Procedimiento para la calefacción selectiva de un conducto de agente reductor.

Procedimiento para la calefacción selectiva de un conducto de agente reductor (8) de un dispositivo de SCR durante el funcionamiento de una instalación de purificación de gases de escape (20) de un motor de combustión interna (7),

que comprende al menos las siguientes etapas: etapas:

a) medición y/o cálculo de la disipación de calor (10) desde el conducto de agente reductor (8) en varias zonas (21) del conducto de agente reductor (8),

b) identificación de zonas (21) del conducto de agente reductor (8), en las que es previsible una congelación en un tiempo próximo del agente reductor (4),

c) activación de energía térmica para la prevención de la congelación del agente reductor (4).

Procedimiento para la calefacción selectiva de un conducto de agente reductor.

La presente invención se refiere a un procedimiento para la calefacción selectiva de un conducto de agente reductor de un dispositivo de SCR durante el funcionamiento de una instalación de purificación de gases de escape de un motor de combustión interna y, además, se refiere a un dispositivo para la purificación de gases de escape, que presenta un depósito de reserva para un agente reductor para aplicaciones de SCR, una instalación para la introducción del agente reductor en un conducto de gases de escape de un motor de combustión interna y al menos un conducto de agente reductor para la conexión de acuerdo con la técnica de la circulación del depósito de reserva con la instalación.

En virtud de los requerimientos crecientes planteados a las instalaciones de purificación de gases de escape de motores de combustión interna, en particular de motores Diesel, se emplean cada vez en mayor extensión instalaciones de SCR en los sistemas de escape de gases de motores de combustión interna para la reducción de los óxidos nítricos en un gas de escape. Las instalaciones de SCR presentan al menos un depósito de reserva para un agente reductor o bien un precursor de agente reductor, en particular una solución acuosa de urea (por ejemplo, AdBlue o Denoxium) , una instalación para la introducción del agente reductor en un conducto de escape de gases, por ejemplo un dispositivo de inyección o una unidad de evaporación así como al menos un conducto de agente reductor para la conexión técnica de la circulación del depósito de reserva con la instalación para la introducción del agente reductor.

En una instalación de SCR de este tipo, el depósito de reserva y la instalación para la introducción del agente reductor en el conducto de escape de gases están posicionados muy frecuentemente muy separados uno del otro en un automóvil, de manera que está prevista una longitud del conducto, por ejemplo, de al menos 2 metros entre el depósito de reserva y la instalación. La instalación para la introducción del agente reductor en el conducto de escape de gases está dispuesta a este respecto en la mayoría de los casos en una zona del conducto de escape de gases que está alejada del motor de combustión interna, en la que un catalizador de SCR y, dado el caso, otras unidades de tratamiento de gases de escape. Puesto que estas unidades de tratamiento de gases de escape están dispuestas la mayoría de las veces en la zona exterior o bien en la zona del fondo inferior de un automóvil, se extienden especialmente también los conductos de agente reductor para el agente reductor entre el depósito de reserva y la instalación parcialmente en la zona exterior del automóvil. En particular, una disposición de este tipo de los conductos de agente reductor aparece también en el caso de un montaje posterior de las instalaciones de SCR (en el marco de una medida de reequipamiento) , porque una integración de estas instalaciones de SCR en la arquitectura existente del vehículo debe realizarse de la manera más económica posible. El conducto de agente reductor entre el depósito de reserva y la instalación está expuesto, por lo tanto, por ejemplo, al menos en secciones individuales sin protección al viento de la marcha de un automóvil de este tipo, con lo que se refuerza en gran medida la descarga por convección de aire próximo al conducto y, por lo tanto, dado el caso, calentado por el conducto. De esta manera, se produce una refrigeración adicional del agente reductor especialmente acuoso dentro del conducto de agente reductor, que se podría refrigerar, dado el caso, a través de este llamado “factor Windchill” adicional por debajo del punto de congelación del agente reductor.

Se conocen a partir del estado de la técnica anterior conductor de agente reductor calefactables eléctricamente, en los que, sin embargo, las calefacciones descritas allí están limitadas especialmente a la zona de extracción del depósito de reserva o bien a la bomba.

Se conoce a partir del documento DE 10 2006 060 314 A1 un dispositivo para el transporte de un agente reductor líquido desde un depósito a través de un módulo de dosificación hacia un conducto de escape de gases. En este dispositivo están previstas varias instalaciones de calefacción independientes unas de las otras, de manera que por medio de un casquillo conductor de calor se consigue también un flujo de calor entre componentes en contacto entre sí (conectores, conductos, módulos) . Allí no se sugiere una alimentación de calor acorde con las necesidades hacia diferentes zonas parciales del conducto de agente reductor.

Además, hay que prestar especial atención a que un dispositivo de SCR sea accionado con un consumo de energía lo más reducido posible y a que, además, se realice una reducción segura de los componentes nocivos de los gases de escape, independientemente de las condiciones predominantes en el funcionamiento y en el medio ambiente. En el caso de un montaje posterior de una instalación de SCR de este tipo en un automóvil, las medidas de conversión necesarias deben ser, además, lo más reducidas posible y, por lo tanto, lo más económicas posible.

El cometido de la presente invención es solucionar, al menos en parte, los problemas descritos anteriormente e indicar en particular un procedimiento y un dispositivo, a través de los cuales se consigue, por una parte, un consumo de energía lo más reducido posible y, por otra parte, un funcionamiento seguro de la instalación de purificación de gases de escape y una reducción efectiva de las sustancias nocivas en el gas de escape.

Estos cometidos se solucionan por medio de un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 de la patente y por medio de un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 8 de la patente. Las configuraciones ventajosas y los campos de aplicación de la invención se indican en las reivindicaciones dependientes respectivas de la patente. Hay que indicar que las características indicadas individualmente en las reivindicaciones de la patente formuladas de forma dependientes se pueden combinar de manera discrecional entre sí, conveniente desde el punto de vista tecnológico y pueden definir otras configuraciones de la invención, como se definen en el conjunto de reivindicaciones. Además, las características indicadas en las reivindicaciones de la patente se precisan y se explica en detalle en la descripción, de manera que se representan otras configuraciones preferidas de la invención.

El procedimiento de acuerdo con la invención es adecuado para la calefacción selectiva de un conducto de agente reductor de un dispositivo de SCR durante el funcionamiento de una instalación de purificación de gases de escape de un motor de combustión interna y comprende al menos las siguientes etapas:

a) medición y/o cálculo de la disipación de calor desde el conducto de agente reductor en varias zonas del conducto de agente reductor, b) identificación de zonas del conducto de agente reductor, en las que es previsible una congelación en un tiempo próximo del agente reductor, c) activación de energía térmica para la prevención de la congelación del agente reductor.

Como consecuencia de la calefacción selectiva, es decir, de una calefacción del agente reductor en diferentes zonas del conducto de agente reductor de manera independiente entre sí y en particular a intervalos de tiempo variables, se abre la posibilidad de reducir claramente el consumo de energía para el funcionamiento del dispositivo de SCR. En este caso, este procedimiento se aplica en cualquier caso durante el funcionamiento de una instalación de purificación de gases de escape, pero, dado el caso, también se puede iniciar antes de la puesta en marcha del vehículo, por ejemplo en el instante del cierre o de la apertura de la puerta.

En este caso, la disipación de calor desde el conducto de agente reductor se mide en concreto dentro de una zona respectiva y/o se calcula a través de un cálculo. El cálculo se puede apoyar especialmente a través de medición selectiva de parámetros individuales (como temperatura, presión, etc.) , de manera que la pérdida de calor concreta de una superficie determinada de conducto de agente reductor no debe detectarse a través de instrumentos de medición. En este caso, se contemplan varias zonas del conducto de agente reductor entre el depósito de reserva y una instalación para la introducción del agente reductor en el conducto de escape de gases, de manera que en particular no tiene que supervisarse... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la calefacción selectiva de un conducto de agente reductor (8) de un dispositivo de SCR durante el funcionamiento de una instalación de purificación de gases de escape (20) de un motor de combustión interna (7) , que comprende al menos las siguientes etapas: etapas:

a) medición y/o cálculo de la disipación de calor (10) desde el conducto de agente reductor (8) en varias zonas (21) del conducto de agente reductor (8) , b) identificación de zonas (21) del conducto de agente reductor (8) , en las que es previsible una congelación en un tiempo próximo del agente reductor (4) , c) activación de energía térmica para la prevención de la congelación del agente reductor (4) .

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que al menos en la etapa a) o etapa b) , el cálculo de la disipación del calor (10) tiene en cuenta una temperatura ambiente (22) y/o una velocidad de la marcha (23) de un vehículo (18) .

3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en el que en la etapa a) o (b) al menos el cálculo de la disipación de calor (10) tiene lugar la alimentación de energía térmica hacia el conducto de agente reductor de componentes (24) de la instalación de purificación de gases de escape (20) y/o de otras fuentes de calor de un vehículo (18) .

4. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que antes de la etapa a) se seleccionan las zonas (21) del conducto de agente reductor (8) de acuerdo con una función de al menos los parámetros temperatura ambiente (22) o velocidad de la marcha (23) .

5. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que se varían los intervalos temporales entre las mediciones o cálculos en la etapa a) de acuerdo con una función de al menos los parámetros temperatura ambiente (22) o velocidad de la marcha (23) .

6. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que la energía térmica es alimentada a través de una calefacción eléctrica (3) y/o a través del transporte de agente reductor (4) a través del conducto de agente reductor.

7. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que el procedimiento se realiza en un vehículo, y se inicia antes de la puesta en marcha del vehículo, en particular en el instante del cierre o de la apertura de la puerta del vehículo.

8. Dispositivo (1) para la purificación de gases de escape de un vehículo (18) , concebido para la realización de un procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, que presenta al menos un depósito de reserva (2) para un agente reductor (4) , una instalación (5) para la introducción del agente reductor (4) en un conducto de escape de gases (6) de un motor de combustión interna (7) así como al menos un conducto de agente reductor (8) con varias zonas (21) para la conexión técnica de la circulación del depósito de reserva (2) con la instalación (5) .

9. Dispositivo (1) de acuerdo con la reivindicación 8, en el que las zonas (21) son secciones separadas espacialmente unas de las otras del conducto de agente reductor (4) , en las que está dispuesta y/o se puede realizar al menos una detección del valor de medición o una medida de protección contra la congelación del agente reductor.

10. Dispositivo (1) de acuerdo con la reivindicación 9, en el que las zonas (21) presentan sensores, registradores del valor medido, elementos calefactores o aislamientos.