Sistema de purificación de gas de escape para motor de combustión interna.
Sistema de purificación de gas de escape para un motor de combustión interna caracterizado porque comprende:
un aparato de purificación de gas de escape previsto en un conducto de escape de un motor de combustión interna;
un precatalizador que tiene capacidad oxidante previsto en el conducto de escape aguas arriba del aparato de purificación de gas de escape;
medios de suministro de agente reductor para suministrar agente reductor al precatalizador;
medios de ejecución de control de recuperación para ejecutar un control de recuperación en el que el agente reductor se suministra a dicho precatalizador por los medios de suministro de agente reductor para elevar de ese modo la temperatura de dicho aparato de purificación de gas de escape, mediante lo cual se recupera la capacidad de dicho aparato de purificación de gas de escape;
medios de detección del grado de deterioro para detectar el grado de deterioro de dicho precatalizador; y
medios de ajuste del intervalo de prohibición para ajustar un intervalo de prohibición de control de recuperación que es un intervalo de funcionamiento de dicho motor de combustión interna en el que se prohíbe la ejecución del control de recuperación por dichos medios de ejecución de control de recuperación, basándose en el grado de deterioro de dicho precatalizador detectado por dichos medios de detección del grado de deterioro, en el que cuanto mayor es el grado de deterioro de dicho precatalizador, mayores son los valores máximos del par motor y el número de revoluciones del motor en el intervalo de prohibición de control de recuperación ajustado por dichos medios de ajuste del intervalo de prohibición.
Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/JP2008/055348.
Solicitante: TOYOTA JIDOSHA KABUSHIKI KAISHA.
Nacionalidad solicitante: Japón.
Dirección: 1, TOYOTA-CHO TOYOTA-SHI, AICHI 471-8571 JAPON.
Inventor/es: HAYASHI,KOTARO, OHASHI,Nobumoto, HAYASHI,Atsushi, IIDA,Masahide.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- B01D53/86 TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES. › B01 PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL. › B01D SEPARACION (separación de sólidos por vía húmeda B03B, B03D, mesas o cribas neumáticas B03B, por vía seca B07; separación magnética o electrostática de materiales sólidos a partir de materiales sólidos o de fluidos, separación mediante campos eléctricos de alta tensión B03C; aparatos centrifugadores B04B; aparato de vórtice B04C; prensas en sí para exprimir los líquidos de las sustancias que los contienen B30B 9/02). › B01D 53/00 Separación de gases o de vapores; Recuperación de vapores de disolventes volátiles en los gases; Depuración química o biólogica de gases residuales, p. ej. gases de escape de los motores de combustión, humos, vapores, gases de combustión o aerosoles (recuperación de disolventes volátiles por condensación B01D 5/00; sublimación B01D 7/00; colectores refrigerados, deflectores refrigerados B01D 8/00; separación de gases difícilmente condensables o del aire por licuefacción F25J 3/00). › Procedimientos catalíticos.
- B01D53/94 B01D 53/00 […] › por procedimientos catalíticos.
- F01N3/02 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). › 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). › para enfriar o para retirar los constituyentes sólidos de los gases de escape (utilizando separadores eléctricos o electrostáticos F01N 3/01).
- F01N3/20 F01N 3/00 […] › especialmente adaptados para conversión catalítica (F01N 3/22 tiene prioridad).
- F01N3/24 F01N 3/00 […] › caracterizados por los aspectos constructivos de los aparatos de conversión (filtración combinada con reactores catalíticos F01N 3/035).
- F01N3/28 F01N 3/00 […] › Estructura de reactores catalíticos.
- F02D41/02 F […] › F02 MOTORES DE COMBUSTION; PLANTAS MOTRICES DE GASES CALIENTES O DE PRODUCTOS DE COMBUSTION. › F02D CONTROL DE LOS MOTORES DE COMBUSTION (accesorios para el control automático de la velocidad en vehículos, que actúan sobre una sola subunidad del vehículo B60K 31/00; control conjunto de subunidades del vehículo de diferente tipo o diferente función, sistemas de control de la propulsión de vehículos de carretera para propósitos distintos que el control de una sola subunidad B60W; válvulas de funcionamiento cíclico para los motores de combustión F01L; control de la lubrificación de los motores de combustión F01M; refrigeración de los motores de combustión interna F01P; alimentación de los motores de combustión con mezclas combustibles o constituyentes de las mismas, p. ej. carburadores, bombas de inyección, F02M; arranque de los motores de combustión F02N; control del encendido F02P; control de las plantas motrices de turbinas de gas, de las plantas motrices por propulsión a reacción o de las plantas motrices de productos de la combustión, ver las clases relativas a estas plantas). › F02D 41/00 Control eléctrico de la alimentación de mezcla combustible o de sus constituyentes (F02D 43/00 tiene prioridad). › Disposiciones de los circuitos para producir señales de control.
- F02D41/38 F02D 41/00 […] › del tipo de alta presión.
PDF original: ES-2383566_T3.pdf
Fragmento de la descripción:
Sistema de purificación de gas de escape para motor de combustión interna
Campo técnico
La presente invención se refiere a un sistema de purificación de gas de escape para un motor de combustión interna.
Técnica anterior
Hay casos en los que se proporciona un precatalizador que tiene capacidad oxidante en el conducto de escape de un motor de combustión interna aguas arriba de un aparato de purificación de gas de escape tal como un catalizador de reducción de almacenamiento de NOx (que se denominará en lo sucesivo en el presente documento un catalizador de NOx) , un filtro de material particulado (que se denominará en lo sucesivo en el presente documento un filtro) o similar. En tales casos, cuando va a elevarse la temperatura del aparato de purificación de gas de escape con el fin de recuperar la capacidad del aparato de purificación de gas de escape, se suministra un agente reductor al precatalizador. El agente reductor así suministrado se oxida por el precatalizador, y la temperatura del aparato de purificación de gas de escape se eleva por el calor de oxidación generado de ese modo.
En una disposición dada a conocer en la solicitud de patente japonesa abierta a consulta por el público n.º 2001342879, se proporciona un catalizador de NOx en el conducto de escape de un motor de combustión interna, y se proporciona un precatalizador en el conducto de escape aguas arriba del catalizador de NOx. Este documento de patente 1 da a conocer una tecnología de control de la relación aire-combustible del gas de escape según el grado de deterioro del precatalizador cuando se reduce el NOx almacenado en el catalizador de NOx.
Además, la solicitud de patente japonesa abierta a consulta por el público n.º 2001-073749 da a conocer una tecnología en la que cuando se eleva la temperatura de un catalizador previsto en el conducto de escape de un motor de combustión interna al arrancar el vehículo, se determina un periodo de tiempo durante el cual se eleva la temperatura del catalizador según el grado de deterioro del catalizador.
El documento US 7063642 también da a conocer un sistema de purificación de gas de escape para un catalizador, con un intervalo de velocidades del motor en el que tiene lugar la recuperación.
Descripción de la invención
La capacidad oxidante de un precatalizador disminuye con un aumento en el grado de deterioro. En un estado en el que la capacidad oxidante del precatalizador es excesivamente baja, aunque se suministre un agente reductor al precatalizador, algunas veces es difícil elevar la temperatura del aparato de purificación de gas de escape lo suficiente, porque el agente reductor no se oxida lo suficiente en el precatalizador. En este caso, es difícil recuperar la capacidad del aparato de purificación de gas de escape.
La presente invención se ha realizado en vista del problema descrito anteriormente y tiene el objeto de proporcionar una tecnología que permita la recuperación de la capacidad de un aparato de purificación de gas de escape previsto en el conducto de escape de un motor de combustión interna con fiabilidad mejorada.
Según la invención, se proporcionan medios de ejecución de control de recuperación para ejecutar un control de recuperación en el que se eleva la temperatura del aparato de purificación de gas de escape por el suministro del agente reductor a un precatalizador para recuperar de ese modo la capacidad del aparato de purificación de gas de escape. Además, según la presente invención, cuanto mayor es el grado de deterioro del precatalizador, más se amplía un intervalo de funcionamiento del motor de combustión interna en el que se prohíbe la ejecución del control de recuperación por los medios de ejecución de control de recuperación.
Más específicamente, un sistema de purificación de gas de escape para un motor de combustión interna según la presente invención se caracteriza porque comprende:
un aparato de purificación de gas de escape previsto en un conducto de escape de un motor de combustión interna;
un precatalizador que tiene capacidad oxidante previsto en el conducto de escape aguas arriba del aparato de purificación de gas de escape;
medios de suministro de agente reductor para suministrar agente reductor al precatalizador;
medios de ejecución de control de recuperación para ejecutar un control de recuperación en el que el agente reductor se suministra a dicho precatalizador por los medios de suministro de agente reductor para elevar de ese modo la temperatura de dicho aparato de purificación de gas de escape, mediante lo cual se recupera la capacidad de dicho aparato de purificación de gas de escape;
medios de detección del grado de deterioro para detectar el grado de deterioro de dicho precatalizador; y medios de ajuste del intervalo de prohibición para ajustar un intervalo de prohibición de control de recuperación que es un intervalo de funcionamiento de dicho motor de combustión interna en el que se prohíbe la ejecución del control de recuperación por dichos medios de ejecución de control de recuperación, basándose en el grado de deterioro de dicho precatalizador detectado por dichos medios de detección del grado de deterioro,
en el que cuanto mayor es el grado de deterioro de dicho precatalizador, mayores son los valores máximos del par motor y el número de revoluciones del motor en el intervalo de prohibición de control de recuperación ajustado por dichos medios de ajuste del intervalo de prohibición.
Según la presente invención, cuando el estado de funcionamiento del motor de combustión interna se encuentra dentro del intervalo de prohibición de control de recuperación, se prohíbe la ejecución del control de recuperación. Además, cuanto mayor es el grado de deterioro del precatalizador, mayores se fijan que sean los valores máximos del par motor y el número de revoluciones del motor en el intervalo de prohibición de control de recuperación. En otras palabras, el intervalo de prohibición de control de recuperación se amplía hasta un intervalo de funcionamiento en el que la temperatura del gas de escape procedente del motor de combustión interna es mayor, a medida que aumenta el grado de deterioro del precatalizador.
Para lograr la oxidación del agente reductor en el precatalizador, cuanto mayor es el grado de deterioro del precatalizador, mayor es la temperatura del precatalizador en el momento en que se requiere que esté el agente reductor que se suministra. Cuanto mayor es la temperatura del gas de escape, mayor llega a ser la temperatura del catalizador de oxidación.
Según la presente invención, cuanto mayor es el grado de deterioro del precatalizador, mayor se hace la temperatura a la que se permite la ejecución del control de recuperación. En otras palabras, cuanto mayor es el grado de deterioro del precatalizador, mayor es la temperatura del precatalizador en el momento en que se ejecuta el control de recuperación. Por tanto, cuando se ejecuta el control de recuperación, puede recuperarse la capacidad del aparato de purificación de gas de escape con mayor fiabilidad En la presente invención, pueden proporcionarse adicionalmente medios de ejecución de control de elevación de la temperatura del gas de escape para ejecutar un control de elevación de la temperatura del gas de escape para elevar la temperatura del gas de escape procedente del motor de combustión interna. En este caso, si el estado de funcionamiento del motor de combustión interna se encuentra dentro del intervalo de prohibición de control de recuperación en el momento en que se cumple la condición para ejecutar el control de recuperación, puede ejecutarse el control de elevación de la temperatura del gas de escape por los medios de control de elevación de la temperatura del gas de escape, y a continuación puede ejecutarse el control de recuperación por los medios de ejecución de control de recuperación.
Aun cuando el estado de funcionamiento del motor de combustión interna se encuentre dentro del intervalo de prohibición de control de recuperación, la temperatura del precatalizador puede hacerse mayor ejecutando el control de elevación de la temperatura del gas de escape. Por tanto, aun cuando el estado de funcionamiento del motor de combustión interna se encuentre dentro del intervalo de prohibición de control de recuperación, puede recuperarse la capacidad del aparato de purificación de gas de escape como anteriormente.
En el caso descrito... [Seguir leyendo]
Reivindicaciones:
1. Sistema de purificación de gas de escape para un motor de combustión interna caracterizado porque comprende:
un aparato de purificación de gas de escape previsto en un conducto de escape de un motor de combustión interna;
un precatalizador que tiene capacidad oxidante previsto en el conducto de escape aguas arriba del aparato de purificación de gas de escape;
medios de suministro de agente reductor para suministrar agente reductor al precatalizador;
medios de ejecución de control de recuperación para ejecutar un control de recuperación en el que el agente reductor se suministra a dicho precatalizador por los medios de suministro de agente reductor para elevar de ese modo la temperatura de dicho aparato de purificación de gas de escape, mediante lo cual se recupera la capacidad de dicho aparato de purificación de gas de escape;
medios de detección del grado de deterioro para detectar el grado de deterioro de dicho precatalizador; y medios de ajuste del intervalo de prohibición para ajustar un intervalo de prohibición de control de recuperación que es un intervalo de funcionamiento de dicho motor de combustión interna en el que se prohíbe la ejecución del control de recuperación por dichos medios de ejecución de control de recuperación, basándose en el grado de deterioro de dicho precatalizador detectado por dichos medios de detección del grado de deterioro, en el que cuanto mayor es el grado de deterioro de dicho precatalizador, mayores son los valores máximos del par motor y el número de revoluciones del motor en el intervalo de prohibición de control de recuperación ajustado por dichos medios de ajuste del intervalo de prohibición.
2. Sistema de purificación de gas de escape para un motor de combustión interna según la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende medios de ejecución de control de elevación de la temperatura del gas de escape para ejecutar un control de elevación de la temperatura del gas de escape para elevar la temperatura del gas de escape procedente de dicho motor de combustión interna, en el que si el estado de funcionamiento de dicho motor de combustión interna se encuentra dentro del intervalo de prohibición de control de recuperación en el momento en que se cumple una condición para ejecutar el control de recuperación, se ejecuta el control de elevación de la temperatura del gas de escape por dichos medios de ejecución de control de elevación de la temperatura del gas de escape, y a continuación se ejecuta el control de recuperación por dichos medios de ejecución de control de recuperación.
3. Sistema de purificación de gas de escape para un motor de combustión interna según la reivindicación 2, caracterizado porque cuando se ejecuta el control de elevación de la temperatura del gas de escape por dichos medios de ejecución de control de elevación de la temperatura del gas de escape, cuanto mayor es el grado de deterioro de dicho precatalizador, mayor es la temperatura a la que se eleva la temperatura del gas de escape procedente de dicho motor de combustión interna.
4. Sistema de purificación de gas de escape según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque dicho aparato de purificación de gas de escape es un catalizador de reducción de almacenamiento de NOx, y dicho control de recuperación es un control de recuperación de envenenamiento por SOx para reducir el SOx almacenado en dicho catalizador de reducción de almacenamiento de NOx.
5. Sistema de purificación de gas de escape según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque dicho aparato de purificación de gas de escape es un filtro de material particulado, y dicho control de recuperación es un control de regeneración de filtro para eliminar la materia particulada atrapada en dicho filtro de material particulado.
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