ES2282915T3 - Sistema de ayuda a la regeneracion de medios de depuracion integrados en una linea de escape de un motor diesel de vehiculo. - Google Patents

Sistema de ayuda a la regeneracion de medios de depuracion integrados en una linea de escape de un motor diesel de vehiculo. Download PDF

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Abstract

Sistema de ayuda a la regeneración de medios de descontaminación (1) asociados a medios formando catalizador de oxidación (2), e integrados en una línea de escape (3) de un motor Diesel (4) de vehículo automóvil y en el cual el motor (4) está asociado a medios (7) de rampa común de alimentación de carburante de cilindros del motor, adaptados para poner en obra, con igual par, una estructura de regeneración por inyección de carburante en los cilindros según al menos una post-inyección, caracterizado por el hecho de comprender: - Medios (8) de detección de un requerimiento de regeneración (re.RG) y por lo tanto de post-inyección; - Medios (9, 10) de detección de un estado de pié levantado del acelerador del vehículo o de una fase de ralentí del propio motor; - Medios (11) de adquisición de la temperatura corriente abajo de los medios formando catalizador (2); - Medios (8) de determinación de una duración máxima de aplicación de las post-inyecciones durante las fases de retorno al ralentí, inmediatamente después de un levantamiento de pié del acelerador y de ralentí, a partir de esta temperatura; y - Medios (7, 8) de supresión inmediata de la/cada post-inyección si la duración de utilización de las post-inyecciones alcanza la duración máxima de aplicación predeterminada durante la fase de retorno al ralentí y/o de reducción progresiva de la/cada post-inyección, cuando la duración de utilización de las post-inyecciones ha alcanzado la duración máxima de aplicación predeterminada durante la fase de ralentí del motor.

Description

Sistema de ayuda a la regeneración de medios de depuración integrados en una línea de escape de un motor Diesel de vehículo.
La presente invención se refiere a un sistema de ayuda a la regeneración de medios de descontaminación asociados a medios que forman catalizador de oxidación, e integrados en una línea de escape de un motor Diesel de vehículo automóvil.
Más concretamente, la invención se refiere a un sistema en el cual el motor está asociado a medios de rampa común de alimentación de carburante de cilindros del motor, adaptados para poner en obra, con igual par, una estrategia de regeneración por inyección de carburantes en los cilindros, según al menos una post-inyección.
Durante la regeneración de medios de descontaminación tales como por ejemplo un filtro de partículas, las fases de levantar el pié del acelerador del vehículo (ninguna inyección de carburante en funcionamiento normal), son problemáticas pues hacen bajar la temperatura de escape, es decir de la línea y de los elementos integrados en la misma.
La utilización de una o varias post-inyecciones durante estas fases de vida del motor permite limitar la bajada de temperatura de la línea de escape, basándose en la conversión catalítica de los HC producidos por la combustión de la/las post-inyecciones en el motor. Tal sistema está descrito, por ejemplo, en los documentos EP 1174612 y EP 1281852.
Sin embargo, estas estrategias se basan en la reacción exotérmica producida por los medios que forman catalizador, cuyos medios, que comprenden por ejemplo un catalizador de oxidación o un depósito de NOx con una función de oxidación CO/HC, son considerados como activados.
Durante las fases de retorno al ralentí del motor, inmediatamente después de levantar el pié del acelerador, no hay inyección principal ni inyección piloto y la/cada post-inyección no quema en el cilindro, pues no hace más que vaporizar el carburante bajo 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 pues muy baja y a pesar de la reacción exotérmica catalítica producida por la combustión de los HC obtenidos de la/cada post-inyección, la cara delantera de los medios que forman catalizador se enfría progresivamente y su actividad de conversión se desactiva progresivamente.
Durante las fases de ralentí del motor, a pesar de la utilización de una o varias post-inyecciones, la temperatura a la entrada de los medios que forman catalizador es relativamente baja. La estrategia de post-inyección en el ralentí se basa igualmente en la conversión catalítica de los HC producidos por la combustión de la/las post-inyecciones en el motor. A pesar de esta reacción exotérmica catalítica, la cara delantera de los medios que forman catalizador se enfría progresivamente y su actividad de conversión se desactiva progresivamente.
Durante una fase de retorno al ralentí o de una fase de ralentí prolongada, es posible que los medios que forman catalizador no sean pues lo suficientemente activos como para convertir todos los HC, lo que se traduce en picos de HC corriente abajo de estos medios que forman catalizador, incluso humos azules y/u olores en el escape.
Por otra parte, la utilización de post-inyecciones engendra una dilución del aceite de lubricación por el carburante, lo que degrada las propiedades de lubricación de éste, y especialmente una bajada de la viscosidad y puede conducir si esta viscosidad es demasiado baja, a una rotura del motor.
El objetivo de la invención es por consiguiente resolver estos problemas.
Con este fin, la invención tiene por objeto un sistema de ayuda a la regeneración de medios de descontaminación asociados a medios que forman catalizador de oxidación, e integrados en una línea de escape de un motor Diesel de vehículo automóvil y en el cual el motor está asociado a medios de rampa común de alimentación de carburante de cilindros del motor, adaptados para poner en obra, con igual par, una estrategia de regeneración por inyección de carburante en los cilindros según al menos una post-inyección, caracterizada por el hecho de comprender:
\global\parskip0.500000\baselineskip
-
\tabul
medios de detección de un requerimiento de regeneración y por consiguiente de post-inyección;
-
\tabul
medios de detección de un estado de levantamiento del pié del acelerador del vehículo y/o de una fase de ralentí del motor de éste;
-
\tabul
medios de adquisición de la temperatura corriente abajo de los medios que forman catalizador;
-
\tabul
medios de determinación de una duración máxima de aplicación de las post-inyecciones durante las fases de regreso al ralentí, inmediatamente después de levantar el pié del acelerador y de ralentí, a partir de esta temperatura; y
-
\tabul
medios de supresión inmediata de la/cada post-inyección si la duración de utilización de las post-inyecciones ha alcanzado la duración máxima de aplicación predeterminada durante la fase de retorno al ralentí y/o de reducción progresiva de la/cada post-inyección, cuando la duración de utilización de las post-inyecciones ha alcanzado una duración máxima de aplicación predeterminada durante la fase de ralentí del motor.
Según otras características:
-
\tabul
los medios de reducción están adaptados para reducir la/cada post-inyección según una rampa graduable;
-
\tabul
los medios de descontaminación comprenden un filtro de partículas;
-
\tabul
los medios de descontaminación comprenden un depósito de NOx;
-
\tabul
el carburante comprende un aditivo destinado a depositarse con las partículas a las cuales está mezclado, sobre los medios de descontaminación para facilitar su regeneración;
-
\tabul
el carburante comprende un aditivo que forma depósito de NOx; y
-
\tabul
el motor está asociado a un turbocompresor.
La invención será mejor comprendida con la lectura de la descripción que sigue, dada únicamente a título de ejemplo y realizada con referencia a los dibujos anexados, en los cuales:
\global\parskip0.000000\baselineskip
- la Fig. 1 representa un esquema sinóptico que ilustra la estructura general de un sistema de ayuda a la regeneración según la invención; y
- la Fig. 2 representa un organigrama que ilustra el funcionamiento de éste.
En efecto se ha ilustrado sobre la Fig. 1, la estructura general de un sistema de ayuda a la regeneración de medios de descontaminación, designados con la referencia general 1 sobre esta figura, asociados a medios que forman catalizador de oxidación designados con la referencia general 2, e integrados en una línea de escape 3 de un motor Diesel 4 de vehículo automóvil.
El motor puede estar asociado a un turbocompresor y en este caso, la parte de turbina 5 del mismo está igualmente asociada a esta línea de escape, estando dispuesta la parte de compresor 6 del turbocompresor más arriba del motor.
Por otra parte, este motor está igualmente asociado a unos medios 7 de rampa común de alimentación de carburante de los cilindros del mismo, adaptados para poner en obra, con igual par, una estrategia de regeneración por inyección de carburante en los cilindros, según al menos una post-inyección, de manera clásica.
Estos medios están controlados por una unidad de control, designada con la referencia general 8, adaptada para detectar un requerimiento de regeneración req.RG, dado por ejemplo por un supervisor de los medios de descontaminación, y por lo tanto de post-inyección y conectada a medios 9 de detección de un estado de levantamiento de pié del acelerador del vehículo y a medios de detección de una fase de ralentí del motor del mismo, designados con la referencia general 10.
Estos medios pueden presentar cualquier estructura apropiada.
Por otra parte, esta unidad de control 8 está igualmente conectada a medios de adquisición de la temperatura corriente abajo de los medios que forman catalizador 2, estando designados dichos medios de adquisición con la referencia general 11.
Estos medios comprenden cualquier captador de temperatura apropiado.
Esto permite entonces, a esta unidad de control 8, a continuación de la detección de un requerimiento de regeneración y por lo tanto de post-inyección, detectar un estado de pié levantado del acelerador del vehículo o una fase de ralentí del motor del mismo, como está ilustrado para la etapa 12 en la figura 2.
La unidad 8 está entonces adaptada para adquirir la temperatura corriente abajo de los medios que forman catalizador durante la etapa 13 y para determinar, a partir de esta temperatura, una duración máxima de aplicación de las post-inyecciones durante las fases de retorno al ralentí, inmediatamente después de un levantamiento de pié del acelerador o de ralentí, durante la etapa 14.
La unidad 8 vigila entonces en 15 y 16, la duración de utilización de las post-inyecciones, y detecta el momento en que esta duración de utilización ha alcanzado la duración máxima de aplicación predeterminada.
Si la duración de utilización ha alcanzado la máxima de aplicación predeterminada durante la fase de retorno al ralentí, inmediatamente después de un levantamiento de pié del acelerador, como está ilustrado en 17, la unidad de control 8 está adaptada para suprimir inmediatamente la/cada post-inyección, como está ilustrado para la etapa 18.
Por el contrario, si la duración de utilización ha alcanzado la duración máxima de aplicación predeterminada durante la fase de ralentí del motor, como está ilustrado para la etapa 19, la unidad de control está adaptada para reducir progresivamente la/cada post-inyección, según una rampa por ejemplo graduable en 20.
Se observará igualmente que tal sistema puede funcionar con medios de descontaminación formados por un filtro de partículas, un depósito de NOx, y que un aditivo destinado a depositarse con las partículas a las que está mezclado, sobre los medios de descontaminación para facilitar su regeneración puede igualmente ser mezclado al carburante, de manera clásica, para bajar la temperatura de combustión de las partículas de hollín depositadas en éste.
De manera clásica, este aditivo está en efecto presente en las partículas después de la combustión del carburante añadido en el motor.
Puede preverse igualmente un aditivo que forme depósito con el NOx.
Se comprende entonces que gracias a tal estructura, se autoriza una duración máxima de aplicación de las post-inyecciones para las fases de ralentí y de pié levantado.
Esta duración máxima se presenta bajo la forma de un contador de tiempo que se vacía es decir decrece/disminuye a medida que se acumulan las fases de ralentí y/o de pié levantado durante la fase de regeneración. Este contador es reinicializado al final de estas fases.
De hecho, este sistema permite limitar las cantidades de carburante post-inyectado durante las fases de levantamiento de pié o de ralentí cuando los niveles térmicos de la línea de escape son más desfavorables.
Limitando de esta manera la cantidad total de carburante post-inyectado durante estas fases, que no son las más eficaces desde el punto de vista de la regeneración de los medios de descontaminación, se optimiza la proporción de tiempo de post-inyección eficaz y se limita la dilución del aceite de lubricación del motor por el carburante.
Finalmente, esto permite igualmente limitar el riesgo de que la función de oxidación se desactive súbitamente, lo que se traduciría en un déficit de conversión de los HC y por lo tanto en una descarga instantánea de HC en el escape que puede general humos y/u olores.
Como es fácil comprender, otros modos de realización pueden ser previstos.
Así por ejemplo, los medios de descontaminación y los medios que forman catalizador de oxidación pueden estar integrados en un solo y único elemento, especialmente en un mismo substrato.
A título de ejemplo, puede ser previsto un filtro de partículas integrando la función de oxidación.
Asimismo, puede preverse igualmente integrando tal función de oxidación un depósito de NOx, esté o no esté adicionado.
Esta función de oxidación y/o de depósito de NOx puede ser asumida por un aditivo mezclado al
carburante.

Claims (7)

1. Sistema de ayuda a la regeneración de medios de descontaminación (1) asociados a medios formando catalizador de oxidación (2), e integrados en una línea de escape (3) de un motor Diesel (4) de vehículo automóvil y en el cual el motor (4) está asociado a medios (7) de rampa común de alimentación de carburante de cilindros del motor, adaptados para poner en obra, con igual par, una estructura de regeneración por inyección de carburante en los cilindros según al menos una post-inyección, caracterizado por el hecho de comprender:
\global\parskip0.500000\baselineskip
-
\tabul
Medios (8) de detección de un requerimiento de regeneración (re.RG) y por lo tanto de post-inyección;
-
\tabul
Medios (9, 10) de detección de un estado de pié levantado del acelerador del vehículo o de una fase de ralentí del propio motor;
-
\tabul
Medios (11) de adquisición de la temperatura corriente abajo de los medios formando catalizador (2);
-
\tabul
Medios (8) de determinación de una duración máxima de aplicación de las post-inyecciones durante las fases de retorno al ralentí, inmediatamente después de un levantamiento de pié del acelerador y de ralentí, a partir de esta temperatura; y
-
\tabul
Medios (7, 8) de supresión inmediata de la/cada post-inyección si la duración de utilización de las post-inyecciones alcanza la duración máxima de aplicación predeterminada durante la fase de retorno al ralentí y/o de reducción progresiva de la/cada post-inyección, cuando la duración de utilización de las post-inyecciones ha alcanzado la duración máxima de aplicación predeterminada durante la fase de ralentí del motor.
2. Sistema según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que los medios de reducción (7, 8) están adaptados para reducir la/cada post-inyección según una rampa graduable (20).
\global\parskip0.000000\baselineskip
3. Sistema según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado por el hecho de que los medios de descontaminación (1) comprenden un filtro de partículas.
4. Sistema según la reivindicación 1, 2 ó 3, caracterizado por el hecho de que los medios de descontaminación (1) comprenden un depósito de NOx.
5. Sistema según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de que el carburante comprende un aditivo destinado a depositarse junto con las partículas con las que está mezclado, sobre los medios de descontaminación (1) para facilitar su regeneración.
6. Sistema según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por el hecho de que el carburante comprende un aditivo formando depósito de NOx.
7. Sistema según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de que el motor está asociado a un turbocompresor
(5, 6).
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