ES2281023T3 - Sistema de ayuda para la regeneracion de los medios de descontaminacion integrados en el sistema de escape de un motor diesel para vehiculos. - Google Patents
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Abstract
Sistema de ayuda para la regeneración de medios de descontaminación (1) asociados a unos medios que forman un catalizador de oxidación (2), e integrados en un sistema de escape (3) de un motor Diesel (4) para vehículos automóviles y en el que el motor (4) está asociado a unos medios (7) de rampa común de alimentación de combustible de los cilindros del motor, adaptados para poner en práctica, en condiciones de par motor constante, una estrategia de regeneración por inyección de combustible en los cilindros mediante al menos una postinyección, caracterizado porque comprende: - unos medios (8) de detección de una demanda de regeneración (req.RG) y por tanto de postinyección; - unos medios (9) de detección de un estado de levantamiento del pie del acelerador del vehículo; - unos medios (11) de adquisición de la temperatura corriente abajo de los medios que forman el catalizador (2); - unos medios (8) de determinación de la duración máxima de aplicación de las postinyecciones durante la fase deretorno al ralentí, consecutivamente a un levantamiento del pie del acelerador, a partir de dicha temperatura; y - unos medios (7, 8) de interrupción inmediata de la postinyección o de cada una de las postinyecciones a partir del momento en que la duración de utilización de las postinyecciones ha alcanzado la duración máxima de aplicación predeterminada.
Description
Sistema de ayuda para la regeneración de los
medios de descontaminación integrados en el sistema de escape de un
motor diésel para vehículos.
La presente invención se refiere a un sistema de
ayuda para la regeneración de medios de descontaminación asociados
a unos medios que forman un catalizador de oxidación, e integrados
en un sistema de escape de un motor diésel para vehículos
automóviles.
Más particularmente, la invención se refiere a
un sistema en el que el motor está asociado a unos medios de rampa
común de alimentación de combustible de los cilindros del motor,
adaptados para poner en práctica, en condiciones de par motor
constante, una estrategia de regeneración por inyección de
combustible en los cilindros, mediante al menos una
postinyección.
Durante la regeneración de los medios de
descontaminación tales como por ejemplo un filtro de partículas,
las fases de levantamiento del pie del acelerador del vehículo (sin
inyección de combustible en el estado de funcionamiento normal), y
del ralentí del motor (temperatura de escape muy baja), son
problemáticas ya que hacen descender la temperatura de escape, es
decir del sistema y de los elementos integrados en él.
La utilización de una o de varias
postinyecciones durante estas fases de funcionamiento del motor
permite limitar la caída de la temperatura del sistema de escape,
en base a la conversión catalítica de los HC producidos por la
combustión de la postinyección o de las postinyecciones en el motor.
Dicho sistema se describe, por ejemplo, en el documento EP 1 174
612.
Sin embargo, estas estrategias se basan en la
reacción exotérmica producida por los medios que forman el
catalizador, comprendiendo tales medios por ejemplo un catalizador
de oxidación o una trampa de NOx con una función de oxidación
CO/HC, siendo considerados como activados.
Durante las fases de retorno al ralentí del
motor, consecutivamente a una acción de levantamiento del pie del
acelerador, no existe inyección principal ni inyección piloto y, por
tanto, la postinyección o cada postinyección no quema en el
cilindro, ya que no hace más que vaporizar el combustible en forma
de HC que son convertidos por los medios que forman el
catalizador.
La temperatura a la entrada de los medios que
forman el catalizador de oxidación es entonces muy baja y, a pesar
de la reacción exotérmica catalítica producida por la combustión de
los HC resultantes de la postinyección o de cada postinyección, la
cara delantera de los medios que forman el catalizador se enfría
progresivamente y su actividad de conversión se desactiva
progresivamente.
Durante una fase de retorno al ralentí
prolongada, puede ocurrir que los medios que forman el catalizador
no sean entonces lo suficientemente activos como para convertir
todos los HC, lo cual se traduce en unos picos de HC corriente
abajo de dichos medios que forman el catalizador, es decir unos
humos azules y/o unos olores en el escape.
Por otro lado, la utilización de postinyecciones
genera una dilución del aceite lubricante por parte del combustible,
lo cual degrada sus propiedades de lubricación, y especialmente un
descenso de la viscosidad y puede dar lugar, si esta viscosidad es
demasiado baja, a una rotura del motor.
El objetivo de la invención es, por tanto,
resolver tales problemas.
A tal efecto, la invención tiene por objeto un
sistema de ayuda para la regeneración de los medios de
descontaminación asociados a unos medios que forman el catalizador
de oxidación, e integrados en un sistema de escape de un motor
Diésel para vehículos automóviles y en el que el motor está asociado
a unos medios de rampa común de alimentación de combustible de los
cilindros del motor, adaptados para poner en práctica, en
condiciones de par motor constante, una estrategia de regeneración
por inyección de combustible en los cilindros mediante al menos una
postinyección, caracterizado porque comprende:
- unos medios de detección de una demanda de
regeneración y por tanto de postinyección;
- unos medios de detección del estado de
levantamiento del pie del acelerador del vehículo;
- unos medios de adquisición de la temperatura
corriente abajo de los medios que forman el catalizador;
- unos medios de determinación de una duración
máxima de la aplicación de las postinyecciones durante la fase de
retorno al ralentí, consecutivamente a una acción de levantamiento
del pie del acelerador, a partir de dicha temperatura; y
- unos medios de interrupción inmediata de la
postinyección o de cada postinyección cuando la duración de la
utilización ha alcanzado la duración máxima de aplicación
predeterminada.
Siguen otras características:
- los medios de descontaminación comprenden
un filtro de partículas;
- los medios de descontaminación comprenden
una trampa de NOx;
- el combustible incluye un aditivo
destinado a depositarse con las partículas con las cuales está
mezclado, sobre los medios de descontaminación para facilitar su
regeneración;
- el combustible incluye un aditivo que
forma una trampa de NOx; y
- el motor está asociado a un
turbocompresor.
Se comprenderá mejor la invención a partir de la
siguiente descripción, dada únicamente a título de ejemplo y que
hace referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
- la Fig. 1 representa un esquema sinóptico que
ilustra la estructura general de un sistema de ayuda para la
regeneración según la invención; y
- la Fig. 2 representa un organigrama que
ilustra el funcionamiento de éste.
En efecto, en la figura 1 se ha ilustrado la
estructura general de un sistema de ayuda para la regeneración de
los medios de descontaminación, designados en esta figura por la
referencia general 1, asociados a unos medios que forman el
catalizador de oxidación designados por la referencia general 2, e
integrados en un sistema de escape 3, de un motor Diésel 4 para
vehículos automóviles.
El motor puede estar asociado a un
turbocompresor y, en este caso, la parte de la turbina 5 de éste
está igualmente asociada a dicho sistema de escape, estando situada
la parte del compresor 6 del turbocompresor corriente arriba del
motor.
Por otro lado, dicho motor está igualmente
asociado a unos medios 7 de rampa común de alimentación de
combustible de los cilindros de dicho motor, adaptados para poner
en práctica, en condiciones de par motor constante, una estrategia
de regeneración por inyección de combustible en los cilindros,
mediante al menos una postinyección, de forma clásica.
Tales 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
lo tanto de una postinyección y conectada a unos medios 9 de
detección del estado de levantamiento del pie del acelerador del
vehículo.
Tales medios pueden presentar cualquier
estructura apropiada.
Por otro lado, dicha unidad de pilotaje 8 está
igualmente conectada a unos medios de adquisición de la temperatura
corriente abajo de los medios que forman el catalizador 2, estando
designados dichos medios de adquisición por la referencia general
11.
Dichos medios comprenden cualquier captador de
temperatura apropiado.
Esto permite entonces, a dicha unidad de
pilotaje 8, tras la detección de una demanda de regeneración y por
tanto de postinyección, detectar un estado de levantamiento del pie
del acelerador del vehículo, tal como se ilustra mediante la etapa
12 en la figura 2.
La unidad 8 está así adaptada para adquirir la
temperatura corriente abajo de los medios que forman el catalizador
durante la etapa 13 y para determinar una duración máxima de
aplicación de las postinyecciones durante la fase de retorno al
ralentí, consecutivamente a un levantamiento del pie del acelerador,
a partir de dicha temperatura, durante la etapa 14.
La unidad 8 controla entonces en 15 y en 16, la
duración de utilización de las postinyecciones, y detecta el momento
en que esta duración de utilización ha alcanzado la duración máxima
de aplicación predeterminada.
A partir del momento en que la duración de la
utilización ha alcanzado la duración máxima de aplicación
predeterminada durante la fase de retorno al ralentí,
consecutivamente a un levantamiento del pie del acelerador, tal como
se ilustra en 17, la unidad de pilotaje 8 está adaptada para cortar
inmediatamente la postinyección o cada una de las postinyecciones,
tal como se ilustra mediante la etapa 18.
Se constata igualmente que dicho sistema puede
funcionar con unos medios de descontaminación formados por un
filtro de partículas, una trampa de NOx, y que un aditivo destinado
a depositarse con las partículas con las que está mezclado, sobre
los medios de descontaminación para facilitar su regeneración, puede
igualmente estar mezclado con el combustible, de forma clásica,
para reducir la temperatura de combustión de los hollines atrapados
en el mismo.
De forma clásica, dicho aditivo está en efecto
presente en las partículas tras la combustión del combustible con
aditivo en el motor.
Puede preverse también un aditivo que forma una
trampa de NOx.
Se concibe entonces que gracias a una estructura
de este tipo, se autorice una duración máxima de aplicación de las
postinyecciones para la fase de levantamiento del pie.
Esta duración máxima se presenta bajo la forma
de un contador de tiempo que se vacía, es decir decrece/disminuye
en el curso de la fase de levantamiento del pie durante la fase de
regeneración. Este contador se reinicia al fin de esta fase.
De hecho, este sistema permite limitar las
cantidades de combustible postinyectadas durante la fase de
levantamiento del pie cuando los niveles térmicos del sistema de
escape son los más desfavorables.
Limitando de este modo la cantidad total de
combustible postinyectado 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 del tiempo de
postinyección eficaz y se limita la dilución del aceite lubricante
del motor por el combustible.
Finalmente, esto permite igualmente limitar el
riesgo de que la función de oxidación no se desactive súbitamente,
lo cual se traduciría en un déficit de conversión de los HC y así
pues una bocanada de HC en el escape susceptible de generar humos
y/o olores.
Desde luego, pueden preverse otros modos de
realización.
Así, por ejemplo, los medios de descontaminación
y los medios que forman el catalizador de oxidación pueden estar
integrados en un único elemento, en particular sobre un mismo
substrato.
A título de ejemplo, puede preverse un filtro de
partículas que integre la función de oxidación.
Asimismo, puede preverse también una trampa de
NOx que integre dicha función de oxidación, incluyendo aditivos 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 para la regeneración de
medios de descontaminación (1) asociados a unos medios que forman
un catalizador de oxidación (2), e integrados en un sistema de
escape (3) de un motor Diésel (4) para vehículos automóviles y en
el que el motor (4) está asociado a unos medios (7) de rampa común
de alimentación de combustible de los cilindros del motor,
adaptados para poner en práctica, en condiciones de par motor
constante, una estrategia de regeneración por inyección de
combustible en los cilindros mediante al menos una postinyección,
caracterizado porque comprende:
- unos medios (8) de detección de una demanda de
regeneración (req.RG) y por tanto de postinyección;
- unos medios (9) de detección de un estado de
levantamiento del pie del acelerador del vehículo;
- unos medios (11) de adquisición de la
temperatura corriente abajo de los medios que forman el catalizador
(2);
- unos medios (8) de determinación de la
duración máxima de aplicación de las postinyecciones durante la fase
de retorno al ralentí, consecutivamente a un levantamiento del pie
del acelerador, a partir de dicha temperatura; y
- unos medios (7,8) de interrupción inmediata de
la postinyección o de cada una de las postinyecciones a partir del
momento en que la duración de utilización de las postinyecciones ha
alcanzado la duración máxima de aplicación predeterminada.
2. Sistema según la reivindicación 1,
caracterizado porque los medios de descontaminación (1)
comprenden un filtro de partículas.
3. Sistema según las reivindicaciones 1 ó 2,
caracterizado porque los medios de descontaminación (1)
comprenden una trampa de NOx.
4. Sistema según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el
combustible presenta un aditivo destinado a depositarse con las
partículas en las que está mezclado, sobre los medios de
descontaminación (1), para facilitar su regeneración.
5. Sistema según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el combustible
presenta un aditivo que forma una trampa de NOx.
6. Sistema según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el motor
está asociado a un turbocompresor (5, 6).
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