IT202100014207A1 - AN EXHAUST GAS AFTER-TREATMENT SYSTEM FOR A WASTE GAS EXHAUST SYSTEM OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE AND ITS TEST METHOD - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE DESCRIPTION
del brevetto per invenzione industriale dal titolo: of the patent for industrial invention entitled:
?UN SISTEMA DI POST-TRATTAMENTO DEI GAS DI SCARICO PER UN IMPIANTO DI SCARICO DEI GAS ESAUSTI DI UN MOTORE A COMBUSTIONE INTERNA E RELATIVO METODO DI CONTROLLO? ?AN EXHAUST GAS AFTER-TREATMENT SYSTEM FOR AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE EXHAUST GAS SYSTEM AND METHOD OF CHECKING IT?
SETTORE DELLA TECNICA TECHNICAL SECTOR
La presente invenzione ? relativa ad un sistema di post-trattamento dei gas di scarico per un impianto di scarico dei gas esausti di un motore a combustione interna e ad un metodo di controllo di detto sistema di posttrattamento dei gas di scarico. The present invention ? relating to an exhaust gas aftertreatment system for an exhaust gas exhaust system of an internal combustion engine and to a control method of said exhaust gas aftertreatment system.
ARTE ANTERIORE EARLIER ART
Come noto, un motore a combustione interna ? tipicamente provvisto di un numero di cilindri, ciascuno dei quali ? collegato ad un collettore di aspirazione e ad un collettore di scarico, al quale ? collegato un condotto di scarico che alimenta i gas di scarico prodotti dalla combustione ad un sistema di scarico, il quale emette i gas prodotti dalla combustione nell?atmosfera. As known, an internal combustion engine? typically equipped with a number of cylinders, each of which ? connected to an intake manifold and an exhaust manifold, to which ? an exhaust duct is connected which feeds the exhaust gases produced by combustion to an exhaust system, which emits the gases produced by combustion into the atmosphere.
Un sistema di post-trattamento dei gas di scarico comprende solitamente un precatalizzatore disposto lungo il condotto di scarico; un filtro antiparticolato disposto anch?esso lungo il condotto di scarico, a valle del precatalizzatore; ed un convertitore catalitico disposto lungo il condotto di scarico, a monte del filtro antiparticolato. An exhaust gas post-treatment system usually includes a pre-catalyst arranged along the exhaust duct; a particulate filter also arranged along the exhaust duct, downstream of the pre-catalyst; and a catalytic converter arranged along the exhaust duct, upstream of the particulate filter.
Il sistema di post-trattamento dei gas di scarico comprende infine anche un bruciatore destinato ad immettere dei gas di scarico (e di conseguenza calore) nel condotto di scarico in modo da velocizzare il riscaldamento del convertitore catalitico ed in modo da facilitare la rigenerazione del filtro antiparticolato. All?interno del bruciatore ? definita una camera di combustione che riceve aria fresca da un circuito di alimentazione di aria e che riceve combustibile da un iniettore, predisposto per iniettare il combustibile all?interno della camera di combustione. Inoltre, una candela ? accoppiata al bruciatore per determinare l?accensione della miscela presente all?interno della camera di combustione stesso. Finally, the exhaust gas post-treatment system also includes a burner intended to introduce exhaust gases (and consequently heat) into the exhaust duct in order to speed up the heating of the catalytic converter and in order to facilitate regeneration of the filter particulate matter. Inside the burner ? a combustion chamber is defined which receives fresh air from an air supply circuit and which receives fuel from an injector, arranged to inject the fuel into the combustion chamber. Also, a candle ? coupled to the burner to determine the ignition of the mixture present inside the combustion chamber itself.
I gas di scarico prodotti dal bruciatore hanno una concentrazione di inquinanti che risulta particolarmente elevata durante una fase iniziale di avviamento del bruciatore. Durante questa fase iniziale, la temperatura del convertitore catalitico ? inferiore alla temperatura di attivazione e, pertanto, il convertitore catalitico presenta una efficienza di conversione estremamente bassa degli inquinanti prodotti dal bruciatore. The exhaust gases produced by the burner have a concentration of pollutants which is particularly high during an initial start-up phase of the burner. During this initial phase, the temperature of the catalytic converter ? lower than the activation temperature and, therefore, the catalytic converter has an extremely low conversion efficiency of the pollutants produced by the burner.
Risulta pertanto di fondamentale importanza riuscire a contenere gli inquinanti prodotti dal bruciatore e liberati in atmosfera, in particolare durante la fase di avviamento del bruciatore stesso. It is therefore of fundamental importance to be able to contain the pollutants produced by the burner and released into the atmosphere, in particular during the start-up phase of the burner itself.
DESCRIZIONE DELLA INVENZIONE DESCRIPTION OF THE INVENTION
Scopo della presente invenzione ? fornire un metodo di controllo di un bruciatore per un sistema di scarico di un motore a combustione interna il quale sia privo degli inconvenienti sopra descritti e, in particolare, sia di facile ed economica implementazione. Purpose of the present invention? to provide a method of controlling a burner for an exhaust system of an internal combustion engine which is free from the drawbacks described above and, in particular, which is easy and economical to implement.
Secondo la presente invenzione viene fornito un metodo di controllo di un bruciatore per un sistema di scarico di un motore a combustione interna secondo quanto rivendicato dalle rivendicazioni allegate. According to the present invention there is provided a method of controlling a burner for an exhaust system of an internal combustion engine according to what is claimed in the appended claims.
BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
La presente invenzione verr? ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui: This invention will come now described with reference to the attached drawings, which illustrate a non-limiting embodiment thereof, in which:
- la figura 1 mostra schematicamente un motore a combustione interna provvisto di un sistema di posttrattamento dei gas di scarico realizzato in accordo con la presente invenzione; figure 1 schematically shows an internal combustion engine provided with an exhaust gas post-treatment system made in accordance with the present invention;
- le figure da 2 a 4 illustrano schematicamente una prima variante del sistema di post-trattamento dei gas di scarico della figura 1 in diverse modalit? di funzionamento; e - figures 2 to 4 schematically illustrate a first variant of the exhaust gas post-treatment system of figure 1 in different ways? of operation; And
- la figura 5 illustra schematicamente una seconda variante del sistema di post-trattamento dei gas di scarico della figura 1. - figure 5 schematically illustrates a second variant of the exhaust gas post-treatment system of figure 1.
FORME DI ATTUAZIONE PREFERITE DELL?INVENZIONE PREFERRED EMBODIMENTS OF THE INVENTION
Nella figura 1, con il numero 1 ? indicato nel suo complesso un motore a combustione interna sovralimentato, provvisto di un impianto 2 di scarico dei gas esausti in un autoveicolo (non illustrato) e avente un numero di cilindri 3, ciascuno dei quali ? collegato ad un collettore 4 di aspirazione e ad un collettore 5 di scarico tramite almeno una rispettiva valvola di scarico (non illustrata). In figure 1, with the number 1 ? indicated as a whole a supercharged internal combustion engine, provided with an exhaust gas exhaust system 2 in a motor vehicle (not shown) and having a number of cylinders 3, each of which ? connected to an intake manifold 4 and to an exhaust manifold 5 via at least one respective exhaust valve (not shown).
Il collettore 4 di aspirazione riceve una miscela di gas che comprende sia gas di scarico e aria fresca, cio? aria proveniente dall?ambiente esterno attraverso un condotto 6 di aspirazione, il quale ? provvisto di un filtro aria per il flusso di aria fresca ed ? regolato da una valvola 8 a farfalla. Lungo il condotto 6 di aspirazione a valle del filtro 7 aria, ? disposto anche un debimetro 9 (meglio noto come Air Flow Meter). The intake manifold 4 receives a gas mixture which includes both exhaust gas and fresh air, i.e.? air coming from the external environment through an intake duct 6, which ? equipped with an air filter for the flow of fresh air and ? regulated by a butterfly valve 8. Along the intake duct 6 downstream of the air filter 7, ? a flow meter 9 (better known as the Air Flow Meter) is also available.
Al collettore 5 di scarico ? collegato un condotto 10 di scarico che alimenta i gas di scarico prodotti dalla combustione all?impianto 2 di scarico, il quale emette i gas prodotti dalla combustione nell?atmosfera. To the exhaust manifold 5? an exhaust duct 10 is connected which feeds the exhaust gases produced by the combustion to the exhaust system 2, which emits the gases produced by the combustion into the atmosphere.
Il motore 1 a combustione interna sovralimentato comprende un sistema di sovralimentazione del motore 1 a combustione interna, realizzato mediante un turbocompressore 11 provvisto di una turbina 12, che ? disposta lungo il condotto 10 di scarico per ruotare ad alta velocit? sotto l?azione dei gas di scarico espulsi dai cilindri 3, ed un compressore 13, il quale ? disposto lungo il condotto 6 di aspirazione ed ? collegato meccanicamente alla turbina 12 per venire trascinato in rotazione dalla turbina 12 stessa cos? da aumentare la pressione dell?aria presente nel condotto 6 di alimentazione. The supercharged internal combustion engine 1 comprises a supercharging system of the internal combustion engine 1, made by means of a turbocharger 11 provided with a turbine 12, which ? arranged along the exhaust duct 10 to rotate at high speed? under the action of the exhaust gases expelled from the cylinders 3, and a compressor 13, which ? disposed along the suction duct 6 and ? mechanically connected to the turbine 12 to be driven into rotation by the turbine 12 itself so? to increase the pressure of the air present in the supply duct 6.
L?impianto 2 di scarico dei gas ? provvisto di un sistema 14 di post-trattamento dei gas di scarico comprendente un precatalizzatore 15 disposto lungo il condotto 10 di scarico, a valle del turbocompressore 11 ed un filtro 16 antiparticolato (anche noto come Gasoline Particulate Filter) disposto anch?esso lungo il condotto di scarico 7, a valle del precatalizzatore 15. Secondo una preferita variante, il sistema 14 di post-trattamento dei gas di scarico ? provvisto di un convertitore 17 catalitico disposto lungo il condotto di scarico 7, a monte del filtro 16 antiparticolato. Secondo una preferita forma di realizzazione, il convertitore 17 catalitico e il filtro 16 antiparticolato sono disposti uno di seguito all?altro all?interno di uno contenitore tubolare comune. The gas discharge system 2? provided with an exhaust gas post-treatment system 14 comprising a pre-catalyst 15 arranged along the exhaust duct 10, downstream of the turbocharger 11 and a particulate filter 16 (also known as Gasoline Particulate Filter) also arranged along the duct 7, downstream of the pre-catalyst 15. According to a preferred variant, the exhaust gas post-treatment system 14 is? provided with a catalytic converter 17 arranged along the exhaust pipe 7, upstream of the anti-particulate filter 16. According to a preferred embodiment, the catalytic converter 17 and the particle filter 16 are arranged one after the other inside a common tubular container.
Secondo una prima variante, il motore 1 a combustione interna ? inoltre provvisto di una sonda 18 lineare ad ossigeno di tipo UHEGO o UEGO alloggiata lungo il condotto 10 di scarico e interposta fra il turbocompressore 11 e il precatalizzatore 15 per rilevare il rapporto aria/combustibile (o titolo) dei gas di scarico (fornendo una uscita lineare che indica il contenuto di ossigeno nei gas di scarico) a valle del turbocompressore 11 e a monte del precatalizzatore 15. According to a first variant, the internal combustion engine 1 ? also provided with a linear oxygen probe 18 of the UHEGO or UEGO type housed along the exhaust duct 10 and interposed between the turbocharger 11 and the pre-catalyst 15 to detect the air/fuel ratio (or title) of the exhaust gases (providing an linear which indicates the oxygen content in the exhaust gases) downstream of the turbocharger 11 and upstream of the pre-catalyst 15.
Il motore a combustione interna ? inoltre provvisto di una sonda 19 lambda destinata a fornire una uscita binaria di tipo on/off che indica se il titolo dei gas di scarico ? sopra o sotto al valore stechiometrico, alloggiata lungo il condotto 10 di scarico e interposta fra il precatalizzatore 15 e l?assieme definito dal convertitore 17 catalitico e dal filtro 16 antiparticolato per rilevare la concentrazione di ossigeno all'interno dei gas di scarico a valle del precatalizzatore 15; e infine una sonda 20 lambda destinata a fornire una uscita binaria di tipo on/off che indica se il titolo dei gas di scarico ? sopra o sotto al valore stechiometrico, alloggiata lungo il condotto 10 di scarico e disposta a valle dell?assieme definito dal convertitore 17 catalitico e dal filtro 16 antiparticolato per rilevare la concentrazione di ossigeno all'interno dei gas di scarico a valle dell?assieme definito dal convertitore 17 catalitico e dal filtro 16 antiparticolato. The internal combustion engine? furthermore provided with a lambda probe 19 designed to supply a binary output of the on/off type which indicates whether the title of the exhaust gases ? above or below the stoichiometric value, housed along the exhaust duct 10 and interposed between the pre-catalyst 15 and the assembly defined by the catalytic converter 17 and the anti-particulate filter 16 to detect the oxygen concentration inside the exhaust gases downstream of the pre-catalyst 15; and finally a lambda probe 20 destined to supply an on/off type binary output which indicates whether the title of the exhaust gases ? above or below the stoichiometric value, housed along the exhaust duct 10 and arranged downstream of the assembly defined by the catalytic converter 17 and the anti-particulate filter 16 to detect the oxygen concentration inside the exhaust gases downstream of the defined assembly by the catalytic converter 17 and by the particulate filter 16.
Il sistema 14 di post-trattamento dei gas di scarico comprende poi un bruciatore 21 destinato ad immettere dei gas di scarico (e di conseguenza calore) nel condotto 10 di scarico in modo da velocizzare il riscaldamento del precatalizzatore 15 e/o del convertitore 17 catalitico ed in modo da facilitare la rigenerazione del filtro 16 antiparticolato. Il bruciatore 21 ? disposto in modo da immettere i gas di scarico nel condotto 10 di scarico a monte del precatalizzatore 15 oppure a monte del convertitore 17 catalitico. The exhaust gas post-treatment system 14 then comprises a burner 21 intended to introduce exhaust gases (and consequently heat) into the exhaust duct 10 so as to speed up the heating of the pre-catalyst 15 and/or of the catalytic converter 17 and so as to facilitate the regeneration of the anti-particulate filter 16. The 21 burner? arranged so as to introduce the exhaust gases into the exhaust duct 10 upstream of the pre-catalyst 15 or upstream of the catalytic converter 17.
Secondo quanto meglio illustrato nelle figure da 2 a 5, all?interno del bruciatore 21 ? definita una camera 22 di combustione che riceve aria fresca (cio? aria proveniente dall?ambiente esterno) tramite un circuito 23 di alimentazione aria provvisto di un dispositivo 24 di pompaggio che pesca dall?ambiente esterno e alimenta l?aria mediante un condotto 25. Preferibilmente, fra il collettore 4 di aspirazione e il dispositivo 24 di pompaggio ? interposto un elemento 39 di filtraggio dell?aria. La camera 22 di combustione riceve inoltre il combustibile da un iniettore 27, predisposto per iniettare il combustibile all?interno della camera 22 di combustione. Inoltre, una candela 28 ? accoppiata al bruciatore 21 per determinare l?accensione della miscela presente all?interno della camera 22 di combustione. Il motore 1 a combustione interna comprende poi un circuito 29 di alimentazione del combustibile provvisto di un dispositivo 30 di pompaggio che alimenta il combustibile mediate un condotto 31. According to what is better illustrated in figures 2 to 5, inside the burner 21? a combustion chamber 22 is defined which receives fresh air (i.e. air coming from the external environment) via an air supply circuit 23 provided with a pumping device 24 which draws from the external environment and feeds the air via a duct 25. Preferably, between the intake manifold 4 and the pumping device 24 ? interposed an element 39 for filtering the air. The combustion chamber 22 also receives the fuel from an injector 27, arranged to inject the fuel into the combustion chamber 22. Also, a 28 candle ? coupled to the burner 21 to determine the ignition of the mixture present inside the combustion chamber 22. The internal combustion engine 1 also comprises a fuel supply circuit 29 provided with a pumping device 30 which supplies the fuel via a duct 31.
Il sistema 14 di post-trattamento dei gas di scarico del bruciatore comprende una valvola 40 a tre vie alloggiata lungo il condotto 25, a valle del dispositivo 24 di pompaggio. Infine, il sistema 14 di post-trattamento dei gas di scarico comprende una valvola 41 a tre vie alloggiata lungo un condotto 35 di uscita destinato a riversare i gas di scarico in uscita dal bruciatore 21 nel condotto 10 di scarico. The burner exhaust gas post-treatment system 14 comprises a three-way valve 40 housed along the duct 25, downstream of the pumping device 24. Finally, the exhaust gas post-treatment system 14 comprises a three-way valve 41 housed along an outlet duct 35 intended to pour the exhaust gases leaving the burner 21 into the exhaust duct 10.
Infine, il sistema 14 di post-trattamento dei gas di scarico comprende un condotto 42 che si origina dal condotto 35 di uscita (in particolare, in corrispondenza della valvola 41 a tre vie) e lungo il quale ? alloggiato un serbatoio 43 di raccolta dei gas di scarico in uscita dal bruciatore 21. In particolare, il condotto 42 collega la valvola 41 a tre vie alla valvola 40 a tre vie. Finally, the exhaust gas post-treatment system 14 comprises a duct 42 which originates from the outlet duct 35 (in particular, in correspondence with the three-way valve 41) and along which ? housed a tank 43 for collecting the exhaust gases leaving the burner 21. In particular, the duct 42 connects the three-way valve 41 to the three-way valve 40.
La valvola 41 a tre vie ? realizzata per convogliare selettivamente i gas di scarico prodotti dal bruciatore 21 nel condotto 10 di scarico oppure nel condotto 42 verso il serbatoio 43 di raccolta oppure, alternativamente, per convogliare i gas di scarico raccolti nel serbatoio 43 di raccolta verso il condotto 10 di scarico. The three-way valve 41 ? made to selectively convey the exhaust gases produced by the burner 21 in the exhaust duct 10 or in the duct 42 towards the collection tank 43 or, alternatively, to convey the exhaust gases collected in the collection tank 43 towards the exhaust duct 10.
La valvola 40 a tre vie ? invece realizzata per convogliare selettivamente il flusso di aria verso il bruciatore 21 oppure nel condotto 42 verso il serbatoio 43 di raccolta. The 40 three-way valve ? instead it is made to selectively convey the flow of air towards the burner 21 or in the duct 42 towards the collection tank 43.
Il motore 1 a combustione interna comprende infine un sistema 32 di controllo, il quale ? atto a sovrintendere al funzionamento del motore 1 a combustione interna stesso. Il sistema 32 di controllo comprende almeno una unit? di controllo elettronica (denominata normalmente ?ECU? ? ?Electronic Control Unit?), la quale sovrintende al funzionamento dei diversi componenti del motore 1 a combustione interna. Finally, the internal combustion engine 1 comprises a control system 32 which ? suitable for supervising the operation of the internal combustion engine 1 itself. The control system 32 comprises at least one unit? electronic control unit (normally called ?ECU? ? ?Electronic Control Unit?), which supervises the operation of the various components of the internal combustion engine 1.
La candela 28 viene pilotata dalla unit? ECU di controllo elettronica per fare scoccare una scintilla tra i propri elettrodi e determinare quindi l?accensione della miscela aria/benzina all?interno della camera 22 di combustione. Il sistema 32 di controllo comprende, inoltre, una pluralit? di sensori collegati alla unit? ECU di controllo elettronica. Anche le due valvole a tre vie, indicate rispettivamente con 40 e 41, sono collegate alla unit? ECU di controllo elettronica che sovraintende al loro funzionamento. The spark plug 28 is driven by the unit? Electronic control ECU to make a spark strike between its own electrodes and therefore determine the ignition of the air/petrol mixture inside the combustion chamber 22. The control system 32 further comprises a plurality of of sensors connected to the unit? Electronic control ECU. Also the two three-way valves, indicated respectively by 40 and 41, are connected to the unit? Electronic control ECU that oversees their operation.
I sensori comprendono, in particolare, un sensore 33 di temperatura e pressione del flusso di aria alimentata al bruciatore 21 preferibilmente alloggiato lungo il condotto 25, preferibilmente a monte della valvola 40 a tre vie; un sensore 34 di temperatura e pressione dei gas di scarico in uscita dal bruciatore 21 alloggiato lungo il condotto 35 di uscita, preferibilmente a monte della valvola 41 a tre vie; un sensore 36 di pressione del combustibile alimentato al bruciatore 21 alloggiato lungo il condotto 31. L?unit? ECU di controllo elettronica ? inoltre collegata alla sonda 18 lineare ad ossigeno di tipo UHEGO o UEGO e alle sonde 19, 20 lambda da cui riceve segnali indicativi del rapporto aria/combustibile (o titolo) dei gas di scarico. The sensors comprise, in particular, a temperature and pressure sensor 33 of the flow of air fed to the burner 21 preferably housed along the duct 25, preferably upstream of the three-way valve 40; a sensor 34 for the temperature and pressure of the exhaust gases leaving the burner 21 housed along the outlet duct 35, preferably upstream of the three-way valve 41; a fuel pressure sensor 36 supplied to the burner 21 housed along the duct 31. The unit? Electronic control ECU ? furthermore connected to the linear oxygen probe 18 of the UHEGO or UEGO type and to the lambda probes 19, 20 from which it receives signals indicative of the air/fuel ratio (or title) of the exhaust gases.
In uso, durante il normale funzionamento del sistema 14 di post-trattamento dei gas di scarico sono previste le condizioni di lavoro descritte nella trattazione che segue. In use, during normal operation of the exhaust gas post-treatment system 14, the working conditions described in the following discussion are envisaged.
Per un intervallo iniziale di tempo all?avviamento del bruciatore 21, la temperatura del precatalizzatore 15 e/o del convertitore 17 catalitico ? inferiore alla temperatura di attivazione e la concentrazione di inquinanti prodotti dal bruciatore 21 ? superiore ad un valore limite; il flusso di aria proveniente dal collettore 4 di aspirazione viene indirizzato al bruciatore 21 mentre la valvola 41 a tre vie ? pilotata dalla unit? ECU di controllo elettronica in modo che i gas di scarico in uscita dal bruciatore 21 non vengano indirizzati nel condotto 10 di scarico ma bens? nel serbatoio 43 di raccolta (condizione illustrata nella figura 2). For an initial interval of time at the start-up of the burner 21, the temperature of the pre-catalyst 15 and/or of the catalytic converter 17 ? lower than the activation temperature and the concentration of pollutants produced by the burner 21 ? higher than a limit value; the flow of air coming from the intake manifold 4 is directed to the burner 21 while the three-way valve 41 ? driven by the unit? Electronic control ECU so that the exhaust gases leaving the burner 21 are not directed into the exhaust duct 10 but rather in the collection tank 43 (condition illustrated in Figure 2 ).
Quando la concentrazione di inquinanti prodotti dal bruciatore 21 ha raggiunto un valore inferiore o uguale al valore limite alcuni istanti dopo l?avviamento del bruciatore 21, il flusso di aria proveniente dal collettore 4 di aspirazione viene indirizzato al bruciatore 21 mentre la valvola 41 a tre vie viene pilotata dalla unit? ECU di controllo elettronica in modo che i gas di scarico in uscita dal bruciatore 21 vengano indirizzati nel condotto 10 di scarico (condizione illustrata nella figura 3) per poter esercitare l?azione di riscaldamento su precatalizzatore 15 e/o convertitore 17 catalitico. When the concentration of pollutants produced by the burner 21 has reached a value lower than or equal to the limit value a few instants after the start-up of the burner 21, the flow of air coming from the intake manifold 4 is directed to the burner 21 while the valve 41 vie is driven by the unit? Electronic control ECU so that the exhaust gases leaving the burner 21 are directed into the exhaust duct 10 (condition illustrated in figure 3) in order to be able to exert the heating action on the pre-catalyst 15 and/or catalytic converter 17.
Infine, quando la temperatura del precatalizzatore 15 e/o del convertitore 17 catalitico ? al di sopra della temperatura di attivazione ed il motore 1 a combustione interna ? in condizioni di cut-off motore - vale a dire quando si interrompe la mandata di combustibile agli iniettori in fase di rilascio con il pedale dell'acceleratore totalmente sollevato e il motore 1 a combustione interna trascinato dalle ruote - viene realizzata una fase di pulizia del serbatoio 43 di raccolta. La valvola 40 a tre vie viene pilotata dalla unit? ECU di controllo elettronica in modo che il flusso di aria proveniente dal collettore 4 di aspirazione non venga indirizzato al bruciatore 21 ma bens? al serbatoio 43 di raccolta, mentre la valvola 41 a tre vie viene pilotata dalla unit? ECU di controllo elettronica in modo che i gas di scarico in uscita dal serbatoio 43 di raccolta vengano indirizzati nel condotto 10 di scarico (condizione illustrata nella figura 4). Finally, when is the temperature of the pre-catalyst 15 and/or of the catalytic converter 17 ? above the activation temperature and the internal combustion engine 1 ? in engine cut-off conditions - i.e. when the fuel delivery to the injectors is interrupted during the release phase with the accelerator pedal fully lifted and the internal combustion engine 1 driven by the wheels - a cleaning phase is carried out collection tank 43. Is the three-way valve 40 driven by the unit? electronic control ECU so that the flow of air coming from the intake manifold 4 is not directed to the burner 21 but rather? to the collection tank 43, while the three-way valve 41 is piloted by the unit? Electronic control ECU so that the exhaust gases leaving the collection tank 43 are directed into the exhaust duct 10 (condition illustrated in Figure 4).
Secondo una seconda forma di realizzazione illustrata nella figura 5, il sistema 14 di post-trattamento dei gas di scarico comprende la valvola 41 a tre vie alloggiata lungo il condotto 35 di uscita destinato a riversare i gas di scarico in uscita dal bruciatore 21 nel condotto 10 di scarico ma ? privo della valvola 40 a tre vie a valle del dispositivo 24 di pompaggio. Inoltre, il flusso di aria lungo il condotto 25 ? regolato da una valvola 26 di intercettazione, preferibilmente di tipo on/off. According to a second embodiment illustrated in Figure 5, the exhaust gas post-treatment system 14 comprises the three-way valve 41 housed along the outlet duct 35 intended to pour the exhaust gases leaving the burner 21 into the duct 10 exhaust but ? without the three-way valve 40 downstream of the pumping device 24. Furthermore, the flow of air along the duct 25 is regulated by a shut-off valve 26, preferably of the on/off type.
Il sistema 14 di post-trattamento dei gas di scarico comprende un condotto 44 che si origina dal serbatoio 43 di raccolta dei gas di scarico in uscita dal bruciatore 21 e confluisce nel collettore 4 di aspirazione. Il flusso di gas di scarico in uscita dal serbatoio 43 di raccolta attraverso il condotto 44 ? regolato da una valvola 45 di intercettazione, pilotata dalla unit? ECU di controllo elettronica. The exhaust gas post-treatment system 14 comprises a duct 44 which originates from the tank 43 for collecting the exhaust gases leaving the burner 21 and flows into the intake manifold 4. The flow of exhaust gas leaving the collection tank 43 through the conduit 44 is regulated by a shut-off valve 45, piloted by the unit? Electronic control ECU.
Anche in questo caso, durante il normale funzionamento del sistema 14 di post-trattamento dei gas di scarico sono previste le condizioni di lavoro descritte nella trattazione che segue. Also in this case, during normal operation of the exhaust gas post-treatment system 14, the working conditions described in the following discussion are envisaged.
Per un intervallo iniziale di tempo all?avviamento del bruciatore 21, la temperatura precatalizzatore 15 e/o del convertitore 17 catalitico ? inferiore alla temperatura di attivazione e la concentrazione di inquinanti prodotti dal bruciatore 21 ? superiore ad un valore limite; il flusso di aria proveniente dall?ambiente esterno viene indirizzato al bruciatore 21 mentre la valvola 41 a tre vie ? pilotata dalla unit? ECU di controllo elettronica in modo che i gas di scarico in uscita dal bruciatore 21 non vengano indirizzati nel condotto 10 di scarico ma bens? nel serbatoio 43 di raccolta. For an initial interval of time at the start-up of the burner 21, the temperature of the pre-catalyst 15 and/or of the catalytic converter 17 ? lower than the activation temperature and the concentration of pollutants produced by the burner 21 ? higher than a limit value; the flow of air coming from the external environment is directed to the burner 21 while the three-way valve 41 ? driven by the unit? Electronic control ECU so that the exhaust gases leaving the burner 21 are not directed into the exhaust duct 10 but rather in the collection tank 43.
Quando la concentrazione di inquinanti prodotti dal bruciatore 21 ha raggiunto un valore inferiore o uguale al valore limite alcuni istanti dopo l?avviamento del bruciatore 21, il flusso di aria proveniente dall?ambiente esterno continua ad essere indirizzato al bruciatore 21, mentre la valvola 41 a tre vie viene pilotata dalla unit? ECU di controllo elettronica in modo che i gas di scarico in uscita dal bruciatore 21 vengano indirizzati nel condotto 10 di scarico per poter esercitare l?azione di riscaldamento su precatalizzatore 15 e/o convertitore 17 catalitico. When the concentration of pollutants produced by the burner 21 has reached a value lower than or equal to the limit value a few instants after the start-up of the burner 21, the air flow coming from the external environment continues to be directed to the burner 21, while the valve 41 three-way is driven by the unit? Electronic control ECU so that the exhaust gases leaving the burner 21 are directed into the exhaust duct 10 in order to be able to exert the heating action on the pre-catalyst 15 and/or catalytic converter 17.
Infine, quando la temperatura del precatalizzatore 15 e/o del convertitore 17 catalitico ? al di sopra della temperatura di attivazione e le condizioni motoristiche lo consentono (il motore 1 a combustione interna ? in condizioni di cut-off motore - vale a dire quando si interrompe la mandata di combustibile agli iniettori in fase di rilascio con il pedale dell'acceleratore totalmente sollevato e il motore 1 a combustione interna trascinato dalle ruote ? oppure la combustione del motore pu? tollerare una certa percentuale di gas esausti ricircolati) viene realizzata una fase di pulizia del serbatoio 43 di raccolta. La valvola 45 di intercettazione viene pilotata dalla unit? ECU di controllo elettronica completamente aperta in modo che i gas di scarico in uscita dal serbatoio 43 di raccolta vengano aspirati all?interno del collettore 4 di aspirazione. Finally, when is the temperature of the pre-catalyst 15 and/or of the catalytic converter 17 ? above the activation temperature and the engine conditions permit it (the internal combustion engine 1 is in engine cut-off conditions - i.e. when the fuel delivery to the injectors during the release phase is interrupted with the accelerator fully raised and the internal combustion engine 1 driven by the wheels 2 or the combustion of the engine can tolerate a certain percentage of recirculated exhaust gases) a cleaning phase of the collection tank 43 is performed. Is the shut-off valve 45 driven by the unit? Fully open electronic control ECU so that the exhaust gases leaving the collection tank 43 are sucked into the intake manifold 4.
Il sistema 14 di post-trattamento dei gas di scarico e il metodo fin qui descritti presentano alcuni vantaggi; in particolare consentono di contenere gli inquinanti che vengono liberati in atmosfera prodotti dal bruciatore 21 durante la fase di avviamento del bruciatore 21 stesso. The exhaust gas post-treatment system 14 and the method described up to now have some advantages; in particular they allow to contain the pollutants which are released into the atmosphere produced by the burner 21 during the start-up phase of the burner 21 itself.
ELENCO DEI NUMERI DI RIFERIMENTO LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 motore a combustione interna 1 internal combustion engine
2 impianto di scarico 2 exhaust system
3 cilindri 3 cylinders
4 collettore di aspirazione 4 intake manifold
5 collettore di scarico 5 exhaust manifold
6 condotto di aspirazione 6 intake duct
7 filtro aria 7 air filter
8 valvola a farfalla 8 butterfly valve
9 debimetro 9 flow meter
10 condotto di scarico 10 exhaust duct
11 turbocompressore 11 turbocharger
12 turbina 12 turbine
13 compressore 13 compressor
14 sistema di post trattamento 15 precatalizzatore 14 after treatment system 15 pre-catalyst
16 filtro antiparticolato 16 particle filter
17 convertitore catalitico 17 catalytic converter
18 sonda lineare 18 linear probe
19 sonda lambda 19 lambda probe
20 sonda lambda 20 lambda probe
21 bruciatore 21 burner
22 camera di combustione 22 combustion chamber
23 circuito di alimentazione aria 24 dispositivo di pompaggio 23 air supply circuit 24 pumping device
25 condotto 25 conducted
26 valvola di intercettazione 27 iniettore 26 shut-off valve 27 injector
28 candela 28 candle
29 circuito di alimentazione carburante 30 dispositivo di pompaggio 29 fuel supply circuit 30 pumping device
31 condotto 31 conducted
32 sistema di controllo 32 control system
33 sensore P, T 33 P, T sensor
34 sensore P, T 34 P, T sensor
35 condotto di uscita 35 outlet duct
36 sensore P, T 36 P, T sensor
39 elemento di filtraggio aria 39 air filter element
40 valvola a tre vie 40 three-way valve
41 valvola a tre vie 41 three-way valve
42 condotto 42 conducted
43 serbatoio di raccolta 43 collection tank
44 condotto 44 conducted
45 valvola 45 valve
ECU unit? di controllo elettronica ECU unit? of electronic control
Claims (11)
Priority Applications (1)
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Family Applications (1)
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US20140237999A1 (en) * | 2013-02-27 | 2014-08-28 | Tenneco Automotive Operating Company Inc. | Exhaust Aftertreatment Burner With Preheated Combustion Air |
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2021
- 2021-05-31 IT IT102021000014207A patent/IT202100014207A1/en unknown
Patent Citations (2)
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