Vehículo de tipo para montar a horcajadas.

Vehículo de tipo para montar a horcajadas que comprende:

un motor (1) de combustión interna que produce combustión a una relación aire/combustible menor que la relación aire/combustible estequiométrica;

un primer catalizador (2A) previsto en una trayectoria de escape en la que se descarga el gas de combustión desde el motor (1) de combustión interna;

un segundo catalizador (2B) previsto en la trayectoria de escape aguas abajo con respecto al primer catalizador (2A); y

un dispositivo (3) de introducción de aire secundario para introducir aire secundario en una parte de la trayectoria (7a) de escape, estando la parte entre el primer catalizador (2A) y el segundo catalizador (2B), en el que,

el primer catalizador (2A) y el segundo catalizador (2B) contienen cada uno un componente de metal precioso que contiene al menos uno de Pt, Rh, Pd y Au, estando el vehículo caracterizado porque

el primer catalizador (2A) contiene además un soporte de zeolita y estando soportado Co o Fe sobre el soporte de zeolita en una cantidad que es mayor que la cantidad que puede experimentar intercambio iónico del mismo.

Vehículo de tipo para montar a horcajadas

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

1. Campo de la invención:

La presente invención se refiere a un vehículo de tipo para montar a horcajadas tal como una motocicleta o similar, y más particularmente a un vehículo de tipo para montar a horcajadas que incluye un motor de combustión interna que produce combustión a una relación aire/combustible menor que la relación aire/combustible estequiométrica (es decir, una relación aire/combustible del lado rico en combustible) .

2. Descripción de la técnica relacionada:

Para la depuración del gas de combustión (gas de escape) descargado desde un motor de un vehículo a motor, se usan ampliamente catalizadores de tres vías. Un catalizador de tres vías reduce u oxida CO (monóxido de carbono) , HC (hidrocarburo) y NOx (un óxido de nitrógeno) contenidos en el gas de escape para dar agua, dióxido de carbono y nitrógeno.

Para realizar eficazmente la reducción u oxidación usando un catalizador de tres vías, es preferible producir la combustión a una relación aire/combustible a la que el combustible y el aire se someten a combustión sin estar en exceso ni en escasez (denominado “relación aire/combustible estequiométrica”) . Para este fin, se ha propuesto un sistema de detección de la concentración de oxígeno en el gas de escape mediante un sensor de oxígeno y realización de un control por realimentación sobre la cantidad del combustible que va a inyectarse basándose en la concentración de oxígeno detectada de manera que la relación aire/combustible es la relación aire/combustible estequiométrica.

Sin embargo, un motor proporciona una mayor potencia cuando produce la combustión a una relación aire/combustible menor que la relación aire/combustible estequiométrica (es decir, una relación aire/combustible del lado rico en combustible) . Por este motivo, cuando la cantidad del combustible que va a inyectarse se controla de manera que la relación aire/combustible es siempre la relación aire/combustible estequiométrica, puede no obtenerse una potencia de motor lo suficientemente alta con un vehículo de tipo para montar a horcajadas tal como una motocicleta, que tiene una menor cilindrada que la de un automóvil de cuatro ruedas. Además, para realizar un control por realimentación preciso, es necesario generar gas mezclado mediante un sistema de inyección (inyección de combustible) en vez de un sistema de carburador usado ampliamente en la actualidad para motocicletas. Un uso de este tipo de un sistema de inyección aumenta el coste de producción.

El documento de publicación internacional n.º 2004/113696 propone un sistema de depuración de gas de escape para un motor que produce combustión a una relación aire/combustible del lado rico en combustible. La figura 10 muestra un sistema 200 de depuración de gas de escape dado a conocer en el documento de publicación internacional n.º 2004/113696.

Tal como se muestra en la figura 10, el sistema 200 de depuración de gas de escape incluye un motor 201 y un tubo 207 de escape conectado a una lumbrera de escape del motor 201. En el tubo 207 de escape, están previstos un primer catalizador 202A y un segundo catalizador 202B ubicados aguas abajo con respecto al primer catalizador 202A. Un tubo 203 de introducción de aire secundario para introducir aire secundario está conectado en una parte del tubo 207 de escape, estando la parte entre el primer catalizador 202A y el segundo catalizador 202B. El primer catalizador 202A y el segundo catalizador 202B tienen, por ejemplo, los mismos componentes que un catalizador de tres vías conocido.

En el sistema 200 de depuración de gas de escape, el motor 201 se acciona a una relación aire/combustible del lado rico en combustible. El gas de escape descargado desde el motor 201 entra en contacto en primer lugar con el primer catalizador 202A. Un catalizador de tres vías proporciona una alta relación de depuración de NOx con una relación aire/combustible del lado rico en combustible. Por tanto, se elimina NOx en el gas de escape por el primer catalizador 202A hasta que se logra una relación de depuración final requerida. En este punto, también se eliminan parcialmente CO y HC en el gas de escape.

A continuación, el aire secundario introducido desde el tubo 203 de introducción de aire secundario se mezcla con el gas de escape que ha pasado el primer catalizador 202A, y por tanto la relación aire/combustible del gas de escape se cambia a un lado pobre en combustible. Mediante el gas de escape de una relación aire/combustible del lado pobre en combustible que entra en contacto con el segundo catalizador 202B, se eliminan ahora CO y HC en el gas de escape que no se han eliminado.

Este sistema produce en primer lugar el gas de escape para que entre en contacto con el primer catalizador 202A bajo una atmósfera reductora para eliminar principalmente NOx y entonces produce el gas de escape para que entre en contacto con el segundo catalizador 202B bajo una atmósfera oxidante para eliminar el CO y HC restantes. Por tanto, pueden eliminarse CO, HC y NOx en el gas de escape de manera sumamente eficaz.

El sistema 200 de depuración de gas de escape descrito en el documento de publicación internacional n.º 2004/113696 permite que la relación aire/combustible del gas mezclado suministrado al motor 201 sea menor que la relación aire/combustible estequiométrica (es decir, que se fije en el lado rico en combustible) . Por tanto, puede mejorarse la potencia de motor de un vehículo de tipo para montar a horcajadas que tiene una cilindrada relativamente pequeña para potenciar la capacidad de conducción del mismo. Además, este sistema funciona de manera suficiente con el sistema de carburador usado para generar gas mezclado, lo que es ventajoso con respecto al sistema de inyección en cuanto al coste.

Sin embargo, como resultado de estudios detallados, los presentes inventores hallaron que con el sistema dado a conocer en el documento de publicación internacional n.º 2004/113696, NOx se reduce parcialmente por el primer catalizador 202A para dar amoniaco (NH3) en vez de nitrógeno (N2) tal como se describe en detalle más adelante. El NH3 generado se oxida por el segundo catalizador 202B para generar NOx. Por tanto, en la actualidad, la razón de depuración de NOx no puede hacerse que sea lo suficientemente alta.

El documento US 2006/101813 A1 da a conocer un dispositivo de silenciador con catalizadores para mejorar la purificación de gas de escape de óxidos de nitrógeno dentro de un tubo de escape de una motocicleta. El dispositivo de silenciador comprende un silenciador dividido en tres cámaras, una primera cámara, una segunda cámara y una tercera cámara, un tubo de escape delantero, un catalizador de reducción delantero, un tubo de escape trasero dotado de una entrada de aire secundario detrás del catalizador de reducción para introducir aire secundario en el mismo. De ese modo, el gas de escape procedente de un motor con relación aire-combustible de menos de o igual a 14, 7 pasará en primer lugar el catalizador de reducción para tener sus óxidos de nitrógeno (NOx) invertidos eficazmente en nitrógeno y una escasa cantidad de oxígeno, y luego se añadirá aire secundario al gas de escape de modo que se aumente su relación aire-combustible hasta mayor que 14, 7, y finalmente el gas de escape pasará el catalizador de oxidación para tener su monóxido de carbono (CO) e hidrocarburos (HC) invertidos eficazmente en dióxido de carbono (CO2) y agua (H2O) .

El documento US 2008/292519 A1 da a conocer catalizadores, métodos y sistemas para tratar corrientes de escape de motores diésel. El catalizador comprende platino, un segundo metal de uno de los grupos VB, VIIB, VIIB, VIIIB, IB o IIB de la tabla periódica, un óxido metálico refractario y una zeolita, siendo ya el catalizador de oxidación eficaz para eliminar amoniaco a temperaturas de menos de aproximadamente 300ºC y no presentando una disminución significativa en la eficacia de oxidación de amoniaco tras envejecimiento hidrotermal. Un aspecto del método incluye hacer pasar en primer lugar una corriente de escape del motor de un vehículo a través de un catalizador de disminución de NOx, y hacer pasar la corriente de escape que sale del catalizador de disminución de NOx y que contiene amoniaco a través del catalizador de oxidación de amoniaco.

El documento WO 2008036908 A2 da a conocer sistemas de tratamiento de emisiones para corrientes de escape de motores de combustión interna, que reducen el contenido en monóxido de carbono, hidrocarburos sin quemar y óxidos de nitrógeno en la corriente de escape de un motor de combustión interna ajustado a una razón de combustión... [Seguir leyendo]

1. Vehículo de tipo para montar a horcajadas que comprende:

un motor (1) de combustión interna que produce combustión a una relación aire/combustible menor que la relación aire/combustible estequiométrica;

un primer catalizador (2A) previsto en una trayectoria de escape en la que se descarga el gas de combustión desde el motor (1) de combustión interna;

un segundo catalizador (2B) previsto en la trayectoria de escape aguas abajo con respecto al primer catalizador (2A) ; y

un dispositivo (3) de introducción de aire secundario para introducir aire secundario en una parte de la trayectoria (7a) de escape, estando la parte entre el primer catalizador (2A) y el segundo catalizador (2B) , en el que,

el primer catalizador (2A) y el segundo catalizador (2B) contienen cada uno un componente de metal precioso que contiene al menos uno de Pt, Rh, Pd y Au, estando el vehículo caracterizado porque el primer catalizador (2A) contiene además un soporte de zeolita y estando soportado Co o Fe sobre el soporte de zeolita en una cantidad que es mayor que la cantidad que puede experimentar intercambio iónico del mismo.

2. Vehículo de tipo para montar a horcajadas según la reivindicación 1, en el que la cantidad soportada de Co o Fe sobre el soporte de zeolita es igual a o mayor que el doble de la cantidad que puede experimentar intercambio iónico del mismo.

3. Vehículo de tipo para montar a horcajadas según la reivindicación 1 ó 2, en el que la cantidad soportada de Co o Fe sobre el soporte de zeolita es del 25% en peso o menos.

4. Vehículo de tipo para montar a horcajadas según la reivindicación 1 ó 2, en el que la cantidad soportada de Co o Fe sobre el soporte de zeolita es del 20% en peso o menos.

5. Vehículo de tipo para montar a horcajadas según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el primer catalizador contiene Rh en una cantidad soportada de 0, 2 g/l o más.

6. Vehículo de tipo para montar a horcajadas según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que el motor de combustión interna produce combustión a una relación aire/combustible de no menos de 12, 5 y no más de 14, 5.

7. Vehículo de tipo para montar a horcajadas según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, que comprende además un silenciador, en el que el primer catalizador y el segundo catalizador están ubicados en el silenciador.

8. Vehículo de tipo para montar a horcajadas según la reivindicación 7, en el que el primer catalizador está alejado del motor de combustión interna en 500 mm o más a lo largo de la trayectoria de escape.