Sistema de escape.

Un sistema de escape (1O) para un sistema motor (14), el sistema de escape (1O) comprendiendo un sistema de tubos (12) con al menos un puerto de entrada (15:

16) para recibir gases de escape del sistema motor (14) y al menos un puerto de salida (18) para ventear gases de es cape del sistema de escape (1O) en donde el sistema de tubos (12) incluye al menos dos rutas de escape (A, B) para el flujo de gases desde el uno o mas puertos de entrada (15:16) al uno o mas puertos de salida (18), y ademas incluye una valvula de desvio (28) operable en respuesta a una entrada de control para controlar el flujo de gases de escape a traves del sistema de tubos (12) a traves de uno o mas de las rutas de escape (A, B), la valvula de desvio (28) comprendiendo al menos dos elementos de valvula mariposa (36), cada elemento de valvula mariposa (36) controlando el flujo de gases de escape por una de dichas rutas de escape (A, B), cada elemento teniendo una cara de entrada (21) y una cara de salida (23), caracterizado porque al menos una cara de entrada (21) comprende una o mas laminas (5O) para perturbar el flujo de gases de escape emitidos desde el sistema motor (14), y porque la valvula de desvio (28) comprende paredes asociadas con cada elemento de mariposa (36), las paredes asociadas con al menos uno de los elementos de mariposa (36) siendo convexas, por lo que, en uso, se produce un efecto venturi.

La invencion se refiere a un sistema de escape para uso con un sistema motor y, en particular, se refiere a un sistema de escape para un sistema motor de dos combustibles.

Las regulaciones de la UE requieren que las emisiones de motores cumplan normas particulares en cuanto a los tipos y cantidades de gases emitidos. Las emisiones de motores dependen de muchos factores incluyendo el tipo y cantidad del combustible inyectado en el motor para la combustion, y el tratamiento de gases post-combustion.

En motores de d os combustibles en los que el suministro de combustible diesel y combustible gas es controlado por uno o mas ordenadores del motor, es importante controlar la cantidad de metano contenido en los gases de escape.

Con el fin de evaluar la eficiencia y eficacia de un sistema propuesto de gestion del gas de escape, o para evaluar la eficiencia y la eficacia de un sistema existente de gestion del gas de escape, es necesario hacer mediciones comparativas.

La solicitud de patente europea n° EP O 8O8 99 9 divulga una valvula de control de escape que esta conectada a un colector de escape de un motor de combustion interna de un automovil. En la valvula de control del escape, esta abierto uno cualquiera de dos discos de valvula, y un gas de escape fluye por uno de los tubos de escape. Se provee un primer convertidor catalitico en uno de los tubos de escape, y se proporciona un segundo convertidor catalitico a un tubo colector al que emergen los dos tubos de escape. Un sensor de temperatura detecta la temperatura del segundo convertidor catalitico para operar el circuito de control. Cuando el sensor de temperatura detecta que el segundo convertidor catalitico esta por debajo de 5OO°C, un actuador es operado por el circuito de control por medio de una valvula solenoide y un tanque de presion negativa para abrir uno de los discos de valvula para que fluya el gas de escape al tubo de escape que tiene el primer conversor catalitico para purificar sustancias dafinas en el gas de escape a baja temperatura.

Conforme a un primer aspecto de la invencion se proporciona un sistema de escape para un sistema motor, el sistema de escape comprendiendo un sistema de tubos con al menos un puerto de entrada para recibir gases de escape del sistema motor y al menos un puerto de salida para venteo de gases de escape del sistema de escape en el que el sistema de tubos incluye al menos dos rutas de escape para el flujo de los gases desde el uno o mas puertos de entrada al uno o mas puertos de salida, y ademas incluye una valvula de desvio operable en respuesta a una entrada de control para controlar el flujo de los gases de escape a traves del sistema de tubos por una o mas de las rutas de escape, la valvula de desvio comprendiendo al menos dos elementos de valvula de mariposa, cada elemento de valvula de mariposa controlando el flujo de gases de escape por una de dichas rutas de escape, cada elemento teniendo una cara de entrada y una cara de salida, caracterizado porque al menos una cara de entrada comprende una o mas laminas para perturbar el flujo de gases de escape emitidos desde el sistema motor, y porque la valvula de desvio comprende paredes asociadas con cada elemento de mariposa, las paredes asociadas con al menos uno de los elementos de mariposa siendo convexas por lo que, en uso, se produce un efecto venturi.

Los terminos "cara de entrada" y "cara de salida" utilizados para describir los elementos de valvula de mariposa, se refieren a la orientacion de las caras del elemento de valvula de mariposa cuando ese elemento esta en la posicion cerrada. Cuando un elemento de valvula de mariposa esta en la posicion cerrada, tendra una cara que esta dirigida hacia un puerto de entrada, cuya cara ha sido descrita como la cara de entrada, y una cara que esta dirigida hacia un puerto de salida, cuya cara ha sido descrita como una cara de salida.

Debe comprenderse, sin embargo, que cuando un elemento de valvula mariposa esta en una posicion abierta, sus c aras ya no estaran orientadas asi, y en lugar de ello tomaran una posicion aproximadamente perpendicular a la posicion de las caras en la posicion cerrada.

La provision de una valvula de desvio proporciona una disposicion eficaz para posibilitar la evaluacion de la eficiencia y la eficacia de un particular sistema de gestion de gas de escape. Esto es porque la valvula de desvio permite dirigir el flujo de los gases de escape de un motor a una de al menos dos rutas de escape. Es por tanto posible comparar la eficiencia y la eficacia de al menos dos disposiciones de escape que utilizan el mismo motor. Esto permite hacer una comparacion mas precisa y coherente de las dos disposiciones. Por ejemplo, es posible comparar una disposicion de escape que incluye un sistema de tratamiento catalitico con una disposicion de escape que excluye un catalizador, o directamente comparar la eficiencia de diferentes catalizadores.

La provision de la valvula de desvio en el sistema de tubos tambien permite hacer mediciones eficaces mediante el desvio de los gases de escape a una camara sensora sin afectar el flujo de gases de escape a traves del sistema de escape.

La una o mas laminas crean perturbacion en el flujo de gases de escape, y por ello perturban el flujo laminar de gases de escape. Ademas, la perturbacion del flujo laminar permite a los gases de escape expandirse lo que da lugar a una distribucion mas homogenea de los gases de escape.

La una o mas laminas puede causar turbulencia en los gases de escape, o puede inducir un movimiento de torbellino en los gases de escape.

Generalmente se considera que un flujo turbulento es un flujo de fluido en el cual el movimiento de particulas del fluido en cualquier punto varia rapidamente en magnitud y direccion. Estos resultados en movimiento irregular en remolino. Por otro lad o, u n movimi ento de torbe llino es uno en el qu e el m ovimiento de l as particul as es sustancialmente helicoidal, y tendra sea un sentido horario o antihorario.

Cuando el sistema de escape comprende ademas un sistema de tratamiento catalitico comprendiendo un catalizador con una cara expuesta, en al menos una de las rutas de escape, la valvula de desvio causa una distribucion mas homogenea de los gases de escape sobre la cara expuesta del catalizador.

En sistemas de escape conocidos, se sabe que los gases de alta velocidad emitidos desde el motor tienden a formar una camino a traves del centro del nucleo de uncatalizador, y no se extienden a lo largo de toda la cara expuesta de l cataliza dor. Esto da lu gar a q ue el per imetro exter no d el cataliza dor reciba un fl ujo desproporcionadamente bajo de gases de escape. Esto a su vez lleva a ineficiencias en la conversion catalitica de los gases de escape.

Las paredes conv exas form an un ventur i, y en com binacion co n la una o mas l aminas me joran adicionalmente la distribucion homogenea de los gases de escape en la cara de un catalizador posicionado en una de las rutas de escape, mejorando de ese modo la eficiencia de la conversion catalitica.

Ventajosamente, al menos una cara de salida comprende medios de perturbacion de salida para crear turbulencia en los gases de escape.

Otras caracteristicas ventajosas de la invencion seran evidentes por las Reivindicaciones dependientes 2-24.

De acuerdo con un segundo aspecto de la presente invencion, se proporciona un sistema motor que incluye un motor, yun sistema de escape que comprende un sistema de tubos con al menos un puerto de entrada para recibir gases de escape del sistema de escape y al menos un puerto de salida para venteo de gases de escape del sistema de escape en donde el sistema de tubos incluye al menos dos rutas de escape para el flujo de gases desde el uno o mas puertos de entrada al uno o mas puertos de salida, y ademas incluye una valvula de desvio operable en respuesta a una entrada de control para controlar el flujo de gases de escape a traves del sistema de tubos por una o m as d e las r utas de escape, la val vula de desvi o com prendiendo al men os dos elementos de v alvula mariposa, cada elemento de valvula mariposa controlando el flujo de gases de escape por medio de dichas rutas de escape, cada elemento teniendo una cara de entrada y una cara de salida, caracterizado porque al menos una cara de entrada comprende una o mas laminas para perturbar el flujo de gases de escape emitidos desde el sistema motor, y porque la valvula de desvio comprende paredes asociciadas con cada elemento de mariposa, las paredes asociadas con al menos... [Seguir leyendo]

1. Un sistema de escape (1O) para un sistema motor (14) , el sistema de escape (1O) comprendiendo un sistema de tubos (12) con al menos un puerto de entrada (15:16) para recibir gases de escape del sistema motor (14) y al menos un puerto de salida (18) para ventear gases de es cape del sistema de escape (1O) en donde el sistema de tubos (12) incluye al menos dos rutas de escape (A, B) para el flujo de gases desde el uno o mas puertos de entrada

(15:16) al uno o mas puertos de salida (18) , y ademas incluye una valvula de desvio (28) operable en respuesta a una entrada de control para controlar el flujo de gases de escape a traves del sistema de tubos (12) a traves de uno

o mas de las rutas de escape (A, B) , la valvula de desvio (28) comprendiendo al menos dos elementos de valvula mariposa (36) , cada elemento de valvula mariposa (36) controlando el flujo de gases de escape por una de dichas rutas de escape (A, B) , cada elemento teniendo una cara de entrada (21) y una cara de salida (23) , caracterizado porque al menos una cara de entrada (21) comprende una o mas laminas (5O) para perturbar el flujo de gases de escape emitidos desde el sistema motor (14) , y porque la valvula de desvio (28) comprende paredes asociadas con cada elemento de mariposa (36) , las paredes asociadas con al menos uno de los elementos de mariposa (36) siendo convexas, por lo que, en uso, se produce un efecto venturi.

2. Un sistema de escape (1O) conforme a la Reivindicacion 1 en el que cada cara de entrada (21) comprende una o mas laminas (5O) .

3. Un sistema de esca pe (1O) conforme a cual quiera de las Reivindicaciones precedentes en donde al menos una cara de salida (23) comprende una o mas laminas (5O) .

4. Un sistema de escape (1O) conforme a la Reivindicacion 3 en donde cada cara de salida (23) comprende una o mas laminas (5O) .

5.Un sistema de escape (1O) conforme a cualquiera de las Reivindicaciones precedentes en donde al menos una de dichas rutas de escape (A, B) incluye un sistema de tratamiento catalitico (2O) .

6. Un sistema de escape conforme a la Reivindicacion 5 en donde dicha o cada una de dichas rutas de escape (A, B) incluye un sensor de gas de escape (5Oa, 5Ob) posicionado corriente abajo del sistema de tratamiento catalitico (2O) .

7.Un sistema de escape (1O) conforme a la Reivindicacion 5 o la Reivindicacion 6 en donde al menos otra de dichas rutas de escape (A, B) esta definida por un tubo de derivacion (3O) .

8. Un sistema de escape (1O) conforme a la Reivindicacion 7 en donde el o cada tubo de derivacion (3O) incluye un sensor de gas de escape (5Oa, 5Ob) .

9.Un sistema de escape (1O) conforme a cualquiera de las Reivindicaciones precedentes en donde al menos otra de dichas rutas de escape (A, B) incluye un sistema de tratamiento catalitico (2O) .

10. Un sistema de escape (1O) conforme a la Reivindicacion 9 en donde dicha otra o dicha cada otra de dichas rutas de escape (A, B) incluye un sensor de gas de escape (5Oa, 5Ob) posicionado corriente abajo desde el sistema de tratamiento catalitico (2O) .

11. Un sistema de escape (1O) conforme a cualquiera de la Reivindicaciones 5 a 1O que ademas incluye un tubo de escape de salida (12) por medio del cual gases de escape salen del sistema de escape (1O) , dicho tubo de escape de salida (12) incluyendo un sensor de gas de escape (5Oa, 5Ob) .

12.Un sistema de escape (1O) conforme a la Reivindicacion 11 en donde el tubo de escape de salida (12) incluye un colector de regeneracion continua (46) .

13. Un sistema de escape (1O) conforme a una cualquiera de las Reivindicaciones 6, 8, 1O y 11 en el que el o cada sensor gas de escape (5Oa, 5Ob) es un sensor de metano (86) .

14.Un sistema de escape (1O) conforme a la Reivindicacion 1 en el que al menos una (A) de dichas rutas de escape (A, B) incluye un conjunto de camara (84) que tiene una valvula abierta y un sensor de metano, y la otra (B) d e dichas rutas de escape (A, B) esta definida por un tubo de escape (12) .

15. Un sistema de escape (1O) conforme a la Reivindicacion 14 en el que los gases de escape son dirigidos a la valvula de desvio (28) por medio de un sistema de tratamiento cartalistico (32O) , y la valvula de desvio (28) control a el flujo a bien el conjunto de camara (84) o el tubo de escape (12) .

16. Un sistema de escape (1O) conforme a cualquiera de las Reivindicaciones 6, 8, 1O, 11 y 14 en donde el o cada sensor de gas de escape (5Oa, 5Ob) incluye un transmisor para transmitir datos recogidos por el o cada sensor sensor (5Oa, 5Ob) a una unidad de adquisicion y control de datos (62) .

17. Un sistema de escape (1O) conforme a una cualquiera de las Reivindicaciones precedentes en donde la valvula de desvio (28) incluye al menos un par de elementos de valvula mariposa (36) montados en un eje comun a 9O° entre si de tal modo que cuando un elemento de valvula mariposa (36) esta abierto el otro esta cerrado, y viceversa, la valvula de desvio (28) ademas incluyendo un solenoide (44) para operar los elementos de valvula mariposa (36) .

18. Un sistema de escape (1O) conforme a la Reivindicacion 17 en donde el solenoide (44) es operable por medio de un interruptor.

19. Un sistema de escape (1O) conforme a la Reivindicacion 17 en donde el interruptor incluye un receptor que permite el funcionamiento del interruptor desde una ubicacion remota.

20. Un sistema de escape (1O) conforme a la Reiv indicacion 16 y la Reivindicacion 18 o la Reiv indicacion 19 en

donde la unidad de adquisicion y control de datos (62) controla el funcionamiento del solenoide (44) en respuesta a 5 mediciones recibidas desde el o cada sensor de gas de escape (5Oa, 5Ob) .

21. Un sistema de escape (1O) conforme a una cualquiera de las 1. a 2O cuando depende de la Reivindicacion 8 en el que la valvula de desvio (28) incluye un dispositivo de seguridad que es operable para dirigir gases de escape a traves de un sistema de tratamiento catalitico (2O) en el caso de un fallo de energia en la valvula de desvio (28) .

22. Un sistema de escape (1O) conforme a la Reivindicacion 21 en el que el dispositivo de seguridad incluye un resorte de retorno.

23. Un sistema motor (14) que incluyeun motor y un sistema de escape (1O) conforme a una cualquiera de las Reivindicaciones 1-22.

24. Un sistema motor (14) conforme a la Reivindicacion 23 en el que el motor es un motor de doble combustible.