DISPOSITIVO DE CONTROL DE EMISIONES DE ESCAPE DE MOTOR.

Un aparato de purificación de emisiones de escape para un motor (10),

incluyendo: un convertidor catalítico de reducción (20) que está dispuesto en un sistema de escape de motor y purifica de forma reductiva óxidos de nitrógeno en la emisión de escape; un depósito de agente reductor (24) que está destinado a almacenar un agente reductor líquido; una bomba (28A) que lleva a cabo aspiración y suministro del agente reductor líquido por bombeo del depósito de agente reductor (24); una válvula de control de flujo (32A) que controla una tasa de flujo del agente reductor líquido suministrado por bombeo de la bomba (28A); una boquilla de inyección (18) que suministra por inyección el agente reductor líquido que ha fluido desde la válvula de control de flujo (32A) por la que la tasa de flujo del agente reductor líquido es controlada, a la emisión de escape en una posición hacia arriba del convertidor catalítico de reducción (20); y una unidad de control (36) que incorpora un ordenador, donde la unidad de control (36), durante la operación del motor (10), calcula en tiempo real una cantidad de inyección del agente reductor líquido suministrado por inyección por la boquilla de inyección (18) en base a condiciones operativas del motor y también determina que un sistema de suministro de agente reductor dispuesto hacia abajo de la bomba (28A) produce obstrucción, cuando una reducción en una presión del agente reductor líquido que permanece hacia abajo de la bomba (28A) y también hacia arriba de la válvula de control de flujo (32A) en una cantidad igual o mayor que una primera presión predeterminada no tiene lugar hasta que una cantidad de inyección acumulativa obtenida integrando secuencialmente la cantidad de inyección calculada en tiempo real en base a las condiciones operativas del motor llega a una cantidad predeterminada después de que la bomba (28A) se pare temporalmente

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/JP2007/061636.

Solicitante: NISSAN DIESEL MOTOR CO., LTD.

Nacionalidad solicitante: Japón.

Dirección: 1, OOAZA 1-CHOME AGEO-SHI SAITAMA 362-8523 JAPON.

Inventor/es: KATOU,Toshikazu, MATSUNAGA,Hideki.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 8 de Junio de 2007.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • F01N11/00 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F01 MAQUINAS O MOTORES EN GENERAL; PLANTAS MOTRICES EN GENERAL; MAQUINAS DE VAPOR.F01N SILENCIADORES O DISPOSITIVOS DE ESCAPE PARA MAQUINAS O MOTORES EN GENERAL; SILENCIADORES O DISPOSITIVOS DE ESCAPE PARA MOTORES DE COMBUSTION INTERNA (disposiciones de conjuntos de propulsión relativas al escape de gases B60K 13/00; silenciadores de admisión de aire especialmente adaptados para motores de combustión interna, o con dispositivos para estos motores F02M 35/00; protección contra ruidos en general o amortiguamiento de los mismos G10K 11/16). › Dispositivos de control o diagnóstico para los aparatos de tratamiento de gases de escape.
  • F01N3/20E4

Clasificación PCT:

  • F01N11/00 F01N […] › Dispositivos de control o diagnóstico para los aparatos de tratamiento de gases de escape.
  • F01N3/20 F01N […] › F01N 3/00 Silenciadores o aparatos de escape que incluyen medios para purificar, volver inofensivos o cualquier otro tratamiento de los gases de escape (control eléctrico F01N 9/00; dispositivos de control o diagnóstico para los aparatos de tratamiento de gases de escape F01N 11/00). › especialmente adaptados para conversión catalítica (F01N 3/22 tiene prioridad).

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.

PDF original: ES-2360010_T3.pdf

 

Ilustración 1 de DISPOSITIVO DE CONTROL DE EMISIONES DE ESCAPE DE MOTOR.
Ilustración 2 de DISPOSITIVO DE CONTROL DE EMISIONES DE ESCAPE DE MOTOR.
Ilustración 3 de DISPOSITIVO DE CONTROL DE EMISIONES DE ESCAPE DE MOTOR.
Ilustración 4 de DISPOSITIVO DE CONTROL DE EMISIONES DE ESCAPE DE MOTOR.
DISPOSITIVO DE CONTROL DE EMISIONES DE ESCAPE DE MOTOR.

Fragmento de la descripción:

Campo técnico

La presente invención se refiere en general a un aparato de purificación de emisiones de escape para un motor (a continuación, denominado un aparato de purificación de emisiones de escape), que se ha previsto para purificar de forma reductiva óxidos de nitrógeno (NOx) en una emisión de escape del motor, y se refiere más en concreto a una tecnología para determinar con alta exactitud si un sistema de suministro de un agente reductor líquido o su precursor produce obstrucción o no.

Antecedentes de la invención

Como un sistema de purificación catalítico que purifica NOx contenido en la emisión de escape de un motor, se ha propuesto, en la publicación de la Solicitud de Patente japonesa publicada (Kokai) número 2000-27627 (documento de Patente 1), un aparato de purificación de emisiones de escape. En este aparato de purificación de emisiones de escape, un agente reductor líquido o su precursor (que se denominará 'agente reductor líquido') según condiciones operativas del motor es suministrado por inyección a la emisión de escape en una posición hacia arriba de un convertidor catalítico de reducción de NOx dispuesto en un paso de emisión de escape de un sistema de escape de motor, de modo que el NOx en la emisión de escape y el agente reductor se sometan a la reacción de reducción catalítica por la que el NOx es purificado a componentes inocuos.

Además, en este aparato de purificación de emisiones de escape, si un sistema de suministro del agente reductor líquido (que se denominará un sistema de suministro de agente reductor) está obstruido debido a la deposición de un componente de agente reductor, la mezcla de sustancias extrañas o análogos, el agente reductor en la cantidad apropiada no se suministra al convertidor catalítico de reducción de NOx, de modo que no se puede lograr el rendimiento requerido de purificación de NOx. Por lo tanto, se ha propuesto, como se describe en la publicación de la Solicitud de Patente japonesa publicada (Kokai) número 2006-77765 (documento de Patente 2), una tecnología para determinar si el sistema de suministro de agente reductor está obstruido o no en base a una reducción del rango de presión, durante un tiempo predeterminado, del agente reductor líquido que permanece en el sistema de suministro de agente reductor, en un estado donde una bomba para suministrar el agente reductor líquido a presión está parada.

Se ha descrito técnica anterior similar en EP 1 176 292 A1, EP 1 634 637 A1 y FR 2 879 657 A1.

Documento de Patente 1: Publicación de la Solicitud de Patente japonesa publicada (Kokai) número 2000-27627

Documento de Patente 2: Publicación de la Solicitud de Patente japonesa publicada (Kokai) número 2006-77765

Descripción de la invención

Problemas a resolver con la invención

Dado que se genera NOx en condiciones de temperatura alta y presión alta, hay un estado donde la concentración de NOx en la emisión de escape se mantiene baja dependiendo de las condiciones operativas del motor y, consiguientemente, no se tiene que llevar a cabo un proceso de purificación de emisiones de escape. Por lo tanto, en el aparato de purificación de emisiones de escape que usa el agente reductor, desde el punto de vista de la prevención de consumo innecesario del agente reductor, se emplea una configuración tal que el agente reductor líquido sea suministrado intermitentemente por inyección. Además, en el aparato de purificación de emisiones de escape, dado que la concentración de NOx en la emisión de escape se cambia junto con las condiciones operativas del motor, una cantidad de inyección del agente reductor líquido se incrementa o disminuye dinámicamente. Consiguientemente, la reducción de rango de presión durante el tiempo predeterminado es muy pequeña y, por lo tanto, en la tecnología descrita en el documento de Patente 2 puede haber una determinación errónea de obstrucción aunque el sistema de suministro de agente reductor todavía no haya producido obstrucción.

Por lo tanto, en vista de los problemas que presenta la tecnología convencional antes descrita, la presente invención tiene por objeto proporcionar un aparato de purificación de emisiones de escape capaz de determinar con alta exactitud si un sistema de suministro de agente reductor está obstruido o no, aunque el suministro por inyección de un agente reductor líquido esté parado temporalmente o se cambie dinámicamente, utilizando una característica tal que, cuando el agente reductor líquido que permanece en el sistema de suministro de agente reductor sea suministrado por inyección en un estado donde una bomba que realiza el suministro del agente reductor líquido a presión esté parada, la presión del agente reductor líquido cambia regularmente según una cantidad de inyección acumulativa del agente reductor líquido.

Medios para resolver los problemas

La presente invención proporciona un aparato de purificación de emisiones de escape según la reivindicación 1. Realizaciones preferidas de la invención se definen en las reivindicaciones dependientes.

Con el fin de lograr dicho objeto, un aparato de purificación de emisiones de escape incluye: un convertidor catalítico de reducción que está dispuesto en un sistema de escape de motor y purifica de forma reductiva NOx en una emisión de escape; un depósito de agente reductor que es capaz de almacenar un agente reductor líquido; una bomba que lleva a cabo aspiración del agente reductor líquido del depósito de agente reductor para suministrar el agente reductor líquido a presión; una válvula de control de flujo que controla una tasa de flujo del agente reductor líquido suministrado por bombeo de la bomba; una boquilla de inyección que suministra por inyección el agente reductor líquido que fluye a una tasa de flujo controlada por la válvula de control de flujo, al flujo de emisión de escape en una posición hacia arriba del convertidor catalítico de reducción; y una unidad de control que incorpora un ordenador, donde la unidad de control: calcula en tiempo real una cantidad de inyección del agente reductor líquido suministrado por inyección por la boquilla de inyección en base a condiciones operativas del motor; y determina que un sistema de suministro de agente reductor dispuesto hacia abajo de la bomba produce obstrucción, cuando una reducción en una presión del agente reductor líquido que permanece hacia abajo de la bomba y también hacia arriba de la válvula de control de flujo en una cantidad igual o mayor que una primera presión predeterminada no tiene lugar hasta que una cantidad de inyección acumulativa obtenida integrando secuencialmente la cantidad de inyección calculada en tiempo real llega a una cantidad predeterminada después de que la bomba se pare temporalmente. Aquí, el agente reductor líquido no se limita al producido disolviendo un componente de agente reductor (sustancia disuelta) en un solvente, y se deberá interpretar como un concepto técnico incluyendo precursor del agente reductor líquido, por el que el agente reductor puede ser generado por la reacción química.

Efecto de la invención

Según el aparato de purificación de emisiones de escape de la presente invención, se determina que el sistema de suministro de agente reductor dispuesto hacia abajo de la bomba produce obstrucción, cuando la reducción en la presión del agente reductor líquido que permanece hacia abajo de la bomba y también hacia arriba de la válvula de control de flujo en una cantidad igual o mayor que una primera presión predeterminada no tiene lugar hasta que la cantidad de inyección acumulativa que se obtiene integrando secuencialmente la cantidad de inyección de agente reductor líquido calculada en tiempo real en base a las condiciones operativas del motor llega a la cantidad predeterminada después de que la bomba para realizar aspiración y suministro del agente reductor líquido del depósito de agente reductor se ha parado temporalmente. A saber, en un proceso normal de purificación de emisiones de escape, con el fin de poder controlar la cantidad de inyección del agente reductor líquido mediante la válvula de control de flujo, la bomba es controlada apropiadamente según las condiciones operativas del motor, y la presión del agente reductor líquido hacia abajo de la bomba se mantiene aproximadamente constante. Entonces, si la bomba se para temporalmente, solamente el agente reductor líquido que permanece hacia abajo de la bomba y también hacia arriba de la válvula de control de flujo contribuye a su suministro por inyección. Entonces, si el sistema... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un aparato de purificación de emisiones de escape para un motor (10), incluyendo:

un convertidor catalítico de reducción (20) que está dispuesto en un sistema de escape de motor y purifica de forma reductiva óxidos de nitrógeno en la emisión de escape;

un depósito de agente reductor (24) que está destinado a almacenar un agente reductor líquido;

una bomba (28A) que lleva a cabo aspiración y suministro del agente reductor líquido por bombeo del depósito de agente reductor (24);

una válvula de control de flujo (32A) que controla una tasa de flujo del agente reductor líquido suministrado por bombeo de la bomba (28A);

una boquilla de inyección (18) que suministra por inyección el agente reductor líquido que ha fluido desde la válvula de control de flujo (32A) por la que la tasa de flujo del agente reductor líquido es controlada, a la emisión de escape en una posición hacia arriba del convertidor catalítico de reducción (20); y

una unidad de control (36) que incorpora un ordenador,

donde la unidad de control (36), durante la operación del motor (10), calcula en tiempo real una cantidad de inyección del agente reductor líquido suministrado por inyección por la boquilla de inyección (18) en base a condiciones operativas del motor y también determina que un sistema de suministro de agente reductor dispuesto hacia abajo de la bomba (28A) produce obstrucción, cuando una reducción en una presión del agente reductor líquido que permanece hacia abajo de la bomba (28A) y también hacia arriba de la válvula de control de flujo (32A) en una cantidad igual o mayor que una primera presión predeterminada no tiene lugar hasta que una cantidad de inyección acumulativa obtenida integrando secuencialmente la cantidad de inyección calculada en tiempo real en base a las condiciones operativas del motor llega a una cantidad predeterminada después de que la bomba (28A) se pare temporalmente.

2. El aparato según la reivindicación 1, donde la unidad de control (36) lleva a cabo determinación de si el sistema de suministro de agente reductor produce obstrucción o no, en cada primer tiempo predeterminado después de iniciar una operación del motor.

3. El aparato según la reivindicación 1, donde la unidad de control (36) abre de forma forzada la válvula de control de flujo (32A) durante un segundo tiempo predeterminado cuando la unidad de control (36) ha determinado que el sistema de suministro de agente reductor produce obstrucción, operando temporalmente la bomba (28A) incrementando por ello la presión del agente reductor líquido que fluye hacia abajo de la bomba (28A) y también hacia arriba de la válvula de control de flujo (32A).

4. El aparato según la reivindicación 3, donde la unidad de control abre de forma forzada la válvula de control de flujo (32A) durante el segundo tiempo predeterminado solamente cuando la temperatura de escape es igual o mayor que la temperatura predeterminada.

5. El aparato según la reivindicación 3, donde la unidad de control (36) determina que la obstrucción en el sistema de suministro de agente reductor se ha subsanado, cuando la reducción en la presión del agente reductor líquido que permanece hacia abajo de la bomba (28A) y también hacia arriba de la válvula de control de flujo (32A) en una cantidad igual o mayor que una segunda presión predeterminada tiene lugar mientras la válvula de control de flujo (32A) se está abriendo de forma forzada durante el segundo tiempo predeterminado.

6. El aparato según la reivindicación 5, donde la unidad de control (36) lleva a cabo repetidas veces la apertura forzada de la válvula de control de flujo (32A) durante el segundo tiempo predeterminado en un estado donde la bomba es operada temporalmente para aumentar la presión del agente reductor líquido hacia abajo de la bomba (28A) y también hacia arriba de la válvula de control de flujo (32A) hasta que se determina que la obstrucción en el sistema de suministro de agente reductor ha sido subsanada.

7. El aparato según la reivindicación 6, donde cuando la unidad de control (36) lleva a cabo la apertura forzada de la válvula de control de flujo (32A) un número igual o mayor que los números de repetición predeterminados en fila, la unidad de control activa un dispositivo de aviso, que es capaz de indicar que el sistema de suministro de agente reductor está obstruido.

 

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