tubos 12 para los gases de escape del motor 14, y esta conectado en su otro extremo a un tubo de entrada 45 de un colector de regeneracion continua 46.

[0048] El otro tubo de salida 32 esta conectado a un extremo de otro sistema de tratamiento catalitico 22O que incluye un precatalizador 222 y un catalizador principal 224 conectado en serie. El segundo sistema de tratamiento catalitico 22O define una segunda ruta de escape B a traves del sistema de tubos 12 para los gases de escape del motor 14, y esta conectado en su otro extremo al tubo de entrada 45 del colector de regeneracion continua 46.

[0049] El colector de regeneracion continua 46 esta conectado a un tubo de salida de escape 48 que define el puerto de salida 18 del sistema de escape 6O.

[0050] De manera parecida a la realizacion descrita con referencia a la Figura 1, cada uno de los tubos de salida 26,32 de la valvula de desvio 28 incluye un elemento de valvula de mariposa 36 movible entre una posicion abierta Op y una posicion cerrada Oc (Figuras 4a y 4b).

[0051] El montaje y el funcionamiento de los elementos de valvula de mariposa 36 en la valvula de desvio 28 del sistema de escape 6O son esencialmente identicos a los descritos con referencia al sistema de escape 1O mostrado en la Figura 1.

[0052] La ruta de escape A,B tomada por los gases de escape del motor 14, a traves del sistema de tubos 12, esta determinada por la orientacion relativa de los elementos de valvula de mariposa 36 en la valvula de desvio 28. Por ejemplo, cuando el elemento de valvula de mariposa 36 en el primer tubo de salida 26 esta en su posicion abierta Op, los gases de escape del motor 14 pasan a traves del primer sistema de tratamiento catalitico 12O. De forma similar, cuando el elemento de valvula de mariposa 36 en el segundo tubo de salida 32 esta en su pos icion abierta Op, los gases de escape del motor 14 pasan a traves del segundo sistema de tratamiento catalitico22O.

[0053] Un sensor de gas de escape 15O es preferiblemente proporcionado corriente abajo de los catalizadores principales 124,224 para identificar ymedir las cantidades de uno o mas gases en los gases de escape. El sensor 15O puede incluir un unico sensor localicado en el tubo de entrada 45 del colector de regeneracion continua 46. Alternativamente, el sensor 15O puede incluir un sensor separado en cada uno de los primer y segundo sistemas de tratamiento catalitico 12O,22O.

[0054] El tipo de sensor 15O esta determinado por el combustible utilizado en el motor 14 conectado al sistema de escape 6O. Por ejemplo, en un motor de dos combustibles que utiliza gas y diesel, el sensor 15O es preferiblemente un sensor de metano para determinar la cantidad de metano contenido en los gases de escape.

[0055] La provision de un sensor 15O proporciona medios para analizar los gases de escape que pasan a traves de cada una de las rutas A,B, y de ese modo permite hacer mediciones comparativas. Por tanto permite comparar la eficiencia y eficacia del primer sistema de tratamiento catalitico 12O con las del segundo sistema de tratamiento catalitico 22O.

[0056] Tambien se contempla que la valvula de desvio 28 hara posible aumentar la duracion del sistema de escape 6O permitiendo la provision de dos sistemas de tratamiento cataliticos 12O, 22O los cuales pueden ser conmutados entre si.

[0057] En particular, si uno de l os siste mas de trata miento catalitico 12 O, 22 O n o esta fu ncionando d e form a suficientemente eficiente, el elemento de valvula de mariposa que controla el flujo de gases de escape a traves de la ruta en la cual esta ubicado el sistema de tratamiento catalitico puede estar cerrado, desviando asi todos los gases de escape a traves de la otra de las dos rutas de escape para asegurar que todos los gases son tratados por el otro sistema de tratamiento catalitico.

[0058] El tubo de salida de gas de escape 48 incluye preferiblemente un sensor de gas de escape 152.

[0059] Esto permite que el contenido de los gases de escape emitidos a la atmosfera desde el tubo de salida 48 sea controlado.

[0060] Como con el sensor 15O instalado en cada uno de los primer y segundo sistemas de tratamiento catalitico 12O,22O, el tipo particular de sensor 152 instalado en el tubo de salida de gas de escape 48 esta determinado por el combustible utilizado en el motor 14 conectado al sistema de escape 6O. Por ejemplo, en un motor de combustible doble que utiliza gas y diesel, el sensor 152 es preferiblemente un sensor de metano para determinar la cantidad de metano contenido en los gases de escape.

[0061] Los sensores 15O,152 proporcionados en el sistema de escape 1O pueden incluir transmisores que permitan a los sensores 15O,152 transmitir mediciones a una undida de control central 62. La unidad de control 62 puede entonces usar las mediciones para controlar la valvula de desvio 28 y/o controlar la inyeccion de combustible en el motor 14.

[0062] La unidad de control 62 esta preferiblemente vinculada a un ordenador de control remoto 64 de tal modo que el rendimiento del sistema de escape 6O puede ser controlado desde una ubicacion remota.

[0063] En las disposiciones en las que el motor 14 es un motor de combustible doble, la informacion de los sensores de motor puede pasarse a un modulo de control de diesel 66 y la informacion de los sensores de gas puede pasarse a un modulo de control de gas 68. En base a esta informacion, los modulos de control de gas y diesel 66,68 pueden comunicarse entre si y controlar los inyectores de gas y diesel en base a la informacion combinada.

[0064] En otras realizaciones, el sistema de escape puede comprender un modulo de control unico para controlar tanto el inyector de diesel como el de gas.

[0065] Puede tambien pasarse informacion de los modulos de control de gas ydiesel 66,68 a un modulo de visualizacion de cabina 7O dentro del vehiculo junto con la informacion adquirida de otros componentes en el vehiculo. Esto permite al operador del vehiculo controlar el rendimiento del motor.

[0066] Esta informacion del vehiculo y/o motor puede pasarse tambien a la unidad de control 62 para asistirla en controlar la valvula de desvio 28. Puede tambien, a su vez, pasarse al ordenador de control remoto 64.

[0067] Un sistema de escape 8O conforme a una realizacion mas de la invencion se muestra en la Figura 3. De nuevo se usan las mismas referencias numericas para identificar componentes similares.

[0068] En esta realizacion, que es particularmente ventajosa para uso con un motor de combustible doble 14, el sistema de escape 8O incluye un sistema de tubos 12 conectado al escape de un motor 14. Como con la realizacion descrita con referencia a la Figura 2, el sistema de tubos 12 incluye un puerto de entrada unico 115 para recibir gases de escape del motor 14.

[0069] El sistema de tubos 12 tambien incluye un puerto de salida 18 para venteo de los gases de escape del sistema de escape 8O.

[0070] El puerto de entrada 115 del sistema de tubos 12 esta definido por un extremo de un sistema de tratamiento catalitico 32O que incluye un precatalizador 322 y un catalizador principal 324 conectados en serie.

[0071] El sistema de tratamiento de catalizador 32O esta conectado en su otro extremo a un tubo de entrada 34 de la valvula de desvio 28. El tubo de entrada 34 de la valvula de desvio 28 se divide para formar dos tubos de salida 26,32.

[0072] Uno de los tubos de salida 26 esta conectado a un tubo de entrada 82 de una camara 84. El tubo de entrada 82 y la camara 84 definen una primera ruta de escape A a traves del sistema de tubos 12 para los gases de escape del motor 14. La camara 84 incluye una valvula abierta (no mostrada) que permite la liberacion controlada de los gases de escape dirigidos a la camara 84, y por ello define un puerto de salida 18a del sistema de escape 8O. La camara 84 tambien incluye un sensor de metano 86.

[0073] El otro tubo de salida32 esta conectado a un tubo de salida de escape 88. El tubo de salida de escape 88 define una segunda ruta de escape B a traves del sistema de tubos 12 para gases de escape del motor 14, y define un puerto de salida 18b del sistema de escape 8O.

[0074] De manera parecida a las realizaciones descritas con referencia a las Figuras 1 y 2, cada uno de los tubos de salida 26,32 de la valvula de desvio 28 incluye un elemento de valvula de mariposa 36 movible entre una posicion abierta Op y un posicion cerrada Oc (Figuras 4a y 4b).

[0075] El montaje y operacion de los elementos de valvula de mariposa 36 en la valvula de desvio 28 del sistema de escape 8O son esencialmente identicos a los descritos con referencia a los sistemas de escape 1O,6O mostrados en las Figuras 1 y 2.

[0076] La ruta de escape A,B tomada por los gases de escape desde el motor 14, a traves del sistema de tubos 12, esta determinada por la orientacion relativa de los elementos de valvula de mariposa 36 en la valvula de desvio 28. Por ejemplo, cuando el elemento de valvula de mariposa 36 en el primer tubo de salida 26 esta en su posicion abierta Op, los gases de escape del motor 14 son pasados por medio del tubo de entrada 82 a la camara 84. De forma similar, cuando el elemento de valvula demariposa 36en elsegundo tubo de salida 32 esta en suposicion abierta Op, los gases de escape del motor 14 son pasados al tubo de salida de escape 88.

[0077] La disposicion de la camara 84 forma una " camara de permanencia" lo que permite que los gases de escape se mantengan en la vecindad del sensor de metano 86 cuando el elemento de valvula de mariposa 36 en el primer tubo de salida 26 esta en su posicion abierta Op, antes de que los gases de escape sean liberados de la camara 84. Esto permite que el sensor 86 muestrear mas eficazmente.

[0078] La provision de la valvula de desvio 28 en el sistema de escape 8O mostrado en la Figura 3 permite ensayar la eficiencia yla eficacia del sistema de tratamiento catalitico 32O dirigiendo los gases de escape a la camara 84, cuando se requiera.

[0079] El sensor de metano 86 preferiblemente incluye un transmisor que permite al sensor de metano 88 transmitir mediciones a una unidad de control central 62.

[0080] La unidad de control 62 puede entonces pasar esta informacion a un ordenador de control remoto 64.

[0081] Como con la r ealizacion descrita con la referencia a la Figura 2, la unidad de control 62 puede recibir informacion de las unidades de control de gas y diesel 66,68 las cuales a su vez p ueden pasarla al ordenador de control remoto 64.

[0082] La unidad de control 62 preferiblemente incluye un transmisor para controlar la valvula de desvio 28, de ese modo permitiendo el control remoto y supervisando el ambiente dentro del sistema de escape.

[0083] En cada una de las realizaciones descritas con referencia a las Figuras 1-3, la valvula de desvio 28 puede ser controlada, bien electricamente o de forma remota, para controlar el flujo de gases de escape a traves del sistema de tubos 12 en el caso de que no de las rutas de escape A,B llegue a bloquearse o a funcionar mal.

[0084] En cada una de las realizaciones descrita con referencia a las Figuras 1-3, la valvula de desvio 28 puede tambien incluir una disposicion de seguridad que sea operable para controlar el flujo de gases de escapea traves del sistema de tubos 12 en el caso de un fallo de energia en la valvula de desvio 28. En tal disposicion, los elementos de valvula de mariposa 36 pueden ser movibles para asegurar que los gases de escape pasan a lo largo de una predeterminada de las rutas de escape A,B por defecto. Alternativamente, o ademas, los elementos de valvula de mariposa 36 puede ser movibles para asegurar que en el caso de que este bloqueada una de las rutas de escape A,B por ejemplo, en una situacion de fallo de energia, los gases de escape pasan a lo largo de la otra de las rutas de escape A,B.

[0085] LasFiguras 4a-4d muestran una disposicion particular para la valvula de desvio, como se ha descrito con referencia con las Figuras 1-3. Se apreciara que pueden tambien usarse otras formas de valvula.

[0086] El sistema de escape de la inv encion proporciona un sistema de escape en el que p ueden controlarse diferentes ca udales, permiti endo asi obte ner medic iones co mparativas para diferentes sistemas y control ar la eficiencia de los sistemas de escape sin afectar negativamente el flujo de gases de escape a traves del sistema.

[0087] Refiriendose ahora a las Figuras 5 a 6b, se muestra en mas detalle una valvula de desvio adecuada para uso en un sistema de escape conforme a la presente invencion. La valvula de desvio 28 comprende una valvula de mariposa del tipo antes descrito con referencia a las Figuras 1 a 3 ylas Figuras 4a a 4d. Los dos elementos de mariposa 36 que forman la valvula de desvio 28 comprenden cada uno laminas 5O formadas tanto sobre la cara de entrada 21 como sobre la cara de salida 23 de cada elemento de valvula de mariposa 36. Uno de los elementos de mariposa 36 controla el flujo de gases de escape en una primera ruta de escape A, y el segundo elemento de mariposa cont rola el fl ujo d e gases d e e scape e n un a segun da ruta de escap e B. Las lamin as 5O causa n perturbacion en el flujo de gases de escape en cada uno de las rutas de escape A, B. En la r uta de escape A, esto resulta en una mezcla sustancialmente completa de gases de escape lo que permite recoger y ensayar una muestra totalmente representativa por un sensor de gas 86. En la ruta de escape B, la perturbacion del flujo causada por las laminas 5O en el elemento de valvula de desvio 36 resulta en una distribucion mas uniforme de gases por la cara 58 del catalizador 6O que forma parte del sistema catalitico 54.

[0088] Las paredes 62 de la valvula de desvio 28 en la ru ta de escape A son convexas. Esto produce un efecto venturi que potencia el torbellino causado por la valvula de desvio 28, a umentando ademas la homogeneidad de distribucion por la cara 58 del catalizador 6O.

[0089] Aunque las realizaciones ilustradas incluyen un colector de regeneracion, debe entenderse que en otras realizaciones de la invencion puede no haber colector de regeneracion.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un sistema de escape (1O) para un sistema motor (14), el sistema de escape (1O) comprendiendo un sistema de tubos (12) con al menos un puerto de entrada (15:16) para recibir gases de escape del sistema motor (14) y al menos un puerto de salida (18) para ventear gases de es cape del sistema de escape (1O) en donde el sistema de tubos (12) incluye al menos dos rutas de escape (A, B) para el flujo de gases desde el uno o mas puertos de entrada

(15:16) al uno o mas puertos de salida (18), y ademas incluye una valvula de desvio (28) operable en respuesta a una entrada de control para controlar el flujo de gases de escape a traves del sistema de tubos (12) a traves de uno

o mas de las rutas de escape (A, B), la valvula de desvio (28) comprendiendo al menos dos elementos de valvula mariposa (36), cada elemento de valvula mariposa (36) controlando el flujo de gases de escape por una de dichas rutas de escape (A, B), cada elemento teniendo una cara de entrada (21) y una cara de salida (23), caracterizado porque al menos una cara de entrada (21) comprende una o mas laminas (5O) para perturbar el flujo de gases de escape emitidos desde el sistema motor (14), y porque la valvula de desvio(28) comprende paredes asociadas con cada elemento de mariposa (36), las paredes asociadas con al menos uno de los elementos de mariposa (36) siendo convexas, por lo que, en uso, se produce un efecto venturi.
2.

Un sistema de escape (1O) conforme a la Reivindicacion 1 en el que cada cara de entrada (21) comprende una o mas laminas (5O).
3.

Un sistema de esca pe (1O) conforme a cual quiera de las Reivindicaciones precedentes en donde al menos una cara de salida (23) comprende una o mas laminas (5O).
4.

Un sistema de escape (1O) conforme a la Reivindicacion 3 en donde cada cara de salida (23) comprende una o mas laminas (5O).
5.Un sistema de escape (1O) conforme a cualquiera de las Reivindicaciones precedentes en donde al menos una de dichas rutas de escape (A, B) incluye un sistema de tratamiento catalitico (2O).
6. Un sistema de escape conforme a la Reivindicacion 5 en donde dicha o cada una de dichas rutas de escape (A, B) incluye un sensor de gas de escape (5Oa, 5Ob) posicionado corriente abajo del sistema de tratamiento catalitico (2O).
7.Un sistema de escape (1O) conforme a la Reivindicacion 5 o la Reivindicacion 6 en donde al menos otra de dichas rutas de escape (A,B) esta definida por un tubo de derivacion (3O).
8. Un sistema de escape (1O) conforme a la Reivindicacion 7 en donde el o cada tubo de derivacion (3O) incluye un sensor de gas de escape (5Oa, 5Ob).
9.Un sistema de escape (1O) conforme a cualquiera de las Reivindicaciones precedentes en donde al menos otra de dichas rutas de escape (A, B) incluye un sistema de tratamiento catalitico (2O).
10.

Un sistema de escape (1O) conforme a la Reivindicacion 9 en donde dicha otra o dicha cada otra de dichas rutas de escape (A, B) incluye un sensor de gas de escape (5Oa, 5Ob) posicionado corriente abajo desde el sistema de tratamiento catalitico (2O).
11.

Un sistema de escape (1O) conforme a cualquiera de la Reivindicaciones 5 a 1O que ademas incluye un tubo de escape de salida (12) por medio del cual gases de escape salen del sistema de escape (1O), dicho tubo de escape de salida (12) incluyendo un sensor de gas de escape (5Oa, 5Ob).
12.Un sistema de escape (1O) conforme a la Reivindicacion 11 en donde el tubo de escape de salida (12) incluye un colector de regeneracion continua (46).
13. Un sistema de escape (1O) conforme a una cualquiera de las Reivindicaciones 6, 8, 1O y 11 en el que el o cada sensor gas de escape (5Oa, 5Ob) es un sensor de metano (86).
14.Un sistema de escape (1O) conforme a la Reivindicacion 1 en el que al menos una (A) de dichas rutas de escape (A, B) incluye un conjunto de camara (84) que tiene una valvula abierta y un sensor de metano, y la otra (B) d e dichas rutas de escape (A, B) esta definida por un tubo de escape (12).
15.

Un sistema de escape (1O) conforme a la Reivindicacion 14 en el que los gases de escape son dirigidos a la valvula de desvio (28) por medio de un sistema de tratamiento cartalistico (32O), y la valvula de desvio(28) control a el flujo a bien el conjunto de camara (84) o el tubo de escape (12).
16.

Un sistema de escape (1O) conforme a cualquiera de las Reivindicaciones 6, 8, 1O, 11 y 14 en donde el o cada sensor de gas de escape (5Oa, 5Ob) incluye un transmisor para transmitir datos recogidos por el o cada sensor sensor (5Oa, 5Ob) a una unidad de adquisicion y control de datos (62).
17.

Un sistema de escape (1O) conforme a una cualquiera de las Reivindicaciones precedentes en donde la valvula de desvio (28) incluye al menos un par de elementos de valvula mariposa (36) montados en un eje comun a 9O° entre si de tal modo que cuando un elemento de valvula mariposa (36) esta abierto el otro esta cerrado, y viceversa, la valvula de desvio (28) ademas incluyendo un solenoide (44) para operar los elementos de valvula mariposa (36).
18.

Un sistema de escape (1O) conforme a la Reivindicacion 17 en donde el solenoide (44) es operable por medio de un interruptor.
19.

Un sistema de escape (1O) conforme a la Reivindicacion 17 en donde el interruptor incluye un receptor que permite el funcionamiento del interruptor desde una ubicacion remota.
20.

Un sistema de escape (1O) conforme a la Reiv indicacion 16 y la Reivindicacion 18 o la Reiv indicacion 19 en

donde la unidad de adquisicion y control de datos (62) controla el funcionamiento del solenoide (44) en respuesta a 5 mediciones recibidas desde el o cada sensor de gas de escape (5Oa, 5Ob).
21. Un sistema de escape (1O) conforme a una cualquiera de las Reivindicaciones 17 a 2O cuando depende de la Reivindicacion 8 en el que la valvula de desvio (28) incluye un dispositivo de seguridad que es operable para dirigir gases de escape a traves de un sistema de tratamiento catalitico (2O) en el caso de un fallo de energia en la valvula de desvio (28).

10 22. Un sistema de escape (1O) conforme a la Reivindicacion 21 en el que el dispositivo de seguridad incluye un resorte de retorno.
23.

Un sistema motor (14) que incluyeun motor y un sistema de escape (1O) conforme a una cualquiera de las Reivindicaciones 1-22.
24.

Un sistema motor (14) conforme a la Reivindicacion 23 en el que el motor es un motor de doble combustible.