DISPOSITIVO DE GESTIÓN CENTRALIZADA DE LAS MEDICIONES Y DE LAS INFORMACIONES RELATIVAS A FLUJOS LÍQUIDOS Y GASEOSOS NECESARIOS PARA EL FUNCIONAMIENTO DE UN MOTOR TÉRMICO.

Dispositivo de gestión centralizada de las mediciones y de las informaciones relativas a flujos líquidos y/o gaseosos necesarios para el buen funcionamiento de un motor térmico controlado por un calculador del motor,

comprendiendo el citado dispositivo medios de análisis de al menos dos flujos líquidos y/o gaseosos que incluyen al menos una fuente luminosa, al menos un detector óptico de señales y al menos un sistema de análisis de las señales detectadas, estando caracterizado el citado dispositivo porque al menos uno de los citados medios de análisis está dispuesto para ser utilizado para el análisis de dos de los citados flujos

La invención se refiere a un dispositivo de gestión centralizada de las mediciones y de las informaciones relativas a flujos líquidos y gaseosos necesarios para el buen funcionamiento de un motor térmico y o de un vehículo.

Los motores térmicos utilizan una pluralidad de flujos, especialmente el carburante, el aceite de lubricación del motor, el líquido de refrigeración del motor, el líquido de frenos para los vehículos, los líquidos participantes en el post-tratamiento de las emisiones contaminantes (por ejemplo, solución de urea para la neutralización de los óxidos de nitrógeno, cerina para la regeneración del filtro de partículas aditivado).

La combustión de la mezcla aire/carburante en un motor térmico provoca emisiones de gases de efecto invernadero (dióxido de carbono) y de contaminantes (hidrocarburos no quemados, monóxido de carbono, óxidos de nitrógeno, partículas, aldehídos…).

Las reglamentaciones cada vez más severas relativas a las emisiones de gases de efecto invernadero así como a las emisiones contaminantes implican esfuerzos cada vez mayores para los constructores de motores. La consideración por el control del motor de la calidad de los diferentes flujos, líquidos y o gaseosos, tales como el carburante, el aire admitido, los gases de escape y los fluidos necesarios en particular para las diferentes etapas de post-tratamiento, tiende a generalizarse con el fin de optimizar lo mejor posible los motores térmicos con el objetivo de reducir al mínimo el consumo de carburante y por tanto los gases emitidos de efecto invernadero, así como las emisiones contaminantes en toda la duración de vida de servicio útil del motor térmico y o del vehículo equipado con un motor térmico.

Es conocido que la calidad de los carburantes influye directamente en el rendimiento, el consumo y las emisiones contaminantes y gases de efecto invernadero de los gases de escape.

A.DOUAUD pone en evidencia desde 1983 para los motores de encendido controlado, los vínculos entre la calidad de la gasolina, los reglajes del motor y la aparición del fenómeno de efecto detonante («Élements d'analyse du cliquetis y de ses effets » - A. Douau – IFP - Oil & Gas Science and Technology Rev Vol 38 nº 5 – Sept/Oct 1983). JC GUIBET en 1987, en la obra de referencia Carburants & Moteurs pone en evidencia las interacciones entre la calidad del carburante y el motor y su influencia en los modelos de parametrizaciones y de reglaje de la combustión del motor («Carburantes & Moteurs» - JC GUIBET – Rev IFP – Editions Technip tomo 1 & 2 – ISBN 2-7 108-0522-7). Mas recientemente, en 1997, en una publicación, A. GERINI analiza la sensibilidad a los parámetros del gasóleo de un motor diesel de automóvil de inyección directa («Analyse de la sensibilité aux paramètres gazoles d'un moteur diesel d'automobile à injection directe» - A Gerini & AI – Revista de l'Institut Français du Pétrole Vol. 52 (1997), No. 5 páginas 513-530). Finalmente en 2003, N.HOCHART propone una modelación de las emisiones de contaminantes de los motores actuales de gasolina, diesel para vehículos ligeros o vehículos de gran tonelaje, haciendo variar la calidad de los carburantes modificando las bases de refinado utilizadas en las mezclas («Present Day Engines Polluant Emissions: Proposed Model for Refinery Bases Impact» - N.Hochart & AI - Oil & Gas Science and Technology

– Rev. IFP, Vol. 58 (2003), No. 1, páginas 7-32).

La composición y la calidad de los carburantes, aunque ésta esté definida por normas, especialmente las normas EN 590 y EN 228 para Europa, varían en el tiempo. La calidad fluctúa en función de las entregas, de los distribuidores, de las estaciones y de las reglamentaciones en vigor. Se estima, así, que las propiedades físico-químicas de los carburantes pueden variar del 15% al 40% o más alrededor de los valores medios definidos por las normas. Las normas anticontaminación se hacen cada vez más severas, existe una necesidad de determinar la calidad del carburante y de tener en cuenta esta última en el reglaje de los parámetros del motor, tales como los parámetros de inyección, de combustión y de post-tratamiento. La medición cualitativa del carburante y su utilización por el control del motor están tratadas especialmente en los documentos WO9408226, US2004000275, FR-2542092, US-5126570, US-5262645, US-5239860 y WO2006100377.

Con los mismos objetivos de limitación de las emisiones contaminantes, ciertos procedimientos describen ajustes de los parámetros de control del motor en función del análisis embarcado de los gases de escape; se citará especialmente el documento WO02095376 que describe un procedimiento de estructura modular que permite la detección y la caracterización de las partículas líquidas y sólidas y de los constituyentes gaseosos de los gases de escape que pueden ser utilizados para regular el motor y los elementos estructurales para los gases de escape.

Ciertos procedimientos de post-tratamiento incluyen la utilización de fluidos reactivos o catalizadores. Se citará especialmente el sistema de conversión de los óxidos de nitrógeno por una reacción que hace intervenir una solución de urea y el procedimiento de conversión de las partículas que hace intervenir un aditivo líquido. Estos procedimientos necesitan la adición de depósitos de almacenaje suplementarios cuyas volumetría y masa aumentan las limitaciones de volumen y de masa del motor térmico y o del vehículo. Así pues, gestionar lo mejor posible la utilización de estos fluidos pasa a ser estratégico a fin de reducir al mínimo el volumen y la masa añadida. Para asegurarse de la eficacia de estos procedimientos de post-tratamiento, la calidad de los catalizadores y reactivos implicados en estos procedimientos tiene una importancia capital; se hace así legítimo considerar medir su calidad con la ayuda de un sistema embarcado.

A pesar de las disposiciones reglamentarias o internas tomadas por los distribuidores de carburantes y los constructores de vehículos, tales como los procedimientos-calidad de los refinadores y distribuidores, la visualización de la naturaleza de los carburantes en la estación, el diámetro de la boquilla de la pistola de distribución y el diámetro del sistema de llenado del depósito en particular, numerosos usuarios introducen voluntariamente o no un carburante no adaptado en el depósito de su vehículo. Un número creciente de vehículos utilizan productos no aprobados por los constructores y los servicios de aduanas, como los aceites usados de fritura, aceites vegetales no esterificados, fueloils domésticos, que provocan daños importantes al grupo motopropulsor, a su sistema de alimentación de carburante y a su sistema de post-tratamiento. Las degradaciones (enmugrecimiento de los inyectores, del motor, del depósito, obstrucción de los filtros, gripado de las bombas, desactivación de los catalizadores) pueden ser severas, impactan de modo importante en las fases de inyecciones y de combustiones del motor y aumentan las emisiones contaminantes reglamentadas o no, y pueden conducir a la rotura del motor. Asimismo, ciertos carburantes tales como las emulsiones agua/gasóleo o gasolina/alcohol o gasóleo/biocarburantes pueden ser inestables y su calidad degradarse en el tiempo (estabilidad en el almacenaje, fenómeno de desmezcla entre la gasolina y el etanol o el gasóleo y el diéster por encima del 5%). Estas diversas fuentes de degradación de la naturaleza del carburante implican potencialmente un aumento de la contaminación del vehículo, daños en el vehículo o al menos operaciones de correcciones importantes. Así, ciertos conceptos y procedimientos pretenden poner en seguridad preventiva órganos del grupo motopropulsor de un vehículo equipado con un motor térmico, antes o durante su fase de arranque tras una degradación de la naturaleza del carburante contenido en el depósito y en el sistema de alimentación de carburante. Tales conceptos y sistemas implican la medición cualitativa del carburante idealmente en el sistema de alimentación de carburante.

Se citará por ejemplo el procedimiento descrito en el documento FR0607420 que pretende poner en seguridad órganos del grupo motopropulsor tras la detección de una degradación del carburante.

Los procedimientos de post-tratamiento, como el filtro de partículas Diesel en particular, contienen catalizadores particularmente sensibles a los compuestos azufrados.

En efecto, estos compuestos azufrados hacen a los catalizadores menos activos y, así, afectan a la... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo de gestión centralizada de las mediciones y de las informaciones relativas a flujos líquidos y/o gaseosos necesarios para el buen funcionamiento de un motor térmico controlado por un calculador del motor, comprendiendo el citado dispositivo medios de análisis de al menos dos flujos líquidos y/o gaseosos que incluyen al menos una fuente luminosa, al menos un detector óptico de señales y al menos un sistema de análisis de las señales detectadas, estando caracterizado el citado dispositivo porque al menos uno de los citados medios de análisis está dispuesto para ser utilizado para el análisis de dos de los citados flujos.

2. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque los medios de análisis están dispuestos en una plataforma única.

3. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque comprende una interfaz única de comunicación con el citado calculador del motor, siendo la conexión física y/o digital común para los medios de análisis.

4. Dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque los medios de análisis son medios espectroscópicos de ultravioleta, visible o infrarrojo próximo o una combinación de estos medios espectroscópicos.

5. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque el análisis espectroscópico ultravioleta, visible e infrarrojo próximo es continuo o discontinuo y realizado en la gama de longitud de onda comprendida entre 190 nm y 2500 nm.

6. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque los medios de análisis de los flujos líquidos y/o gaseosos son medios de análisis del carburante, del aceite de lubricación del motor, de los gases de escape, del aire admitido, de los diferentes reactivos y catalizadores de post-tratamiento, del líquido de refrigeración del motor y del líquido de freno.

7. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque comprende medios para analizar un mismo flujo líquido o gaseoso en diferentes lugares

8. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque los diferentes flujos son analizados de manera secuencial o simultánea.

9. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque está equipado con medios de recepción de instrucciones de gestión de los medios de análisis que provienen del calculador del motor.

10. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque los medios de análisis son alimentados por una alimentación eléctrica común.

11. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque comprende un sistema común, electrónico o digital, de gobierno de los medios de análisis.

12. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque los medios de análisis incluyen una fuente luminosa común para el análisis de los flujos líquidos y/o gaseosos.

13. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque los medios de análisis incluyen un detector común para el análisis de los flujos líquidos y/o gaseosos.

14. Dispositivo de acuerdo con las reivindicaciones 12 y 13, caracterizado porque la fuente luminosa y el detector son comunes para el conjunto de los flujos.

15. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 14, caracterizado porque comprende un conmutador que permite proceder secuencialmente al análisis de los flujos líquidos y/o gaseosos.

16. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 15, caracterizado porque el conmutador es un conmutador micromecánico MEMS de membrana o microespejo móvil, que permite orientar sucesivamente el flujo luminoso, y está dispuesto entre la fuente y los flujos líquidos y/o gaseosos o entre los flujos líquidos y/o gaseosos y el detector.

17. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque los medios de análisis comprenden, para cada flujo líquido y o gaseoso, una fuente y un detector distintos.

18. Vehículo caracterizado porque está equipado con un dispositivo de gestión de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 17.