PROCEDIMIENTO Y SISTEMA DE TRATAMIENTO DE LOS GASES DE ESCAPE DE UN MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA, SISTEMA Y VEHÍCULO EQUIPADO CON DICHO SISTEMA.

Procedimiento para impedir un enfriamiento excesivo del un convertidor catalítico SCR (6) situado en la tubería de evacuación (2) de un motor de combustión interna (1) y diseñado para conducir,

por lo menos, una parte de los gases de escape procedentes de dicho motor, caracterizado porque comprende la medición de la temperatura en el interior de dicho convertidor (6) y la regulación de un flujo de gases derivado de dicho aparato por medio de un dispositivo de regulación (9) según dicha temperatura y según una temperatura medida en dicha tubería de evacuación (2) en un punto más arriba de dicho dispositivo de regulación (9)

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un procedimiento y a un sistema para el tratamiento de los gases de escape de un motor de combustión interna, en particular de un motor diésel. TÉCNICA ANTERIOR

Uno de los problemas más acuciantes en el campo de los motores de combustión interna, en particular con respecto a los motores diésel, es la formación de óxidos de nitrógeno durante la combustión. Los óxidos de nitrógeno se expulsan junto con los gases de escape del motor y constituyen uno de los contaminantes principales. Aunque se han propuesto diversas soluciones para reducir la formación de estos compuestos, su nivel en los gases de escape sigue representando un problema y, considerando asimismo la aplicación de unas reglamentaciones legales cada vez más estrictas, deben utilizarse sistemas para la reducción de los óxidos de nitrógeno en los gases de escape. Una de estas soluciones es la conocida como sistema SCR (reducción catalítica selectiva); este sistema se basa en la reacción, activada mediante un sistema catalítico adecuado, entre los óxidos de nitrógeno presentes en los gases de escape y amoníaco introducido específicamente como agente reductor. El amoníaco se introduce generalmente en forma de un reactivo capaz de liberar amoníaco, tal como, por ejemplo, una solución acuosa de urea.

Los sistemas SCR utilizados más frecuentemente se caracterizan por el problema de una actividad muy limitada a bajas temperaturas, generalmente inferiores a 220 ºC. Las condiciones de baja temperatura en los gases que salen del motor son frecuentes tanto en los casos de vehículos industriales como de pasajeros, y se refieren, por ejemplo, a la circulación en el tráfico de las ciudades, con cargas incompletas, a los desplazamientos con frecuentes paradas, a las fases de calentamiento después de una detención prolongada. Si dichas condiciones persisten durante mucho tiempo, los gases de escape pueden enfriar el convertidor y el catalizador contenido en el mismo. Aparte de la baja actividad del catalizador en estas condiciones, generalmente asociada a una menor producción de óxidos de nitrógeno

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por parte del motor, debido a la masa térmica del sistema catalítico que comprende asimismo las estructuras del convertidor tales como el soporte del catalizador, esta actividad limitada puede continuar también en una fase posterior a pesar de un incremento de la temperatura de los gases debido, por ejemplo, a un incremento repentino de la carga que el motor debe proporcionar, una situación asociada generalmente a un aumento de la producción de óxidos de nitrógeno, que precisaría una eficiencia adecuada de la conversión del catalizador para impedir que las emisiones superen los límites permisibles.

Asimismo, en el caso en que el agente reductor se inyecte en forma de urea o de otros compuestos capaces de liberar amoníaco por descomposición, su descomposición puede ser insuficiente a bajas temperaturas.

Este problema, particularmente evidente en el caso de los sistemas SCR, puede producirse asimismo en otros sistemas de tratamiento de gases de escape, en particular en los de naturaleza catalítica, considerando obviamente los diferentes requisitos de temperatura y conversión del sistema y del contaminante a neutralizar.

El documento EP 1 431 533 da a conocer un sistema de tratamiento de los gases de escape en el que un flujo derivado de un convertidor SCR se regula basándose en una temperatura detectada más arriba del punto de mezcla del agente reductor con los gases.

El documento US 3 957 444 da a conocer un sistema para evitar el sobrecalentamiento de un convertidor catalítico mediante de una derivación. SUMARIO DE LA INVENCIÓN

Los problemas identificados anteriormente se han resuelto, según la presente invención, mediante un procedimiento según la reivindicación 1.

El flujo derivado significa una corriente de gases retirada de la tubería más arriba de dicho aparato e introducida de nuevo en dicha tubería más abajo de dicho aparato, o expulsada directamente al entorno sin pasar a través de dicho aparato.

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La regulación puede realizarse enviando todos los gases de escape al aparato, o como un flujo derivado, o dividiendo los gases de escape de una manera variable entre el aparato y la derivación. En este caso, la totalidad de los gases de escape es tal que debe alcanzar la tubería de evacuación de los gases de escape más abajo del aparato, o descargarse en el entorno y, por consiguiente está, por ejemplo, neta de cualquier flujo de recirculación (EGR) de gases de escape al motor, retirado más arriba del aparato.

Dicho aparato es un convertidor catalítico del tipo SCR, que puede ser de un tipo conocido.

La presente invención se refiere asimismo a un sistema de tratamiento de los gases de escape de un motor, que comprende una tubería de evacuación de los gases de escape, un aparato de tratamiento de los gases de escape situado en dicha tubería, un conducto de derivación que conecta un punto de dicha tubería más arriba de dicho aparato con un punto de dicha tubería más abajo de dicho aparato o con el entorno exterior, y un dispositivo para la regulación del flujo de gases en dicho conducto de derivación, adaptado para llevar a cabo el procedimiento descrito anteriormente.

El contenido de las reivindicaciones adjuntas constituye un objetivo particular de la presente invención. LISTA DE FIGURAS

A continuación se ilustrará la presente invención mediante una descripción detallada de formas de realización preferidas pero no exclusivas, facilitadas únicamente a título de ejemplo con la ayuda de la figura 1 adjunta, que muestra el esquema de una instalación de un motor equipada con el sistema según una forma de realización de la presente invención. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE UNA FORMA DE REALIZACIÓN

La figura 1 es una representación esquemática de una instalación de un motor equipada con un sistema para el tratamiento de los gases de escape de un motor de combustión interna 1, que preferentemente puede ser un motor diésel.

El sistema tiene una tubería de evacuación 2 que conduce los gases de escape lejos del motor y hacia el exterior. Una

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tubería de admisión 3 suministra aire al motor. El motor puede ser sobrealimentado o no serlo; la figura 1 representa un motor sobrealimentado gracias a una unidad de turbocompresión que comprende una turbina 4 situada en la tubería de evacuación de los gases de escape y accionada por los mismos, y un compresor 5 en la tubería de suministro, accionado por medio de dicha turbina.

Un aparato 6 de tratamiento de los gases de escape, está presente en la tubería de evacuación. Según la presente invención, es un convertidor catalítico SCR que puede ser de un tipo conocido.

Pueden estar presentes unos medios 7 para la inyección de un agente reductor, por ejemplo, una disolución de urea, utilizada en la reacción de los óxidos de nitrógeno. Un conducto de derivación 8 conecta un punto de la tubería de evacuación 2, más arriba del aparato 6, con un punto situado más abajo o directamente al entorno exterior.

Está presente asimismo un dispositivo 9 para la regulación del flujo en el conducto de derivación 8 y, en consecuencia, también en el aparato 6. Dicho dispositivo puede comprender una o varias válvulas de un tipo conocido, que ventajosamente pueden ser válvulas de tres vías. El dispositivo puede ser de tal modo que dirija el flujo de gases de forma alternativa, al aparato 6 o al conducto 8, o puede distribuir el flujo de gases en diferentes proporciones entre los elementos mencionados anteriormente, según sea preciso.

Es evidente que debe considerarse que dicho flujo carece de cualquier flujo de gases de escape, posiblemente recirculados al motor y extraídos más arriba del dispositivo 6, por ejemplo mediante una tubería de recirculación 12. En el caso de extracción más abajo del dispositivo, a falta de otros puntos de extracción, obviamente dicho flujo sería igual al que sale del el motor 1.

Los gases de escape procedentes del motor fluyen a través de la tubería de evacuación 2 a través del dispositivo 6 o de la tubería de derivación.

Según la presente invención, se mide la temperatura en la tubería de evacuación más arriba del dispositivo 9, mediante un

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sensor...

1. Procedimiento para impedir un enfriamiento excesivo del un convertidor catalítico SCR (6) situado en la tubería de evacuación (2) de un motor de combustión interna (1) y diseñado para conducir, por lo menos, una parte de los gases de escape procedentes de dicho motor, caracterizado porque comprende la medición de la temperatura en el interior de dicho convertidor (6) y la regulación de un flujo de gases derivado de dicho aparato por medio de un dispositivo de regulación (9) según dicha temperatura y según una temperatura medida en dicha tubería de evacuación (2) en un punto más arriba de dicho dispositivo de regulación (9).

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque dichos gases de escape se envían de forma alternativa a dicho convertidor o a un conducto de derivación de dicho aparato (8).

3. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado porque dichos gases de escape se envían al convertidor si la temperatura medida en la tubería de evacuación de los gases de escape es superior a un primer valor predeterminado, y al conducto de derivación si la temperatura es inferior a dicho valor.

4. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque dichos gases pueden ser distribuidos al mismo tiempo en parte entre dicho convertidor y en parte en un conducto de derivación de dicho aparato.

5. Sistema para el tratamiento de los gases de escape de un motor (1), que comprende una tubería de evacuación (2) de los gases de escape, un convertidor SCR (6) situado en dicha tubería, un conducto de derivación (8) que conecta un punto de dicha tubería más arriba de dicho convertidor con un punto de dicha tubería más abajo de dicho convertidor, o con el entorno exterior, y un dispositivo de regulación (9) del flujo de gas en dicho conducto de derivación, caracterizado porque comprende además, por lo menos, un sensor de temperatura (11) en un punto más arriba de dicho dispositivo de regulación (9), y una unidad de control (13) capaz de regular dicho

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dispositivo según las temperaturas detectadas, por lo menos, por dicho sensor para evitar un enfriamiento excesivo del convertidor.

6. Sistema según la reivindicación 5, caracterizado porque dicho dispositivo es una válvula de tres vías.

7. Instalación en un motor, en particular un motor diésel, que comprende un sistema según cualquiera de las reivindicaciones 5 o 6.

8. Vehículo equipado con una instalación según la

reivindicación 7. 10

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