Sistema de escape de motor de combustión interna.

Un sistema de escape de un motor de combustión interna que tiene una pluralidad de cilindros, en el que todoslos cilindros están divididos en dos grupos de cilindros

(1a, 1b), y un primer paso de escape (2a, 3a) y un segundopaso de escape (2b, 3b) están conectados a unos colectores de escape respectivos de los dos grupos de cilindros(1a, 1b), el primer paso de escape (2a, 3a) comunicándose con el segundo paso de escape (2b, 3b) a través de unprimer punto de unión (7a) provisto en el primer paso de escape (2a, 3a) y un segundo punto de unión (7b) provistoen el segundo paso de escape (2b, 3b), el sistema de escape incluyendo una turbina (8) de un turbocompresordispuesta curso abajo del primer punto de unión (7a) del primer paso de escape (2a, 3a), y una válvula de control(9b) dispuesta curso abajo del segundo punto de unión (7b) del segundo paso de escape (2b, 3b), caracterizado porel hecho de que otra válvula de control (9a) está dispuesta curso abajo del primer punto de unión (7a) del primerpaso de escape (2a, 3a), y un dispositivo de adsorción de HC (6a) está dispuesto en el primer paso de escape (2a,3a) curso abajo de la turbina (8), y las magnitudes de abertura de las válvulas de control (9a, 9b) dispuestas en elprimer paso de escape (2a, 3a) y el segundo paso de escape (2b, 3b) están controladas de manera que el gas deescape de todos los cilindros pasa principalmente por el dispositivo de adsorción de HC (6a) durante un periododesde el arranque a un punto en el tiempo inmediatamente después de la finalización de la puesta en marcha delmotor.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/IB2006/003506.

Solicitante: TOYOTA JIDOSHA KABUSHIKI KAISHA.

Inventor/es: MIYASHITA,SHIGEKI, KANEKO,NAOYA.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > MAQUINAS O MOTORES EN GENERAL; PLANTAS MOTRICES EN... > SILENCIADORES O DISPOSITIVOS DE ESCAPE PARA MAQUINAS... > Silenciadores o aparatos de escape que incluyen medios... > F01N3/20 (especialmente adaptados para conversión catalítica (F01N 3/22 tiene prioridad))
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL > SEPARACION (separación de sólidos por vía húmeda... > Separación de gases o de vapores; Recuperación... > B01D53/94 (por procedimientos catalíticos)
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > MOTORES DE COMBUSTION; PLANTAS MOTRICES DE GASES... > MOTORES DE COMBUSTION INTERNA DE PISTONES; MOTORES... > Motores caracterizados por estar provistos de  ... > F02B37/12 (Control de las bombas)
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > MAQUINAS O MOTORES EN GENERAL; PLANTAS MOTRICES EN... > SILENCIADORES O DISPOSITIVOS DE ESCAPE PARA MAQUINAS... > Silenciadores o aparatos de escape que incluyen medios... > F01N3/24 (caracterizados por los aspectos constructivos de los aparatos de conversión (filtración combinada con reactores catalíticos F01N 3/035))
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > MAQUINAS O MOTORES EN GENERAL; PLANTAS MOTRICES EN... > SILENCIADORES O DISPOSITIVOS DE ESCAPE PARA MAQUINAS... > Silenciadores o dispositivos de escape caracterizados... > F01N13/04 (con varios silenciadores dispuestos en paralelo, p. ej. con interconexión de silenciadores para motores multi cilindro)

PDF original: ES-2451643_T3.pdf

 

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Sistema de escape de motor de combustión interna.

Fragmento de la descripción:

Sistema de escape de motor de combustión interna Antecedentes de la invención

1. Campo de la invención

La invención se refiere a un sistema de escape de un motor de combustión interna.

2. Descripción de la técnica relacionada

En un sistema de escape de un motor de combustión interna, tal como un motor del tipo en V, que tiene una pluralidad de cilindros, todos los cilindros están divididos en dos grupos de cilindros, cada uno de los cuales está dotado con un colector de escape, y un paso de escape está provisto para cada uno de los grupos de cilindros de modo que el paso de escape se extiende desde el correspondiente colector de escape hasta un punto de confluencia del escape en el cual las corrientes de gases de escape de los respectivos pasos de escape se juntan. En el sistema de escape de este tipo, se ha propuesto que una turbina de un turbocompresor y un convertidor catalítico curso abajo de la turbina estén dispuestos sólo en uno de los pasos de escape, y este paso de escape se comunique en un punto de unión curso arriba de la turbina con un punto de unión del otro paso de escape, mientras que una válvula de control esté dispuesta curso abajo del punto de unión del otro paso de escape. Un ejemplo del sistema de escape construido de este modo se divulga, por ejemplo, en el documento JP-B2-1-27246.

En la instalación tal como se describe anteriormente, la válvula de control se usa como una válvula de descarga del turbocompresor, y la válvula de control está cerrada durante el funcionamiento del motor a carga baja, en el cual se produce una pequeña cantidad de gas de escape, de manera que el gas de escape de todos los cilindros pasa por la turbina. Durante el funcionamiento del motor a carga elevada, en el cual se produce una gran cantidad de gas de escape, la válvula de control está abierta de manera que el gas de escape del otro grupo de cilindros pasa por el otro paso de escape, y solo el gas de escape del grupo de cilindros indicado anteriormente pasa por la turbina. De esta manera, la presión de soplado establecida por el turbocompresor está constantemente controlada en un valor predeterminado o sus proximidades.

Entretanto, durante la puesta en marcha del motor, es necesario calentar pronto un convertidor catalítico para activar así un catalizador portado en el mismo, de modo que se inicia un tratamiento del gas de escape en una etapa temprana. En el sistema de escape tal como se describe anteriormente, la válvula de control está cerrada durante la puesta en marcha del motor de manera que el gas de escape de todos los cilindros pasa por el convertidor catalítico. Sin embargo, el gas de escape pasa por la turbina del turbocompresor antes de fluir en el convertidor catalítico, y la temperatura del gas de escape se reduce durante su paso a través de la turbina; por lo tanto, el convertidor catalítico no se puede calentar pronto.

El documento JP 2001 012234 A describe un sistema de escape de un motor con compresores instalados en paralelo y un convertidor catalítico NOx en el paso de baipás, una primera y una segunda válvula de control regulan el flujo.

Es un objeto de la invención proporcionar un sistema de escape de un motor de combustión interna, el cual es capaz de un calentamiento temprano de un convertidor catalítico durante la puesta en marcha del motor.

Sumario de la invención En un sistema de escape de un motor de combustión interna que tiene una pluralidad de cilindros de acuerdo con un segundo aspecto de la invención, todos los cilindros están divididos en dos grupos de cilindros, y un primer paso de escape y un segundo paso de escape están conectados a unos colectores de escape correspondientes de los dos grupos de cilindros, de manera que el primer paso de escape se comunica con el segundo paso de escape a través de un primer punto de unión provisto en el primer paso de escape y un segundo punto de unión provisto en el segundo paso de escape. El sistema de escape incluye una turbina de un turbocompresor dispuesta curso abajo del primer punto de unión del primer paso de escape, y una válvula de control dispuesta curso abajo del segundo punto de unión del segundo paso de escape. En el sistema de escape, otra válvula de control está dispuesta curso abajo del primer punto de unión del primer paso de escape, y un dispositivo de adsorción de HC puede estar dispuesto en el primer paso de escape curso abajo de la turbina, y las magnitudes de abertura de las válvulas de control dispuestas en el primer paso de escape y el segundo paso de escape se pueden controlar de manera que el gas de escape de todos los cilindros pasa principalmente por el dispositivo de adsorción de HC durante un periodo desde el arranque a un punto en el tiempo inmediatamente después de la finalización de la puesta en marcha del motor.

Con la instalación tal como se describe anteriormente, el gas de escape de todos los cilindros, el cual contiene una gran cantidad de combustible sin quemar hasta inmediatamente después de la finalización de la puesta en marcha del motor, fluye dentro del dispositivo de adsorción de HC dispuesto en el primer paso de escape, de manera que el

dispositivo de adsorción de HC adsorbe combustible sin quemar. De este modo, se evita que el gas de escape fluya dentro del convertidor catalítico del segundo paso de escape antes de que se caliente y se descargue a la atmósfera sin haberse limpiado mucho, y se puede suprimir el liberar el combustible sin quemar a la atmósfera.

En el sistema de escape tal como se describe anteriormente, puede estar dispuesto otro convertidor catalítico en el primer paso de escape curso abajo de la turbina.

Con la instalación anterior, por ejemplo, cuando el motor funciona a una carga baja durante la marcha del vehículo, el convertidor catalítico dispuesto en el primer paso de escape es capaz de limpiar el gas de escape que ha pasado por la turbina mientras el turbocompresor lleva a cabo la sobrealimentación.

En el sistema de escape construido tal como se describe anteriormente, un catalizador puede portarse en el dispositivo de adsorción de HC.

Con la instalación anterior, cuando el motor funciona a una carga baja durante la marcha del vehículo, por ejemplo, el dispositivo de adsorción de HC, el cual funciona además como un convertidor catalítico, es capaz de limpiar el gas de escape que ha pasado por la turbina mientras el turbocompresor lleva a cabo la sobrealimentación.

En el sistema de escape tal como se describe anteriormente, cuando se juzga que el calentamiento del convertidor catalítico dispuesto en el segundo paso de escape se ha completado durante la puesta en marcha del motor, las magnitudes de abertura de las válvulas de control dispuestas en el primer paso de escape y en el segundo paso de escape pueden controlarse de manera que la cantidad de gas de escape que atraviese el primer paso de escape sea igual a o mayor que la cantidad de gas de escape que atraviesa el segundo paso de escape.

Con la instalación anterior, al gas de escape cuya cantidad es igual a o mayor que el gas de escape que pasa por el convertidor catalítico del segundo paso de escape, se le hace pasar por el convertidor catalítico dispuesto en el primer paso de escape, para iniciar así el calentamiento del convertidor catalítico del primer paso de escape, como preparación para el tratamiento del gas de escape que pasa por la turbina, por ejemplo, durante el funcionamiento del motor a carga baja mientras el vehículo está en marcha.

En el sistema de escape tal como se describe anteriormente, cuando se juzga que el calentamiento del convertidor catalítico dispuesto en el segundo paso de escape se ha completado durante la puesta en marcha del motor, las magnitudes de abertura de las válvulas... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un sistema de escape de un motor de combustión interna que tiene una pluralidad de cilindros, en el que todos los cilindros están divididos en dos grupos de cilindros (1a, 1b) , y un primer paso de escape (2a, 3a) y un segundo paso de escape (2b, 3b) están conectados a unos colectores de escape respectivos de los dos grupos de cilindros (1a, 1b) , el primer paso de escape (2a, 3a) comunicándose con el segundo paso de escape (2b, 3b) a través de un primer punto de unión (7a) provisto en el primer paso de escape (2a, 3a) y un segundo punto de unión (7b) provisto en el segundo paso de escape (2b, 3b) , el sistema de escape incluyendo una turbina (8) de un turbocompresor dispuesta curso abajo del primer punto de unión (7a) del primer paso de escape (2a, 3a) , y una válvula de control (9b) dispuesta curso abajo del segundo punto de unión (7b) del segundo paso de escape (2b, 3b) , caracterizado por el hecho de que otra válvula de control (9a) está dispuesta curso abajo del primer punto de unión (7a) del primer paso de escape (2a, 3a) , y un dispositivo de adsorción de HC (6a) está dispuesto en el primer paso de escape (2a, 3a) curso abajo de la turbina (8) , y las magnitudes de abertura de las válvulas de control (9a, 9b) dispuestas en el primer paso de escape (2a, 3a) y el segundo paso de escape (2b, 3b) están controladas de manera que el gas de escape de todos los cilindros pasa principalmente por el dispositivo de adsorción de HC (6a) durante un periodo desde el arranque a un punto en el tiempo inmediatamente después de la finalización de la puesta en marcha del motor.

2. Un sistema de escape de un motor de combustión interna según la reivindicación 1, en el que un catalizador se porta en el dispositivo de adsorción de HC.

3. Un sistema de escape de un motor de combustión interna según la reivindicación 2, en el que cuando se juzga que el calentamiento del convertidor catalítico (6b) dispuesto en el segundo paso de escape (2b, 3b) se ha completado durante la puesta en marcha del motor, las magnitudes de abertura de las válvulas de control (9a, 9b) dispuestas en el primer paso de escape (2a, 3a) y en el segundo paso de escape (2b, 3b) están controladas de manera que la cantidad de gas de escape que atraviesa el primer paso de escape (2a, 3a) sea igual a o mayor que la cantidad de gas de escape que atraviesa el segundo paso de escape (2b, 3b) .

4. Un sistema de escape de un motor de combustión interna según la reivindicación 2, en el que cuando se juzga que el calentamiento del convertidor catalítico (6b) dispuesto en el segundo paso de escape (2b, 3b) se ha completado durante la puesta en marcha del motor, las magnitudes de abertura de las válvulas de control (9a, 9b) dispuestas en el primer paso de escape (2a, 3a) y en el segundo paso de escape (2b, 3b) están controladas de manera que el gas de escape de todos los cilindros pasa principalmente a través del primer paso de escape (2a, 3a) .

5. Un sistema de escape de un motor de combustión interna según la reivindicación 2, en el que cuando se juzga que el calentamiento del convertidor catalítico (6b) dispuesto en el segundo paso de escape (2b, 3b) se ha completado durante la puesta en marcha del motor, las magnitudes de abertura de las válvulas de control (9a, 9b) dispuestas en el primer paso de escape (2a, 3a) y en el segundo paso de escape (2b, 3b) están controladas de manera que una mayor cantidad de gas de escape pasa por uno de los convertidores catalíticos dispuesto en el primer paso de escape (2a, 3a) y el segundo paso de escape (2b, 3b) , el cual tiene una temperatura medida o estimada que es inferior al otro.

6. Un sistema de escape de un motor de combustión interna según una cualquiera de las reivindicaciones 3-5, en el que se juzga que el calentamiento del convertidor catalítico (6b) dispuesto en el segundo paso de escape (2b, 3b) se ha completado cuando un periodo de tiempo en el cual el gas de escape de todos los cilindros pasa principalmente por el convertidor catalítico (6b) dispuesto en el segundo paso de escape (2b, 3b) , es igual a un periodo predeterminado de tiempo.

7. Un sistema de escape de un motor de combustión interna según una cualquiera de las reivindicaciones 3-5, en el que se juzga que el calentamiento del convertidor catalítico (6b) dispuesto en el segundo paso de escape (2b, 3b) se ha completado cuando una temperatura medida o estimada del convertidor catalítico (6b) dispuesto en el segundo paso de escape alcanza una temperatura predeterminada.