ES2239187T3 - Procedimiento para calentar filtro de hollin en sistema de gases de escape de un motor de combustion interna -en particular un motor diesel- con al menos un catalizador y un filtro de hollin dispuesto aguas abajo de estos en la direccion de salida, a fin de almacenar el hollin. - Google Patents

Abstract

Procedimiento de calentamiento de un filtro de hollín en un sistema de gases de escape de un motor de combustión interna, en particular, un motor diesel, que comprende - una pluralidad de catalizadores dispuestos uno detrás de otro en la dirección de salida de los gases de escape, y - un filtro de hollín dispuesto aguas abajo de estos en la dirección de salida a fin de almacenar el hollín, siendo calentado el catalizador dispuesto directamente aguas arriba del filtro de hollín hasta un grado que hace que la cantidad de calor introducida desde este catalizador en el filtro de hollín tenga como efecto calentar el filtro de hollín hasta un grado que hace que se produzca la combustión del hollín., caracterizado porque, el catalizador (6), dispuesto directamente aguas arriba del filtro de hollín (12) en la dirección de salida, se calienta por el hecho de que cada reacción exotérmica se desplaza, desde otro catalizador (3) dispuesto aguas arriba en la dirección de salida, al catalizador (6) dispuesto aguas abajo, sabiendo que el desplazamiento de la reacción exotérmica se efectúa por una regulación del índice ë con una alternancia de ciclos de funcionamiento en régimen rico/pobre del motor de combustión (1), regulación para la cual el funcionamiento en régimen rico con ë<1 se conserva cada vez más tiempo que la duración para la cual el oxígeno (O2) almacenado en el acumulador de oxígeno del catalizador (3) dispuesto agua arriba, puede convertir las sustancias nocivas que son el hidrocarburo (HC) y el monóxido de carbono (CO), de manera que la conversión se hace, al menos parcialmente, debido al oxígeno (O2) almacenado en el acumulador de oxígeno del catalizador (6) dispuesto aguas abajo.

Description

Procedimiento para calentar un filtro de hollín en un sistema de gases de escape de un motor de combustión interna -en particular un motor diesel- con al menos un catalizador y un filtro de hollín dispuesto aguas abajo de éstos en la dirección de salida, a fin de almacenar en hollín.

La invención se refiere a un procedimiento de calentamiento de un filtro de hollín en un sistema de gases de escape de un motor de combustión interna, en particular, un motor diesel, que comprende una pluralidad de catalizadores dispuestos uno detrás de otro en la dirección de salida de los gases de escapes, y un filtro de hollín dispuesto aguas abajo de estos en la dirección de salida, a fin de almacenar el hollín, siendo calentado el catalizador dispuesto directamente aguas arriba del filtro de hollín hasta un grado que hace que la cantidad de calor introducida de este catalizador en el filtro de hollín tenga como efecto calentar el filtro de hollín hasta un grado que hace que se induzca la combustión del hollín.

En los motores diesel, se conoce insertar un filtro de hollín en el sistema de gases de escape. Para asegurar la aptitud funcional del filtro de hollín, es necesario reemplazar de vez en cuando el filtro de hollín o regenerarlo. Para efectuar la regeneración, se conoce quemar el hollín que se ha acumulado en el filtro de hollín. Debido a que la temperatura necesaria para esto en el filtro de hollín, en el caso de un motor diesel -si se trata de un motor de este tipo- solamente puede introducirse de modo muy costoso desde el motor hacia el filtro de hollín, se conoce, por ejemplo, por el documento DE 196 18 397 A1, humidificar con carburante suplementario el hollín que se ha acumulado, y disminuir, así, la temperatura necesaria para la combustión. Esto va asociado, no solamente a un coste suplementario relativo a la aportación de combustible, sino, también, a disposiciones suplementarias, que se opongan a una inflamación no deseada en la zona del filtro de hollín.

Por el documento DE 100 33 159 A1, se conoce un motor de combustión interna provisto de un filtro de partículas regenerable instalado en el tramo de los gases de escape. Para mejorar la regeneración, este filtro de partículas presenta un catalizador de oxidación dispuesto aguas arriba y, en caso de necesidad, se inyecta carburante en el tramo de los gases de escape, aguas arriba del catalizador de oxidación. Debido a esto, se desarrolla en el catalizador de oxidación una reacción exotérmica, la temperatura de los gases de escape aumenta y se lanza la regeneración del filtro de partículas.

En el documento WO 01/04466 A1 se divulga un dispositivo y un procedimiento para la eliminación de las partículas de hollín a partir de los gases de escape procedentes de la combustión. Se instala, entonces, aguas arriba del filtro de hollín, un catalizador de NO_{x} que, debido a la proximidad directa de su disposición con respecto al filtro de hollín, lleva a un calentamiento mejorado del filtro de hollín, así como a un aislamiento térmico de este filtro de hollín.

Además, los documentos FR 2 774 427 A y FR 2 774 422 A describen un catalizador de oxidación y un filtro de hollín, sabiendo que estos dos elementos están integrados en una caja común para reducir las pérdidas térmicas.

Además, en el documento US 5.207.990 A, se describe un sistema de depuración de los gases de escape, en el cual, aguas arriba de un catalizador de los gases de escape, se inyecta carburante que hace que se provoque en el catalizador de los gases de escape una reacción exotérmica que aumenta la temperatura de los gases de escape y regenera el filtro de hollín instalado aguas abajo.

Finalmente, por el documento JP 08 042326 A se conoce un dispositivo de regulación de las emisiones de gases de escape que presenta una caja común para un catalizador de oxidación y un filtro de partículas.

La invención tiene, así, por objeto calentar a bajo coste un filtro de hollín en un sistema de gases de escape de un motor de combustión, con objeto de lanzar la combustión del hollín.

De acuerdo con la invención, el problema se resuelve por el procedimiento de acuerdo con las características de la reivindicación 1, según las cuales el catalizador dispuesto directamente aguas arriba del filtro de hollín en la dirección de salida, es calentado por el hecho de que la reacción exotérmica es desplazada desde otro catalizador dispuesto aguas arriba en la dirección de salida al catalizador dispuesto aguas abajo, sabiendo que el desplazamiento de la reacción exotérmica se efectúa por una regulación del índice \lambda con una alternancia de ciclos de funcionamiento en régimen rico/pobre del motor de combustión, regulación en la cual el funcionamiento en régimen rico con \lambda<1 se conserva cada vez durante más tiempo que la duración en la cual el oxígeno, almacenado en el acumulador de oxígeno del catalizador dispuesto agua arriba puede convertir las sustancias nocivas que son el hidrocarburo y el monóxido de carbono, de manera que la conversión se haga, al menos parcialmente, debido al oxígeno almacenado en el acumulador de oxígeno del catalizador dispuesto aguas abajo.

Gracias a una regulación de este tipo del índice lambda, con un funcionamiento en régimen rico mayoritario, se obtiene que el acumulador de oxígeno del catalizador dispuesto aguas arriba se consume, e igualmente que en el interior del catalizador aguas abajo se produce una reacción exotérmica. La cantidad de calor producida durante el desplazamiento de la reacción exotérmica, se produce, por tanto, en la proximidad del filtro de hollín en la construcción e independientemente de la disposición y de la configuración del motor. El procedimiento es, entonces, simple y fiable, es decir, que es aplicable sin medio de calentamiento suplementario y sin introducción de carburante suplementario en el filtro de hollín. Las emisiones de gases de escape pueden ser mandadas gracias al procedimiento y ser mantenidas a un bajo nivel.

De manera apropiada, los acumuladores de oxígeno de los dos catalizadores son recargados durante el funcionamiento en combustión pobre con \lambda > 1.

Preferentemente, \lambda, para el calentamiento, se regula de modo que se tenga para \lambda, durante el régimen rico cíclico, durante el calentamiento: 0,95 \geq \lambda \geq 0,9. Por ello, después del funcionamiento en régimen rico, el desplazamiento de la reacción exotérmica hacia el catalizador dispuesto aguas abajo se efectúa en poco tiempo, de modo que se alcanza la temperatura necesaria en poco tiempo.

El procedimiento de acuerdo con las características de la reivindicación 4 permite tener una regulación muy sensible del ciclo de funcionamiento en régimen pobre y, así, una regulación muy sensible, tanto del calentamiento, como, igualmente, de la composición de los gases de escape. Se prefieren los procedimientos de acuerdo con las características de las reivindicaciones 5 o 6, por los cuales se respetan de modo fiable los valores límites de los gases de escape y se puede, también, obtener un aumento de temperatura de modo simple y seguro desde el punto de vista del funcionamiento.

El procedimiento de acuerdo con las características de la reivindicación 7 permite calentar el filtro de hollín para lanzar la combustión del hollín, sin tener que sobrecalentar el catalizador de oxidación.

El procedimiento de acuerdo con las características de la reivindicación 8 permite, de modo particularmente ventajoso, favorecer la regeneración del hollín, gracias a la formación de NO_{x}.

La invención se va a explicar a continuación en detalle, a título de ejemplo, con la ayuda de las figuras 1 a 7, tomando el ejemplo de un motor diesel de inyección directa.

En los dibujos:

la figura 1 representa la construcción esquemática de una instalación de gases de escape de un motor diesel de inyección directa;

las figuras 2a, b representan dos diagramas con miras a ilustrar el comportamiento durante el calentamiento de la instalación de gases de escape de la figura 1, sin el desplazamiento de acuerdo con la invención de la reacción exotérmica hacia el catalizador dispuesto agua abajo, en las que

la figura 2a es una ilustración con una distribución de temperatura relativa para una velocidad de 200 km/h, y

la figura 2b es una distribución de temperatura relativa para una marcha regulada de 120 km/h;

la figura 3 es una ilustración con miras a explicar el principio de funcionamiento de la variación de \lambda, para el calentamiento, con ilustración de la variación de \lambda y de las variaciones provocadas por ello del contenido del acumulador de O_{2} del catalizador dispuesto aguas arriba de la salida y aguas abajo de la salida;

la figura 4 es un diagrama con miras a ilustrar la distribución de temperatura relativa para una variación de \lambda de acuerdo con la invención con objeto de calentar, a una velocidad de 120 km/h;

la figura 5 es una ilustración cualitativa de la temperatura relativa y de las cantidades de HC medibles en la instalación de gases de escape, con respecto al valor de la longitud de la instalación de los gases de escape cuando se está en el estado calentado;

la figura 6 es una ilustración de la variación del contenido relativo del acumulador de O_{2} del catalizador dispuesto aguas arriba en la salida y aguas abajo en la salida, en función del tiempo; y

la figura 7 representa la estructura esquemática de una variante de realización de una instalación de gases de escape de un motor turbodiesel de inyección directa.

En la figura 1 se ha ilustrado una instalación de gases de escape tomando el ejemplo de un motor de combustión de inyección directa del tipo de construcción diesel. De manera conocida los gases de escape son derivados del motor de combustión interna 1, por tubos de gases de escape 2, un catalizador 3, un tubo de gases de escape 4, un adsorbedor de NO_{x} 6 o un catalizador de tres vías, y un filtro de hollín 12 y un tubo de gases de escape 7. Aguas arriba del catalizador de oxidación 3 está montada una sonda lambda 8 para pared ancha y, aguas abajo de éste, está dispuesta una sonda lambda 9 de tipo conocido, por medio de la cuales son detectadas las diferencias del valor lambda de los gases de escape, aguas arriba y aguas abajo del catalizador de oxidación 3 con respecto al valor estequiométrico \lambda = 1. Igualmente, de manera conocida, aguas abajo del adsorbedor de NO_{x} 6 está dispuesta una sonda lambda 11, que detecta diferencias del valor lambda con respecto al valor estequiométrico \lambda = 1 detrás del adsorbedor de NO_{x} 6. De manera conocida, el tubo de gases de escape 4, entre el catalizador de oxidación 3 y el adsorbedor de NO_{x} 6, es guiado de modo opcional por un enfriador de los gases de escape 5 de tipo conocido y, para detectar la temperatura de entrada de los gases de escape en el adsorbedor de NO_{x} 6, un captador de temperatura 10 está montado aguas arriba del adsorbedor de NO_{x} 6. El catalizador de oxidación 3, está concebido, de manera conocida, con un límite de temperatura superior de 950ºC, el adsorbedor de NO_{x} 6 está concebido con un límite de temperatura superior de 750ºC. La zona de trabajo del adsorbedor de NO_{x} 6 está situada, de manera conocida, entre 250ºC y 450ºC.

Para explicar las variaciones de temperatura se ha subdividido en la figura 1 el catalizador de oxidación 3 a lo largo de su longitud l_{1} en tres tramos de longitud idéntica. La posición al principio del catalizador está designada por A, la posición después de un tercio de longitud l_{1} está designada por B, la posición después de dos tercios de l_{1} por C y la posición al final de l_{1} está designada por D. Asimismo el enfriador de los gases de escape 5 se ha subdividido a lo largo de su longitud l_{2} en tres tramos de longitud idéntica, sabiendo que E indica la entrada del enfriador de los gases de escape 5, F la posición después de un tercio de l_{2}, G la posición después de dos tercios de l_{2} y H la posición al final del enfriador de los gases de escape 5. De manera idéntica, el adsorbedor de NO_{x} 6 se ha subdividido en su longitud l_{3} en tres tramos de longitud idéntica, sabiendo que J indica la posición al principio del adsorbedor de NO_{x} 6, K la posición después de un tercio de l_{3}, L la posición después de dos tercios de l_{3} y M la posición a la salida del adsorbedor de NO_{x} 6.

La evolución temporal de la temperatura, ilustrada en las figuras 2a, 2b, 4 y 6 puede determinarse, por ejemplo, con la ayuda de la aportación del poder calorífico. Para determinar de modo más preciso la aportación del poder calorífico en el adsorbedor de NO_{x} 6, se utiliza la señal \lambda, aguas arriba del catalizador de oxidación 3 y aguas abajo del adsorbedor de NO_{x} 6. La aportación de poder calorífico en el adsorbedor de NO_{x} 6 resulta de la señal de banda ancha de la sonda \lambda 8, aguas arriba del catalizador de oxidación 3, y del tiempo entre el punto de ruptura en régimen rico de la sonda lambda 9, aguas abajo del catalizador de oxidación 3, y el punto de ruptura en régimen rico de la sonda lambda 11, aguas abajo del adsorbedor de NO_{x} 6. Para evitar tener un punto de ruptura en régimen rico, se fija una duración máxima, hasta poco antes del punto de ruptura de la fase en régimen rico, en un campo de características, en función de la masa de los gases de escape. Con la aportación de poder calorífico, efectuada en el adsorbedor de NO_{x} 6 y con las temperaturas, medidas con el captador de temperatura 10, aguas arriba del adsorbedor de NO_{x} 6, se calcula la temperatura del adsorbedor de NO_{x} 6.

El tiempo que discurre hasta el punto de ruptura en régimen rico se compara con el tiempo llevado al campo de características con objeto de obtener un diagnóstico.

Las figuras 2a y 2b representan la variación temporal de la temperatura TA, TB, TC, TD, TH, TK, TL, TM en las posiciones A, B, C, D, H, K, L, M, así como, por ejemplo, para las sustancias nocivas de los gases de escape, que son CO, HC y NO_{x}, representan la variación temporal de los valores de CO medidos a la entrada del catalizador de oxidación 3, medidos por medio de la sonda lambda de banda ancha 8, y la variación temporal de los valores de CO medidos después del adsorbedor de NO_{x} 6, medidos por la sonda lambda 11, durante el ensayo, sin ninguna disposición suplementaria, para obtener un aumento de la temperatura a fin de lanzar una desulfatación.

En la figura 2a, en caso de plena carga, a una velocidad de 200 km/h, puede identificarse que la energía de combustión, introducida por el motor de combustión 1 en el catalizador de oxidación 3 colocado cerca del motor, produce temperaturas, que, partiendo de la temperatura de entrada TA en el catalizador de oxidación 3, en el plano A, con una constante de 0,9*T_{max}, en las posiciones aguas abajo en la dirección de salida de los gases de escape, al principio de este puro calentamiento del motor, están situadas también por debajo de esta temperatura, sabiendo que, ya al cabo de poco tiempo, en el catalizador de oxidación 3, debido a las reacciones exotérmicas que se desarrollan en el catalizador de oxidación 3, las temperaturas TB, TC y TD ascienden a valores comprendidos entre 0,9*T_{max} y 0,95*T_{max}. De modo algo retardado, igualmente, las temperaturas TK en la posición K, TL en la posición L y TM en la posición M del adsorbedor de NO_{x} 6, desde la zona de trabajo óptima del adsorbedor de NO_{x} 6, son aumentadas de 0,25*T_{max} a 0,45*Tmax, yendo los valores hasta 0,75*T_{max} de modo que es posible un lanzamiento de la combustión del hollín, en caso de esta plena carga, en la zona de temperaturas límite superior directa.

La figura 2b representa la misma instalación de gases de escape para el mismo motor, sin embargo en funcionamiento en carga parcial a una velocidad de 120 km/h.

A partir de los diagramas, puede verse que las temperaturas TA, TB, TC, TD en los planos A, B, C, D del catalizador de oxidación 3, debido a la temperatura de entrada TA netamente más baja, toman también valores que van solamente hasta 0,75*T_{max} y que las temperaturas TK, TL, TM en las posiciones K, L, M del adsorbedor de NO_{x} 6, se establecen en valores de temperaturas inferiores a 0,55*T_{max}. No se produce, así, lanzamiento de la combustión de hollín en la zona de cargas parciales.

En las figuras 3 a 6 está representado esquemáticamente el calentamiento de acuerdo con la invención, a una temperatura que permite lanzar la combustión del hollín de una instalación de gases de escape ilustrada en la figura 1. Para calentar el adsorbedor de NO_{x} 6 y el filtro de hollín 12, se efectúa una corta variación cíclica de \lambda, tal como se ilustra en la figura 3. Para esto, después de los ciclos de rodaje determinados, por ejemplo, de 5.000 o de 10.000 km, después de los cuales se desea un lanzamiento de la combustión del hollín, para calentar el motor, se funciona cíclicamente en régimen rico o pobre. El intervalo de tiempo necesario para el calentamiento debe ser reducido todo lo posible. Por ejemplo, éste está comprendido entre 20 segundos y 2 minutos según la temperatura en carga e inicial del filtro de hollín 12. Durante el intervalo de tiempo de la fase rica \Deltat_{f}, el motor funciona con lambda para el cual se tiene: 0,95 \geq \lambda \geq 0,9, por ejemplo, 0,92. En el corto intervalo de tiempo \Deltat_{m} del funcionamiento en régimen pobre, se funciona con 3 \geq \lambda \geq 1,1, se introduce todo el O_{2} que sea posible en el catalizador de oxidación 3 y en el adsorbedor de NO_{x} 6. Los tiempos durante los cuales el motor debe funcionar en régimen rico o en régimen pobre son llevados a un campo de características en función de la temperatura de entrada de los gases, de la masa de aire del motor y de los valores lambda para el funcionamiento en régimen rico o en régimen pobre.

Como se ilustra en la figura 3, de manera correspondiente a la variación \lambda se efectúan una carga y una descarga cíclicas del acumulador de oxígeno en el catalizador de oxidación 3, así como en el adsorbedor de NO_{x} 6, sabiendo que la carga del catalizador de oxidación 3 comienza al principio de la fase de régimen pobre (\lambda > 1) y que la descarga del catalizador de oxidación 3 comienza al principio de la fase de régimen rico. La carga y la descarga del adsorbedor de NO_{x} 6 están desfasadas con respecto al ciclo seguido por el catalizador de oxidación 3.

La figura 4 representa la variación de temperatura en el catalizador de oxidación 3 y en el adsorbedor de NO_{x} 6, así como las emisiones de CO aguas arriba (CO EIN) y aguas abajo (CO AUS) de la instalación de gases de escape en funcionamiento en carga parcial a una velocidad de 120 km/h. El ciclo rico-pobre se elige de manera que la fase rica en este ejemplo dura \Deltat_{f} = 1, 5 segundos y que la fase pobre \Deltat_{m} dura 0,5 segundos. Tal que para poder identificar netamente para las posiciones B, C, D del catalizador de oxidación 3 y para las posiciones K, L, M del adsorbedor de NO_{x} 6 de la figura 1 a la figura 4, las temperaturas TB, TC, TD, TK, TL, TM asociadas a estas posiciones en las fases ricas, aumentan. Así, la combustión exotérmica en el adsorbedor de NO_{x} 6 lleva ya, después de poco tiempo, a un aumento de temperatura, que concierne, igualmente, a las temperaturas TK, TL, TM, en una zona superior a 0,65*T_{max} debido a la combustión exotérmica, explotando el oxígeno almacenado en el catalizador de oxidación 3 y en adsorbedor de NO_{x} 6. En el ejemplo representado, durante el calentamiento, aproximadamente el 50 por ciento de los componentes de combustión exotérmica en CO y HC son desplazados, del catalizador de oxidación 3 al adsorbedor de NO_{x} 6. En las fases de régimen pobre, los acumuladores de oxígeno del catalizador de oxidación 3 y del adsorbedor de NO_{x} 6 se cargan en O_{2}. Así, debido a la variación de \lambda, de acuerdo con la figura 3, se provoca que una parte del calor de combustión residual en los gases de escape ricos no se convierta en calor en el catalizador de oxidación 3, sino, por el contrario, en el adsorbedor de NO_{x} 6.

La variación temporal del oxígeno almacenado durante el ciclo rico-pobre, en el catalizador de oxidación 3 y en el adsorbedor de NO_{x} 6, está representada a escala mayor en la figura 6 para una parte situada entre los momentos t = 45 segundos y t = 50 segundos con respecto a la figura 4. En las fases pobres, por ejemplo, entre los instantes t = 45,3 a t = 46,0 segundos, el acumulador de oxígeno del catalizador de oxidación 3 y el del adsorbedor de NO_{x} 6 se cargan, sabiendo que, partiendo de la posición B pasando por la región C y la posición D del catalizador de oxidación 3 a las posiciones K, L, M del adsorbedor de NO_{x} 6 de la figura 1 la carga se efectúa de modo retardado temporalmente. En las fases ricas, por ejemplo, entre los momentos t = 45,3 segundos y t = 46,0 segundos, los acumuladores de oxígeno se vacían de nuevo en el mismo orden de sucesión. Sería posible prever casos en los cuales un vaciado completo del acumulador de oxígeno del adsorbedor de NO_{x} 6 llevara a emisiones demasiado altas en los tubos terminales y, simultáneamente, también, la parte trasera del adsorbedor de NO_{x} 6 correría el riesgo de ser sobrecalentada. Debido a esto, el acumulador de oxígeno del adsorbedor de NO_{x} 6 - en la medida en que este riesgo exista - no se vacía completamente, sino que, por ejemplo, se vacía únicamente un 30 por ciento.

Como puede verse en la figura 4, el catalizador de oxidación 3 en este caso de carga se calienta a temperaturas comprendidas entre, aproximadamente, 0,75*T_{max} y 0,89*T_{max} y el adsorbedor de NO_{x} 6 se calienta a temperaturas comprendidas entre 0,65*T_{max} y 0,75*T_{max}, de modo que un lanzamiento de la combustión del hollín puede efectuarse de modo seguro. La combustión del hollín se hace de manera conocida, no representada en detalle. Partiendo del adsorbedor de NO_{x} 6, por los gases de escape calentados de esta manera, hay, igualmente, calentamiento del filtro de hollín 12 dispuesto aguas abajo, de manera que, igualmente, el hollín que está acumulado se quema.

Como se ve en la figura 4, el contenido de CO, al final de una fase rica detrás del adsorbedor de NO_{x} 6 aumenta ligeramente. Este signo de punto de ruptura en régimen rico es constatado por el adsorbedor de NO_{x} 6 y por la sonda lambda 11 montada aguas abajo del adsorbedor de NO_{x} 6 y, a la espera del valor de umbral predeterminado, se lanza directamente la fase en régimen pobre. Asimismo, un punto de ruptura de la fase en régimen pobre es captado por medio del adsorbedor de NO_{x} 6 por la sonda lambda 9. La fase de régimen rico se lanza directamente en caso de alcanzar un valor de umbral predeterminado.

La figura 5 representa la variación cualitativa de temperatura y la variación concerniente a las sustancias nocivas de los gases de escape, tomando el ejemplo del HC, a lo largo de la longitud del sistema de los gases de escape, al alcanzar la temperatura de desulfatación en el adsorbedor de NO_{x} 6.

Aunque, en los modos de realización citados anteriormente, la sonda lambda 11 esté dispuesta entre el adsorbedor de NO_{x} 6 y el filtro de hollín 12, es igualmente posible instalar la sonda lambda 11 aguas abajo del filtro de hollín 12. Puede preverse, igualmente, colocar la sonda 9 y/o la sonda lambda para paredes anchas 8, de manera correspondiente a las exigencias individuales, en otro emplazamiento apropiado y, en su caso, remplazarla por otros captadores apropiados, u omitirla, en caso de información, por otra parte suficiente, con respecto al estado de los gases de escape.

La figura 7 representa un ejemplo de realización en el cual el filtro de hollín 12 es directamente limítrofe con el adsorbedor de NO_{x} 6.

De acuerdo con otro modo de realización no representado, el filtro de hollín y el adsorbedor de NO_{x} 6 están realizados en un componente común.

Aunque, en las explicaciones citadas anteriormente, la generación de calor para calentar el filtro de hollín 12 se hace por intermedio de un adsorbedor de NO_{x} 6 dispuesto entre el catalizador de oxidación 3 y el filtro de hollín 12, es igualmente posible disponer, entre el catalizador de oxidación 3 y el filtro de hollín 12, en lugar del adsorbedor de NO_{x} 6, un catalizador de tres vías en el cual, por intermedio del procedimiento descrito anteriormente, la variación del valor \lambda produce una reacción exotérmica que calienta el catalizador de tres vías y el filtro de hollín 12 instalado aguas abajo, hasta un grado tal que el hollín que está allí acumulado se queme.

En la medida en que esto sea necesario, la variación \lambda puede utilizarse, igualmente, para calentar el adsorbedor de NO_{x} 6 a una temperatura de desulfatación, para lanzar una desulfatación.

Igualmente, aunque los ejemplos representados se refieren a la instalación de los gases de escape de un motor diesel, el procedimiento de acuerdo con la invención puede utilizarse, igualmente, para otros motores que tengan una problemática análoga concerniente a los gases de escape, en los cuales se plantee la exigencia del calentamiento, con el objeto de regenerar un filtro de hollín.

Lista de los números de referencia

1

Motor de combustión

2

Tubo de gases de escape

3

Catalizador de oxidación

4

Tubo de gases de escape

5

Enfriador de los gases de escape

6

Adsorbedor de NO_{x}

7

Tubo de gases de escape

8

Sonda lambda de banda ancha

9

Sonda lambda

10

Captador de temperatura

11

Captador de NO_{x} y de O_{2} combinado

12

Filtro de hollín

Claims (8)

1. Procedimiento de calentamiento de un filtro de hollín en un sistema de gases de escape de un motor de combustión interna, en particular, un motor diesel, que comprende

- una pluralidad de catalizadores dispuestos uno detrás de otro en la dirección de salida de los gases de escape, y

- un filtro de hollín dispuesto aguas abajo de estos en la dirección de salida a fin de almacenar el hollín,

siendo calentado el catalizador dispuesto directamente aguas arriba del filtro de hollín hasta un grado que hace que la cantidad de calor introducida desde este catalizador en el filtro de hollín tenga como efecto calentar el filtro de hollín hasta un grado que hace que se produzca la combustión del hollín, caracterizado porque,

el catalizador (6), dispuesto directamente aguas arriba del filtro de hollín (12) en la dirección de salida, se calienta por el hecho de que cada reacción exotérmica se desplaza, desde otro catalizador (3) dispuesto aguas arriba en la dirección de salida, al catalizador (6) dispuesto aguas abajo, sabiendo que el desplazamiento de la reacción exotérmica se efectúa por una regulación del índice \lambda con una alternancia de ciclos de funcionamiento en régimen rico/pobre del motor de combustión (1), regulación para la cual el funcionamiento en régimen rico con \lambda<1 se conserva cada vez más tiempo que la duración para la cual el oxígeno (O_{2}) almacenado en el acumulador de oxígeno del catalizador (3) dispuesto agua arriba, puede convertir las sustancias nocivas que son el hidrocarburo (HC) y el monóxido de carbono (CO), de manera que la conversión se hace, al menos parcialmente, debido al oxígeno (O_{2}) almacenado en el acumulador de oxígeno del catalizador (6) dispuesto aguas
abajo.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque en funcionamiento en régimen pobre con \lambda>1, el acumulador de oxígeno de los dos catalizadores (3, 6) se carga de nuevo.

3. Procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque, para efectuar el calentamiento, se regula el índice \lambda, de manera que, durante un funcionamiento cíclico en régimen rico, durante el calentamiento, se tiene para \lambda la desigualdad: 0,95 \geq \lambda \geq 0,9.

4. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la regulación del ciclo de funcionamiento en régimen rico-pobre se efectúa por medio de captadores de oxígeno -en particular, por medio de sondas \lambda- que controlan los gases de escape en una posición dispuesta aguas abajo del catalizador (6) dispuesto aguas abajo.

5. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque, en funcionamiento en régimen rico, se mide \lambda detrás del catalizador (6) dispuesto aguas abajo y, en caso de descenso por debajo de un valor de umbral superior predeterminado de \lambda, se pasa del funcionamiento en régimen rico al funcionamiento en régimen pobre.

6. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 4 ó 5, caracterizado porque, en funcionamiento en régimen pobre, se mide \lambda detrás del catalizador (6) dispuesto aguas abajo y, en caso de rebasamiento de un valor de umbral inferior predeterminado de \lambda, se conmuta del funcionamiento en régimen pobre al funcionamiento en régimen rico.

7. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el catalizador (3) aguas arriba es un catalizador de oxidación y el catalizador (6) aguas abajo es un adsorbedor de NO_{x} (6), siendo calentado el adsorbedor de NO_{x} (6), en particular a la temperatura de desulfatación, por el desplazamiento de la reacción exotérmica del catalizador de oxidación (3) al adsorbedor de NO_{x} (6).

8. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el catalizador (3) dispuesto aguas arriba es un catalizador de oxidación y el catalizador dispuesto aguas abajo es un catalizador de tres vías con un acumulador de oxígeno, siendo calentado el catalizador de tres vías (6) por el desplazamiento de la reacción exotérmica del primer catalizador de oxidación (3) al catalizador de tres vías.