ES2279458T3 - Un sistema de ayuda en la regeneracion de medios de contaminacion asociados en un tubo de escape de un motor diesel de vehiculo automovil. - Google Patents

Un sistema de ayuda en la regeneracion de medios de contaminacion asociados en un tubo de escape de un motor diesel de vehiculo automovil. Download PDF

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Abstract

Sistema de ayuda en la regeneración de medios de descontaminación (1) asociados con medios que forman catalizador de oxidación (2), e integrados en un tubo de escape (3) de un motor Diesel (4) de vehículo automóvil y en el cual el motor (4) está asociado con medios (7) de rampa común de alimentación de combustible de cilindros del motor, adaptados para realizar, en iso-par, una estrategia de regeneración por inyección de combustible en los cilindros según al menos una post-inyección, caracterizado porque comprende: - medios (8) de detección de una demanda de regeneración (req.RG) y por consiguiente de post-inyección; - medios (9) de detección de un estado de levantamiento del pie del acelerador del vehículo; - medios (11) de adquisición de la temperatura río abajo de los medios que forman catalizador (2); - medios (8) de determinación de una cantidad máxima de combustible a inyectar en post-inyecciones durante la fase de retorno al ralentí, consecutivamente a un levantamiento del pie del acelerador, a partir de esta temperatura; y - medios (7, 8) de corte inmediato de la o de cada post-inyección una vez que la cantidad de combustible inyectado ha alcanzado la cantidad máxima predeterminada.

Description

Un sistema de ayuda en la regeneración de medios de contaminación asociados en un tubo de escape de un motor Diesel de vehículo automóvil.
La presente invención se refiere a un sistema de ayuda en la regeneración de medios de contaminación asociados con medios que forman catalizador de oxidación, e integrados en un tubo de escape de un motor Diesel de vehículo automóvil.
Más particularmente, la invención se refiere a un sistema en el cual el motor está asociado con medios de rampa común de alimentación de combustible de cilindros del motor, adaptados para realizar, en iso-par, una estrategia de regeneración por inyección de combustible en los cilindros, según al menos una post-inyección.
En la regeneración de medios de descontaminación tales como por ejemplo un filtro de partículas, las fases de levantar el pie del acelerador del vehículo (ninguna inyección de combustible en funcionamiento normal), y de ralentí del motor (temperatura de escape muy baja), son problemáticas pues hacen caer la temperatura de escape, es decir del tubo y de los elementos integrados en éste.
La utilización de una o de varias post-inyecciones en estas fases de vida del motor permiten limitar la caída de temperatura del tubo de escape, basándose en la conversión catalítica de los HC producidos por la combustión de la o de las post-inyecciones en el motor.
Un sistema de este tipo se describe, por ejemplo en el documento EP 1174.612.
Sin embargo, estas estrategias se apoyan en la exotermicidad producida por los medios que forman catalizador, siendo estos medios, que comprenden por ejemplo un catalizador de oxidación o una trampa de NOx con una función de oxidación CO/HC, considerados como activados.
En las fases de retorno al ralentí del motor, consecutivamente a un levantamiento del pie del acelerador, no se produce inyección principal ni inyección piloto y la o cada post-inyección no se quema por consiguiente en el cilindro, pues la misma solo hace vaporizar el combustible en forma de HC que son convertidos por los medios que forman catalizador.
La temperatura a la entrada de los medios que forman catalizador de oxidación es por consiguiente muy baja y no obstante la exotermicidad catalítica producida por la combustión de los HC procedentes de la o de cada post-inyección, la superficie delantera de los medios que forman catalizador se enfría progresivamente y su actividad de conversión se desactiva progresivamente.
En una fase de retorno al ralentí prolongada, puede suceder que los medios que forman catalizador no sean por consiguiente lo suficientemente activos para convertir todos los HC, lo cual se traduce por picos de HC río abajo de estos medios que forman catalizador, incluso humos azules y/u olores en el escape.
Por otro lado, la utilización de post-inyecciones produce una dilución del aceite de lubricación por el combustible, lo cual degrada las propiedades de lubricación de este, y particularmente una bajada de la viscosidad y puede conducir si esta viscosidad es demasiado baja, a una rotura del motor.
El fin de la invención es por consiguiente resolver estos problemas.
A este respecto, la invención tiene por objeto un sistema de ayuda en la regeneración de medios de contaminación asociados con medios que forman catalizador de oxidación, e integrados en un tubo de escape de un motor Diesel de vehículo automóvil y en el cual el motor está asociado con medios de rampa común de alimentación de combustible de cilindros del motor, adaptados para realizar, en iso-par, una estrategia de regeneración por inyección de combustible en los cilindros según al menos una post-inyección, caracterizado porque comprende:
-
medios de detección de una demanda de regeneración y por consiguiente de post-inyección;
-
medios de detección de un estado de levantamiento del pie del acelerador del vehículo;
-
medios de adquisición de la temperatura río abajo de los medios que forman catalizador;
-
medios de determinación de una cantidad máxima de combustible a inyectar en post-inyecciones durante la fase de retorno al ralentí, consecutivamente a un levantamiento del pie del acelerador, a partir de esta temperatura; y
-
medios de corte inmediato de la o de cada post-inyección una vez que la cantidad de combustible inyectado ha alcanzado la cantidad máxima predeterminada.
Según otras características:
-
los medios de descontaminación comprenden un filtro de partículas;
-
los medios de descontaminación comprenden una trampa de NOx;
-
el combustible comprende un aditivo destinado para depositarse con las partículas a las cuales se mezcla, sobre los medios de descontaminación para facilitar su regeneración;
-
el combustible comprende un aditivo que forma trampa de NOx; y
-
el motor está asociado con un turbocompresor.
La invención se comprenderá mejor con la lectura de la descripción que sigue, dada únicamente a título de ejemplo y realizada haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:
- La figura 1 representa un esquema sinóptico que ilustra la estructura general de un sistema de ayuda en la regeneración según la invención; y
- La figura 2 representa un organigrama que ilustra el funcionamiento de este.
En efecto en la figura 1 se ha ilustrado, la estructura general de un sistema de ayuda en la regeneración de medios de descontaminación, designados por la referencia general 1 en esta figura, asociados con medios que forman catalizador de oxidación designados por la referencia general 2, e integrados en un tubo de escape 3, de un motor Diesel 4 de vehículo automóvil.
El motor puede estar asociado con un turbocompresor y en este caso, la porción de turbina 5 de este está igualmente asociada con este tubo de escape, estando la porción del compresor 6 del turbocompresor situada río arriba del motor.
Por otro lado, este motor está igualmente asociado con medios 7 de rampa común de alimentación de combustible de los cilindros de este motor, adaptados para realizar, en iso-par, una estrategia de regeneración por inyección de combustible en los cilindros, según al menos una post-inyección, de forma clásica.
Estos medios están controlados por una unidad de pilotaje, designada por la referencia general 8, adaptada para detectar una demanda de regeneración req.RG, proporcionada por ejemplo por un supervisor de los medios de descontaminación, y por consiguiente de post-inyección y conectada con medios 9 de detección de un estado de levantamiento del pie del acelerador del vehículo.
Estos medios pueden presentar cualquier estructura apropiada.
Por otro lado, esta unidad de pilotaje 8 está igualmente conectada con unos medios de adquisición de la temperatura río abajo de los medios que forman catalizador 2, estando estos medios de adquisición designados por la referencia general 11.
Estos medios comprenden cualquier sensor de temperatura apropiado.
Esto permite entonces, a continuación de la detección de una demanda de regeneración y por consiguiente de post-inyección, a esta unidad de pilotaje 8, detectar un estado de levantamiento del pie del acelerador del vehículo, como se ha ilustrado por la etapa 12 en la figura 2.
La unidad 8 está adaptada entonces para adquirir la temperatura río abajo de los medios que forman catalizador en la etapa 13 y para determinar una cantidad máxima de combustible a inyectar en post-inyecciones durante la fase de retorno al ralentí, consecutivamente a un levantamiento del pie del acelerador, a partir de esta temperatura, en la etapa 14.
La unidad 8 vigila entonces en 15 y 16, la cantidad de combustible inyectado en las post-inyecciones, y detecta el momento en que esta cantidad de combustible inyectado ha alcanzado la cantidad máxima predeterminada.
En cuanto la cantidad de combustible inyectado ha alcanzado la cantidad máxima predeterminada en la fase de retorno al ralentí, consecutivamente a un levantamiento de pie del acelerador, como se ilustra en 17, la unidad de pilotaje 8 está adaptada para cortar inmediatamente la o cada pos-inyección, como se ilustra por la etapa 18.
Se apreciará igualmente que un sistema de este tipo puede funcionar con medios de descontaminación formados por un filtro de partículas, una trampa de NOx, y que un aditivo destinado para depositarse con las partículas con las cuales se mezcla, sobre los medios de descontaminación para facilitar su regeneración puede igualmente mezclarse con el combustible, de forma clásica, para bajar la temperatura de combustión de los hollines atrapados en este.
De forma clásica, este aditivo se encuentra en efecto presente en las partículas después de la combustión del combustible añadido al motor.
Un aditivo que forma trampa de NOx puede igualmente considerarse.
Se concibe entonces que gracias a una estructura de este tipo, se permite una cantidad máxima de combustible en la post-inyección para la fase de retorno al ralentí después de un levantamiento del pie del acelerador.
Esta cantidad máxima se presenta en forma de un depósito que se vacía en el transcurso de la fase de levantamiento del pie durante la fase de regeneración. Este depósito es reinicializa al final de la fase.
Así, este sistema permite limitar las cantidades post-inyectadas en la fase de levantamiento del pie cuando los niveles térmicos del tubo de escape son los más desfavorables.
Limitando la cantidad total de combustible post-inyectado durante esta fase, que no es la más eficaz desde el punto de vista de la regeneración de los medios de descontaminación, se optimiza la proporción de tiempos de post-inyección eficaz y se limita la dilución del aceite de lubricación del motor por el combustible.
Por último, esto permite igualmente limitar el riesgo de que la función de oxidación no se desactive súbitamente, lo cual se traduciría por un déficit de conversión de los HC y por consiguiente una bocanada de HC en el escape que puede generar humos y/u olores.
Bien entendido, otros modos de realización pueden ser considerados.
Así por ejemplo, los medios de descontaminación y los medios que forman catalizador de oxidación pueden integrarse en un solo y mismo elemento, particularmente en un mismo substrato.
A título de ejemplo, un filtro de partículas que integre la función de oxidación puede considerarse.
De igual modo, una trampa de NOx que integra una función de oxidación de este tipo puede igualmente considerarse, ya esté este adicionado o no. Esta función de oxidación y/o de trampa de NOx puede ser realizada por ejemplo por un aditivo mezclado con el combustible.

Claims (6)

1. Sistema de ayuda en la regeneración de medios de descontaminación (1) asociados con medios que forman catalizador de oxidación (2), e integrados en un tubo de escape (3) de un motor Diesel (4) de vehículo automóvil y en el cual el motor (4) está asociado con medios (7) de rampa común de alimentación de combustible de cilindros del motor, adaptados para realizar, en iso-par, una estrategia de regeneración por inyección de combustible en los cilindros según al menos una post-inyección, caracterizado porque comprende:
- medios (8) de detección de una demanda de regeneración (req.RG) y por consiguiente de post-inyección;
- medios (9) de detección de un estado de levantamiento del pie del acelerador del vehículo;
- medios (11) de adquisición de la temperatura río abajo de los medios que forman catalizador (2);
- medios (8) de determinación de una cantidad máxima de combustible a inyectar en post-inyecciones durante la fase de retorno al ralentí, consecutivamente a un levantamiento del pie del acelerador, a partir de esta temperatura; y
- medios (7,8) de corte inmediato de la o de cada post-inyección una vez que la cantidad de combustible inyectado ha alcanzado la cantidad máxima predeterminada.
2. Sistema según la reivindicación 1, caracterizado porque los medios de descontaminación (1) comprenden un filtro de partículas.
3. Sistema según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque los medios de descontaminación (1) comprenden una trampa de NOx.
4. Sistema según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el combustible comprende un aditivo destinado para depositarse con las partículas con las cuales se mezcla, sobre los medios de descontaminación (1) para facilitar su regeneración.
5. Sistema según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el combustible comprende un aditivo que forma trampa de
NOx.
6. Sistema según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el motor está asociado con un turbocompresor (5, 6).
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