ES2590924T3 - Método de purificación de gases de escape para motor de combustión interna - Google Patents

Abstract

Método de purificación de gases de escape expulsados de un motor de combustión interna en el que una válvula (15) de alimentación de hidrocarburos para alimentar hidrocarburos está dispuesta en el interior de un conducto de escape del motor, un catalizador (13) de purificación de gases de escape para hacer reaccionar el NOX contenido en gases de escape e hidrocarburos reformados está dispuesto en el interior del conducto de escape del motor aguas abajo de la válvula (15) de alimentación de hidrocarburos, una superficie de flujo de gases de escape del catalizador (13) de purificación de gases de escape porta un catalizador (51, 52) de metales preciosos y una parte (54) de superficie de flujo de gases de escape básica está formada alrededor del catalizador (51, 52) de metales preciosos, el catalizador (13) de purificación de gases de escape tiene la propiedad de reducir el NOX que está contenido en gases de escape si se inyecta una cantidad de hidrocarburos predeterminada mediante un periodo de alimentación predeterminado desde la válvula (15) de alimentación de hidrocarburos y tiene la propiedad de aumentar en la cantidad de almacenamiento de NOX que está contenido en gases de escape si se prolonga el periodo de alimentación de los hidrocarburos con respecto al periodo de alimentación predeterminado, en el momento del funcionamiento del motor, la cantidad de hidrocarburos predeterminada se inyecta desde la válvula (15) de alimentación de hidrocarburos según el periodo de alimentación predeterminado, y, en este momento, se aumenta una presión de inyección de los hidrocarburos procedentes de la válvula (15) de alimentación de hidrocarburos según un aumento en la fuerza de oxidación del catalizador (13) de purificación de gases de escape, en el que dicho catalizador (51, 52) de metales preciosos hace que el NOX contenido en gases de escape y los hidrocarburos reformados reaccionen para producir un producto intermedio reductor que contiene nitrógeno e hidrocarburos, el producto intermedio reductor producido se retiene en la parte (54) de superficie de flujo de gases de escape básica, una acción de reducción del producto intermedio reductor que se retiene en la parte (54) de superficie de flujo de gases de escape básica reduce el NOX, y el periodo de alimentación predeterminado de dichos hidrocarburos es el periodo de alimentación requerido para continuar produciendo el producto intermedio reductor.

Description

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METODO DE PURIFICACION DE GASES DE ESCAPE PARA MOTOR DE COMBUSTION INTERNA

DESCRIPCION

Campo tecnico

La presente invencion se refiere a un metodo de purificacion de gases de escape de un motor de combustion interna.

Tecnica anterior

En la tecnica se conoce un motor de combustion interna que dispone, en un conducto de escape del motor, un catalizador de almacenamiento de NOx que almacena NOx que esta contenido en los gases de escape cuando una relacion aire-combustible de gases de escape entrantes es pobre y que libera el NOx almacenado cuando la relacion aire-combustible de los gases de escape entrantes pasa a ser rica, que dispone, en el conducto de escape del motor aguas arriba del catalizador de almacenamiento de NOx, un catalizador de oxidacion que tiene una funcion de adsorcion, y que alimenta hidrocarburos al interior del conducto de escape del motor aguas arriba del catalizador de oxidacion para hacer que la relacion aire-combustible de los gases de escape que fluyen al interior del catalizador de almacenamiento de NOx sea rica cuando se libera NOx desde el catalizador de almacenamiento de NOx (por ejemplo, vease la bibliograffa de patente 1).

En este motor de combustion interna, los hidrocarburos que se alimentan cuando se libera NOx desde el catalizador de almacenamiento de NOx se convierten en hidrocarburos gaseosos en el catalizador de oxidacion, y los hidrocarburos gaseosos se alimentan al catalizador de almacenamiento de NOx. Como resultado, el NOx que se libera desde el catalizador de almacenamiento de NOx se reduce ampliamente.

Lista de citas

Bibliograffa de patente

Bibliograffa de patente 1: JP 3969450 B2 y EP 1 710 407 A1 Sumario de la invencion

Problema tecnico

Sin embargo, existe el problema de que cuando el catalizador de almacenamiento de NOx pasa a estar a alta temperatura, la tasa de purificacion de NOx disminuye.

Un objeto de la presente invencion es proporcionar un metodo de purificacion de gases de escape de un motor de combustion interna que pueda obtener una alta tasa de purificacion de NOx incluso si la temperatura del catalizador de purificacion de gases de escape pasa a ser una alta temperatura.

Solucion al problema

Segun la presente invencion, se proporciona un metodo de purificacion de gases de escape procedentes de un motor de combustion interna segun la reivindicacion 1. En las reivindicaciones dependientes se describen realizaciones adicionales preferidas de la invencion.

Efectos ventajosos de la invencion

Incluso si la temperatura del catalizador de purificacion de gases de escape pasa a ser una temperatura alta, puede obtenerse una tasa de purificacion de NOx alta.

Breve descripcion de los dibujos

La figura 1 es una vista general de un motor de combustion interna de tipo encendido por compresion.

La figura 2 es una vista que muestra esquematicamente una parte superficial de un soporte de catalizador.

La figura 3 es una vista para explicar una reaccion de oxidacion en un catalizador de purificacion de gases de escape.

La figura 4 es una vista que muestra un cambio de una relacion aire-combustible de gases de escape que fluyen al interior de un catalizador de purificacion de gases de escape.

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La figura 5 es una vista que muestra una tasa de purificacion de NOx.

Las figuras 6A y 6B son vistas para explicar una reaccion de oxidacion-reduccion en un catalizador de purificacion de gases de escape.

Las figuras 7A y 7B son vistas para explicar una reaccion de oxidacion-reduccion en un catalizador de purificacion de gases de escape.

La figura 8 es una vista que muestra un cambio de una relacion aire-combustible de gases de escape que fluyen al interior de un catalizador de purificacion de gases de escape.

La figura 9 es una vista de una tasa de purificacion de NOx.

La figura 10 es un diagrama de tiempo que muestra un cambio de una relacion aire-combustible de gases de escape que fluyen al interior de un catalizador de purificacion de gases de escape.

La figura 11 es un diagrama de tiempo que muestra un cambio de una relacion aire-combustible de gases de escape que fluyen al interior de un catalizador de purificacion de gases de escape.

La figura 12 es una vista que muestra una relacion entre una fuerza de oxidacion de un catalizador de purificacion de gases de escape y una relacion aire-combustible minima demandada X.

La figura 13 es una vista que muestra una relacion entre una concentracion de oxfgeno en gases de escape y una amplitud AH de una concentracion de hidrocarburos que aporta la misma tasa de purificacion de NOx.

La figura 14 es una vista que muestra una relacion entre una amplitud AH de una concentracion de hidrocarburos y una tasa de purificacion de NOx.

la figura 15 es una vista que muestra una relacion de un periodo de vibracion AT de una concentracion de hidrocarburos y una tasa de purificacion de NOx.

la figura 16 es un diagrama de tiempo que muestra cambios en una relacion aire-combustible de gases de escape que fluyen al interior de un catalizador de purificacion de gases de escape, etc.

la figura 17 es una vista que muestra un mapa de un tiempo de inyeccion WT de hidrocarburos.

las figuras 18A y 18B son vistas que muestran relaciones entre una presion de inyeccion WP y tiempo de inyeccion WT de hidrocarburos.

las figuras 19A y. 19B son vistas que muestran combustible pulverizado de hidrocarburos.

la figura 20 es una vista que muestra una relacion entre valores de coeficientes de correccion KP1 y KT1 y una temperatura de catalizador TC.

la figura 21 es una vista que muestra una relacion entre valores de coeficientes de correccion KP2 y KT2 y contaminante de azufre ZS etc.

la figura 22 es una vista que muestra una relacion entre valores de coeficientes de correccion KP3 y KT3 y una cantidad de aire de admision GA.

la figura 23 es una vista que muestra una relacion entre valores de coeficientes de correccion KP4 y KT4 y una cantidad de inyeccion W.

la figura 24 es un diagrama de flujo para control de alimentacion de hidrocarburos.

Descripcion de realizaciones

La figura 1 es una vista general de un motor de combustion interna de tipo encendido por compresion.

Haciendo referencia a la figura 1, 1 indica un cuerpo de motor, 2 una camara de combustion de cada cilindro, 3 un inyector de combustible controlado electronicamente para inyectar combustible al interior de cada camara 2 de combustion, 4 un colector de admision y 5 un colector de escape. El colector 4 de admision esta conectado a traves de un canal 6 de admision a una salida de un compresor 7a de un turbocompresor 7 de escape, mientras que una entrada del compresor 7a esta conectada a traves de un detector 8 de cantidad de aire de admision a un purificador 9 de aire. Dentro del canal 6 de admision esta dispuesta una valvula 10 de mariposa accionada por un motor paso a paso. Ademas, alrededor del canal 6 de admision esta dispuesto un dispositivo 11 de enfriamiento para enfriar el

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aire de admision que fluye a traves del interior del canal 6 de admision. En la realizacion mostrada en la figura 1, el agua de enfriamiento de motor se gma al interior del dispositivo 11 de enfriamiento en el que el agua de enfriamiento de motor se usa para enfriar el aire de admision.

Por otro lado, el colector 5 de escape esta conectado a una entrada de una turbina 7b de escape del turbocompresor 7 de escape. La salida de la turbina 7b de escape esta conectada a traves de una tubena 12 de escape a una entrada del catalizador 13 de purificacion de gases de escape, mientras que la salida del catalizador 13 de purificacion de gases de escape esta conectada a un filtro 14 de partfculas para atrapar partfculas que estan

contenidas en los gases de escape. Dentro de la tubena 12 de escape aguas arriba del catalizador 13 de

purificacion de gases de escape, esta dispuesta una valvula 15 de alimentacion de hidrocarburos, para alimentar

hidrocarburos compuestos por gasoleo u otro combustible usado como combustible para un motor de combustion

interna de tipo encendido por compresion. Esta valvula 15 de alimentacion de hidrocarburos se alimenta con hidrocarburos que estan almacenados en un almacenador 16 de hidrocarburos. El almacenador 16 de hidrocarburos se alimenta con combustible en el tanque 17 de combustible, es decir, con hidrocarburos, a traves de una bomba 18 de alimentacion. El almacenador 16 de hidrocarburos esta dotado de un sensor 19 de presion para detectar la presion de los hidrocarburos en el almacenador 16 de hidrocarburos, es decir, la presion de inyeccion de los hidrocarburos procedentes de la valvula 15 de alimentacion de hidrocarburos. La presion de inyeccion de los hidrocarburos se hace que pase a ser una presion objetivo mediante el control de la bomba 18 de alimentacion basandose en la senal de salida del sensor 19 de presion.

En la realizacion mostrada en la figura 1, se usa gasoleo como los hidrocarburos que se alimentan desde la valvula 15 de alimentacion de hidrocarburos. Observese que, la presente invencion tambien puede aplicarse a un motor de combustion interna de tipo encendido por chispa en el que el combustible se quema con una relacion aire- combustible pobre. En este caso, desde la valvula 15 de alimentacion de hidrocarburos, se alimentan hidrocarburos compuestos por gasolina u otro combustible usado como combustible de un motor de combustion interna de tipo encendido por chispa.

Por otro lado, el colector 5 de escape y el colector 4 de admision estan conectados entre sf a traves de un conducto 20 de recirculacion de gases de escape (a continuacion en el presente documento denominada “EGR”). Dentro del conducto 20 de EGR esta dispuesta una valvula 21 de control de EGR controlada electronicamente. Adicionalmente, alrededor del conducto 20 de EGR esta dispuesto un dispositivo 22 de enfriamiento para enfriar el gas de EGR que fluye a traves del interior del conducto 20 de EGR. En la realizacion mostrada en la figura 1, el agua de enfriamiento de motor se gma al interior del dispositivo 22 de enfriamiento en el que el agua de enfriamiento de motor se usa para enfriar el gas de EGR. Por otro lado, cada inyector 3 de combustible esta conectado a traves de un tubo 23 de alimentacion de combustible a un conducto 24 comun. Este conducto 24 comun esta conectado a traves de una bomba 25 de combustible de descarga variable controlada electronicamente a un tanque 17 de combustible. El combustible que esta almacenado dentro del tanque 17 de combustible se alimenta mediante la bomba 25 de combustible al interior del conducto 24 comun. El combustible que se alimenta al interior del conducto 24 comun se alimenta a traves de cada tubo 23 de alimentacion de combustible al inyector 3 de combustible.

Una unidad 30 de control electronica esta compuesta por un ordenador digital dotado de una ROM (memoria de solo lectura) 32, una RAM (memoria de acceso aleatorio) 33, una CPU (microprocesador) 34, un puerto 35 de entrada y un puerto 36 de salida, que estan conectados entre sf mediante un bus 31 bidireccional. Aguas abajo del catalizador 13 de purificacion de gases de escape, esta acoplado un sensor 26 de temperatura para detectar la temperatura de gases de escape. En el filtro 14 de partfculas hay acoplado un sensor 27 de presion diferencial para detectar una presion diferencial antes y despues del filtro 14 de partfculas. Senales de salida de estos sensor 26 de temperatura, sensor 27 de presion diferencial, sensor 19 de presion y detector 6 de cantidad de aire de admision se introducen a traves de convertidores 37 AD respectivamente correspondientes al puerto 35 de entrada. Adicionalmente, el pedal 40 del acelerador tiene un sensor 41 de carga conectado al mismo que genera una tension de salida proporcional a la cantidad de depresion L del pedal 40 del acelerador. La tension de salida del sensor 41 de carga se introduce a traves de un correspondiente convertidor 37 AD al puerto 35 de entrada. Ademas, en el puerto 35 de entrada esta conectado un sensor 42 del angulo del ciguenal que genera un impulso de salida cada vez que un arbol de ciguenal rota, por ejemplo, 15°. Por otro lado, el puerto 36 de salida esta conectado a traves de correspondientes circuitos 38 de accionamiento a cada inyector 3 de combustible, un motor paso a paso para accionar la valvula 10 de mariposa, valvula 15 de alimentacion de hidrocarburos, bomba 18 de alimentacion, valvula 21 de control de EGR y bomba 25 de combustible.

La figura 2 muestra esquematicamente un sustrato del catalizador 13 de purificacion de gases de escape que porta una parte superficial de un soporte de catalizador. En este catalizador 13 de purificacion de gases de escape, tal como se muestra en la figura 2, por ejemplo, se proporciona un soporte 50 de catalizador hecho de alumina sobre el que se portan catalizadores 51 y 52 de metales preciosos. Ademas, sobre este soporte 50 de catalizador, se forma una capa 53 basica que incluye al menos un elemento seleccionado de potasio K, sodio Na, cesio Cs u otro metal alcalino de este tipo, bario Ba, calcio Ca u otro metal alcalinoterreo de este tipo, un lantanido u otra tierra rara de este tipo y plata Ag, cobre Cu, hierro Fe, iridio Ir u otro metal que pueda donar electrones al NOx. Los gases de escape fluyen a lo largo de la parte superior del soporte 50 de catalizador, de modo que puede decirse que la superficie de flujo de gases de escape del catalizador 13 de purificacion de gases de escape porta los catalizadores

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51 y 52 de metales preciosos. Adicionalmente, la superficie de la capa 53 basica presenta basicidad, as^ que la superficie de la capa 53 basica se denomina parte 54 superficial de flujo de gases de escape basica.

Por otro lado, en la figura 2, el catalizador 51 de metales preciosos esta compuesto por platino Pt, mientras que el catalizador 52 de metales preciosos esta compuesto por rodio Rh. Es decir, los catalizadores 51 y 52 de metales preciosos que porta el soporte 50 de catalizador estan compuestos por platino Pt y rodio Rh. Observese que, sobre el soporte 50 de catalizador del catalizador 13 de purificacion de gases de escape, ademas de platino Pt y rodio Rh, adicionalmente puede portarse paladio Pd o, en lugar de rodio Rh, puede portarse paladio Pd. Es decir, los catalizadores 51 y 52 de metales preciosos que porta el soporte 50 de catalizador estan compuestos por platino Pt y al menos uno de rodio Rh y paladio Pd.

Si se inyectan hidrocarburos desde la valvula 15 de alimentacion de hidrocarburos al interior de los gases de escape, los hidrocarburos se reforman mediante el catalizador 13 de purificacion de gases de escape. En la presente invencion, en este momento, los hidrocarburos reformados se usan para eliminar el NOx en el catalizador 13 de purificacion de gases de escape. La figura 3 muestra esquematicamente la accion de reformado realizada en el catalizador 13 de purificacion de gases de escape en este momento. Tal como se muestra en la figura 3, los hidrocarburos HC que se inyectan desde la valvula 15 de alimentacion de hidrocarburos pasan a ser hidrocarburos HC con radicales con un pequeno numero de carbonos por el catalizador 51.

La figura 4 muestra los tiempos de la alimentacion de hidrocarburos desde la valvula 15 de alimentacion de hidrocarburos y los cambios en la relacion aire-combustible (A/F)in de los gases de escape que fluyen al interior del catalizador 13 de purificacion de gases de escape. Observese que, los cambios en la relacion aire-combustible (A/F)in dependen del cambio en la concentracion de los hidrocarburos en los gases de escape que fluyen al interior del catalizador 13 de purificacion de gases de escape, de modo que puede decirse que el cambio en la relacion aire- combustible (A/F)in mostrado en la figura 4 expresa el cambio en la concentracion de los hidrocarburos. Sin embargo, si la concentracion de hidrocarburos pasa a ser mas alta, la relacion aire-combustible (A/F)in pasa a ser mas pequena, de modo que, en la figura 4, cuanto mas hacia el lado rico esta la relacion aire-combustible (A/F)in, mas alta es la concentracion de hidrocarburos.

La figura 5 muestra la tasa de purificacion de NOx por el catalizador 13 de purificacion de gases de escape con respecto a las temperaturas de catalizador del catalizador 13 de purificacion de gases de escape cuando se hace cambiar periodicamente la concentracion de hidrocarburos que fluyen al interior del catalizador 13 de purificacion de gases de escape para, tal como se muestra en la figura 4, hacer que cambie la relacion aire-combustible (A/F)in de los gases de escape que fluyen al catalizador 13 de purificacion de gases de escape. Los inventores se dedicaron a la investigacion en relacion a la purificacion de NOx durante mucho tiempo. En el proceso de investigacion, aprendieron que si se hace vibrar la concentracion de hidrocarburos que fluyen al interior del catalizador 13 de purificacion de gases de escape dentro de un intervalo predeterminado de amplitud y dentro de un intervalo predeterminado de periodo, tal como se muestra en la figura 5, se obtiene una tasa de purificacion de NOx extremadamente alta incluso en una region de alta temperatura de 400°C o superior.

Ademas, en este momento, una gran cantidad de producto intermedio reductor que contiene nitrogeno e hidrocarburos continua estando retenida o adsorbida sobre la superficie de la capa 53 basica, es decir, sobre la parte 54 superficial de flujo de gases de escape basica del catalizador 13 de purificacion de gases de escape. Se aprendio que, este producto intermedio reductor desempena un papel central en la obtencion de una alta tasa de purificacion de NOx. A continuacion, esto se explicara con referencia a las figuras 6A y 6B. Observese que estas figuras 6A y 6B muestran esquematicamente la parte superficial del soporte 50 de catalizador del catalizador 13 de purificacion de gases de escape. Estas figuras 6A y 6B muestran la reaccion que se presupone que se produce cuando la concentracion de hidrocarburos que fluyen al interior del catalizador 13 de purificacion de gases de escape se hace vibrar dentro de un intervalo predeterminado de amplitud y dentro de un intervalo predeterminado de periodo.

La figura 6A muestra cuando la concentracion de hidrocarburos que fluyen al interior del catalizador 13 de purificacion de gases de escape es baja, mientras que la figura 6B muestra cuando se alimentan hidrocarburos desde la valvula 15 de alimentacion de hidrocarburos y la concentracion de hidrocarburos que fluyen al interior del catalizador 13 de purificacion de gases de escape pasa a ser mas alta.

Ahora, tal como se entendera a partir de la figura 4, la relacion aire-combustible de los gases de escape que fluyen al interior del catalizador 13 de purificacion de gases de escape se mantiene pobre excepto por un instante, de modo que los gases de escape que fluyen al interior del catalizador 13 de purificacion de gases de escape pasan normalmente a un estado de exceso de oxfgeno. Por tanto, el NO que esta contenido en los gases de escape, tal como se muestra en la figura 6A, se oxida sobre el platino 51 y pasa a ser NO2. A continuacion, este NO2 se suministra con electrones del platino 51 y pasa a ser NO2". Por tanto, se produce una gran cantidad de NO2" sobre el platino 51. Este NO2" presenta una fuerte actividad. Anteriormente, este NO2" se denomina NO2* activo.

Por otro lado, si se alimentan hidrocarburos desde la valvula 15 de alimentacion de hidrocarburos, tal como se muestra en la figura 3, los hidrocarburos se reforman y pasan a estar radicalizados dentro del catalizador 13 de

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purificacion de gases de escape. Como resultado, tal como se muestra en la figura 6B, la concentracion de hidrocarburos alrededor del NO2* activo pasa a ser mas alta. A este respecto, despues de producirse el NO2* activo, si el estado de una alta concentracion de oxfgeno alrededor del NO2* activo continua durante un tiempo predeterminado o mas, el NO2* activo se oxida y se absorbe en la capa 53 basica en forma de iones nitrato NO3-. Sin embargo, si la concentracion de hidrocarburos alrededor del NO2* activo se hace mas alta antes de que pase este tiempo predeterminado, tal como se muestra en la figura 6B, el NO2* activo reacciona sobre el platino 51 con los hidrocarburos HC con radicales mediante lo cual se produce un producto intermedio reductor. Este producto intermedio reductor se adhiere o adsorbe sobre la superficie de la capa 53 basica.

Observese que, en este momento, se considera que el primer producto intermedio reductor producido es un nitrocompuesto R-NO2. Si se produce este nitrocompuesto R-NO2, el resultado pasa a ser un compuesto de nitrilo R-CN, pero este compuesto de nitrilo R-CN solo puede sobrevivir durante un instante en este estado, asf que inmediatamente pasa a ser un compuesto de isocianato R-NCO. Este compuesto de isocianato R-NCO, cuando se hidroliza, pasa a ser un compuesto de amina R-NH2. Sin embargo, en este caso, lo que se hidroliza se considera parte del compuesto de isocianato R-NCO. Por tanto, tal como se muestra en la figura 6B, se cree que la mayona del producto intermedio reductor que se retiene o se adsorbe sobre la superficie de la capa 53 basica es el compuesto de isocianato R-NCO y el compuesto de amina R-NH2.

Por otro lado, tal como se muestra en la figura 6B, si el producto intermedio reductor producido esta rodeado por los hidrocarburos HC, el producto intermedio reductor se bloquea por los hidrocarburos Hc y la reaccion no continuara. En este caso, si la concentracion de hidrocarburos que fluyen al interior del catalizador 13 de purificacion de gases de escape se reduce y de ese modo la concentracion de oxfgeno pasa a ser mas alta, los hidrocarburos alrededor del producto intermedio reductor se oxidaran. Como resultado, tal como se muestra en la figura 6A, el producto intermedio reductor y el NO2* activo reaccionaran. En este momento, el NO2* activo reacciona con el producto intermedio reductor R-NCO o R-NH2 para formar N2, CO2 y H2O y por consiguiente se elimina el NOx.

De este modo, en el catalizador 13 de purificacion de gases de escape, al hacer mas alta la concentracion de hidrocarburos que fluyen al interior del catalizador 13 de purificacion de gases de escape, se produce un producto intermedio reductor. Al hacer mas baja la concentracion de hidrocarburos que fluyen al interior del catalizador 13 de purificacion de gases de escape y aumentar la concentracion de oxfgeno, el NO2* activo reacciona con el producto intermedio reductor y se elimina el NOx. Es decir, para que el catalizador 13 de purificacion de gases de escape elimine el NOx, la concentracion de hidrocarburos que fluyen al interior del catalizador 13 de purificacion de gases de escape ha de cambiarse periodicamente.

Obviamente, en este caso, es necesario aumentar la concentracion de hidrocarburos hasta una concentracion suficientemente alta para producir el producto intermedio reductor y es necesario reducir la concentracion de hidrocarburos hasta una concentracion suficientemente baja para hacer que el producto intermedio reductor producido reaccione con el NO2* activo. Es decir, la concentracion de hidrocarburos que fluyen al interior del catalizador 13 de purificacion de gases de escape ha de hacerse vibrar dentro de un intervalo predeterminado de amplitud. Observese que, en este caso, ha de retenerse una cantidad suficiente de producto intermedio reductor R- NCO o R-NH2 sobre la capa 53 basica, es decir, sobre la parte 24 de superficie de flujo de gases de escape basica, hasta que el producto intermedio reductor producido reacciona con el NO2* activo. Por este motivo, se proporciona la parte 24 de superficie de flujo de gases de escape basica.

Por otro lado, si se prolonga el periodo de alimentacion de los hidrocarburos, el tiempo en el que la concentracion de oxfgeno se hace mas alta pasa a ser mas largo en el periodo despues de alimentarse los hidrocarburos hasta que se alimentan de nuevo los hidrocarburos. Por tanto, el NO2* activo se absorbe en la capa 53 basica en forma de nitratos sin producir un producto intermedio reductor. Para evitar esto, es necesario hacer vibrar la concentracion de hidrocarburos que fluyen al interior del catalizador 13 de purificacion de gases de escape dentro de un intervalo predeterminado de periodo.

Por tanto, en una realizacion de la presente invencion, para hacer que el NOx contenido en los gases de escape y los hidrocarburos reformados reaccione y produzca el producto intermedio reductor R-NCO o R-NH2 que contiene nitrogeno e hidrocarburos, la superficie de flujo de gases de escape del catalizador 13 de purificacion de gases de escape porta catalizadores 51 y 52 de metales preciosos. Para retener el producto intermedio reductor producido R- NCO o R-NH2, dentro del catalizador 13 de purificacion de gases de escape, una parte 54 de superficie de flujo de gases de escape basica esta formada alrededor de los catalizadores 51 y 52 de metales preciosos. Debido a la accion de reduccion del producto intermedio reductor R-NCO o R-NH2 que se retiene sobre la parte 54 de superficie de flujo de gases de escape basica, el NOx se reduce. Se hace que el periodo de vibracion de la concentracion de hidrocarburos sea el periodo de vibracion requerido para continuar la produccion del producto intermedio reductor R- NCO o R-NH2. A este respecto, en el ejemplo mostrado en la figura 4, se hace que el intervalo de inyeccion sea de 3 segundos.

Si el periodo de vibracion de la concentracion de hidrocarburos, es decir, el periodo de alimentacion de los hidrocarburos HC, se hace mas largo que el anterior intervalo predeterminado de periodo, el producto intermedio reductor R-NCO o R-NH2 desaparece de la superficie de la capa 53 basica. En este momento, el NO2* activo que se

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produce sobre el platino Pt 53, tal como se muestra en la figura 7A, difunde en la capa 53 basica en forma de iones nitrato NO3- y pasa a ser nitratos. Es dedr, en este momento, el NOx en los gases de escape se absorbe en forma de nitratos dentro de la capa 53 basica.

Por otro lado, la figura 7B muestra el caso en el que se hace que la relacion aire-combustible de los gases de escape que fluyen al interior del catalizador 13 de purificacion de gases de escape sea la relacion aire-combustible estequiometrica o rica cuando el NOx se absorbe en forma de nitratos dentro de la capa 53 basica. En este caso, la concentracion de oxfgeno en los gases de escape disminuye, asf que la reaccion avanza en el sentido opuesto (NO3- ^NO2) y por consiguiente los nitratos absorbidos en la capa 53 basica pasan a ser iones nitrato NO3- uno a uno y, como se muestra en la figura 7B, se liberan de la capa 53 basica en forma de NO2. A continuacion, el NO2 liberado se reduce mediante los hidrocarburos HC y CO contenidos en los gases de escape.

La figura 8 muestra el caso de hacer temporalmente rica la relacion aire-combustible (A/F)in de los gases de escape que fluyen al interior del catalizador 13 de purificacion de gases de escape ligeramente antes de que la capacidad de absorcion de NOx de la capa 53 basica pase a ser saturada. Observese que, en el ejemplo mostrado en la figura 8, el intervalo de tiempo de este control por riqueza es de 1 minuto o mas. En este caso, el NOx que se absorbio en la capa 53 basica cuando la relacion aire-combustible (A/F)in de los gases de escape era pobre se libera todo de una vez de la capa 53 basica y se reduce cuando la relacion aire-combustible (A/F)in de los gases de escape se hace temporalmente rica. Por tanto, en este caso, la capa 53 basica desempena el papel de un absorbedor para absorber temporalmente NOx.

Observese que, en este momento, en ocasiones la capa 53 basica adsorbe temporalmente el NOx. Por tanto, si se usa el termino almacenamiento como un termino que incluye tanto absorcion como adsorcion, en este momento, la capa 53 basica desempena el papel de un agente de almacenamiento de NOx para almacenar temporalmente el nOx. Es decir, en este caso, si la relacion del aire y el combustible (hidrocarburos) que se alimentan al interior del conducto de admision del motor, las camaras 2 de combustion y el conducto de escape aguas arriba del catalizador 13 de purificacion de gases de escape se denomina relacion aire-combustible de los gases de escape, el catalizador 13 de purificacion de gases de escape funciona como catalizador de almacenamiento de NOx que almacena el NOx cuando la relacion aire-combustible de los gases de escape es pobre y libera el NOx almacenado cuando la concentracion de oxfgeno en los gases de escape disminuye.

La figura 9 muestra la tasa de purificacion de NOx cuando se hace que el catalizador 13 de purificacion de gases de escape funcione como catalizador de almacenamiento de NOx de este modo. Observese que el eje de abscisas de la figura 9 muestra la temperatura de catalizador TC del catalizador 13 de purificacion de gases de escape. Cuando se hace que el catalizador 13 de purificacion de gases de escape funcione como catalizador de almacenamiento de NOx, como se muestra en la figura 9, cuando la temperatura de catalizador TC es de 300°C a 400°C, se obtiene una tasa de purificacion de NOx extremadamente alta, pero cuando la temperatura de catalizador TC pasa a ser de 400°C o una temperatura mas alta, la tasa de purificacion de NOx disminuye.

De esta manera, cuando la temperatura de catalizador TC pasa a ser de 400°C o mas, la tasa de purificacion de NOx disminuye porque si la temperatura de catalizador TC pasa a ser de 400°C o mas, los nitratos se descomponen por el calor y se liberan en forma de NO2 desde el catalizador 13 de purificacion de gases de escape. Es decir, siempre que se almacene NOx en forma de nitratos, cuando la temperatura de catalizador TC es alta, es diffcil obtener una alta tasa de purificacion de NOx. Sin embargo, en el nuevo metodo de purificacion de NOx mostrado de la figura 4 a las figuras 6A y 6B, tal como se entendera a partir de las figuras 6A y 6B, no se forman nitratos o incluso si se forman, su cantidad es extremadamente pequena, por consiguiente, como se muestra en la figura 5, incluso cuando la temperatura de catalizador TC es alta, se obtiene una alta tasa de purificacion de NOx.

Por tanto, en la presente invencion, una valvula 15 de alimentacion de hidrocarburos para alimentar hidrocarburos esta dispuesta en el interior de un conducto de escape del motor, un catalizador 13 de purificacion de gases de escape para hacer reaccionar el NOx contenido en gases de escape e hidrocarburos reformados esta dispuesto en el interior de un conducto de escape del motor aguas abajo de la valvula 15 de alimentacion de hidrocarburos, y la superficie de flujo de gases de escape del catalizador 13 de purificacion de gases de escape porta catalizadores 51 y 52 de metales preciosos. Alrededor de los catalizadores 51 y 52 de metales preciosos, esta formada una parte 54 de superficie de flujo de gases de escape basica. El catalizador 13 de purificacion de gases de escape tiene la propiedad de reducir el NOx que esta contenido en gases de escape si la valvula 15 de alimentacion de hidrocarburos inyecta una cantidad predeterminada de hidrocarburos en un periodo de alimentacion predeterminado y tiene la propiedad de aumentar en la cantidad de almacenamiento de NOx que esta contenido en gases de escape si el periodo de alimentacion de los hidrocarburos se hace mas largo que el intervalo de alimentacion predeterminado. En el momento del funcionamiento del motor, la valvula 15 de alimentacion de hidrocarburos inyecta la cantidad predeterminada de hidrocarburos segun el periodo de alimentacion predeterminado. Debido a esto, el NOx que esta contenido en los gases de escape se reduce en el catalizador 13 de purificacion de gases de escape.

Es decir, puede decirse que el metodo de purificacion de NOx que se muestra de la figura 4 a las figuras 6A y 6B es un nuevo metodo de purificacion de NOx disenado para eliminar NOx sin formar casi ningun nitrato en caso de usar

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un catalizador de purificacion de gases de escape que porta un catalizador de metales preciosos y forma una capa basica que puede absorber NOx. En realidad, cuando se usa este nuevo metodo de purificacion de NOx, la cantidad de nitratos que se detecta de la capa 53 basica pasa a ser mucho mas pequena en comparacion con el caso en el que se hace funcionar el catalizador 13 de purificacion de gases de escape como catalizador de almacenamiento de NOx.

A continuacion, haciendo referencia a de la figura 10 a la figura 15, se explicara un poco mas en detalle el nuevo metodo de purificacion de NOx que se muestra en de la figura 4 a las figuras 6A y 6B.

La figura 10 muestra ampliado el cambio en la relacion aire-combustible (A/F)in mostrada en la figura 4. Observese que, tal como se explico anteriormente, el cambio en la relacion aire-combustible (A/F)in de los gases de escape que fluyen al interior de este catalizador 13 de purificacion de gases de escape muestra simultaneamente el cambio en la concentracion de los hidrocarburos que fluyen al interior del catalizador 13 de purificacion de gases de escape. Observese que, en la figura 10, AH muestra la amplitud del cambio en la concentracion de hidrocarburos HC que fluyen al interior del catalizador 13 de purificacion de gases de escape, mientras que AT muestra el periodo de vibracion de la concentracion de los hidrocarburos que fluyen al interior del catalizador 13 de purificacion de gases de escape.

Ademas, en la figura 10, (A/F)b muestra la relacion aire-combustible base que muestra la relacion aire-combustible del gas de combustion para generar la salida de motor. En otras palabras, esta relacion aire-combustible base (A/F)b muestra la relacion aire-combustible de los gases de escape que fluyen al interior del catalizador 13 de purificacion de gases de escape cuando se detiene la alimentacion de hidrocarburos. Por otro lado, en la figura 10, X muestra el lfmite superior de la relacion aire-combustible (A/F)in que se usa para producir el producto intermedio reductor sin que el NO2* activo producido se almacene en forma de nitratos dentro de la capa 53 basica. Para hacer que el NO2* activo y los hidrocarburos modificados reaccionen y produzcan el producto intermedio reductor, es necesario hacer que la relacion aire-combustible (A/F)in sea inferior al lfmite superior X de esta relacion aire-combustible.

En otras palabras, en la figura 10, X muestra el lfmite inferior de la concentracion de hidrocarburos requerida para hacer que el NO2* activo y el hidrocarburo reformado reaccionen para producir un producto intermedio reductor. Para producir el producto intermedio reductor, la concentracion de hidrocarburos ha de hacerse superior a este lfmite inferior X. En este caso, se determina si se produce el producto intermedio reductor por la relacion de la concentracion de oxfgeno y la concentracion de hidrocarburo alrededor del NO2* activo, es decir, la relacion aire- combustible (A/F)in. El lfmite superior X de la relacion aire-combustible requerida para producir el producto intermedio reductor se denominara a continuacion la relacion aire-combustible minima demandada.

En el ejemplo mostrado en la figura 10, la relacion aire-combustible minima demandada X es rica, por tanto, en este caso, para formar el producto intermedio reductor, la relacion aire-combustible (A/F)in se hace instantaneamente la relacion aire-combustible minima demandada X o menos, es decir, se hace rica. En contraposicion a esto, en el ejemplo mostrado en la figura 11, la relacion aire-combustible minima demandada X pasa a ser pobre. En este caso, el producto intermedio reductor se produce manteniendo la relacion aire-combustible (A/F)in pobre y reduciendo periodicamente la relacion aire-combustible (A/F)in.

En este caso, si la relacion aire-combustible minima demandada X pasa a ser rica o pasa a ser pobre depende de la fuerza de oxidacion del catalizador 13 de purificacion de gases de escape. En este caso, el catalizador 13 de purificacion de gases de escape, por ejemplo, pasa a ser mas fuerte en fuerza de oxidacion si se aumenta la cantidad portada del metal 51 precioso y pasa a ser mas fuerte en fuerza de oxidacion si se refuerza la acidez. Por tanto, la fuerza de oxidacion del catalizador 13 de purificacion de gases de escape cambia debido a la cantidad portada del metal 51 precioso o la fuerza de la acidez.

Ahora, si se usa un catalizador 13 de purificacion de gases de escape con una gran fuerza de oxidacion, tal como se muestra en la figura 11, si se mantiene la relacion aire-combustible (A/F)in pobre mientras se disminuye periodicamente la relacion aire-combustible (A/F)in, los hidrocarburos acaban oxidandose por completo cuando se reduce la relacion aire-combustible (A/F)in. Como resultado, el producto intermedio reductor ya no puede producirse. En contraposicion a esto, cuando se usa un catalizador 13 de purificacion de gases de escape con una gran fuerza de oxidacion, tal como se muestra en la figura 10, si se hace la relacion aire-combustible (A/F)in periodicamente rica, cuando la relacion aire-combustible (A/F)in se hace rica, los hidrocarburos se oxidaran parcialmente, sin oxidarse por completo, es decir, los hidrocarburos se modificaran, por consiguiente se producira el producto intermedio reductor. Por tanto, cuando se usa un catalizador 13 de purificacion de gases de escape con una gran fuerza de oxidacion, la relacion aire-combustible minima demandada X ha de hacerse rica.

Por otro lado, cuando se usa un catalizador 13 de purificacion de gases de escape con una fuerza de oxidacion debil, tal como se muestra en la figura 11, si se mantiene la relacion aire-combustible (A/F)in pobre mientras se disminuye periodicamente la relacion aire-combustible (A/F)in, los hidrocarburos se oxidaran parcialmente sin oxidarse por completo, es decir, los hidrocarburos se reformaran y por consiguiente se producira el producto intermedio reductor. En contraposicion a esto, cuando se usa un catalizador 13 de purificacion de gases de escape con una fuerza de oxidacion debil, tal como se muestra en la figura 10, si se hace la relacion aire-combustible (A/F)in

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periodicamente rica, se escapara una gran cantidad de hidrocarburos del catalizador 13 de purificacion de gases de escape sin oxidarse y por consiguiente la cantidad de hidrocarburos que se desperdicia aumentara. Por tanto, cuando se usa un catalizador 13 de purificacion de gases de escape con una fuerza de oxidacion debil, la relacion aire-combustible minima demandada X tiene que hacerse pobre.

Es decir, se aprende que la relacion aire-combustible minima demandada X, tal como se muestra en la figura 12, se reduce cuanto mas grande es la fuerza de oxidacion del catalizador 13 de purificacion de gases de escape. De este modo la relacion aire-combustible minima demandada X pasa a ser pobre o rica debido a la fuerza de oxidacion del catalizador 13 de purificacion de gases de escape. A continuacion, tomando como ejemplo el caso en el que la relacion aire-combustible minima demandada X es rica, se explicara la amplitud del cambio en la concentracion de hidrocarburos que fluyen al interior del catalizador 13 de purificacion de gases de escape y el periodo de vibracion de la concentracion de hidrocarburos que fluyen al interior del catalizador 13 de purificacion de gases de escape.

Ahora, si la relacion aire-combustible base (A/F)b pasa a ser mas grande, es decir, si la concentracion de oxfgeno en los gases de escape antes de que se alimenten los hidrocarburos pasa a ser mas alta, la cantidad de alimentacion de hidrocarburos requerida para hacer la relacion aire-combustible (A/F)in la relacion aire-combustible minima demandada X o menos aumenta y junto con esto tambien aumenta el exceso de cantidad de hidrocarburos que no contribuyen a la produccion del producto intermedio reductor. En este caso, para eliminar bien el NOx, tal como se explico anteriormente, es necesario hacer que el exceso de hidrocarburos se oxide. Por tanto, para eliminar el NOx bien, cuanto mayor es la cantidad de exceso de hidrocarburos, mayor es la cantidad de oxfgeno que se requiere.

En este caso, si se aumenta la concentracion de oxfgeno en los gases de escape, puede aumentarse la cantidad de oxfgeno. Por tanto, para eliminar el NOx bien, cuando la concentracion de oxfgeno en los gases de escape antes de que se alimenten los hidrocarburos es alta, es necesario aumentar la concentracion de oxfgeno en los gases de escape despues de alimentar los hidrocarburos. Es decir, cuanto mayor es la concentracion de oxfgeno en los gases de escape antes de que se alimenten los hidrocarburos, mayor ha de hacerse la amplitud de la concentracion de hidrocarburos.

La figura 13 muestra la relacion entre la concentracion de oxfgeno en los gases de escape antes de que se alimenten los hidrocarburos y la amplitud AH de la concentracion de hidrocarburos cuando se obtiene la misma tasa de purificacion de NOx. Para obtener la misma tasa de purificacion de NOx, a partir de la figura 13, se aprende que cuanto mayor es la concentracion de oxfgeno en los gases de escape antes de que se alimenten los hidrocarburos, mayor ha de hacerse la amplitud AH de la concentracion de hidrocarburos. Es decir, para obtener la misma tasa de purificacion de NOx, cuanto mayor es la relacion aire-combustible base (A/F)b, mayor ha de hacerse la amplitud AT de la concentracion de hidrocarburos. En otras palabras, para eliminar el NOx bien, cuanto menor es la relacion aire- combustible base (A/F)b, mas puede reducirse la amplitud AT de la concentracion de hidrocarburos.

A este respecto, la relacion aire-combustible base (A/F)b pasa a ser la mas baja en el momento de una operacion de aceleracion. En este momento, si la amplitud AH de la concentracion de hidrocarburos es de aproximadamente 200 ppm, es posible eliminar el NOx bien. La relacion aire-combustible base (A/F)b es normalmente mas grande que el tiempo de la operacion de aceleracion. Por tanto, tal como se muestra en la figura 14, si la amplitud AH de la concentracion de hidrocarburos es de 200 ppm o mas, puede obtenerse una excelente tasa de purificacion de NOx.

Por otro lado, se aprende que cuando la relacion aire-combustible base (A/F)b es la mas alta, si se hace la amplitud AH de la concentracion de hidrocarburos 10000 ppm aproximadamente, se obtiene una excelente tasa de purificacion de NOx. Ademas, si la amplitud AH de la concentracion de hidrocarburos esta por encima de 10000 ppm, existe el peligro de que la relacion aire-combustible (A/F)in se haga rica. Por tanto, existe el peligro de que el nuevo metodo de purificacion de NOx que se muestra desde la figura 4 hasta las figuras 6A y 6B ya no pueda realizarse. Por tanto, en la presente invencion, el intervalo predeterminado de la amplitud de la concentracion de hidrocarburos se hace de 200 ppm a 10000 ppm.

Ademas, si el periodo de vibracion AT de la concentracion de hidrocarburos se hace mas largo, la concentracion de oxfgeno alrededor del NO2* activo se hace mas alta en el tiempo desde despues de alimentarse los hidrocarburos hasta cuando los hidrocarburos se alimentan de nuevo. En este caso, si el periodo de vibracion AT de la concentracion de hidrocarburos se hace mas largo de aproximadamente 5 segundos, el NO2* activo empieza a absorberse en forma de nitratos dentro de la capa 53 basica. Por tanto, tal como se muestra en la figura 15, si el periodo de vibracion AT de la concentracion de hidrocarburos se hace mas largo de aproximadamente 5 segundos, la tasa de purificacion de NOx cae. Por tanto, el periodo de vibracion AT de la concentracion de hidrocarburos ha de hacerse de 5 segundos o menos.

Por otro lado, si el periodo de vibracion AT de la concentracion de hidrocarburos se hace de aproximadamente 0,3 segundos o menos, los hidrocarburos alimentados empiezan a acumularse sobre la superficie de flujo de gases de escape del catalizador 13 de purificacion de gases de escape, por tanto, tal como se muestra en la figura 15, si el periodo de vibracion AT de la concentracion de hidrocarburos pasa a ser aproximadamente 0,3 segundos o menos, la tasa de purificacion de NOx disminuye. Por tanto, en la presente invencion, el periodo de vibracion de la

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concentracion de hidrocarburos se hace de desde 0,3 segundos hasta 5 segundos.

Ahora, en la presente invencion, al cambiar la cantidad de inyeccion y los tiempos de la inyeccion de hidrocarburos desde la valvula 15 de alimentacion de hidrocarburos, la amplitud AH y el periodo de vibracion AT de la concentracion de hidrocarburos se controlan a los valores optimos segun el estado de funcionamiento del motor, es decir, de modo que el nuevo metodo de purificacion de NOx realiza una buena accion de purificacion. En este caso, en esta realizacion de la presente invencion, la cantidad de inyeccion de hidrocarburos se determina controlando la presion de inyeccion ytiempo de inyeccion de los hidrocarburos de la valvula 15 de alimentacion de hidrocarburos.

La figura 16 muestra el cambio de concentracion de hidrocarburos que fluyen al catalizador 13 de purificacion de gases de escape, es decir, el cambio en la relacion aire-combustible (A/F)in de los gases de escape que fluyen al catalizador 13 de purificacion de gases de escape, y la cantidad de inyeccion W de hidrocarburos en un determinado estado de funcionamiento del motor representativo. El tiempo de inyeccion WT de hidrocarburos que permite garantizar una buena accion de purificacion de NOx por parte del nuevo metodo de purificacion de NOx cambia segun el estado de funcionamiento del motor. En esta realizacion segun la presente invencion, el tiempo de inyeccion de referencia WT0 de los hidrocarburos cuando la presion de inyeccion WP de hidrocarburos es la presion de inyeccion de referencia WP0 se almacena en funcion del par motor demandado TQ del motor y la velocidad del motor N en forma de un mapa tal como se muestra en la figura 17 por adelantado en la ROM 32.

La figura 18A y la figura 18B muestran relaciones entre la presion de inyeccion WP y el tiempo de inyeccion WT cuando la cantidad de inyeccion de hidrocarburos es la misma. Como se entendera a partir de la figura 18A y la figura 18B, si la presion de inyeccion WP pasa a ser baja, el tiempo de inyeccion WT pasa a ser largo, mientras que si la presion de inyeccion WP pasa a ser alta, el tiempo de inyeccion WT pasa a ser corto. Por otro lado, la figura 19A muestra el combustible pulverizado Fa de hidrocarburos formados por una unica inyeccion cuando la presion de inyeccion WP es baja tal como se muestra en la figura 18A, mientras que la figura 19B muestra el combustible pulverizado Fb de hidrocarburos formados por una unica inyeccion cuando la presion de inyeccion WP es alta tal como se muestra en la figura 18B. Observese que, la figura 19A y la figura 19B muestran casos en los que el caudal de los gases de escape es el mismo. A partir de las figuras 19A y 19B, se entendera que si la presion de inyeccion WP pasa a ser alta, el volumen ocupado por el combustible pulverizado pasa a ser pequeno y la concentracion de hidrocarburos en el combustible pulverizado pasa a ser alta.

Ahora, cuando la fuerza de oxidacion del catalizador 13 de purificacion de gases de escape es fuerte, si se forma combustible pulverizado Fa con una concentracion de hidrocarburos baja tal como se muestra en la figura 19A, los hidrocarburos terminaran oxidandose por completo. Como resultado, el producto intermedio reductor ya no podra producirse. En contraposicion a esto, cuando la fuerza de oxidacion del catalizador 13 de purificacion de gases de escape es fuerte, si se forma combustible pulverizado Fb con una concentracion de hidrocarburos alta tal como se muestra en la figura 19B, los hidrocarburos se oxidaran parcialmente sin oxidarse por completo, es decir, los hidrocarburos se reformaran y por consiguiente se producira el producto intermedio reductor. Por tanto, cuando la fuerza de oxidacion del catalizador 13 de purificacion de gases de escape es fuerte, es preferible formar combustible pulverizado Fb con una concentracion de hidrocarburos alta, es decir, elevar la presion de inyeccion WP.

Por otro lado, cuando la fuerza de oxidacion del catalizador 13 de purificacion de gases de escape es debil, si se forma combustible pulverizado Fa con una concentracion de hidrocarburos baja tal como se muestra en la figura 19A, los hidrocarburos se oxidaran parcialmente sin oxidarse por completo, es decir, los hidrocarburos se reformaran para formar el producto intermedio reductor. En contraposicion a esto, cuando la fuerza de oxidacion del catalizador 13 de purificacion de gases de escape es debil, si se forma combustible pulverizado Fb con una concentracion de hidrocarburos alta tal como se muestra en la figura 19B, simplemente se expulsara una gran cantidad de hidrocarburos desde el catalizador 13 de purificacion de gases de escape sin oxidarse y por tanto la cantidad de hidrocarburos que se desperdicia aumentara. Por tanto, cuando la fuerza de oxidacion del catalizador 13 de purificacion de gases de escape es debil, es preferible formar combustible pulverizado Fa con una concentracion de hidrocarburos baja, es decir, disminuir la presion de inyeccion WP.

Por tanto, en la presente invencion, cuando se esta haciendo funcionar el nuevo metodo de purificacion de NOx, es decir, cuando, en el momento del funcionamiento del motor, la cantidad de hidrocarburos predeterminada se inyecta desde la valvula 15 de alimentacion de hidrocarburos segun el periodo de alimentacion predeterminado, la presion de inyeccion WP de hidrocarburos desde la valvula 15 de alimentacion de hidrocarburos se aumenta segun el aumento en la fuerza de oxidacion del catalizador 13 de purificacion de gases de escape.

A este respecto, en este caso, la fuerza de oxidacion del catalizador 13 de purificacion de gases de escape aumenta cuanto mayor es la temperatura del catalizador 13 de purificacion de gases de escape. Por tanto, en esta realizacion segun la presente invencion, la presion de inyeccion de los hidrocarburos se aumenta segun un aumento de la temperatura del catalizador 13 de purificacion de gases de escape. Concretamente, en esta realizacion segun la presente invencion, la relacion entre el coeficiente de correccion kP1 para la presion de inyeccion de referencia WP0 de hidrocarburos y la temperatura de catalizador TC del catalizador 13 de purificacion de gases de escape mostrada en la figura 20 y la relacion entre el coeficiente de correccion KT1 para el tiempo de inyeccion de referencia WT0 y la temperatura de catalizador TC del catalizador 13 de purificacion de gases de escape mostrada en la figura 17 se

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almacenan por adelantado. Los coeficientes de correccion KP1 y KT1 que se encuentran a partir de estas relaciones se usan para calcular la presion de inyeccion real WP y el tiempo de inyeccion real WT.

Es decir, en esta realizacion segun la presente invencion, a partir de la figura 20, se entendera que cuando la temperatura de catalizador TC es menor que una temperatura de referencia predeterminada TCo, la presion de inyeccion real WP se hace la presion de inyeccion de referencia WP0 y el tiempo de inyeccion real WT se hace el tiempo de inyeccion de referencia WT0 mostrado en la figura 17, mientras que cuando la temperatura de catalizador TC supera la temperatura de referencia predeterminada TC0, la presion de inyeccion real WP se hace aumentar con respecto a la presion de inyeccion de referencia WP0 y el tiempo de inyeccion real WT se hace mas corto que el tiempo de inyeccion de referencia WT0.

Ademas, la fuerza de oxidacion del catalizador 13 de purificacion de gases de escape se hace mas fuerte si el contaminante de azufre del catalizador 13 de purificacion de gases de escape aumenta. Es decir, los gases de escape incluyen SOx. Si este SOx fluye al interior del catalizador 13 de purificacion de gases de escape, a veces se almacenara en la capa 53 basica en forma de sulfatos. Esta accion de almacenamiento de SOx ocurre en primer lugar en el extremo de lado aguas arriba del catalizador 13 de purificacion de gases de escape, por tanto, junto con el paso del tiempo, la cantidad de sulfatos que se almacenan en la capa 53 basica aumenta gradualmente en el extremo de lado aguas arriba del catalizador 13 de purificacion de gases de escape.

Si la cantidad almacenada de sulfatos aumenta, la basicidad de la capa 53 basica se debilitara y, como resultado, la capacidad de oxidacion del metal 51 precioso en el extremo de lado aguas arriba del catalizador 13 de purificacion de gases de escape aumentara. Cuando la capacidad de oxidacion del metal 51 precioso en el extremo de lado aguas arriba del catalizador 13 de purificacion de gases de escape aumenta de este modo, para provocar la produccion del producto intermedio reductor, es preferible formar combustible pulverizado Fb con una concentracion de hidrocarburos alta tal como se muestra en la figura 19B, es decir, elevar la presion de inyeccion WP.

Por tanto, en esta realizacion segun la presente invencion, la presion de inyeccion WP de hidrocarburos se aumenta segun un aumento de contaminante de azufre en el extremo de lado aguas arriba del catalizador 13 de purificacion de gases de escape. Concretamente, en esta realizacion segun la presente invencion, la relacion entre el coeficiente de correccion KP2 para la presion de inyeccion de referencia WP0 de hidrocarburos y el contaminante de azufre ZS del catalizador 13 de purificacion de gases de escape tal como se muestra en la figura 21 y la relacion entre el coeficiente de correccion KT2 para el tiempo de inyeccion de referencia WT0 y el contaminante de azufre ZS del catalizador 13 de purificacion de gases de escape mostrada en la figura 17 se almacenan por adelantado. Los coeficientes de correccion KP2 y KT2 que se encuentran a partir de estas relaciones se usan para calcular la presion de inyeccion real WP y el tiempo de inyeccion real WT respectivamente.

Es decir, en esta realizacion, a partir de la figura 21, se entendera que cuando el contaminante de azufre ZS es menor que un contaminante de referencia predeterminado S0, la presion de inyeccion real WP se hace la presion de inyeccion de referencia WP0 y el tiempo de inyeccion real WT se hace el tiempo de inyeccion de referencia WT0 mostrado en la figura 17, mientras que cuando el contaminante de azufre ZS supera el contaminante de referencia predeterminado S0, la presion de inyeccion real WP se hace aumentar con respecto a la presion de inyeccion de referencia WP0 y el tiempo de inyeccion real WT se hace mas corto que el tiempo de inyeccion de referencia WT0.

Por otro lado, si el caudal de los gases de escape pasa a ser mas rapido, es decir, si la cantidad de aire de admision aumenta, la concentracion de hidrocarburos en el combustible pulverizado de los hidrocarburos pasara a ser mas diluida. En este momento, es preferible aumentar la concentracion de hidrocarburos en el combustible pulverizado de los hidrocarburos para producir el producto intermedio reductor bien, es decir, elevar la presion de inyeccion WP. Por tanto, en esta realizacion segun la presente invencion, la presion de inyeccion WP de hidrocarburos se aumenta segun un aumento en la cantidad de aire de admision, es decir, segun un aumento en el caudal de los gases de escape que fluyen a traves del interior del conducto de escape del motor.

Concretamente, en esta realizacion segun la presente invencion, la relacion entre el coeficiente de correccion KP3 para la presion de inyeccion de referencia WP0 de los hidrocarburos y la cantidad de aire de admision GA tal como se muestra en la figura 22 y la relacion entre el coeficiente de correccion KT3 para el tiempo de inyeccion de referencia WT0 y la cantidad de aire de admision GA mostrada en la figura 17 se almacenan por adelantado. Los coeficientes de correccion KP3 y KT3 que se encuentran a partir de estas relaciones se usan para calcular la presion de inyeccion real WP y el tiempo de inyeccion real WT respectivamente.

Observese que, el tiempo de inyeccion de referencia WT0 mostrado en la figura 17 muestra un valor cuando la cantidad de aire de admision GA es la cantidad de aire de admision de referencia GA0 mostrada en la figura 22, por tanto, cuando la cantidad de aire de admision GA es la cantidad de aire de admision de referencia GA0 los valores de los coeficientes de correccion KP3 y KT3 pasan a ser 1,0. Ademas, el valor del coeficiente de correccion KP3 pasa a ser mayor a medida que la cantidad de aire de admision GA aumenta, mientras que el valor del coeficiente de correccion KT3 pasa a ser mas pequeno a medida que la cantidad de aire de admision GA aumenta.

Ademas, por ejemplo, en el momento de la regeneracion del filtro 14 de partfculas, el filtro 14 de partfculas ha de

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elevarse de temperatura. En este momento, la cantidad de inyeccion de hidrocarburos desde la valvula 15 de alimentacion de hidrocarburos se aumenta. A este respecto, cuando la cantidad de inyeccion de hidrocarburos se aumenta de este modo, si se mantiene la presion de inyeccion WP de hidrocarburos a la presion de inyeccion de referencia WP0, la concentracion de hidrogeno en el combustible pulverizado de hidrocarburos pasa a ser extremadamente alta. Como resultado, pasa a ser diffcil provocar que todos los hidrocarburos que se inyectan se oxiden parcialmente. Por tanto, la situacion se provoca donde parte de los hidrocarburos pasan directamente a traves del catalizador 13 de purificacion de gases de escape.

Por tanto, en esta realizacion segun la presente invencion, la presion de inyeccion WP de hidrocarburos se aumenta segun un aumento en la cantidad de inyeccion de hidrocarburos desde la valvula 15 de alimentacion de hidrocarburos. Concretamente, en esta realizacion segun la presente invencion, la relacion entre el coeficiente de correccion KP4 para la presion de inyeccion de referencia WP0 de los hidrocarburos y la cantidad de inyeccion de hidrocarburos W tal como se muestra en la figura 23 y la relacion entre el coeficiente de correccion KT4 para el tiempo de inyeccion de referencia WT0 y la cantidad de inyeccion de hidrocarburos W mostrada en la figura 17 se almacenan por adelantado. Los coeficientes de correccion KP4 y KT4 que se encuentran a partir de estas relaciones se usan para calcular la presion de inyeccion real WP y el tiempo de inyeccion real WT respectivamente.

Es decir, en esta realizacion segun la presente invencion, a partir de la figura 23, se entendera que cuando la cantidad de inyeccion W es menor que una cantidad de inyeccion de referencia predeterminada Wo, la presion de inyeccion real WP se hace la presion de inyeccion de referencia WP0 y el tiempo de inyeccion real WT se hace el tiempo de inyeccion de referencia WT0 mostrado en la figura 17, mientras que cuando la cantidad de inyeccion W supera la cantidad de inyeccion de referencia predeterminada Wo, la presion de inyeccion real WP se hace disminuir con respecto a la presion de inyeccion de referencia WP0 y el tiempo de inyeccion real WT se hace mayor que el tiempo de inyeccion de referencia WT0.

La figura 24 muestra una rutina de control de la cantidad de alimentacion de hidrocarburos. Esta rutina se ejecuta por interrupcion cada tiempo predeterminado.

Haciendo referencia a la figura 24, en primer lugar, en la etapa 60, el tiempo de inyeccion de referencia WT0 segun el estado de funcionamiento del motor se calcula a partir del mapa mostrado en la figura 17. A continuacion, en la etapa 61, se lee la presion de inyeccion de referencia WP0. A continuacion, en la etapa 62, la temperatura de catalizador TC del catalizador 13 de purificacion de gases de escape que se detecta mediante el sensor 26 de

temperatura se usa para calcular los valores de los coeficientes de correccion KP1 y KT1 a partir de la relacion

mostrada en la figura 20. A continuacion, en la etapa 63, se calcula el contaminante de azufre US.

Es decir, la cantidad de SOx que esta contenida en los gases de escape se determina en consecuencia cuando se determina el estado de funcionamiento del motor. La cantidad de SOx SOXA que se expulsa desde el motor por unidad de tiempo se almacena en funcion del estado de funcionamiento del motor por adelantado en la ROM 32. La cantidad de SOx que se almacena en el catalizador 13 de purificacion de gases de escape se considera proporcional a la cantidad de SOx SOXA que se expulsa desde el motor. Por tanto, en la etapa 63, US se suma al producto de la cantidad de SOx SOXA y una constante proporcional C para calcular el contaminante de azufre US. En la etapa 64, este contaminante de azufre US calculado se usa para calcular los valores de los coeficientes de correccion KP2 y KT2 a partir de la relacion mostrada en la figura 21.

A continuacion, en la etapa 65, la cantidad de aire de admision GA que se detecta mediante el detector 8 de

cantidad de aire de admision se usa para calcular los valores de los coeficientes de correccion KP3 y KT3 a partir de

la relacion mostrada en la figura 22. A continuacion, en la etapa 65, la cantidad de inyeccion W se usa como base para calcular los valores de los coeficientes de correccion KP4 y KT4 a partir de la relacion mostrada en la figura 23. A continuacion, en la etapa 67, la presion de inyeccion de referencia WP0 se multiplica por los valores de todos los coeficientes de correccion KP1, KP2, KP3, y KP4 correspondientes para calcular la presion de inyeccion final WP, entonces la presion de inyeccion real se hace esta presion de inyeccion final WP. A continuacion, en la etapa 68, el tiempo de inyeccion de referencia WT0 se multiplica por los valores de todos los coeficientes de correccion KT1, KT2, KT3, y KT4 correspondientes para calcular el tiempo de inyeccion final WT, entonces el tiempo de inyeccion real se hace este tiempo de inyeccion final WT.

Observese que, como otra realizacion, en el conducto de escape del motor aguas arriba del catalizador 13 de purificacion de gases de escape, puede disponerse un catalizador de oxidacion para modificar los hidrocarburos.

Lista de numeros de referencia

4.. . colector de admision

5.. . colector de escape

7.. . turbocompresor de escape

12.. . tubena de escape

13.. . catalizador de purificacion de gases de escape

14.. . filtro de partfculas

15.. . valvula de alimentacion de hidrocarburos

Claims (6)

1. 10

   15

   20

   25
2. 2.

   30
3. 3.

   35
4. 4.

   40
5. 5.

   45 6.
6. 7.

   50

   REIVINDICACIONES

   Metodo de purificacion de gases de escape expulsados de un motor de combustion interna en el que una valvula (15) de alimentacion de hidrocarburos para alimentar hidrocarburos esta dispuesta en el interior de un conducto de escape del motor, un catalizador (13) de purificacion de gases de escape para hacer reaccionar el NOx contenido en gases de escape e hidrocarburos reformados esta dispuesto en el interior del conducto de escape del motor aguas abajo de la valvula (15) de alimentacion de hidrocarburos, una superficie de flujo de gases de escape del catalizador (13) de purificacion de gases de escape porta un catalizador (51, 52) de metales preciosos y una parte (54) de superficie de flujo de gases de escape basica esta formada alrededor del catalizador (51, 52) de metales preciosos, el catalizador (13) de purificacion de gases de escape tiene la propiedad de reducir el NOx que esta contenido en gases de escape si se inyecta una cantidad de hidrocarburos predeterminada mediante un periodo de alimentacion predeterminado desde la valvula (15) de alimentacion de hidrocarburos y tiene la propiedad de aumentar en la cantidad de almacenamiento de NOx que esta contenido en gases de escape si se prolonga el periodo de alimentacion de los hidrocarburos con respecto al periodo de alimentacion predeterminado, en el momento del funcionamiento del motor, la cantidad de hidrocarburos predeterminada se inyecta desde la valvula (15) de alimentacion de hidrocarburos segun el periodo de alimentacion predeterminado, y, en este momento, se aumenta una presion de inyeccion de los hidrocarburos procedentes de la valvula (15) de alimentacion de hidrocarburos segun un aumento en la fuerza de oxidacion del catalizador (13) de purificacion de gases de escape, en el que dicho catalizador (51, 52) de metales preciosos hace que el NOx contenido en gases de escape y los hidrocarburos reformados reaccionen para producir un producto intermedio reductor que contiene nitrogeno e hidrocarburos, el producto intermedio reductor producido se retiene en la parte (54) de superficie de flujo de gases de escape basica, una accion de reduccion del producto intermedio reductor que se retiene en la parte (54) de superficie de flujo de gases de escape basica reduce el NOx, y el periodo de alimentacion predeterminado de dichos hidrocarburos es el periodo de alimentacion requerido para continuar produciendo el producto intermedio reductor.

   Metodo de purificacion de gases de escape expulsados de un motor de combustion interna segun la reivindicacion 1, en el que la presion de inyeccion de dichos hidrocarburos se aumenta segun un aumento de temperatura del catalizador (13) de purificacion de gases de escape.

   Metodo de purificacion de gases de escape expulsados de un motor de combustion interna segun la reivindicacion 1, en el que la presion de inyeccion de dichos hidrocarburos se aumenta segun un aumento en contaminante de azufre en un extremo de lado aguas arriba del catalizador (13) de purificacion de gases de escape.

   Metodo de purificacion de gases de escape expulsados de un motor de combustion interna segun la reivindicacion 2 o 3, en el que la presion de inyeccion de dichos hidrocarburos se aumenta segun un aumento en un caudal de gases de escape que fluye a traves del interior del conducto de escape del motor.

   Metodo de purificacion de gases de escape expulsados de un motor de combustion interna segun la reivindicacion 1, en el que la presion de inyeccion de dichos hidrocarburos se aumenta segun un aumento en la cantidad de inyeccion de hidrocarburos desde la valvula (15) de alimentacion de hidrocarburos.

   Metodo de purificacion de gases de escape expulsados de un motor de combustion interna segun la reivindicacion 1, en el que dicho catalizador (51, 52) de metales preciosos esta compuesto por platino Pt y al menos uno de rodio Rh y paladio Pd.

   Metodo de purificacion de gases de escape expulsados de un motor de combustion interna segun la reivindicacion 1, en el que, en la superficie de flujo de gases de escape de dicho catalizador (13) de purificacion de gases de escape, esta formada una capa (53) basica que incluye un metal alcalino, metal alcalinoterreo, tierra rara, o metal que puede donar electrones al NOx, y la superficie de dicha capa (53) basica forma dicha parte (54) de superficie de flujo de gases de escape basica.