ES2268181T3 - Control del calentamiento del catalizador para un motor diesel. - Google Patents
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Abstract
Un motor diesel (10), que comprende: una cámara de combustión (1-4); un dispositivo de inyección de combustible (14) para inyectar combustible en la cámara de combustión (1-4); un catalizador (40) para purificar los gases de escape procedentes de la cámara de combustión (1-4); y un controlador (30) para controlar la pluralidad de dispositivos del motor diesel (10) incluyendo el dispositivo de inyección de combustible (6), en el que el controlador (30) está configurado para ejecutar la operación en un primer modo de calentamiento en un periodo de calentamiento previo (t0-t1) después del arranque del motor diesel (10), y para ejecutar la operación en un segundo modo de calentamiento en un periodo de calentamiento posterior (t1-t2) después del periodo de calentamiento previo, para así acelerar y mantener la activación del catalizador (40), estando configurado el segundo modo de calentamiento para proporcionar un flujo de gas de escape menor que el primer modo de calentamiento y el modo de operación normal, ejecutándose el modo de operación normal después del periodo de calentamiento posterior, caracterizado porque el primer modo de calentamiento está configurado para proporcionar más energía al catalizador (40) con los gases de escape que el modo de operación normal del motor diesel; y el segundo modo de calentamiento está configurado para proporcionar gases de escape con una temperatura más alta al catalizador (40) con respecto al modo de operación normal, en el que el controlador (30) está configurado para ejecutar en el primer modo de calentamiento: (i) el control del dispositivo de inyección de combustible (14), de forma tal que la inyección de combustible se subdivida en la inyección piloto y la inyección principal; (ii) la configuración de una proporción de la carga de inyección para la inyección piloto con un nivel más alto que en la proporción de la carga de inyección para la inyección piloto en el modo de operación normal; y (iii) el retardo de una sincronización de tiempos de inyección para la inyección principal con respecto a una sincronización de inyección para la inyección principal en el modo de operación normal.
Description
Control del calentamiento del catalizador para
un motor diesel.
La presente invención está relacionada con una
técnica de calentamiento de un catalizador para un motor diesel.
Los catalizadores han sido utilizados
ampliamente en los motores diesel con el fin de purificar los gases
de escape. Tales catalizadores no muestran típicamente la actividad
de purificación hasta que no se calienten por encima de una
temperatura predeterminada. En consecuencia, la operación de
calentamiento para elevar la temperatura del lecho del catalizador
se ejecuta típicamente al arrancar el motor diesel.
Los procedimientos de calentamiento del
catalizador del motor diesel propuestos hasta la fecha actual
proporcionan los procedimientos expuestos en el documento
JP11-229973A y en el miembro de la familia
EP1167727A. Una técnica incluye el suministro de un segundo paso EGR
independiente para el calentamiento del catalizador además del
primer conducto de paso EGR usual. El primer conducto de paso EGR
provoca la recirculación de los gases de escape hacia la entrada de
aire desde un punto en zona de aguas arriba del catalizador,
mientras que el segundo conducto de paso EGR genera la
recirculación de los gases de escape hacia la entrada de aire desde
un punto en zona de aguas abajo del catalizador. Cuando el
catalizador se encuentra a baja temperatura, la recirculación de los
gases de escape hacia la toma de aire desde un punto en zona de
aguas abajo del catalizador a través del segundo conducto de paso
EGR provoca que todos los gases de escape pasen a través del
catalizador, de forma que la temperatura del catalizador se eleve de
forma más rápida. Otra técnica incluye un control genérico del
calentamiento del catalizador.
La operación normal inmediatamente después de la
operación de calentamiento del catalizador, no obstante, puede
enfriar el catalizador con una cantidad substancial del flujo del
gas de escape, desactivando por tanto el catalizador. En
consecuencia, existe la necesidad de una técnica para acelerar el
calentamiento del catalizador y poder mantener su actividad.
La presente invención está dirigida a la
resolución de este problema, y tiene el objeto de proporcionar una
técnica para acelerar el calentamiento del catalizador para mantener
su actividad.
La presente invención pertenece a un motor
diesel tal como se expone en la reivindicación 1. El controlador
está configurado para ejecutar la operación en un primer modo de
calentamiento en un periodo de calentamiento anterior después del
arranque del motor diesel, y ejecutando la operación en un segundo
periodo de calentamiento en un periodo de calentamiento posterior
después del periodo de calentamiento temprano, con el fin de
acelerar y mantener la activación del catalizador. El primer modo
de configuración está configurado para proporcionar más energía al
catalizador con los gases de escape que en el modo de operación
normal del motor diesel, el cual se ejecuta después del periodo de
calentamiento final. El segundo modo de calentamiento está
configurado para proporcionar los gases de escape de una temperatura
más alta al catalizador que en el modo de operación normal.
En el motor diesel de la presente invención, el
controlador está configurado para ejecutar las siguientes tres
operaciones en el primer modo de calentamiento: (i) controlar el
dispositivo de inyección de combustible de forma tal que la
inyección del combustible esté subdividida en la inyección piloto y
la inyección principal; (ii) configurar una proporción de carga de
la inyección para la inyección piloto a un nivel más alto que una
proporción de la carga de inyección para la inyección piloto en el
modo de operación normal, y (iii) retardar la sincronización de
tiempos de inyección para la inyección principal con respecto a
sincronización de tiempos para la inyección principal en el modo de
operación normal.
La presente invención está dirigida también a un
método de operación de un motor diesel tal como se expone en la
reivindicación 17. El método comprende las etapas de la ejecución de
la operación del motor en un primer modo de calentamiento en el
periodo previo de calentamiento del motor diesel, con el fin de
acelerar la activación del catalizador; y la ejecución de la
operación del motor en un segundo modo de calentamiento en un
periodo de calentamiento posterior después del periodo de
calentamiento previo, con el fin de mantener la actividad del
catalizador. El primer modo de calentamiento está configurado para
proporcionar más energía al catalizador con los gases de escape que
con un modo de operación normal del motor diesel, en el que el modo
de operación normal se ejecuta después del periodo de calentamiento
posterior. El segundo modo de calentamiento está configurado para
proporcionar gases de escape con una temperatura más alta al
catalizador que con el modo de operación normal.
En el método de operación de la presente
invención, la operación del motor en el primer modo de calentamiento
se incluye: (i) el control del dispositivo de inyección de
combustible de forma tal que la inyección del combustible se
subdivide en la inyección piloto y la inyección principal; (ii)
configurar una proporción de carga de inyección para la inyección
piloto en un nivel más alto que la proporción de la carga de
inyección para la inyección piloto en el modo de operación normal; e
(iii) retardar la sincronización de tiempos de inyección para la
inyección principal en un tiempo de inyección para la inyección
principal en el modo de operación normal.
La presente invención puede realizarse de varias
formas, tales como en un motor diesel (motor de combustión interna
de encendido por compresión), un dispositivo de control del
calentamiento del catalizador para un motor diesel, un método de
operación para el motor, un armazón del vehículo que utiliza un
motor diesel, y así sucesivamente.
Estos y otros objetos, características, aspectos
y ventajas de la presente invención llegarán a ser evidentes a
partir de la siguiente descripción detallada de las realizaciones
preferidas con los dibujos adjuntos.
La figura 1 es un diagrama ilustrativo que
muestra una configuración simplificada del motor diesel 10 de
acuerdo con una realización de la invención.
La figura 2 es un diagrama conceptual que
muestra el cambio en la concentración de distintas substancias en
los gases de escape de la combustión al incrementarse gradualmente
la velocidad del sistema EGR.
La figura 3 es un diagrama conceptual que
muestra el contenido de cambio de los humos del gas de escape de la
combustión y el consumo de energía que tienen lugar con el cambio
de la relación aire/combustible (A/C).
La figura 4 es un gráfico que muestra las zonas
de operación para la combustión de baja temperatura y la combustión
normal.
La figura 5 ilustra un concepto de la operación
de calentamiento del catalizador.
La figura 6 ilustra la operación de un motor
diesel 10 en una primera realización del control de
calentamiento.
Las figuras 7A y 7B ilustran la relación del
cambio de presión dentro de la cámara de combustión y la liberación
de calor durante el periodo de calentamiento.
La figura 8 ilustra un resultado experimental de
la operación de calentamiento del catalizador.
La figura 9 muestra la modificación de la
proporciones de la carga de la inyección y de la sincronización de
inyección con referencia a la temperatura del refrigerante del
motor.
La figura 10 ilustra la operación del motor
diesel 10 en una segunda realización del control de
calentamiento.
La figura 11 ilustra la relación de la
sincronización de tiempos de la inyección y la carga de inyección
principal en la zona de fallo de encendido.
La figura 12 ilustra el cambio en la temperatura
del gas de escape Tg que tiene lugar en ciertas condiciones de la
inyección de combustible.
La figura 13 representa gráficamente la relación
de la proporción de la carga de inyección piloto y la temperatura
del gas de escape Tg.
La figura 14 es una sección transversal
longitudinal de una cámara de combustión.
La figura 15 ilustra la operación del motor
diesel 10 en una tercera realización del control de
calentamiento.
La figura 16 ilustra el efecto de un
calentamiento del catalizador en el ajuste del regulador de admisión
VNT.
La figura 17 ilustra la operación del motor
diesel 10 en una cuarta realización del control de
calentamiento.
Las realizaciones de la invención se describirán
en el orden indicado más adelante:
- A.
- Visión general de la configuración del dispositivo y de su operación;
- B.
- Solución conceptual para la aceleración del calentamiento del catalizador y del mantenimiento de la actividad del catalizador en el arranque del motor;
- C.
- Realización 1 del control del calentamiento;
- D.
- Realización 2 del control del calentamiento;
- E.
- Realización 3 del control del calentamiento;
- F.
- Realización 4 del control del calentamiento;
- G.
- Variaciones.
La figura 1 es un diagrama ilustrativo que
muestra una configuración simplificada de un motor diesel 10 de
acuerdo con una realización de la presente invención.
El motor diesel es un motor denominado de cuatro
cilindros que tiene cuatro cámaras de combustión números
1-4. Cada cámara de combustión está alimentada con
aire a través de una línea 12 de entrada de aire. El dispositivo de
inyección de combustible comprende una bomba de combustible 18, un
raíl común 19, y las válvulas 14 de inyección de combustible. El
combustible se presuriza por la bomba de combustible 18, y se
distribuye a las válvulas 18 de inyección de combustible de las
cámaras de combustión a través del raíl común 19. Las válvulas 14
de inyección de combustible están controladas por una unidad de
control 30, para inyectar las cantidades apropiadas de combustible
en el interior de las cámaras de combustión bajo una sincronización
de tiempos apropiada. Los gases de salida generados por la
combustión son expulsados a través de un tubo de escape 16. El motor
diesel 10 de esta realización se utiliza como un motor para generar
potencia motriz para un vehículo.
El motor 10 comprende también un turbocompresor
20. El turbocompresor 20 comprende una turbina 21 dispuesta en el
tubo de escape 16; un compresor 22 dispuesto dentro de la tubería de
toma de aire 12; un eje 23 que conecta estos dos componentes; y un
accionador 26 para regular la dimensión de la abertura de la
boquilla 25 de entrada de la turbina 21. Conforme los gases de
escape ya quemados se expulsan desde las cámaras de combustión hacen
girar la turbina 21 del turbocompresor 20, el compresor 22 gira por
medio del eje 23, comprimiendo el aire y suministrándolo a las
cámaras de combustión. El turbocompresor 20 es un turbocompresor de
capacidad variable, en el cual la presión motriz del aire puede
variarse por medio de un actuador 26, y que se conoce típicamente
como turbocompresor de boquilla variable (VNT) o bien turbocompresor
de geometría variable.
Se encuentra dispuesto un limpiador de aire (no
mostrado) en el extremo de la zona de aguas arriba del compresor 22.
El compresor 22 comprime el aire aspirado por medio del limpiador de
aire, y lo suministra a las cámaras de combustión. El aire
comprimido por el compresor 22 es enfriado por un refrigerador
intermedio 24 antes de ser suministrado a las cámaras de combustión.
Se encuentra dispuesta una válvula 28 de regulación (válvula de
regulación de toma de aire) en la zona de aguas abajo del
refrigerador intermedio 24.
El catalizador principal 40 está dispuesto
dentro de la tubería de escape 16 en la zona de aguas abajo de la
turbina 21. El catalizador principal 40 comprende por ejemplo un
catalizador del tipo de oclusión/reducción de NOx, que puede
eliminar ambas partículas y SOF (fracción orgánica soluble), y NOx
de los gases de escape de la combustión.
Los catalizadores del tipo de oclusión/reducción
de NOx almacenan NOx cuando la relación de
aire-combustible llega a ser más alta que la
relación teórica de aire-combustible (es decir, la
denominada mezcla pobre) conforme la reacción de la combustión
avanza en la cámara de combustión. Cuando la relación de
aire-combustible es inferior a la relación teórica
de aire-combustible (es decir, una mezcla
denominada como rica) o igual a la relación teórica de
aire-combustible (es decir, denominada como relación
estequiométrica), se liberan los productos de NOx almacenados.
Mediante esta operación, el NOx presente en los gases de escape de
la combustión se purifica. Los catalizadores del tipo de
oclusión/reducción de NOx tienen también la actividad del
catalizador de oxidación. Los gases de escape de la combustión se
purifican por la oxidación en el catalizador y SOF presente en los
gases de escape de la combustión.
El tubo de escape 16 y el tubo de toma de aire
12 están conectados por una tubería EGR 60 de forma que los gases de
escape puedan hacerse recircular a la tubería 12 de toma de aire, a
través de la tubería 60 EGR. El flujo de los gases de escape que se
hacen recircular a la tubería 12 de toma de aire está controlado por
la regulación de la abertura de una válvula EGR 62 y la válvula 28
de regulación. Adicionalmente, el refrigerador EGR 64 está
dispuesto en la tubería EGR de forma que los gases de escape de la
combustión se enfríen por el refrigerador EGR 64 antes de ser
introducidos en la tubería 12 de toma de aire. El catalizador EGR 66
está dispuesto en la zona de aguas arriba del refrigerador EGR 64.
El catalizador 66 tiene una catalizador de oxidación que oxida y
elimina las partículas (tales como SOF) presentes en los gases de
escape de la combustión. El catalizador 66 EGR es opcional.
La unidad de control 30 recibe las medias de los
sensores suministrados para detectar las revoluciones del motor Ne,
depresión L del acelerador, y la temperatura del refrigerante del
motor Ten, y en respuesta a estas medidas controla la bomba de
combustible 18, las válvulas de inyección de combustible 14, la
válvula EGR 62, la válvula de regulación 28 y así sucesivamente. Se
proporcionan también otros sensores. Por ejemplo, se proporciona en
el raíl común 9 un sensor de presión 50 para detectar la presión del
combustible. El medidor de flujo de aire 52 para detectar el flujo
del aire de toma se proporciona en la tubería 12 de la toma de
aire en la zona de aguas arriba del compresor 22. La tubería de
escape 16 se proporciona con un sensor 72 de la relación de
aire-combustible, para detectar la relación de
aire-combustible. El catalizador principal 40 está
provisto con un sensor de temperatura 42 para detectar la
temperatura del lecho del catalizador.
La figura 2 es un diagrama conceptual que
muestra el cambio en la concentración del NOx, humo, concentración
de CO (monóxido de carbono), y la concentración HC (compuestos de
hidrocarbonos no quemados) en el gas de escape de la combustión,
conforme aumenta la velocidad EGR ([flujo de gas EGR]/[flujo de gas
EGR + flujo de aire de entrada]). La sincronización de tiempos de la
inyección de combustible está fijada en los ejemplos de la figura 2.
En este caso, el "humo" es un indicador que representa la
concentración de las partículas finas de de carbono en suspensión,
tal como el hollín, presentes en los gases de escape, y que se mide
por un dispositivo de medida dedicado denominado como medidor de
humos. Los gases de escape exentos completamente de partículas
finas de carbón en suspensión, tales como el hollín, tienen un valor
de humos de 0, en donde el valor de los humos se incrementa con las
concentraciones progresivamente mayores de las partículas. En el
ejemplo ilustrado en la figura 2, el valor del humo comienza a
elevarse una vez que la tasa EGR pasa por encima del 40%, pero con
un incremento adicional en la tasa EGR, por encima del 60%, en donde
ya no se genera substancialmente ningún humo. La concentración de
NOx disminuye al incrementarse la tasa EGR. Es decir, una tasa EGR
suficientemente alta da lugar a emisiones de NOx que caen cerca de
un valor cero (como máximo aproximadamente 10 ppm) con un humo cerca
del valor cero también. En este caso, el modo de combustión en el
que la tasa EGR se ajuste al 60% o superior para reducir el humo y
las concentraciones de NOx se denominará como una "combustión de
baja temperatura". El modo normal, realizado a una tasa EGR
inferior que con la combustión de baja temperatura se denominará
como "combustión normal". En la combustión normal, la tasa EGR
se mantiene al 50% o inferior. La designación de "combustión a
baja temperatura" se refiere al hecho de que en este modo de
combustión, la temperatura de combustión localizada dentro de las
cámaras de combustión se mantiene para reducir significativamente
los niveles de la temperatura de combustión normal, debido a la
acción de los gases EGR. Las temperaturas de combustión localizadas
inferiores se conocen por tender a reducir el humo y las emisiones
NOx. La combustión de baja temperatura está descrita con detalles en
la patente de los EE.UU. número 6131388, cuya exposición se
incorpora aquí como referencia a todos los fines.
Tal como se muestra en la parte más superior de
la figura 2, la relación aire-combustible disminuye
a incrementarse la tasa EGR. Para un flujo de toma total dado (la
suma del flujo de aire de entrada y el flujo de gas EGR)
suministrado a una cámara de combustión en un ciclo de admisión, un
flujo de gas EGT mayor significa un flujo de admisión de aire menor.
Puesto que la concentración de oxigeno en los gases EGR es
típicamente inferior que en el aire ambiente, el flujo de gas EGR
más alto, es decir, con una tasa EGR más alta, significa que la
relación de aire-combustible está más cerca de la
parte rica. Tal como se muestra en la figura 2, la tasa EGR para
la combustión de baja temperatura es más alta que para la combustión
normal, y la relación de aire-combustible se
desplazará en consecuencia hacia la parte rica con respecto a la
combustión normal.
En un motor diesel, la combustión se realiza
típicamente en torno a una relación pobre de
aire-combustible. Al implementarse el sistema EGR,
la relación de aire-combustible se mantendrá a nivel
pobre durante la combustión normal. Mediante el incremento del flujo
de gas EGR adicionalmente, la combustión se puede realiza en torno
bajo unas condiciones de una relación de
aire-combustible equivalente a la relación de
aire-combustible teórica (estequiometría). Aunque en
sentido estricto la relación de aire-combustible es
dependiente de la formulación del combustible, para virtualmente
todos los combustibles, en donde virtualmente todos los combustibles
tienen una relación de aire-combustible de un
valor próximo cercano a 14,7-14,8. El incremento del
flujo de gas EGR más allá de la condición de la relación de
aire-combustible teórica proporciona una relación de
aire-combustible rica.
La figura 3 es un diagrama conceptual que
muestra el cambio en las distintas características relacionadas con
la combustión (contenido de humo del gas de escape de combustión),
consumo de combustible del motor diesel, temperatura del lecho del
catalizador) que tiene lugar en la relación de
aire-combustible (A/C) mediante la manipulación de
la tasa EGR. La temperatura del lecho del catalizador y la
temperatura del gas de entrada del catalizador se refieren aquí
respectivamente a la temperatura del lecho del catalizador medida en
el catalizador principal 40 en la figura 1, y la temperatura del
gas de escape de combustión que entra en el catalizador 40. Tal como
se muestra en la figura 3, la combustión de baja temperatura está
clasificada como combustión pobre de baja temperatura realizada en
la parte pobre de la relación teórica de
aire-combustible, y la combustión rica de
temperatura baja realizada en la parte rica de la relación teórica
de aire-combustible.
La combustión pobre a temperatura baja añade
niveles suficientemente bajos de humo, así como también un consumo
de combustible suficientemente apto para que sea aceptable incluso
en comparación con la combustión normal. Tal como se muestra en la
figura 2, con una combustión pobre de temperatura baja, las
concentraciones de HC y CO en los gases de escape de la combustión
son más altas que con la combustión normal. No obstante, la
combustión a baja temperatura tiende a producir menos gases de
escape de combustión y unas temperaturas más altas del gas de escape
de la combustión que la combustión normal. Así pues, la temperatura
del lecho del catalizador puede mantenerse a un nivel más alto con
la combustión a baja temperatura (véase la figura 3). Manteniendo
el lecho del catalizador a una alta temperatura de esta forma, es
sencillo reducir las concentraciones de HC y CO en los gases de
escape expulsados hacia el exterior. De esta forma, la combustión
pobre de baja temperatura, a través de la combinación con el
catalizador principal 40, es un excelente modo de combustión que
añade la emisión de gases de escape extremadamente limpios.
Tal como se ha expuesto, la combustión a baja
temperatura representa un modo de combustión en el cual la
temperatura de la combustión se reduce mediante la recirculación de
un gran flujo de gases EGR. En consecuencia, la combustión a baja
temperatura está limitada substancialmente para ser utilizada con
cargas bajas. Es decir, para operar el motor a una carga más alta,
es necesario incrementar la cantidad de inyección del combustible y
el flujo de la admisión de aire. Puesto que, como norma general, no
cambia el valor total del flujo de aire aspirado en una cámara de
combustión durante un ciclo de admisión y el flujo de recirculación
de los gases de escape el la parte de la admisión, al incrementar
el flujo de aire tendrá el efecto de reducir el flujo recirculado de
los gases de escape hasta un valor correspondiente. Así pues, si la
carga es alta, no será posible mantener la tasa EGR a un nivel
suficientemente alto para que tenga lugar una combustión a
temperatura baja. En consecuencia, la combustión normal se lleva a
cabo en con unas cargas medias y altas. El NOx formado por la
combustión normal a cargas medias y altas está ocluido por el
catalizador principal 40, el cual es un catalizador del tipo de
oclusión/reducción de NOx. El NOx ocluido se reduce por el HC y CO
emitidos durante la combustión a baja temperatura para cargas
bajas.
La figura 4 es un gráfico que muestra las zonas
de operación para la combustión a baja temperatura y la combustión
normal. Tal como se muestra en la figura 4, en la zona R1, si la
coedición operativa del motor es de una potencia de salid
relativamente baja, puede realizarse la combustión pobre a baja
temperatura, mientras que en la zona R2 de potencia de salida
relativamente alta, se lleva a cabo la combustión normal. En la
zona R1, no obstante, puede realizarse también la combustión
normal. En otras palabras, en la zona R1 se selecciona la
combustión a baja temperatura o la combustión normal. Más
específicamente, se configuran mapas que indican un objetivo de
control de la relación aire-combustible del gas de
escape, con la velocidad del motor y el par del motor necesario como
parámetros, y se almacenan respectivamente como un mapa para la
combustión de baja temperatura y un mapa para la combustión normal,
y siendo detectada la relación de aire-combustible
mediante el sensor de aire-combustible 72, instalado
en la línea de escape 16 controlándose con la relación de
aire-combustible de objetivo, de acuerdo con el mapa
adecuado para el modo de combustión seleccionado. Los mapas se
almacenan en la memoria ROM (no mostrada) en la unidad de control
30.
Tal como se muestra en la figura 3, la
combustión rica a baja temperatura representa un modo de combustión
con un consumo pobre de combustible, y como tal no se utiliza
normalmente, ya que el modo permite el incrementar la temperatura
del lecho del catalizador, tal como se muestra en la figura 3,
utilizándose comúnmente para un periodo muy breve para regenerar el
catalizador. Es decir, con la combustión normal continuada, la
temperatura del lecho del catalizador disminuye gradualmente debido
a la temperatura del gas de escape a baja combustión, el cual tiene
el riesgo de una reducción en la actividad del catalizador; en
dichos casos, la realización de la combustión rica a baja
temperatura durante un periodo breve incrementará la temperatura del
lecho del catalizador, restaurando la actividad del catalizador.
El calentamiento del catalizador 40 se lleva a
cabo por el calor de los gases d escape que pasan a través del
catalizador 40. Utilizando un modelo de flujo turbulento en un tubo
redondo, para modelar el flujo de los gases de escape a través del
catalizador 40, la transferencia de calor de los gases de escape al
catalizador 40 está dada por la Ecuación (1).
Q = C1 .
Re^{0,8} . Pr^{1/3} .
(Tg-Tc)
- = C2 . V^{0,8} . (Tg-Tc)
- (1)
en donde C1 y C2 son constantes,
Re es el número de Reynolds, Pr es el número Prandtl, Tg es la
temperatura del gas de escape, Tc es la temperatura del catalizador,
y V es la velocidad del flujo de gas de escape. El numero Prandtl se
determina sencillamente mediante valores físicos del flujo, y está
representado por la constante C2. El número de Reynolds Re es
proporcional a la velocidad V del flujo del gas de
escape.
Cuanta más alta sea la transferencia de calor Q,
más rápidamente se calentará el catalizador 40. Así pues, podrían
utilizarse los siguientes dos métodos para acelerar el calentamiento
del catalizador.
- (a)
- Elevar la temperatura Tg del gas de escape.
- (b)
- Incrementar la velocidad V del flujo del gas de escape.
En las realizaciones descritas más adelante, se
utiliza al menos uno de estos dos métodos parda acelerar el
calentamiento del catalizador. Después de que el catalizador alcance
la temperatura de activación, se lleva a cabo durante algún tiempo
la operación de mantenimiento de la actividad. La operación de
mantenimiento de la actividad utiliza un método para elevar la
temperatura Tg del gas de escape.
La figura 5 muestra un concepto de la operación
de calentamiento del catalizador en la realización. El eje
horizontal en la figura 5 representa el tiempo transcurrido desde el
arranque (arranque en frío) y el eje vertical representa, en un
orden desde arriba, la temperatura del lecho del catalizador y la
velocidad del vehículo. El periodo de calentamiento está dividido
en un periodo previo de calentamiento (fase de calentamiento previo)
y un periodo de calentamiento posterior (fase de calentamiento
posterior). El cambio de la velocidad del vehículo en este ejemplo
cumple con un patrón determinado de pruebas de rendimiento del
vehículo.
El periodo de calentamiento previo
t0-t1 tiene por objeto elevar la temperatura del
lecho del catalizador desde la temperatura ambiente hasta la
temperatura de activación (aproximadamente 250ºC por ejemplo).
Durante el periodo de calentamiento, el modo de aceleración del
calentamiento del catalizador (descrito más adelante) se lleva a
cabo para elevar la temperatura del lecho del catalizador hasta la
temperatura de activación en el final del periodo de calentamiento
previo. El periodo de calentamiento posterior t1-t2
tiene por objeto mantener la actividad del catalizador. Durante el
periodo de calentamiento posterior, se lleva a cabo la operación de
mantenimiento de la actividad del catalizador (descrita
posteriormente) bajo ciertas condiciones, incluyendo la condición de
que la carga solicitada para el motor sea inferior a un valor
predeterminado. En el ejemplo de la figura 5, tal como se muestra
en la parte superior de la figura, la operación de mantenimiento de
la actividad del catalizador se lleva a cabo cuando sea baja la
carga solicitada para el motor, siendo sus revoluciones
aproximadamente constantes, más específicamente durante el
funcionamiento a velocidad constante y al ralentí.
La operación normal del motor se lleva a cabo
después del periodo de calentamiento posterior. Al final del periodo
de calentamiento posterior, se calientan el refrigerante del motor
y la tubería de escape así como también la temperatura del lecho del
catalizador, En consecuencia, la temperatura del catalizador se
mantendrá por encima de la temperatura de activación incluso con la
operación normal del motor y sin la necesidad de la operación de
aceleración de la actividad del catalizador o bien la operación de
mantenimiento de la actividad del catalizador. En esta memoria
técnica, el modo de la operación del motor que se realiza
normalmente después del periodo de calentamiento posterior se
denomina como el "modo de operación normal". El total del
periodo de calentamiento previo y el periodo de calentamiento
posterior puede denominarse como "periodo de
calentamiento".
El modo de aceleración de la actividad del
catalizador en el periodo de calentamiento previo puede
implementarse mediante distintos modos de operación del motor, en
donde la energía del gas de escape que fluye a través del
catalizador es más alta que en el modo de operación normal después
del periodo de calentamiento. En este caso, la frase "más alta que
en el modo de operación normal" significa "más alta que en el
modo de operación normal bajo las condiciones de aproximadamente la
misma carga del motor y las mismas revoluciones del motor". El
ejemplo real del modo de aceleración de la actividad del catalizador
se describirá con detalle más adelante. El modo de mantenimiento de
la actividad del catalizador en el periodo de calentamiento
posterior puede implementarse por distintos modos de operación del
motor, en donde la temperatura del gas de escape que circula a
través del catalizador es más alta que la del modo de operación
normal después del periodo de calentamiento. Por ejemplo, la
combustión a baja temperatura descrita con referencia a las figuras
2 y 3 puede utilizarse como el modo de mantenimiento de la actividad
del catalizador.
El incremento de la temperatura del gas de
escape en el modo de mantenimiento de la actividad del catalizador
puede conseguirse en general mediante la reducción de una relación
de aire, o bien una relación de aire-combustible con
respecto al modo de operación normal. Preferiblemente, el modo de
mantenimiento de la actividad del catalizador tiene una relación de
aire inferior con respecto al modo de operación normal y el modo de
aceleración del calentamiento del catalizador. Esto se debe a que
la relación de aire más alta reducirá la temperatura del gas de
escape con una gran cantidad de aire, mientras que por el contrario
la relación de aire inferior incrementará la temperatura del gas de
escape. Puesto que la combustión a baja temperatura utiliza una
relación de aire-combustible baja, y consigue
temperaturas de escape más altas que en el modo de operación normal,
tal como se muestra en la figura 3, la combustión a baja
temperatura puede ser adecuada para el modo de mantenimiento de la
actividad del catalizador. Alternativamente, los modos de operación
del motor distintos de la combustión a baja temperatura pueden ser
utilizados como el modo de mantenimiento de la actividad del
catalizador, mientras que se reduce la relación de aire en el modo
de operación normal después del periodo de calentamiento, con el
fin de elevar la temperatura del gas de escape. La reducción de la
relación de aire se consigue mediante un método de reducción de la
abertura de la válvula 28 de regulación (figura 1) o con un método
para incrementar la tasa EGR. Estos dos métodos pueden ser
utilizados al mismo tiempo.
Alternativamente, el modo de mantenimiento de la
actividad del catalizador puede ser implementado mediante los modos
de operación del motor en los cuales el flujo del gas de escape a
través del catalizador sea menor que en el modo normal de operación.
Preferiblemente, el modo de mantenimiento de la actividad del
catalizador tiene un flujo de gas de escape menor que en el modo de
operación normal y en el modo de aceleración del calentamiento del
catalizador. Esto impide que pueda enfriarse el catalizador mediante
una gran cantidad de gases de escape, manteniendo por tanto la
actividad del catalizador. La reducción del flujo de gas de escape
se consigue por el método de reducción de la abertura de la válvula
de regulación 28 con un método de incrementar la tasa EGR.
El modo de mantenimiento de la actividad del
catalizador tiene por objeto mantener el catalizador 40 o por encima
de la temperatura de activación, y por tanto puede suministrar una
energía menor al catalizador 40 que el modo de aceleración del
calentamiento del catalizador. Preferiblemente, el modo de
mantenimiento de l actividad del catalizador puede tener una tasa
más pobre de consumo de combustible o bien un rendimiento más
inferior del combustible, que con respecto al modo de operación
normal, pero con una tasa de consumo de combustible inferior, o con
un rendimiento del combustible más alto que el modo de aceleración
del calentamiento del catalizador.
La figura 6 muestra la operación del motor
diesel 10 en una primera realización del control del calentamiento.
El eje horizontal en la figura 6 representa el tiempo transcurrido
desde el arranque (arranque en frío), y el eje vertical representa
en un orden desde arriba, la temperatura del refrigerante del motor,
la sincronización de tiempos de la inyección del combustible, y la
tasa EGR. Una vez que el motor haya arrancado en el instante t0,
se ejecuta una operación de aceleración del calentamiento del
catalizador en el periodo de calentamiento previo hasta que la
temperatura del refrigerante del motor alcance una temperatura
predeterminada CATon en el instante t1. El periodo de calentamiento
previo puede ser definido para que sea un periodo que termine cuando
la temperatura del refrigerante del motor alcance la temperatura
predeterminada CATon, o un periodo que termine cuando la
temperatura del lecho del catalizador alcance una temperatura
predeterminada. En el período de calentamiento posterior
t1-t2, se llevan a cabo la operación de
mantenimiento de la actividad del catalizador y la operación normal.
En esta realización, la operación de mantenimiento de la actividad
del catalizador se implementa mediante la combustión a baja
temperatura descrita con referencia a las figuras 2 y 3, y la
operación normal se implementa por la combustión normal. Después
del instante t2, se ejecuta la operación normal. En el ejemplo
mostrado en la figura 6, la conmutación entre la combustión a baja
temperatura y la combustión normal durante el periodo de
calentamiento t1-t2 se simplifica por conveniencia
de la ilustración.
Durante el periodo de calentamiento previo
t0-t1, la inyección de combustible se subdivide en
la inyección piloto y la inyección principal. La carga de inyección
para la inyección piloto se configura para que sea igual a
aproximadamente el 30% de la carga de inyección total para un ciclo
de combustión, y la carga de inyección principal de aproximadamente
el 70%. La sincronización de tiempos de la inyección para la
inyección piloto es de aproximadamente 10º por delante del punto
muerto superior TDC (es decir, TDC-aproximadamente
10º), y la sincronización de tiempos de la inyección para la
inyección principal de aproximadamente 10º después del punto muerto
superior TDC (es decir, TDC + aproximadamente 10º). La
"sincronización de tiempos de inyección" se refiere al instante
de inicio de la inyección. El significado de la carga de inyección y
la sincronización de tiempos de la inyección en el periodo de
calentamiento se describirán más adelante.
Durante el periodo de calentamiento previo, la
tasa EGR se fija en 0. Es decir, la válvula EGR 62 se cierra,
cortando la recirculación de los gases de escape de la combustión.
La razón de hacerlo así es porque la ejecución de EGR en este
instante daría lugar a una temperatura de escape que se reduciría
por el enfriador EGR 64 (figura 1), lo cual podría inhibir el
calentamiento. Será evidente que la operación del corte de la
válvula EGR durante el periodo de calentamiento previo se utiliza
como medio para elevar la temperatura del gas de escape Tg en la
Ecuación (1) expuesta anteriormente. No obstante, se observará que
la operación de la válvula EGR puede tener lugar hasta un cierto
valor durante el periodo de calentamiento previo. Por ejemplo, la
tasa EGR puede configurarse a aproximadamente el 10%-20%. Esta tasa
EGR relativamente baja impedirá el incremento excesivo en la
concentración de NOx, debido al corte EGR mientras que se acelera el
calentamiento del catalizador 40.
Durante el periodo de calentamiento posterior
t1-t2, la combustión a baja temperatura se ejecuta
bajo unas condiciones de carga relativamente bajas mientras que la
combustión normal se ejecuta bajo unas condiciones de carga
relativamente altas. Tal como se expone con referencia a la figura
3, la combustión de baja temperatura proporciona unas temperaturas
más altas del gas de entrada al catalizador que la combustión
normal, y siendo adecuado para mantener la actividad del
catalizador. Puesto que la temperatura del catalizador se ha
alcanzado por encima de la temperatura de activación durante el
periodo de calentamiento previo, la combustión a baja temperatura o
la operación de mantenimiento de la actividad del catalizador no se
precisan que se ejecuten continuamente durante el periodo de
calentamiento posterior, pero pueden ejecutarse de forma
intermitente. Por el contrario, la operación de aceleración del
calentamiento del catalizador se ejecuta preferiblemente de forma
continua durante el periodo de calentamiento previo
t0-t1 sin tener en cuenta la carga del motor.
La combustión normal durante el periodo de
calentamiento posterior utiliza también la inyección piloto y la
inyección principal al igual que la combustión de la aceleración
del calentamiento del catalizador en el periodo de calentamiento
previo. En la combustión normal, no obstante, la carga de la
inyección piloto se ajusta a aproximadamente el 10% de la carga de
inyección total para un ciclo de combustión, y para la carga de
inyección de la inyección principal a aproximadamente el 90%. La
sincronización de tiempos de la inyección para la inyección piloto
es (TDC-aproximadamente 15º), y la sincronización de
tiempos de inyección para la inyección principal será (TDC +
aproximadamente 5º). Esta combustión normal se utiliza también en el
modo de operación normal después del instante t2.
La figura 7A muestra el cambio de presión dentro
de la cámara de combustión durante el periodo de calentamiento
previo, y la figura 7B muestra el cambio en la liberación del calor.
En las figuras 7A y 7B, el eje horizontal representa gráficamente
el ángulo \theta del cigüeñal. Durante el periodo de calentamiento
previo, la inyección piloto y la inyección principal se ejecutan en
los instantes en el tiempo desde el punto muerto superior TDC, de
forma que la tasa de la elevación de la presión en la proximidad del
punto muerto superior TDC sea mínima. Así pues, el denominado grado
de de volumen constante disminuye. ES conocido que en un motor
diesel, el rendimiento térmico cae típicamente con una bajada en la
tasa de la presión, incrementándose la energía de la potencia de
salida. Específicamente, el combustible inyectado durante la
inyección piloto se quema y libera calor por delante del punto
muerto superior TDC, pero este calor no ejecuta trabajo en el
exterior, sino que en su lugar se utiliza para incrementar la
temperatura/presión dentro de la cámara de combustión. La inyección
principal se ejecuta igualmente en un instante en el tiempo
apreciablemente más alejado del punto muerto superior TDC, de forma
que una parte significativa del calor liberado se utiliza para
incrementar la temperatura del gas de escape.
La sincronización de tiempos de inyección y la
carga de inyección para la inyección piloto y la inyección principal
durante el periodo de calentamiento previo se determinan teniendo en
cuenta los parámetros siguientes. Para incrementar la energía de
escape, es deseable que la inyección principal tenga lugar en un
instante en el tiempo que esté considerablemente retardado con el
paso por el punto muerto superior TDC (es decir, retardado en un
numero de grados considerable). No obstante, si la inyección
principal se retarda en un número muy grande de grados, existe la
posibilidad de fallo de encendido. Puesto que el incremento de la
carga de inyección para la inyección piloto tiene el efecto de
elevar la temperatura en la cámara de combustión, se reducirá la
probabilidad de fallo de encendido cuando la inyección principal se
retarde en varios grados. Adicionalmente, existe un cierto valor
preferido (expresado en términos del ángulo del cigüeñal, 20º por
ejemplo) para el intervalo entre la inyección piloto y la inyección
principal. En consecuencia, la sincronización de tiempos para la
inyección piloto y la inyección principal se determina de forma tal
que sea baja la probabilidad de fallo de encendido, y de forma tal
que la sincronización de tiempos para la inyección principal se
retarde en todo lo posible. La sincronización de tiempos de la
inyección y la carga de inyección para la inyección piloto y la
inyección principal se determinan de forma que se incluya el
incremento en la energía de escape así como también para afrontar
con la carga requerida. Como resultado, en el periodo de
calentamiento previo, la carga de la inyección piloto es
relativamente mayor, y más tarde la sincronización de tiempos de la
inyección principal, que con respecto a la combustión normal.
Bajo las condiciones operativas de carga igual,
la carga de inyección total es mayor durante la combustión de
aceleración del calentamiento del catalizador en el periodo de
calentamiento previo que con respecto a la combustión normal. La
proporción de la carga de inyección para la inyección piloto (carga
de inyección piloto/carga de inyección total) durante el periodo de
calentamiento previo en torno a dos a cinco veces la proporción de
la carga de inyección para la inyección piloto durante la combustión
normal.
Tal como se comprenderá a través de la
descripción anterior, la inyección de combustible durante el periodo
de calentamiento previo en la primera realización está caracterizada
por lo siguiente:
- 1)
- La proporción de carga de inyección para la inyección piloto durante el periodo de calentamiento previo es mayor que la proporción de la carga de inyección para la inyección piloto durante la combustión normal después del periodo de calentamiento previo.
- 2)
- La sincronización de tiempos de inyección para la inyección principal durante el periodo de calentamiento previo se retarda con respecto a la sincronización de tiempos de inyección para la inyección principal durante la combustión normal después del periodo de calentamiento previo.
A través del control de esta forma, es posible
retardar la inyección principal en un número considerable de grados,
e incrementar la energía del escape, de forma que el catalizador 40
pueda ser calentado más eficientemente. La mayor carga de la
inyección para la inyección piloto significa que la temperatura y
presión en la cámara de combustión son apreciablemente elevadas
durante la inyección principal. Así pues, el combustible inyectado
durante la inyección principal se quema adecuadamente, de forma que
pueda reducirse la concentración de HC en los gases de escape de la
combustión. Es decir, de acuerdo con la realización 1, el
catalizador puede ser calentado eficientemente mientras que se
mantiene baja la concentración de HC.
Aunque existe un cierto nivel de flexibilidad
con respecto a la sincronización de tiempos para la inyección piloto
y la inyección principal, en términos del calentamiento del
catalizador, la inyección piloto tendrá lugar preferiblemente justo
por delante del punto muerto superior, y la inyección principal ya
pasado el punto puerto superior. Al hacerlo así, el catalizador
puede ser calentado más eficientemente mientras que se mantiene baja
la concentración de HC.
La figura 8 muestra un resultado experimental de
las operaciones del calentamiento del catalizador (aceleración del
calentamiento del catalizador y mantenimiento de la actividad del
catalizador) de acuerdo con una primera realización. El cambio de la
velocidad del vehículo es el mismo que en la figura 5. Cuando se
ejecutan las operaciones de calentamiento, la temperatura del lecho
del catalizador alcanza la temperatura de activación del instante
final t1 del periodo de calentamiento previo, es decir,
aproximadamente 70 segundos después del arranque, y se mantiene por
encima de la temperatura de activación posteriormente. Sin las
operaciones de calentamiento, por el contrario, la temperatura del
lecho del catalizador alcanzará la temperatura de activación en
torno a 1000 segundos después del arranque. Tal como se comprenderá
por este resultado, las operaciones de calentamiento de acuerdo con
la primera realización activarán el catalizador 40 en un periodo de
tiempo relativamente corto, manteniendo su activación
posteriormente.
El periodo de calentamiento posterior puede ser
omitido y la combustión normal o el modo de operación normal puede
utilizarse después de que el catalizador alcance la temperatura de
activación. No obstante, tal como se ha descrito con referencia a la
figura 3, la combustión normal proporciona una temperatura inferior
del gas de entrada del catalizador con respecto a la combustión a
baja temperatura, y proporciona también una tasa EGR inferior, lo
cual incrementa el flujo del gas de escape a través del catalizador
40. En consecuencia, si solo se ejecuta la combustión normal después
del periodo de calentamiento previo, el catalizador 40 podrá ser
enfriado con una gran cantidad de gas de escape por debajo de la
temperatura de activación, tal como se muestra con la línea de
puntos/trazos en la figura 8. En la primera realización, por el
contrario, la actividad del catalizador se mantendrá durante el
periodo de calentamiento posterior, debido a que la combustión a
baja temperatura se ejecuta en condiciones de carga relativamente
baja.
En el ejemplo de la figura 6, las proporciones
de carga de la inyección piloto y la inyección principal y la
sincronización de tiempos de la inyección se mantienen constante
durante el periodo de calentamiento previo, pero podrían modificarse
dependiendo del proceso de calentamiento. La figura 9 muestra la
modificación de las proporciones de carga y la sincronización de los
tiempos de inyección con referencia a la temperatura del
refrigerante del motor. En este ejemplo, la elevación en la
temperatura del refrigerante del motor está acompañada por una
disminución en la proporción de la carga de inyección para la
inyección piloto, mientras que la sincronización de tiempos de
inyección principal se acelera en varios grados. En otras palabras,
conforme se eleva la temperatura del refrigerante del motor, se
realizan ajustes para que las condiciones sean las más cercanas a
las correspondientes a la inyección durante la combustión normal. Al
hacerlo así, el catalizador puede ser calentado a través de la
inyección realizada apropiadamente para el proceso de calentamiento.
Las proporciones de la carga y la sincronización de tiempos de la
inyección para la inyección piloto y la inyección principal podrían
ser modificadas con referencia a la temperatura del lecho del
catalizador, en lugar de la temperatura del refrigerante del
vehículo.
La figura 10 es una ilustración que muestra la
operación del motor diesel 10 en una segunda realización del control
del calentamiento. Tal como se expondrá de ahora en adelante, las
proporciones de carga en la realización 2 para la inyección piloto y
la inyección principal durante el periodo de calentamiento previo se
encuentran más optimizadas que en la realización 1.
La figura 11 muestra las relaciones de la
sincronización de la inyección principal y la carga de inyección
principal con respecto a la zona de fallo de encendido. Tal como se
comprenderá a través de la figura, retardando la sincronización de
tiempos de la inyección principal en varios grados para una carga de
la inyección principal dada, se da lugar al cruce por el umbral de
fallo de encendido, y entrando n la zona de fallo de encendido. Se
observará que el ángulo del cigüeñal del umbral de fallo de
encendido se desplaza hacia el extremo del ángulo retardado con una
carga de inyección principal más pequeña. Las líneas de trazo
continuo de la figura 11 muestran la sincronización de tiempos de la
inyección principal y la carga de la inyección para generar un
nivel dado de par motor, suponiendo constante la carga de la
inyección piloto. Típicamente, retardando la sincronización de
tiempos para la inyección principal en varios grados se provoca un
descenso de la eficiencia térmica. En consecuencia, bajo condiciones
en las cuales la carga de inyección piloto se mantenga en un valor
dado, retardando la inyección la sincronización de tiempos de la
inyección principal en varios grados, significa que se precisará de
una carga mayor de la inyección principal para producir un nivel
dado de par motor. Cuando se incrementa la carga de inyección
piloto, puede generarse un nivel dado de par motor con una carga
dada de inyección principal, incluso aunque se retarde la
sincronización de tiempos de inyección principal en más grados.
En la zona crítica en la proximidad del umbral
del fallo de encendido, la sincronización de tiempos de inyección
principal se retarda en un número suficiente de grados, de forma que
sea alta la temperatura del gas de escape. La temperatura de los
gases de escape en la zona crítica depende de las condiciones de la
inyección del combustible. La figura 12 ilustra el cambio en la
temperatura del gas de escape Tg que tiene lugar con ciertas
condiciones de la inyección de combustible. El eje horizontal en la
figura 12 indica la sincronización de la inyección principal, y el
eje vertical indica la temperatura del gas de escape. La línea
continua representa la función en la que la proporción Qp de la
carga de inyección piloto (carga piloto como un porcentaje de la
carga de inyección total) se supone que es del 0%; la línea de
puntos/trazos representa esta función al 20%; la línea doble de
puntos/trazos es la función al 40%. Tal como es evidente a partir de
la figura, cuando la proporción Qp de la carga de inyección piloto
se incrementa desde el 0% al 20%, la sincronización de tiempos de la
inyección principal coincidente con el umbral de fallo de encendido
se retarda en más grados, y en consecuencia la temperatura Tg del
gas de escape en la zona crítica del umbral de fallo de encendido se
hace más alta. Incidentalmente, incrementando la proporción Qp de
la carga de inyección piloto hasta un grado excesivo (40% por
ejemplo) significa una reducción correspondiente en la proporciona
de la carga de inyección principal, de forma que a la inversa
disminuirá la temperatura Tg del gas de escape. La figura 13
representa gráficamente el cambio de la temperatura Tg del gas de
escape mostrado en la figura 12, en términos de una función de la
proporción de la carga de inyección piloto. Tal como es evidente a
partir de la figura, si las condiciones para la inyección principal
se han configurado dentro de la zona crítica en la figura 11,
existirá una cierta condición óptima para la proporción de la carga
de la inyección piloto, en la cual se consigue la temperatura Tg de
gas de escape más alta. Esta condición de la inyección óptima se
determina experimentalmente para cada motor individual. Puesto que
esta condición óptima depende también de la temperatura del motor,
en la práctica preferida se modificará dependiendo de la temperatura
del refrigerante del motor, por ejemplo.
Cuando es constante la suma de la carga de
inyección principal y la carga de la inyección piloto, las
condiciones de la inyección pueden ser optimizadas teniendo en
cuenta los dos casos siguientes. Cuando la carga de la inyección
piloto es claramente grande, la carga de la inyección principal será
más pequeña, pero la sincronización de tiempos para la inyección
principal podrá ser retardada. Por el contrario, cuando la carga de
inyección piloto es más pequeña, la carga de la inyección principal
será mayor, y será necesario avanzar la sincronización de tiempos de
la inyección principal. La condición óptima para la inyección piloto
y la inyección principal que aportará la temperatura más alta Tg del
gas de escape se determinará por el equilibro entre estos dos casos.
En otras palabras, esta condición óptima se sitúa en algún punto
entre una condición en la cual la carga de la inyección piloto sea
la máxima posible sin provocar fallo de encendido, y el mínimo
posible. La condición óptima puede ser descubierta mediante la
búsqueda entre estas dos condiciones extremas.
Tal como se ha descrito anteriormente, durante
el periodo de calentamiento previo en la realización 2, la
proporción de la carga de inyección piloto y la sincronización de
tiempo de inyección principal se configuran para que coincidan con
la sincronización de tiempos de la zona crítica, justo por delante
del umbral de fallo de encendido, con el fin de proporcionar la
temperatura máxima Tg del gas de escape. Esto tiene el efecto de
incrementar la energía de escape, haciendo posible el acelerar
eficientemente el calentamiento del catalizador. Esta zona crítica,
expresada en términos del ángulo del cigüeñal, preferiblemente
abarca desde el umbral de fallo de encendido hasta aproximadamente 2
grados del ángulo del cigüeñal por delante del umbral de fallo de
encendido, y más preferible desde el umbral de fallo de encendido
hasta aproximadamente 1 grado por delante del umbral de fallo de
encendido.
En la realización 2, se utilizan tres medios
adicionales, es decir, una operación de corte EGR, incrementando la
velocidad del ralentí, y el uso continuo de una bujía de caldeo,
además del ajuste de las condiciones de inyección, con el fin de
acelerar la elevación de la temperatura de los gases de escape.
Tal como se muestra en la figura 10, en la
realización 2, la válvula EGR se corta durante el periodo de
calentamiento previo, como en el caso de la realización 1. Como
resultado de ello, se impide la caída en la temperatura de los
gases de escape debido a la pérdida de calor en el enfriador 64 de
la válvula EGR (figura 1), de forma que pueda acelerarse el
calentamiento del catalizador. En el ejemplo mostrado en la figura
10, la velocidad de ralentí se configura a 1200 rpm, durante el
periodo de calentamiento previo, y después del periodo de
calentamiento previo se ajusta a 950 rpm. Mediante el incremento
del periodo de calentamiento previo de esta forma, es posible
incrementar la velocidad del gas de escape V en la Ecuación (1), y
poder acelerar por tanto el calentamiento del catalizador 40.
Tal como se muestra en la parte inferior de la
figura 40, la bujía de caldeo se utiliza continuamente durante el
periodo de calentamiento previo. La figura 14 es una sección
transversal longitudinal de la cámara de combustión. La cámara de
combustión 110 comprende una pared cilíndrica 112, un cabezal de
cilindro 114, y un pistón 116. El cilindro 114 comprende una
lumbrera de admisión 122 y una lumbrera de escape 124. La lumbrera
de admisión 122 está provista con una válvula de admisión 132. La
lumbrera de escape 124 está provista con una lumbrera de escape 134.
La válvula de inyección de combustible 14 está dispuesta en un lugar
substancialmente central del cabezal del cilindro 114, y la bujía de
caldeo 1256 está dispuesta cerca de la boquilla 15 de la válvula de
inyección de combustible 14. La bujía de caldeo 126 puede estar
situada en cualquier punto que permita calentar el aire de admisión,
por ejemplo, en la lumbrera de admisión 122. Puede utilizarse otro
tipo de calefactor tal como un calefactor de la admisión de aire en
lugar de la bujía de caldeo 126.
Típicamente, la bujía de caldeo 126 se utiliza
solo durante un periodo breve en el arranque para mejorar el
arranque del motor 10. En la realización 2, no obstante, la bujía
de caldeo 126 se mantiene continuamente en el estado ACTIVADO
durante un periodo considerable de tiempo durante el periodo de
calentamiento previo. Al hacerlo así, se eleva adicionalmente la
temperatura del gas de escape, de forma que pueda acelerarse el
calentamiento del catalizador 40.
Las tres operaciones antes mencionadas, es
decir, la operación del corte de la válvula EGR, el uso continuo de
la bujía de caldeo y el incremento de la velocidad del ralentí, no
precisan que sean realizadas de forma simultánea, pero en la
práctica preferida al menos se lleva a cabo una de estas
operaciones, al menos en parte durante el periodo de calentamiento
previo. La magnitud de estas operaciones variará preferiblemente
dependiendo de la temperatura del refrigerante del motor y de la
temperatura del lecho del catalizador, y las operaciones podrán
interrumpirse durante el periodo de calentamiento previo si llegaran
a ser innecesarias.
La figura 15 es una ilustración que muestra la
operación del motor diesel 10 en una tercera realización del control
de calentamiento. En esta tercera realización, la sincronización de
la inyección de combustible y la carga de inyección son las mismas
que en la realización 1 que se muestra en la figura 6, pero la
realización muestra una restricción de la abertura de la boquilla de
entrada 25 del turbocompresor de boquilla variable (VNT) 20, y la
regulación de admisión (válvula de regulación) durante el periodo de
calentamiento previo. Después del periodo de calentamiento previo,
el VNT y la regulación de admisión continúan ajustándose,
dependiendo de la carga requerida, pero esto se omite en la figura
5 por hacerla más clara.
La figura 16 muestra el efecto en el
calentamiento del catalizador del ajuste del VNT y de la regulación
de admisión. Con la restricción de la abertura de la boquilla del
VNT se incrementa la contrapresión del motor (bloque B2). La
restricción de la abertura de la regulación de admisión provoca la
caída de la presión de entrada. La elevación en la contrapresión del
motor y la caída de la presión de admisión da lugar a un incremento
en la pérdida de bombeo del motor (bloque B3), incrementando la
cantidad del combustible necesario para generar la potencia
requerida (bloque B4). Como resultado de ello, se incrementa la
energía del escape (bloque B5), de forma que pueda acelerarse el
calentamiento del catalizador (bloque B6). La restricción de la
abertura de la regulación de admisión reduce también el flujo de
admisión, lo cual tiene el efecto de incrementar la temperatura del
aire de entrada.
Mientras tanto, la elevación de la contrapresión
del motor tiene también el efecto de incrementar la velocidad de la
turbina (bloque B7). El incremento de la velocidad de la turbina
está acompañado por una elevación en la presión de admisión (bloque
B8). Puesto que la válvula de admisión está restringida, la
velocidad del flujo a través de la tubería de admisión se incrementa
(bloque B9). Esto significa que se incrementa la entropía del aire
de admisión, y se eleva la temperatura del aire de admisión (bloques
B10, B11). Como resultado de ello, se incrementa la energía del
escape (bloque B5), de forma que pueda acelerarse el calentamiento
del catalizador (bloque B6).
De esta forma, puede acelerarse el calentamiento
del catalizador mediante la restricción del VNT y la regulación de
admisión durante el periodo de calentamiento previo en una magnitud
mayor que después del periodo de calentamiento previo. El control de
esta forma reduce la probabilidad de una concentración incrementada
de HC. Así pues, el calentamiento del catalizador puede ser
acelerado mientras que se mantiene baja la concentración de HC.
La figura 17 es una ilustración que muestra la
operación del motor diesel 10 en una cuarta realización del control
del calentamiento. En esta cuarta realización, la sincronización de
tiempos de la inyección de combustible y la carga de inyección son
las mismas que en la realización 1 que se muestra en la figura 6,
pero la realización muestra la abertura y el cierre de la regulación
de admisión (válvula de regulación 28) a un valor más alto de
velocidad durante el periodo de calentamiento previo. La abertura y
el cierre de la regulación de admisión a alta velocidad imparten la
energía de esta operación en el aire de admisión, incrementando la
entropía del aire de admisión, y provocando la elevación de la
temperatura del aire de admisión. En consecuencia, la temperatura
del escape se eleva también, de forma que pueda acelerarse el
calentamiento del catalizador. El control de esta forma hace que se
reduzca la probabilidad de una concentración incrementada de HC, de
forma que pueda acelerarse el calentamiento del catalizador mientras
que se mantiene baja la concentración de HC.
Tal como se comprenderá a partir de la anterior
descripción de las realizaciones 3 y 4, mediante el ajuste de la
abertura de la regulación de admisión y el VNT durante el periodo de
calentamiento previo, la temperatura del escape puede ser
incrementada, y acelerándose el calentamiento del catalizador sin
incrementar la concentración de HC. Puesto que los controles
utilizados en las realizaciones 3 y 4 no tienen relación directa con
la sincronización de tiempos de la inyección de combustible y la
carga de inyección, pueden implementarse en cualquier combinación
arbitraria con los controles utilizados en las realizaciones 1 y
2.
G1. Variación
1
La invención no está limitada a su aplicación en
los automóviles, y pudiendo implementarse en motores de distinto
chasis a los automóviles, tal como en ferrocarriles, aviones,
barcos, etc.
G2. Variación
2
En las realizaciones anteriores, la conmutación
del modo operativo se ejecuta con referencia a la temperatura del
refrigerante del motor o con respecto a la temperatura del lecho del
catalizador, pero la conmutación podría realizarse en su lugar
utilizando otros valores monitorizados. Alternativamente, puede
conmutarse un cierto modo de operación en otro modo de operación
cuando el modo de operación se ejecute durante un periodo de tiempo
predeterminado.
G3. Variación
3
En las realizaciones anteriores, los sensores de
temperatura se utilizan para la medida directa de la temperatura del
lecho del catalizador y la temperatura del refrigerante del motor,
pero esta temperatura podría en su lugar ser medida indirectamente.
Es decir, podría medirse la temperatura de cierto elemento distinto
al catalizador o el refrigerante del motor, y pudiendo a partir de
las mismas interpolar la temperatura del lecho del catalizador o la
temperatura del refrigerante del motor. En otras palabras, es
posible utilizar sensores de temperatura que detecten temperaturas
substancialmente indicativas de la temperatura del lecho del
catalizador o la temperatura del refrigerante del motor.
G4. Variación
4
En las realizaciones anteriores, las distintas
configuraciones utilizadas (para la carga de la inyección de
combustible y la sincronización de la inyección, por ejemplo) son
sencillamente a modo de ejemplo, siendo posible utilizar otros
valores distintos. Las distintas operaciones utilizadas en las
anteriores realizaciones pueden combinarse de distintas formas para
el periodo de calentamiento del catalizador.
G5. Variación
5
Las distintas operaciones (modos operativos)
para el calentamiento del catalizador descritas anteriormente no
necesitan que sen continuas a través de la totalidad de cada periodo
de calentamiento, en el supuesto de que tengan lugar en al menos una
parte del mismo. Los términos de "en el periodo de
calentamiento" y "durante el periodo de calentamiento" en
este caso pueden significar "en al menos una parte del periodo de
calentamiento", a menos que se indique lo contrario.
Aunque la presente invención se ha descrito e
ilustrado con detalle, se comprenderá claramente que la misma es a
modo solamente de ilustración y ejemplo, y que no se entenderá como
a modo de limitación, estando limitado el espíritu y el alcance de
la presente invención solo por los términos de las reivindicaciones
adjuntas. El motor diesel es operado en un primer modo de
calentamiento en un modo de calentamiento previo después del
arranque, con el fin de acelerar la activación del catalizador, y
después en un segundo modo de calentamiento en un periodo de
calentamiento posterior después del periodo de calentamiento previo,
con el fin de mantener la actividad del catalizador. El primer modo
de calentamiento proporciona más energía al catalizador con los
gases de escape que en el modo de operación normal del motor diesel.
El segundo modo de calentamiento proporciona gases de escape de una
temperatura más alta para el catalizador que el modo de operación
normal.
Claims (32)
1. Un motor diesel (10), que comprende:
una cámara de combustión
(1-4);
un dispositivo de inyección de combustible (14)
para inyectar combustible en la cámara de combustión
(1-4);
un catalizador (40) para purificar los gases de
escape procedentes de la cámara de combustión
(1-4); y
un controlador (30) para controlar la pluralidad
de dispositivos del motor diesel (10) incluyendo el dispositivo de
inyección de combustible (6),
en el que el controlador (30) está configurado
para ejecutar la operación en un primer modo de calentamiento en un
periodo de calentamiento previo (t0-t1) después del
arranque del motor diesel (10), y para ejecutar la operación en un
segundo modo de calentamiento en un periodo de calentamiento
posterior (t1-t2) después del periodo de
calentamiento previo, para así acelerar y mantener la activación del
catalizador (40), estando configurado el segundo modo de
calentamiento para proporcionar un flujo de gas de escape menor que
el primer modo de calentamiento y el modo de operación normal,
ejecutándose el modo de operación normal después del periodo de
calentamiento posterior,
caracterizado porque
el primer modo de calentamiento está configurado
para proporcionar más energía al catalizador (40) con los gases de
escape que el modo de operación normal del motor diesel; y
el segundo modo de calentamiento está
configurado para proporcionar gases de escape con una temperatura
más alta al catalizador (40) con respecto al modo de operación
normal,
en el que el controlador (30) está configurado
para ejecutar en el primer modo de calentamiento:
- (i)
- el control del dispositivo de inyección de combustible (14), de forma tal que la inyección de combustible se subdivida en la inyección piloto y la inyección principal;
- (ii)
- la configuración de una proporción de la carga de inyección para la inyección piloto con un nivel más alto que en la proporción de la carga de inyección para la inyección piloto en el modo de operación normal; y
- (iii)
- el retardo de una sincronización de tiempos de inyección para la inyección principal con respecto a una sincronización de inyección para la inyección principal en el modo de operación normal.
2. Un motor diesel de acuerdo con la
reivindicación 1, en el que la proporción de la carga de inyección
para la inyección piloto en el primer modo de calentamiento está
dentro de un rango de aproximadamente del doble a cinco veces la
proporción de la carga de inyección para la inyección piloto en el
modo de operación normal.
3. Un motor diesel de acuerdo con la
reivindicación 1 ó 2, en el que el primer modo de calentamiento, la
sincronización de la inyección para la inyección piloto se configura
por delante del punto muerto superior, y en el que la sincronización
de inyección para la inyección principal se configura para después
del punto muerto superior.
4. Un motor diesel de acuerdo con cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 3, que comprende además un sensor de
temperatura (42) para detectar una temperatura indicativa
substancialmente de la temperatura del lecho del catalizador
(40),
en el que el controlador (30) está configurado
para regular la proporción de la carga de inyección para la
inyección piloto, y la sincronización de la inyección de la
inyección principal en el primer modo de calentamiento como una
función de la temperatura del lecho del catalizador (40).
5. Un motor diesel de acuerdo con cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 3, que comprende además un sensor de
temperatura para detectar una temperatura substancialmente
indicativa de la temperatura del refrigerante de la cámara de
combustión (1-4),
en el que el controlador (30) está configurado
para regular la proporción de la carga de inyección para la
inyección piloto y la sincronización de la inyección de la inyección
principal en el primer modo de calentamiento en función de la
temperatura del refrigerante.
6. Un motor diesel de acuerdo con la
reivindicación 1, en el que la proporción de la carga de inyección
para la inyección piloto y la sincronización de la inyección para la
inyección principal en el primer modo de calentamiento están
configuradas de forma tal que la inyección principal corresponde a
un instante en el tiempo justamente por delante del umbral de fallo
de encendido.
7. Un motor diesel de acuerdo con la
reivindicación 6, en el que el instante en el tiempo justo por
delante del umbral de fallo de encendido tiene lugar en un ángulo
del cigüeñal dentro de un rango entre el umbral de fallo de
encendido y aproximadamente 2 grados de ángulo del cigüeñal antes
del umbral de fallo de encendido.
8. Un motor diesel de acuerdo con la
reivindicación 6 ó 7, que comprende además un dispositivo EGR (60)
para hacer recircular los gases de escape de la cámara de combustión
(1-4) a un conducto de admisión (12) de aire que
conduce a la cámara de combustión (1-4); y
un calefactor (126) provisto en una lumbrera de
admisión de aire (122) o en la cámara de combustión (110),
en el que el controlador (30) ejecuta al menos
una operación de las siguientes en el primer modo de
calentamiento:
- (a)
- una operación de corte de la válvula EGR para detener la recirculación de los gases de escape por el dispositivo EGR (60);
- (b)
- una operación continua de calentamiento de la admisión mediante el calefactor (126); y
- (c)
- una operación de incremento de la velocidad del ralentí para incrementar la velocidad del ralentí del motor diesel (10) hasta un nivel más alto que la velocidad de ralentí en el modo de operación normal.
9. Un motor diesel de acuerdo con cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 8, que comprende además:
un turbocompresor (20) para comprimir la carga
de aire a suministrar a la cámara de combustión
(1-4) con la energía de los gases de escape de la
cámara de combustión (1-4),
en el que el turbocompresor (20) es un
turbocompresor variable configurado para regular la presión del
turbocompresor en la carga de aire por los medios de la regulación
de la presión de trabajo de los gases de escape suministrados al
turbocompresor; y
el controlador (30) que incrementa, en el primer
modo de calentamiento, la presión de trabajo de los gases de escape
suministrados al turbocompresor variable (20) hasta un nivel por
encima de la presión de trabajo en el modo de operación normal.
10. Un motor diesel de acuerdo con la
reivindicación 9, que comprende además una válvula de regulación de
admisión (28) para restringir el conducto (12) de paso de la
admisión de aire que conduce a la cámara de combustión
(1-4), en el que el primer modo de calentamiento el
controlador (30) incrementa la restricción mediante la válvula (28)
de regulación de admisión hasta un nivel por encima de la
restricción en la modo de operación normal.
11. Un motor diesel de acuerdo con la
reivindicación 9, que comprende además una válvula (28) de
regulación de admisión para restringir el conducto de paso (12) de
admisión de aire que conduce a la cámara de combustión
(1-4), en donde en el primer modo de calentamiento
el controlador (30) ejecuta repetidamente la apertura y el cierre de
la válvula (28) de regulación de admisión (28).
12. Un motor diesel de acuerdo con cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 11, en el que el segundo modo de
calentamiento proporciona una relación de aire menor dentro de la
cámara de combustión (1-4) que con respecto al
primer modo de operación y el modo de operación normal.
13. Un motor diesel de acuerdo con cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 12, en el que el segundo modo de
calentamiento proporciona una relación de consumo de combustible
mejor que el primer modo de calentamiento y una relación de consumo
de combustible más pobre que el modo de operación normal.
14. Un motor diesel de acuerdo con cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 13, en el que el periodo de calentamiento
previo termina cuando la temperatura del refrigerante del motor
alcanza un primer valor predeterminado, o cuando la temperatura del
catalizador (40) alcanza un segundo valor predeterminado.
15. Un motor diesel de acuerdo con cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 14, en el que se ejecuta el segundo modo de
calentamiento cuando se cumplen las condiciones predeterminadas, en
el que las condiciones predeterminadas incluyen la condición de que
la carga requerida para el motor diesel (10) sea inferior a un valor
predeterminado.
16. Un motor diesel de acuerdo con la
reivindicación 15, en el que el segundo modo de calentamiento es un
modo de combustión de baja temperatura.
17. Un método de operación de un motor diesel
(10) que incluye una cámara de combustión (1-4), un
dispositivo de inyección de combustible (14) para inyectar
combustible en la cámara de combustión (1-4), y un
catalizador (40) para purificar los gases de escape de la cámara de
combustión (1-4), en el que el método comprende las
etapas
de:
de:
\newpage
ejecutar la operación del motor en un primer
modo de calentamiento en un periodo de calentamiento previo
(t0-t1) después del arranque del motor diesel (10),
con el fin de acelerar la activación del catalizador (40); y
ejecutar la operación del motor en un segundo
modo de calentamiento en un periodo de calentamiento posterior
(t1-t2) después del periodo de calentamiento previo,
con el fin de mantener la actividad del catalizador (40), en el que
el segundo modo de calentamiento está configurado para proporcionar
un flujo de gas de escape menor que con respecto al primer modo de
calentamiento y el modo de calentamiento normal, ejecutándose el
modo de operación normal después del periodo de calentamiento
posterior,
caracterizado porque
el primer modo de calentamiento está configurado
para proporcionar más energía al catalizador (40) con gases de
escape que con el modo de operación normal del motor diesel; y
el segundo modo de calentamiento está
configurado para proporcionar gases de escape de una temperatura más
alta para el catalizador (40) que en el modo de operación
normal,
en el que la operación del motor en el primer
modo de calentamiento incluye:
- (i)
- el control del dispositivo de inyección de combustible (14), de forma tal que la inyección de combustible se subdivida en la inyección piloto y la inyección principal;
- (ii)
- la configuración de una proporción de la carga de inyección para la inyección piloto con un nivel más alto que en la proporción de la carga de inyección para la inyección piloto en el modo de operación normal; y
- (iii)
- el retardo de una sincronización de tiempos de inyección para la inyección principal con respecto a una sincronización de inyección para la inyección principal en el modo de operación normal.
18. Un método de acuerdo con la reivindicación
17, en el que la proporción de la carga de inyección para la
inyección piloto en el primer modo de calentamiento está dentro de
un rango de aproximadamente el doble hasta cinco veces la proporción
de la carga de inyección para la inyección piloto en el modo de
operación normal.
19. Un método de acuerdo con la reivindicación
17 ó 18, en donde en el primer modo de calentamiento, la
sincronización de tiempos de la inyección para la inyección piloto
se configura por delante del punto muerto superior, y en donde la
sincronización de tiempos de la inyección para la inyección
principal se configura para después del punto puerto superior.
20. Un método de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 17 a 19, que comprende además la etapa de
detección de una temperatura substancialmente indicativa de la
temperatura del lecho del catalizador (40),
en el que la operación del motor en el primer
modo de calentamiento incluye la regulación de la proporción de la
carga de inyección para la inyección piloto y la sincronización de
la inyección de la inyección principal como una función de la
temperatura del lecho del catalizador (40).
21. Un método de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 17 a 19, que comprende además la etapa de detección
de una temperatura substancialmente indicativa de la temperatura del
refrigerante de la cámara de combustión (1-4),
en el que la operación del motor en el primer
modo de calentamiento incluye la regulación de la proporción de la
carga de inyección para la inyección piloto y la sincronización de
inyección de la inyección principal en función de la temperatura del
refrigerante.
22. Un método de acuerdo con la reivindicación
17, en el que la proporción de la carga de inyección para la
inyección piloto y la sincronización de tiempos de la inyección para
la inyección principal en el primer modo de calentamiento se
configuran de forma tal que la inyección principal corresponda a un
instante en el tiempo justamente por delante de un umbral de fallo
de encendido.
23. Un método de acuerdo con la reivindicación
22, en el que el punto en el tiempo por delante del umbral de fallo
de encendido tiene lugar en un ángulo del cigüeñal dentro de un
rango entre el umbral de fallo de encendido y aproximadamente 2
grados de ángulo del cigüeñal antes del umbral de fallo de
encendido.
24. Un método de acuerdo con la reivindicación
22 ó 23, en el que el motor diesel (10) incluye además un
dispositivo EGR (60) para hacer recircular los gases de escape de la
cámara de combustión (1-4) hasta un conducto de paso
de la admisión de aire (12), que conduce a la cámara de combustión
(1-4), y un calefactor (126) provisto en una
lumbrera de admisión (122) de aire o en la cámara de combustión
(110),
en el que la operación del motor en el primer
modo de calentamiento incluye al menos una operación de las
siguientes:
- (a)
- una operación de corte de la válvula EGR para detener la recirculación de los gases de escape por el dispositivo EGR (60);
- (b)
- una operación continua de calentamiento de la admisión mediante el calefactor (126); y
- (c)
- una operación de incremento de la velocidad del ralentí para incrementar la velocidad del ralentí del motor diesel (10) hasta un nivel más alto que la velocidad de ralentí en el modo de operación normal.
25. Un método de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 17 a 24, en el que el motor diesel (10) incluye
además un turbocompresor (20) para comprimir la carga de aire a
suministrar a la cámara de combustión (1-4) con la
energía de los gases de escape de la cámara de combustión
(1-4), siendo el turbocompresor (20) un
turbocompresor variable configurado para regular la presión de la
turbocompresión de la carga de aire por los medios de regulación de
la presión de trabajo de los gases de escape suministrados al
turbocompresor, y
en el que la operación del motor en el primer
modo de calentamiento incluye la etapa de incrementar la presión de
trabajo de los gases de escape suministrados al turbocompresor
variable (20) hasta un nivel por encima de la presión de trabajo en
el modo normal de operación.
26. Un método de acuerdo con la reivindicación
25, en el que el motor diesel (10) incluye además una válvula de
regulación de admisión (28), para restringir el conducto de paso
(12) de admisión de aire que conduce a la cámara de combustión
(1-4), en donde la operación del motor en el primer
modo de calentamiento comprende la etapa de incrementar la
restricción mediante la válvula de regulación de admisión (28) hasta
un nivel por encima de la restricción en el modo de operación
normal.
27. Un método de acuerdo con la reivindicación
25, en el que el motor diesel (10) comprende además una válvula de
regulación de admisión (28), para restringir el conducto de paso
(12) de admisión de aire que conduce a la cámara de admisión
(1-4), en donde la operación del motor en el primer
modo de calentamiento incluye la etapa de la ejecución de forma
repetida de la apertura y el cierre de la válvula de regulación de
admisión (28).
28. Un método de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 17 a 27, en el que el segundo modo de
calentamiento proporciona una relación de aire menor dentro de la
cámara de combustión (1-4) con respecto al primer
modo de calentamiento y al modo de operación normal.
29. Un método de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 17 a 28, en el que el segundo modo de
calentamiento proporciona una mejor relación de consumo de
combustible que el primer modo de calentamiento, y una relación más
pobre de consumo de combustible que el modo de operación
normal.
30. Un método de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 17 a 29, en el que el periodo de calentamiento
previo termina cuando la temperatura del refrigerante del motor
alcance un primer valor predeterminado., o cuando la temperatura del
catalizador (40) alcance un segundo valor predeterminado.
31. Un método de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 17 a 30, en el que el segundo modo de calentamiento
se ejecuta cuando se cumplen las condiciones predeterminadas,
incluyendo las condiciones predeterminadas la condición de que la
carga requerida por el motor diesel (10) sea inferior a un valor
predeterminado.
32. Un método de acuerdo con la reivindicación
31, en el que el segundo modo de calentamiento es un modo de
combustión a baja temperatura.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US10/369,629 US6804952B2 (en) | 2003-02-21 | 2003-02-21 | Catalyst warm up control for diesel engine |
| EP20030004151 EP1452712B1 (en) | 2003-02-21 | 2003-02-26 | Catalyst warm up control for diesel engine |
Publications (1)
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