ES2268222T3 - Metodo para purificacion de gases de escape y aparato para purificacion de gases de escape. - Google Patents
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Abstract
Un método de purificación de gases de escape para purificar gases de escape de un motor de combustión interna (1) utilizando un convertidor catalítico (7), que comprende: un proceso para recolectar gases de escape descargados del motor de combustión interna (1) de un conducto de escape (4) el motor de combustión interna (1) en una posición corriente arriba del convertidor catalítico (7) en un recipiente de recolección (11) durante un período a partir de un tiempo de arranque del motor de combustión interna a satisfacción de una condición de finalización de la recolección predeterminada; y un proceso de recirculación de los gases de escape recolectados en el recipiente de recolección hacia un lado corriente arriba del convertidor catalítico (7), caracterizado porque en el proceso de recolección, una parte de los gases de recolección descargados del motor de combustión interna (1) pasa a través de un convertidor catalítico (7) a la atmósfera, y los gases de escape restantes son recolectados en el recipiente de recolección (11).
Description
Método para purificación de gases de escape y
aparato para purificación de gases de escape.
La presente invención se relaciona con un método
para la purificación de gases de escape y un aparato para la
purificación de gases de escape de un motor de combustión
interna.
Un convertidor catalítico que se utiliza para
purificar gases de escape de un motor de combustión interna tiene
características tales que el convertidor catalítico no puede exhibir
suficientemente su rendimiento de purificación a menos que el
convertidor catalítico sea calentado hasta una temperatura en un
rango previamente determinado para su activación. Por lo tanto, se
hacen varios intentos para activar el convertidor catalítico
rápidamente. Por ejemplo, el convertidor catalítico es dispuesto tan
cerca como sea posible de la puerta de escape del motor de
combustión interna. Alternativamente, se ejecuta un control de
retraso para retrasar intencionalmente los tiempos de ignición en
el momento del arranque en frío, tratando de esa manera de activar
rápidamente el convertidor catalítico. Sin embargo, cuando el
convertidor catalítico es dispuesto cerca de la puerta de escape,
el convertidor catalítico se calienta excesivamente después del
calentamiento, y el convertidor catalítico es degradado
térmicamente con el fin de compensar la reducción en el rendimiento
de purificación del convertidor catalítico debido a la degradación
térmica. Es efectivo incrementar la cantidad de contenido de un
metal noble. En este caso, el costo de manufactura del convertidor
catalítico se incrementa. En el caso del retraso de los tiempos de
ignición, cuando el ángulo de retraso se hace demasiado grande para
obtener un efecto máximo de temperatura, la combustión se agrava,
lo que agrava la función de conducción. Cuando se incrementa la
velocidad de elevación de temperatura del convertidor catalítico,
el motor de combustión interna descarga gases de escape sin
purificación dado que toma tiempo desde el punto de inicio del
calentamiento hasta su terminación.
Con respecto a procesamientos del gas de escape
hasta la terminación del calentamiento del convertidor catalítico,
la Solicitud de Patente Japonesa abierta Nº.
2002-70539 describe que es posible utilizar un
absorbente o similares para hidrocarburos y utilizar un catalizador
de zeolita para NOx. Esta publicación también revela como una
contramedida contra la emisión de NOx atrapados en el convertidor
catalítico por saturación del catalizador de zeolita, pasar el gas
de escape a través del convertidor catalítico recogido en un
recipiente de recolección tal como un tanque, y el gas de escape
recolectado es recirculado hasta un paso de entrada del motor de
combustión interna de una forma similar a la de un aparato de
recirculación de gases de escape (EGR).
El aparato descrito en la Solicitud de Patente
Japonesa abierta Nº. 2002-70539 se basa en la
suposición de que el catalizador de zeolita atrapa NOx que es
descargado a una baja temperatura. Los gases de escape son
recolectados solamente cuando el convertidor catalítico está
sustancialmente saturado y cuando el NOx atrapado es descargado.
Cuando el catalizador de zeolita no está saturado todavía, el gas de
escape no es recolectado aunque el convertidor catalítico no esté
suficientemente caliente para hidrocarburos y CO, es necesario
utilizar medios diferentes al catalizador de zeolita, tales como el
absorbente de hidrocarburos, por ejemplo, para restringir la
descarga de hidrocarburos y CO. Por ello, es necesario proveer el
absorbente de hidrocarburos y de CO, además del catalizador de
zeolita y el aparato de recolección que recoge los gases de escape.
Consecuentemente, la estructura del aparato de purificación de
gases de escape se hace compleja, y toma tiempo y trabajo fabricar
y mantener el aparato.
Además, se hace referencia a US 6,250,073 B1 la
cual describe un método de purificación de gases de escape de
acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1 y un aparato de
purificación de gases de escape de acuerdo con la reivindicación
12, en los cuales todo los gases de escape son recogidos en el
recipiente de recolección inmediatamente después del arranque del
motor de combustión interna.
Es un objeto de la presente invención proveer un
método para purificación de gases de escape y un aparato para
purificación de gases de escape que restrinjan la descarga de
componentes nocivos cuando el convertidor catalítico no es
suficientemente calentado antes del arranque del motor de combustión
interna, utilizando medios diferentes a un absorbente o
similares.
Con el fin de alcanzar los anteriores objetivos,
se provee un método de purificación de gases de escape de acuerdo
con la reivindicación 1 y un aparato de purificación de gases de
escape de acuerdo con la reivindicación 12.
De acuerdo con el método de purificación de
gases de escape de la presente invención, el recipiente de
recolección recoge los gases de salida del arranque del motor de
combustión interna. Por ello, es posible restringir la descarga de
sustancias nocivas de los gases de escape en la atmósfera
inmediatamente después del arranque del motor de combustión interna
sin absorber las sustancias nocivas con un absorbente o
similares.
Además, una parte de los gases de escape se
introduce en el convertidor catalítico y luego son descargados a la
atmósfera, mientras que los gases de escape restantes son
introducidos en el recipiente de recolección de gases de escape en
una posición corriente arriba del convertidor catalítico. Con esta
disposición, es posible introducir los gases de escape al
convertidor catalítico en una cantidad que sea necesaria para
calentar el convertidor catalítico promoviendo con ello el
calentamiento del convertidor catalítico, y recogiendo los gases de
escape sobrantes en el recipiente de recolección para prevenir con
ello la agravación del rendimiento de la purificación de los gases
de escape.
De acuerdo con el método de purificación de
gases de escape de la invención, la condición terminante de
recolección puede incluir que un estado de activación del
convertidor catalítico se haya alcanzado hasta un nivel
predeterminado. Alternativamente, la condición de terminación de la
recolección puede incluir que un estado de recolección de los gases
de escape en el recipiente de recolección haya alcanzado un límite
predeterminado.
El método de purificación de gases de escape
puede ser tal que la recirculación de los gases de escape al
recipiente de recolección esté impedida en el momento de iniciarse
la recolección de los gases de escape en el recipiente de
recolección, y la prohibición de la recirculación es cancelada
cuando una condición de permisividad para la recirculación
predeterminada ha sido satisfecha. Con esta disposición, los gases
de escape descargados del motor de combustión interna dentro de un
período predeterminado de tiempo después de arrancar el motor de
combustión interna se introduce en el recipiente de recolección y se
mantiene allí. Por lo tanto, es posible retrasar efectivamente los
tiempos para devolver los gases de escape recogidos al conducto de
escape, y proceder con el calentamiento del convertidor catalítico
durante este período.
La recirculación de los gases de escape al
recipiente de recolección puede iniciarse después de que se haya
alcanzado un estado de activación del convertidor catalítico a un
nivel predeterminado. Con esta disposición, es posible purificar
con seguridad las sustancias nocivas generadas en una etapa inicial
después del arranque del motor de combustión interna, utilizando el
convertidor catalítico que está activado hasta un nivel
predeterminado.
El método de purificación de gases de escape de
la presente invención puede comprender además un proceso para
detener la recolección de los gases de escape en el recipiente de
recolección cuando la condición de terminación de la recolección ha
sido satisfecha. Con esta disposición, es posible prevenir la
recolección de gases de escape sobrantes en el recipiente de
recolección, y no hay riesgo de un incremento innecesario en la
carga de procesamiento de los gases de escape recolectados.
El método de purificación de gases de escape de
la presente invención puede comprender además un proceso para
calentar el convertidor catalítico con un dispositivo de
calentamiento, en paralelo con la recolección de los gases de
escape en el recipiente de recolección.
En el proceso de recirculación, los gases de
escape pueden ser recirculados hasta el conducto de entrada, o los
gases de escape son recirculados hasta el conducto de entrada en una
posición corriente arriba del convertidor catalítico. Cuando los
gases de escape son recirculados al conducto de entrada, es posible
hacer que el motor de combustión interna queme las sustancias no
quemadas contenidas en el gas de escape como en el aparato de
recirculación de gases de escape (EGR), para restringir la cantidad
de descarga de las sustancias no quemadas. Por otro lado, cuando el
gas de escape es recirculado al conducto de escape de esta forma, la
influencia que los gases de escape recolectados dan a un estado de
operación del motor de combustión interna (por ejemplo, una
variación de una relación aire-combustible) se hace
más pequeña que cuando los gases de escape son recirculados al
conducto de entrada. Consecuentemente, la restricción aplicada a la
recirculación de los gases de escape es relajada.
Cuando los gases de escape se recirculan hacia
el conducto de entrada, es posible extraer los gases de escape del
recipiente de recolección utilizando una presión negativa que se
genera en el conducto de entrada. Sin embargo, cuando se recirculan
los gases de escape al conducto de salida, no se obtiene una presión
negativa. Cuando se recirculan los gases de escape al conducto de
escape, puede aplicarse presión a los gases de escape en el
recipiente de recolección, para retornar así los gases de escape al
conducto de escape. Es posible aplicar la presión con un
dispositivo de aplicación de presión tal como una bomba o un
compresor.
En el método de purificación de gases de escape
de la presente invención, los gases de escape pueden ser comprimidos
y recolectados en el recipiente de recolección en el proceso de
recolección. Comprimiendo los gases de escape, es posible reducir
un volumen necesario del recipiente de recolección, y relajar la
constricción aplicada al montaje del recipiente de recolección
sobre un vehículo.
El aparato de purificación de gases de escape de
la presente invención recoge una parte de los gases de escape
descargados del motor de combustión interna en el recipiente de
recolección durante un período predeterminado cuando el dispositivo
de válvula de control controla el primer dispositivo de válvula. Es
posible devolver los gases de escape recolectados en el recipiente
de recolección al lado corriente arriba del convertidor catalítico
cuando se opera el segundo dispositivo de válvula. Con la anterior
disposición, es posible ejecutar el método de purificación de gases
de escape de acuerdo con la presente invención.
Con el fin de ejecutar modalidades preferidas
del método de purificación de gases de escape de acuerdo con las
modalidades anteriores de la presente invención, el motor de
combustión interna de acuerdo con la presente invención puede
incluir las siguientes modalidades.
El aparato de purificación de gases de escape
puede ser tal que la condición de terminación de la recolección
incluya que un estado de activación del convertidor catalítico haya
alcanzado un nivel predeterminado. El aparato de purificación de
gases de escape puede ser tal que la condición de terminación de la
recolección incluya que un estado de recolección de los gases de
escape en el recipiente de recolección haya alcanzado un límite
predeterminado. El dispositivo de control de válvulas puede
controlar el segundo dispositivo de válvulas de manera que impida
la recirculación de los gases de escape desde el recipiente de
recolección en el momento de iniciar la recolección de los gases de
escape en el recipiente de recolección, y cancelar el impedimento
para la recirculación cuando la condición de permisividad de
recirculación predeterminada haya sido satisfecha. El dispositivo
de control de válvulas puede controlar el segundo dispositivo de
válvulas de manera que se inicie la recirculación de los gases de
escape del recipiente de recolección después de que el estado de
activación del convertidor catalítico haya alcanzado el nivel
predeterminado. El dispositivo de control de válvulas puede
controlar el primer dispositivo de válvulas de manera que detenga la
recolección de los gases de escape en el recipiente de recolección
cuando la condición de terminación de la recolección haya sido
satisfecha. El aparato de purificación de gases de escape puede
comprender un dispositivo de calentamiento que caliente el
convertidor catalítico y un dispositivo de control del calentamiento
que haga que el dispositivo de calentamiento ejecute el
calentamiento en paralelo con la recolección de los gases de escape
en el recipiente de recolección. El conducto de introducción de
gases de escape puede ser conectado al conducto de entrada. El
aparato de purificación de gases de escape puede comprender además
un dispositivo de presurización que aplique presión a los gases de
escape dentro del recipiente de recolección para alimentar los gases
de escape al conducto de escape. El aparato de purificación de
gases de escape puede comprender además un dispositivo de
compresión que comprima los gases de escape para alimentar los gases
de escape en el recipiente de recolección.
Además, el aparato de purificación de gases de
escape de la presente invención puede ser tal que el recipiente de
recolección del aparato de purificación de gases de escape esté
formado a manera de una bolsa cuyo volumen sea variable. En este
caso, cuando la recolección de gases de escape no es necesaria o
cuando la cantidad de recolección es pequeña, es posible hacer
pequeño el recipiente de recolección. Por lo tanto, es posible
relajar la constricción de montar el recipiente de recolección en un
vehículo.
En la presente invención, el recipiente de
recolección puede ser dispuesto en una posición adecuada del
vehículo. Por ejemplo, el recipiente de recolección puede estar
dispuesto en un espacio adecuado que exista en un parachoques, un
techo, un remolque, un piso inferior, o similares. También es
posible disponer los recipientes de recolección en una pluralidad
de posiciones dispersas. Todos los siguientes ejemplos no forman
parte de la invención y solamente se dan con propósitos de
información.
la Figura 1 es una vista que muestra una
estructura de un aparato de purificación de gases de escape de
acuerdo con un primer ejemplo;
las Figuras 2A a 2C son vistas que muestran
caminos de flujo de gases de escape en el aparato de purificación
de gases de escape mostrado en la Figura 1;
la Figura 3 es un diagrama de flujo que muestra
un procedimiento de un proceso de control de recolección que es
ejecutado por la unidad de control del motor (ECU) mostrada en la
Figura 1;
la Figura 4 es un diagrama de flujo que muestra
un procedimiento de un proceso de control de recirculación que es
ejecutado por el ECU,
la Figura 5 es una vista que muestra una
estructura de un aparato de purificación de gases de escape de
acuerdo con un segundo ejemplo;
las Figuras 6A a 6C son vistas que muestran
caminos de flujo de gases de escape en el aparato de purificación
de gases de escape mostrado la Figura 5,
la Figura 7 es una vista que muestra una
estructura de un aparato de purificación de gases de escape de
acuerdo con un tercer ejemplo,
las Figuras 8A a 8C son vistas que muestran
caminos de flujo de gases de escape en el aparato de purificación
de gases de escape mostrado en la Figura 7;
la Figura 9 es un diagrama de flujo que muestra
un procedimiento de un proceso de control de calentamiento que
ejecutado por el ECU;
la Figura 10 es un diagrama que muestra la
cantidad de gases de escape que es recolectada por el aparato de
recolección;
la Figura 11 es una vista que muestra una
estructura de un aparato de purificación de gases de escape de
acuerdo con un cuarto ejemplo.
Las Figuras 12A a 12C son vistas que muestran
caminos de flujo de gases de escape en el aparato de purificación
de gases de escape mostrado en la Figura 11,
las Figuras 13A y 13B son vistas que muestran
ejemplos de un método de recirculación de los gases de escape
recolectados;
la Figura 14 es una vista que muestra un ejemplo
de un método de compresión y alimentación de los gases de escape a
un recipiente de recolección; y
la Figura 15 es una vista que muestra una
modificación del recipiente de recolección.
Primer
ejemplo
La Figura 1 muestra una estructura de un aparato
de purificación de gases de escape de acuerdo con un primer ejemplo
en la Figura 1, un motor de combustión interno 1 es estructurado
como un motor de cuatro cilindros y tienen cuatro cilindros 2, ...
y 2 dispuestos en línea. Como es bien conocido en la técnica, el
motor de combustión interna 1 tiene un conducto de entrada 3 y un
conducto de salida 4 conectados a él. El conducto de entrada 3 está
provisto con un filtro de aire 5 y filtra un gas de entrada, y una
válvula reguladora 6 para la cantidad entrada. El conducto de
salida 4 está provisto con un convertidor catalítico de tres vías 7
que purifica los gases de escape. El motor de combustión interna 1
está provisto con inyectores (esto es, válvulas de inyección de
combustible) 8, ... 8, correspondientes a los cilindros 2. Los
inyectores 8 pueden estar previstos para inyectar combustible en el
conducto de entrada 3, o pueden estar previstos para inyectar
combustible en los cilindros 2. El motor de combustión interna 1
puede ser del tipo de ignición por chispa o del tipo de auto
ignición.
Una unidad de control del motor (ECU) 9 controla
un estado de operación de un motor de combustión interna 1. El ECU
9 está estructurado como un ordenador que es una combinación de un
microprocesador, una ROM y una RAM como principales dispositivos de
almacenamiento y similares. El ECU 9 ejecuta diversas clases de
procesamientos que son necesarios para controlar el estado de
operación del motor de combustión interna 1, y controles de
operación de diversas clases de dispositivos, recibiendo señales de
salida desde diversos sensores. Al igual que los sensores que están
conectados al ECU 9, hay un medidor de flujo de aire que emite una
señal correspondiente a una cantidad de consumo de aire, y un
sensor de O_{2} que emite una señal correspondiente una cantidad
de oxígeno contenida en los gases de escape. El ECU 9 también
controla la operación de los inyectores 8 y similares.
Con el fin de reducir una cantidad de carga de
sustancias nocivas en el momento del arranque del motor de
combustión interna 1, el motor de combustión interna 1 tiene un
aparato de recolección de gases de escape 10. El aparato de
recolección de gases de escape 10 comprende un recipiente de
recolección 11 en el cual puede almacenarse una cantidad
predeterminada de gases de escape, un conducto para extraer los
gases de escape 12 que conecta entre el recipiente de recolección
11 y el conducto de escape 4, un conducto de introducción de gases
de escape 13 a través del cual los gases de escape son recirculados
desde el recipiente de recolección 11 hacia el motor de combustión
interna 1, una válvula de conmutación 14 como primer dispositivo de
válvulas que está provisto en posición de una conexión entre el
conducto de extracción de los gases de escape 12 y el conducto de
entrada 3, y una válvula de abrir y cerrar 15 como un segundo
dispositivo de válvula que abre y cierra el conducto de
introducción de gases de escape 13.
El conducto de extracción de gases de escape 12
se ramifica desde el conducto de escape 4 en una posición corriente
abajo del convertidor catalítico 7. La válvula de conmutación 14 es
conmutable entre una posición de descarga de los gases de escape
donde los gases de escape pasan a través del convertidor catalítico
7 y son introducidos al conducto de escape 4 más corriente abajo
antes de la válvula de conmutación 14 como se muestra en la Figura
2B y una posición de recolección de gases de escape donde los gases
de escape son introducidos en el conducto de extracción de gases de
escape 12 como se muestra en la Figura 2A. En la posición de
recolección de gases de escape, la válvula de conmutación 14 puede
introducir una cantidad total de los gases de escape al conducto de
extracción de los gases de escape 12, o puede permitir que una parte
de los gases de escape pase a una posición corriente abajo el
conducto de escape 4 e introducir los gases de escape restantes al
conducto de extracción de gases de escape 12.
El recipiente de recolección 11 tiene un volumen
correspondiente a una cantidad total de gases de escape de los
gases de escape desde el momento de arranque del motor de combustión
interna 1 hasta alcanzar el estado de activación del convertidor
catalítico 7 hasta un nivel predeterminado. El recipiente de
recolección 11 puede estar estructurado como un recipiente rígido
de volumen invariable tal como una caja metálica, o puede estar
estructurado como una bolsa de volumen variable. El conducto de
extracción de los gases de escape 12 y el conducto de introducción
de los gases de escape 13 pueden ser tuberías que están
estructuradas utilizando un cuerpo rígido como un metal o pueden
ser tubos flexibles.
Como se muestra la Figura 1, el conducto de
introducción de gases de escape 13 está conectado al conducto de
entrada 3 del motor de combustión interna 1. Cuando la válvula de
abrir/cerrar 15 se abre, los gases de escape que están almacenados
en el recipiente de recolección 11 son introducidos en el conducto
de escape 3 como se muestra la Figura 2C.
El ECU 9 controla la operación de la válvula de
conmutación 14 y de la válvula de abrir/cerrar 15 la Figura 3 y la
Figura 4 son diagramas de flujo que muestran una rutina de control
de recolección y una rutina de control de recirculación
respectivamente que el ECU 9 ejecuta para conmutar el control de la
válvula de conmutación 14 y de la válvula de abril/cerrar 15 de
acuerdo con el estado de activación del convertidor catalítico. El
ECU 9 comienza a procesar estas rutinas en un punto del tiempo en el
cual el conmutador de ignición de un vehículo es encendido (y
después, ejecuta las rutinas repetidamente y a períodos
predeterminados (por ejemplo un segundo).
En el proceso de control de recolección mostrado
en la Figura 3, el ECU 9 decide primero en la etapa S1 si el
estado de activación del convertidor catalítico 7 ha alcanzado un
nivel predeterminado. Cuando el ECU 9 decide que el estado de
activación del convertidor catalítico 7 no ha alcanzado un nivel
predeterminado, el ECU9 conmuta la válvula de conmutación 14 a la
posición de recolección de gases de escape mostrada en la Figura 2A
en la etapa S2. Cuando el ECU 9 decide que el estado de activación
del convertidor catalítico 7 ha alcanzado un nivel predeterminado,
el ECU 9 conmuta la válvula de conmutación 14 a la posición de
descarga de los gases de escape mostrada en la Figura 2B en la
etapa S3. Después de ello, el ECU 9 termina el control de la
recolección.
En el proceso de control de recirculación
mostrado en la Figura 4, el ECU9 decide en la etapa S11 si una
condición de permiso de recirculación predeterminada está
satisfecha. La condición de permiso de recirculación incluye que el
estado de activación del convertidor catalítico 7 haya alcanzado un
nivel predeterminado cuando la condición de permiso de
recirculación no está satisfecha, el ECU 9 cierra la válvula
abrir/cerrar 15 en la etapa S12 y termina el proceso. Por otro
lado, cuando la condición de permiso de recirculación queda
satisfecha, el proceso procede a la etapa S13, y el ECU 9 decide si
se ha satisfecho una condición de terminación de la recirculación
predeterminada. La condición de terminación de la recirculación
incluye que una cantidad suficiente de los gases de escape hayan
sido recirculados desde el recipiente de recolección 11.
Cuando se toma la decisión de que la condición
de eliminación de recirculación está satisfecha en la etapa S13, el
proceso procede a la etapa S12 y el ECU 9 cierra la válvula
abrir/cerrar 15. Cuando la condición de finalización de la
recirculación no está satisfecha, el ECU 9 abre la válvula
abrir/cerrar 15 en la etapa S14, y termina el proceso. Cuando la
válvula abrir/cerrar 15 está abierta, los gases de escape son
devueltos desde el recipiente de recolección 11 al conducto de
entrada 3, como se muestra la Figura 2C. Los gases de escape
devueltos son introducidos en el convertidor catalítico 7, el cual
purifica los gases de escape.
De acuerdo con el procesamiento anterior, una
cantidad total o una parte de los gases de escape descargados al
conducto de escape 4 es recogida en el recipiente de recolección 11
hasta el momento en que el estado de activación del convertidor
catalítico 7 haya alcanzado un nivel predeterminado. Después de que
la activación ha alcanzado un nivel predeterminado, la cantidad
total de los gases de escape es descargada a la atmósfera. Por lo
tanto, es posible reducir la cantidad de componentes nocivos que son
descargados a la atmósfera en una etapa en la que el convertidor
catalítico 7 no está suficientemente activado. Consecuentemente, se
hace posible mejorar el rendimiento de la purificación de los gases
de escape en el tiempo de arranque en frío.
La condición de permiso de recirculación no es
satisfecha y la válvula abrir/cerrar 15 se mantiene cerrada, hasta
el momento en que el convertidor catalítico 7 es activado hasta un
nivel predeterminado. Por lo tanto, los gases de escape son
mantenidos en el recipiente de recolección 11. Después de que el
convertidor catalítico 7 es activado hasta un nivel predeterminado,
la válvula abrir/cerrar 15 se abre, y los gases de escape retenidos
en el recipiente de recolección 11 son recirculados hacia el
conducto de entrada 3. Por lo tanto, es posible introducir las
sustancias nocivas y pasarlas a través del convertidor catalítico 7
antes de que el convertidor catalítico 7 sea activado, de nuevo
hacia el convertidor catalítico 7 después de la activación, y se
purifica así el gas de escape.
En el procesamiento anterior, el nivel de
activación del convertidor catalítico 7 al que se hace referencia
en la decisión en la etapa S1 es fijado en un nivel en el cual es
posible purificar suficientemente los gases de escape cuando la
cantidad total de los gases de escape es introducida en el
convertidor catalítico 7. El nivel predeterminado para satisfacer
la condición de permiso de recirculación en la etapa S11 puede ser
fijado en el mismo nivel que en la etapa S1 o puede ser fijado en
un nivel diferente. Es posible decidir si el convertidor catalítico
7 es activado a un nivel predeterminado, con base en diversas clases
de parámetros que están relacionados con el estado de activación
del convertidor catalítico 7. Por ejemplo, es posible decidir si el
convertidor catalítico 7 es activado hasta un nivel predeterminado,
monitorizando una temperatura del enfriador del motor de combustión
interna 1, un tiempo transcurrido desde el arranque del motor de
combustión interna 1, una cantidad total de entrada de aire del
arranque del motor de combustión interna, un tiempo transcurrido
desde la última detención del motor de combustión interna 1, una
temperatura de los gases de escape, una temperatura del convertidor
catalítico, una cantidad de los gases de escape que pasaron a través
del convertidor catalítico, y una cantidad de sustancias nocivas
tales como hidrocarburos, CO, NOx, etc., contenida en los gases de
escape que pasaron a través del convertidor catalítico. Estos
parámetros pueden ser obtenidos a partir de sensores, estimados con
base en una estimación lógica predeterminada. Es preferible
controlar la recirculación de los gases de escape de manera que una
cantidad apropiada de los gases de escape sea devuelta, con base en
el estado de operación del motor de combustión interna 1, de una
forma similar a la empleada para el EGR. En lugar de la válvula
abrir/cerrar 15, también es posible utilizar una válvula de control
de flujo cuya apertura puede ser ajustada, por lo tanto
incrementando o disminuyendo la cantidad recirculada de los gases de
escape desde el recipiente de recolección 11 de acuerdo con el
estado de operación.
En la decisión de la condición de terminación de
la recirculación en la etapa S13 en la Figura 4, acerca de si una
cantidad suficiente de gases de escape es recirculada, se decide con
base en un periodo de tiempo en el que la válvula abrir/cerrar 15
es abierta, o también puede decidirse con base en una señal de
salida de un medidor de flujo proveyéndolo en el conducto de
introducción de gases de escape 3. En el control de recolección
mostrado la Figura 3, una cantidad de recolección de gases de
escape puede ser detectada o estimada con anticipación, y una
recirculación de los gases de escape correspondiente a esta cantidad
de recolección puede ser fijada como la condición de finalización
de recirculación. No siempre es necesario regresar la cantidad total
de los gases de escape retenidos en el recipiente de recolección
11.
En el procesamiento mostrado en la Figura 3, la
válvula de conmutación 14 es conmutada a la posición de recolección
de gases de escape mostrada en la Figura 2A en un punto del tiempo
en el cual el conmutador de ignición del motor de combustión
interna 1 es encendido en un estado tal que el convertidor
catalítico 7 no se activa hasta un nivel predeterminado. Sin
embargo, los tiempos de conmutación de la válvula de conmutación 14
no están limitados a los tiempos de conmutación de la ignición. La
válvula de conmutación 14 puede ser conmutada a la posición de
recolección de gases de escape antes de que los componentes nocivos
generados por el arranque del motor de combustión interna 1
alcancen la válvula de conmutación 14. Por lo tanto, los tiempos de
conmutación de la válvula de conmutación 14 a la posición de
recolección de gas escape pueden ser fijados en un tiempo muerto
cuando se opera el arranque (seleccionado-motor) del
motor de combustión interna 1, un momento en el que el conductor se
considera que ha subido al vehículo (es decir cuando la puerta de la
silla del conductor es abierta, o cuando el cinturón de seguridad
de la silla del conductor es abrolchado) antes de que el conmutador
de ignición sea encendido, un tiempo en el que él motor de
combustión interna 1 se detiene por última vez. La válvula de
conmutación 14 puede ser conmutada hasta la posición de recolección
de gases de salida dentro de un período de retardo que es un tiempo
desde el momento en que el motor de combustión interna es arrancado
hasta que los gases de escape que contienen componentes nocivos
alcanzan la válvula de conmutación 14.
Segundo
Ejemplo
Un aparato de purificación de gases de escape de
acuerdo con un segundo ejemplo se explicará con referencia a la
Figura 5 y Figuras 6A a 6C. En estos dibujos, las porciones
idénticas a las de las Figura 1 y Figura 2 se anexan con número de
referencia similares y su explicación será omitida.
El aparato de purificación de gases de escape de
acuerdo con el segundo ejemplo mostrado en la Figura 5 es diferente
del aparato de purificación de gases de escape de acuerdo con el
ejemplo mostrado la Figura 1 en que el conducto de introducción de
gases de escape 13 está conectado al conducto de escape en una
posición corriente arriba del convertidor catalítico 7. Otros
puntos son similares a los mostrados en la Figura 1. Por lo tanto,
cuando la válvula abrir/cerrar 15 se abre, los gases de escape
retenidos en el recipiente de recolección 11 son introducidos al
conducto de escape 4, y se suministran al convertidor catalítico 7,
como se muestra en la Figura 6C. Cuando los gases de escape se
recirculan hacia el conducto de escape 4 de esta forma, la
influencia de la introducción de los gases de escape dada al estado
de la operación del motor de combustión interna 1 (por ejemplo, una
variación en la relación aire-combustible) se hace
más pequeña que la correspondiente al ejemplo mostrado en la Figura
1. Consecuentemente, hay una ventaja en cuanto a que es fácil
controlar la recirculación de los gases de escape del recipiente de
recolección 11. En otras palabras, es ventajoso que la restricción
de los tiempos de recirculación y de la cantidad de recirculación de
los gases de escape del recipiente de recolección 11 sean más
relajadas que cuando los gases de escape se han recirculado hacia
el conducto de entrada 3.
En el presente ejemplo, también es posible
controlar la válvula de conmutación 14 y la válvula de abrir/cerrar
15 de acuerdo con un proceso similar al mostrado en la Figura 3 y
Figura 4. En otras palabras, es posible recolectar los gases de
escape antes de calentar el convertidor catalítico 7 en el
recipiente de recolección 11 como se muestra en la Figura 6A, y es
posible descargar los gases de escape después de calentar desde el
convertidor catalítico 7 del conducto de escape 4 a la atmósfera
como se muestra en la Figura 6B.
Tercer
ejemplo
Un aparato de purificación de gases de escape de
acuerdo con un tercer ejemplo de la presente invención será
explicado con referencia a la Figura 7 hasta la Figura 10. En estos
dibujos, las porciones idénticas a las de las Figuras 1 y 2 se
anexan con similares números de referencia, y su explicación será
omitida.
En el ejemplo mostrado en la Figura 7, el
conducto de extracción de gases de escape 12 se ramifica desde el
conducto de escape 4 en una posición corriente arriba del
convertidor catalítico 7. La válvula de conmutación 14 es
conmutable entre una posición de descarga de los gases de escape
donde los gases de escape son introducidos en el convertidor
catalítico 7 como se muestra la Figura 8B y una posición de
recolección de gases de escape donde los gases de escape son
introducidos en el conducto de entrada de gases de escape 12 como se
muestra la Figura 8A. Un calentador 20 está provisto como un
dispositivo de calentamiento entre la válvula de conmutación 14 y
el convertidor catalítico 7. El calentador 20 puede ser un
calentador eléctrico o un quemador. Cuando se utiliza el calentador
eléctrico como calentador 20, otro convertidor catalítico separado
del convertidor catalítico 7 y del calentador 20 puede ser
integrado junto, o el calentador 20 y el convertidor catalítico 7
pueden estar integrados juntos.
En el presente ejemplo, el ECU 9 controla la
conmutación de la válvula de conmutación 14 y la válvula de
abrir/cerrar 15 de forma similar a la explicada con referencia a la
Figura 3 y Figura 4. Un flujo de los gases de escape es conmutado
entre los flujos mostrados en la Figura 8A a Figura 8C, controlando
la válvula de conmutación 14 y la válvula de abrir/cerrar 15. El
ECU 9 controla el encendido (esto es, calor) y el apagado (esto es,
detener el calor) del calentador 20 en relación con el estado de
activación del convertidor catalítico 7. La Figura 9 es un diagrama
de flujo que demuestra un procedimiento de una rutina de control de
calentamiento y ejecuta el ECU 9 durante un cierto período después
del IG ON.
En el procesamiento de control de calentamiento
mostrado en la Figura 9, el ECU 9 decide primero en la etapa S21 si
el convertidor catalítico 7 está activado hasta un nivel
predeterminado. La decisión es tomada de manera similar a la
explicada con referencia a la Figura 3 o Figura 4. Cuando el
convertidor catalítico 7 no está activado a un nivel
predeterminado, el ECU 9 enciende el calentador 20 en la etapa S22,
y termina el procesamiento. Por otro lado, cuando el convertidor
catalítico 7 está activado hasta un nivel predeterminado, el ECU 9
procede a la etapa S23, y decide si ya ha transcurrido un tiempo
predeterminado de retraso después de que el convertidor catalítico
7 ha sido activado hasta un nivel predeterminado. Cuando no ha
transcurrido un tiempo de retraso predeterminado, el proceso
procede a la etapa S22, y el ECU 9 enciende el calentador 20. Cuando
ha transcurrido un tiempo de retraso predeterminado, el ECU 9 a la
el calentador 20 en la etapa S24, y termina el proceso. El ECU 9
para el calentador 20 después de un período de un tiempo de retraso
predeterminado después de que el convertidor catalítico 7 ha sido
activado hasta un nivel predeterminado, por la siguiente razón esto
es, cuando el ECU 9 a para el calentador 20 inmediatamente después
y que los gases de escape son introducidos en el convertidor
catalítico 7 después de que la válvula de conmutación 14 conmuta el
flujo de los gases de escape. Desde la posición de recolección de
los gases de escape a la posición de descarga de gases de escape
hay un riesgo de que los gases de escape enfríen el convertidor
catalítico 7 disminuyendo con ello la temperatura del convertidor
catalítico 7. Por una razón similar, es preferible que la válvula de
conmutación 14 lleve a cabo gradualmente la conmutación del flujo
de los gases de escape desde la posición de recolección de gases de
escape a la posición de descarga de gases de escape durante un
cierto período.
La Figura 10 muestra una relación entre una
temperatura de un convertidor catalítico y una cantidad de
recolección de gases de escape, cuando el calentador 20 calienta el
convertidor catalítico 7, y cuando los gases de escape calientan el
convertidor catalítico 7 sino utilizar el calentador 20,
respectivamente. En la Figura 10, el motor de combustión interna 1
es arrancado en el tiempo t1. Una cantidad de gases de escape total
desde el momento del arranque del motor de combustión interna 1 se
incrementa proporcionalmente a lo largo de un período de tiempo
desde el momento en que se arranca el motor de combustión interna 1
como se muestra mediante una línea recta L1. Cuando el calentador
20 no es utilizado para calentar el convertidor catalítico 7, la
temperatura del convertidor catalítico se eleva como se muestra
mediante una línea punteada L2. Asúmase que el convertidor
catalítico 7 es calentado hasta una temperatura (esto es, una
temperatura de activación) T1 a la cual el convertidor catalítico 7
exhibe suficiente rendimiento de purificación en el tiempo t3.
Entonces, la cantidad de los gases de escape que debería ser
recolectada en el momento en que el convertidor catalítico 7 es
activado está dada como una cantidad total de gases de escape V2 en
el tiempo t3. Por otro lado, cuando el calentador 20 calienta el
convertidor catalítico 7, el calentador 20 alcanza un área de
temperatura más alta que la temperatura de activación T1 en un
período de tiempo extremadamente más corto y cuando el convertidor
catalítico 7 es calentado como lo muestra la línea recta L3. Como
resultado de esto, el convertidor catalítico 7 es calentado a una
temperatura durante un período de tiempo corto según lo muestra la
línea L4, y la temperatura del convertidor catalítico 7 alcanza la
temperatura de activación T1 en un tiempo más pronto t2 que el
tiempo t3. Por lo tanto, la cantidad de los gases de escape que
debería ser recolectada hasta el momento en que el convertidor
catalítico 7 sea activado es una cantidad de gases de escape total
V1 que corresponde al tiempo t2, lo que hace posible reducir la
cantidad de recolección. En el presente ejemplo, durante el período
durante el cual los gases de escape son recolectados como se
muestra en la Figura 8A, puede hacerse fluir una pequeña cantidad de
gases de escape hacia el convertidor catalítico 7, mejorando con
ello el rendimiento de combustión del convertidor catalítico 7 y
promoviendo el calentamiento del convertidor catalítico 7.
Cuarto
ejemplo
Un aparato de purificación de gases de escape de
acuerdo con un cuarto ejemplo será explicado con referencia a la
Figura 11 y a las Figuras 12A a 12C. En estos dibujos, las porciones
idénticas a las de las Figura 7 y Figuras 8A a Figura 8C se anexan
con numerales de referencias similares, y su explicación será
omitida.
El aparato de purificación de gases de escape de
acuerdo con el cuarto ejemplo mostrado en la Figura 11 es diferente
del aparato de purificación de gases de escape de acuerdo con el
ejemplo mostrado en la Figura 7 en el que el conducto de
introducción de gases de escape 13 es conectado al conducto de
escape en una posición corriente arriba del convertidor catalítico
7. Otros puntos son similares a los mostrados en la Figura 7. Por
lo tanto, cuando se abre la válvula de abrir/cerrar 15, los gases de
escape retenidos en el recipiente de recolección 11 son
introducidos en el conducto de escape 4, y se suministran al
convertidor catalítico 7, como se muestra la Figura 12C. Cuando los
gases de escape son recirculados al conducto de escape 4 de esta
forma, la influencia de la introducción de los gases de escape dad
el estado de operación del motor de combustión interna 1 (por
ejemplo, una variación de la relación
aire-combustible) se hace más pequeña que aquella de
acuerdo con el ejemplo mostrado en la Figura 7. Consecuentemente,
es ventajoso que sea fácil controlar la recirculación de los gases
de escape del recipiente de recolección 11. En otras palabras, es
ventajoso que las restricciones de los tiempos de recirculación y
la cantidad de recirculación de los gases de escape del recipiente
de recolección 11 sean más relajadas que cuando los gases de escape
se circulen hacia el conducto de entrada 3.
En el presente ejemplo, controlando la válvula
de conmutación 14, la válvula de abrir/cerrar 15, y el calentador
20 de acuerdo con un procesamiento similar al mostrado en la Figura
3, Figura 4, y Figura 9, los gases de escape antes de la activación
del convertidor catalítico 7 se recolectan en recipiente de
recolección 11 como se muestra en la Figura 12A y luego los gases
de escape después de la activación del convertidor catalítico 7 son
descargados desde el conducto de escape 4 a la atmósfera como se
muestra la Figura 12 B. En el ejemplo mostrado en la Figura 11, el
conducto de extracción de los gases de escape 12 y el conducto de
introducción de los gases de escape 13 pueden ser compartidos. Por
ejemplo, es posible extraer los gases de escape del conducto de
extracción de los gases de escape 12 hacia el recipiente de
recolección 11. También es posible introducir los gases de escape
retenidos en el recipiente de recolección 11 hacia el conducto de
extracción 4 a través del conducto de extracción de gases de escape
12.
De acuerdo con el primero y tercero de los
ejemplos, es posible devolver los gases de escape retenidos en el
recipiente de recolección 11 al conducto de entrada 3, utilizando
una presión negativa que se genera en el conducto de entrada 3. Por
otro lado, de acuerdo con el segundo y cuarto ejemplos, a medida que
los gases de escape son recirculados hacia el conducto de
extracción 4, no puede obtenerse una presión negativa como en el
conducto de escape 3. Por lo tanto, es preferible proveer un
dispositivo de alimentación de gases de escape que aplique presión
a los gases de escape para alimentar los gases de escape al conducto
de escape 4. Como en el dispositivo de alimentación de gases de
escape, puede proveerse una bomba 21 en el conducto de introducción
de gases de escape 13 como se muestra la Figura 13A, por ejemplo.
Cuando el recipiente de recolección 11 es estructurado en forma de
bolsa y puede ser deformada, un actuador 22 tal como un cilindro
hidráulico, que comprima el recipiente de recolección 11, puede
proveerse en el dispositivo de alimentación de gases de escape,
como se muestra en la Figura 13B.
Con el fin de facilitar la disposición del
recipiente de recolección 11, el volumen del recipiente de
recolección 11 puede hacerse pequeño con base en la recolección de
gases de escape después de comprimir los gases de escape. Es
posible comprimir los gases de escape utilizando la presión de
descarga de los gases de escape. También es posible comprimir los
gases de escape con un dispositivo de compresión tal como una bomba
23 dotando este dispositivo en el conducto de entrada de gases de
escape 12 como se muestra la Figura 14. El recipiente de
recolección 11 puede tener cualquier forma en cuanto tenga un
volumen capaz de retener una cantidad predeterminada de gases de
escape. Por ejemplo, es posible estructurar el recipiente de
recolección 11 capaz de retener una cantidad predeterminada de
gases de escape mediante la disposición adecuada en forma de una
tubería o de un tubo que sea similar al conducto de extracción de
gases de escape 12 o al conducto de introducción de gases de escape
13, como se muestra en la Figura 15.
En los ejemplos anteriores, el ECU 9 funciona
como el dispositivo de válvula de control o el dispositivo de
control de calentamiento. Además, en los ejemplos anteriores, el
estado de activación del convertidor catalítico 7 alcanza un nivel
predeterminado que se establece como condición de finalización de la
recolección. También es posible fijar el estado de recolección del
recipiente de recolección 11 para que alcance un límite
predeterminado como condición de finalización de la recolección. El
límite predeterminado puede ser fijado como una cantidad límite de
gases de escape que el recipiente de recolección 11 puede retener.
El límite predeterminado puede también ser fijado como un límite de
presión (esto es, retropresión) del conducto de escape 4 que se
incrementa cuando los gases de escape se acumulan en recipiente de
recolección 11. Si la cantidad de recolección de los gases de
escape ha alcanzado el límite se decide con base en la cantidad
total de consumo de aire en el motor de combustión interna 1, o
mediante un lapso de tiempo desde el momento del arranque del motor
de combustión interna 1, o también puede decidirse con base en una
señal de salida del medidor de flujo que está provisto en el
conducto de extracción de gases de escape 12. Si la retropresión del
conducto de escape 4 ha alcanzado un límite también puede decidirse
con base en el nivel de reducción del consumo de aire debido a un
incremento en la retropresión, o un nivel de agravamiento de un
estado de combustión en el motor de combustión interna 1 debido a
un incremento en la retropresión. También es posible fijar una
pluralidad condiciones de finalización de la recolección. En la
etapa S11 del diagrama de flujo mostrado en la Figura 4, la
condición de permisión de gases de recirculación incluye que el
convertidor catalítico 7 se active a un nivel predeterminado.
También es posible fijar otras condiciones de permiso de
recirculación relacionándolas con el estado de operación del motor
de combustión interna 1. Particularmente, cuando los gases de escape
regresan al conducto de entrada 3, es posible fijar lo siguiente
como condiciones de permiso de recirculación: que el agravamiento
del estado de combustión debido a la recirculación de los gases de
escape esté dentro de un rango permisible predeterminado, el estado
de calentamiento del motor de combustión interna 1 alcance un nivel
predeterminado; y que una presión negativa esté siendo aplicada al
conducto de entrada 3.
En los ejemplos del aparato de purificación de
gases de escape que devuelven los gases de escape al conducto de
escape 4 mostrado en la Figura 5 y Figura 11, puede proveerse un
convertidor catalítico separado en el conducto de escape 4 en una
posición corriente arriba del convertidor catalítico 7. En este
caso, el conducto de introducción de gases de escape 13 puede
fijarse para que sea capaz de devolver los gases de escape al
conducto de escape 4 en una posición corriente arriba del
convertidor catalítico separado. También es posible devolver los
gases de escape al conducto de escape 4 en una posición en medio
entre una pluralidad de convertidores catalíticos. También es
posible devolver los gases de escape tanto al conducto de escape 4
en una posición corriente arriba de un convertidor catalítico
corriente arriba y al conducto de escape 4 en una posición situada
en medio entre una pluralidad de convertidores catalíticos. En este
caso, el convertidor catalítico corriente arriba se activa más
pronto. Por lo tanto, es posible avanzar los tiempos de arranque de
la recirculación de los gases de escape igualando los tiempos con
este tiempo de activación.
Claims (22)
1. Un método de purificación de gases de escape
para purificar gases de escape de un motor de combustión interna
(1) utilizando un convertidor catalítico (7), que comprende:
un proceso para recolectar gases de escape
descargados del motor de combustión interna (1) de un conducto de
escape (4) el motor de combustión interna (1) en una posición
corriente arriba del convertidor catalítico (7) en un recipiente de
recolección (11) durante un período a partir de un tiempo de
arranque del motor de combustión interna a satisfacción de una
condición de finalización de la recolección predeterminada; y
un proceso de recirculación de los gases de
escape recolectados en el recipiente de recolección hacia un lado
corriente arriba del convertidor catalítico (7),
caracterizado porque
en el proceso de recolección, una parte de los
gases de recolección descargados del motor de combustión interna
(1) pasa a través de un convertidor catalítico (7) a la atmósfera, y
los gases de escape restantes son recolectados en el recipiente de
recolección (11).
2. El método y purificación de gases de escape
de acuerdo con la reivindicación 1, donde la condición de
finalización de la recolección incluye en un estado de activación
del convertidor catalítico (7) alcanzado un nivel
predeterminado.
3. El método de purificación de gases de escape
de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, donde la condición de
finalización de recolección incluye un estado de recolección de los
gases de escape en el recipiente de recolección (11) alcanzado un
límite predeterminado.
4. El método de purificación de gases de escape
de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, donde la
recirculación de los gases de escape del recipiente de recolección
(11) es impedida en el momento de arranque de la recolección de los
gases de escape en el recipiente de recolección (11), y la
prohibición de la recirculación se cancela cuando una condición de
permiso de recirculación predeterminada ha sido satisfecha.
5. El método de purificación de gases de escape
de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, donde la
recirculación de los gases de escape desde el recipiente de
recolección (11) se inicia después de que un estado de activación
del convertidor catalítico (7) haya alcanzado el nivel
predeterminado.
6. El método de purificación de gases de escape
de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, que
comprende además un proceso para detener la recolección de los gases
de escape dentro del recipiente de recolección (11) cuando la
condición de finalización de la recolección haya sido
satisfecha.
7. El método de purificación de gases de escape
de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además un proceso
de calentamiento del convertidor catalítico (7) con un dispositivo
de calentamiento (20), en particular con la recolección de los
gases de escape en el recipiente de recolección (11).
8. El método de purificación de gases de escape
de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, donde, en
el proceso de recirculación, los gases de escape son recirculados
hacia un conducto de entrada (3).
9. El método y purificación de gases de escape
de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, donde, en
el proceso de recirculación, los gases de escape son recirculados
hacia el conducto de escape (4) en una posición corriente arriba
del convertidor catalítico (7).
10. El método de purificación de gases de escape
de acuerdo con la reivindicación 9, donde se aplica a presión a los
gases de escape en el recipiente de recolección (11), para devolver
los gases de escape al conducto de escape (4).
11. El método de purificación de gases de escape
de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, donde en
el proceso de recolección, los gases de escape son comprimidos y
recolectados en el recipiente de recolección (11).
12. Un aparato para purificación de gases de
escape que purifica gases de escape de un motor de combustión
interna (1) utilizando un convertidor catalítico (7), que
comprende:
un recipiente de recolección (11) que puede
retener gases de escape;
un conducto de expulsión de gases de escape (12)
a través del cual los gases de escape son introducidos desde un
conducto de escape (4) del motor de combustión interna (1) en una
posición corriente arriba del convertidor catalítico (7) en el
recipiente de recolección (11);
un conducto de introducción de gases de escape
(13) a través del cual los gases de escape son introducidos desde
el recipiente de recolección (11) hasta un lado corriente arriba del
convertidor catalítico (7);
un primer dispositivo de válvula (14) que es
conmutable entre una posición donde la introducción de los gases de
escape del conductor de escape (4) al conducto de expulsión de gases
de escape (12) es permitida en la posición del donde la
introducción de los gases de escape es prevenida; y
un segundo dispositivo de válvula (15) que es
conmutable entre una posición donde la introducción de los gases de
escape al lado corriente arriba del convertidor catalítico (7) a
través del conducto de introducción de gases de escape (13) es
permitida en una posición donde la introducción de los gases de
escape es prevenida; y
un dispositivo de control de válvula (9) que
controla el primer dispositivo de válvula (14) de tal forma que los
gases de escape descargados desde el motor de combustión interna (1)
son recolectados en el recipiente de recolección (11) a través del
conducto de expulsión de gases de escape (12) durante un período
desde un tiempo de arranque del motor de combustión interna a
satisfacción de una condición de finalización de recolección
predeterminada,
caracterizado porque
la posición de recolección de los gases de
escape del primer dispositivo de válvula (14) es una posición que
permite que una parte de los gases de escape descargada del motor de
combustión interna (1) pase a través del convertidor catalítico (7)
a la atmósfera, y que los gases de escape restantes sean
introducidos al conducto de expulsión de gases de escape (12).
13. El aparato de purificación de gases de
escape de acuerdo con la reivindicación 12, donde la condición de
finalización de la recolección incluye que un estado de activación
del convertidor catalítico (7) haya alcanzado un nivel
predeterminado.
14. El aparato de purificación de gases de
escape de acuerdo con las reivindicaciones 12 o 13, donde la
condición de finalización de la recolección incluye que un estado
de recolección de los gases de escape dentro del recipiente de
recolección (11) haya alcanzado un límite predeterminado.
15. El aparato de purificación de gases de
escape de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 12 a 14,
donde el dispositivo de control de válvula (9) controla el segundo
dispositivo de válvula (15) de manera que impida la recirculación
de los gases de escape desde el recipiente de recolección (11) en el
momento de iniciar la recolección de los gases de escape en el
recipiente de recolección (11), y cancele el impedimento de
recirculación cuando una condición de permiso de recirculación
predeterminada haya sido satisfecha.
16. El aparato de purificación de gases de
escape de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 12 a 14,
donde el dispositivo de control de válvula (9) controla el segundo
dispositivo de válvula (15) de manera que se inicie la
recirculación de los gases de escape desde el recipiente de
recolección (11) después de que un estado de activación del
convertidor catalítico (7) haya alcanzado el nivel
predeterminado.
17. El aparato de purificación de gases de
escape de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 12 a 14,
donde el dispositivo de control de válvula (9) controla el primer
dispositivo de válvula (14) de manera que detenga la recolección de
los gases de escape dentro del recipiente de recolección (11) cuando
la condición de finalización de recolección haya sido
satisfecha.
18. El aparato de purificación de gases de
escape de acuerdo con la reivindicación 12, que comprende además un
dispositivo de calentamiento (20) que calienta el convertidor
catalítico (7) y un dispositivo de control de calentamiento (9) que
haga que el dispositivo de calentamiento ejecute el calentamiento en
paralelo con la recolección de los gases de escape dentro del
recipiente de recolección (11).
19. El aparato de purificación de gases de
escape de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 12 a 18,
donde el conducto de introducción de gases de escape (13) está
conectado a un conducto de entrada (3).
20. El aparato de purificación de gases de
escape de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 12 a 18,
que comprende adicionalmente un dispositivo de presurización (21;
22) que aplica presión a los gases de escape dentro del recipiente
de recolección (11) para alimentar los gases de escape al conducto
de escape (4).
21. El aparato de purificación de gases de
escape de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 12 a 14,
que comprende además un dispositivo de compresión (23) que comprime
los gases de escape para alimentar los gases de escape dentro del
recipiente de recolección (11).
22. El aparato de purificación de gases de
escape de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 12 a 21,
donde el recipiente de recolección (11) está conformado en forma de
una bolsa cuyo volumen es variable.
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