Procedimiento y dispositivo para la limpieza de filtros de partículas en sistema de escape de motores de combustión.

Procedimiento para la limpieza de filtros de partículas que se encuentran en el sistema de escape de motores decombustión,

particularmente de motores diesel en vehículos, en el que

- se pone al descubierto una abertura (30) que conduce a un espacio interior delante o detrás del filtro departículas (25) que va a limpiarse,

- se introduce una boquilla pulverizadora (14) en el espacio interior, de modo que sus aberturas de boquilla(18) se encuentran frente a una superficie del filtro de partículas (25) por la que fluye gas de escape encaso de funcionamiento del motor de combustión, y

- se pulveriza un líquido de limpieza sin cenizas, no combustible por medio de la boquilla pulverizadora (14)con una presión de 5 a 12 bar (500 kPa a 1200 kPa) por la superficie del filtro de partículas (25), por la quefluye gas de escape en caso de funcionamiento del motor de combustión en éste, correspondiendo lacantidad del líquido de limpieza que va a inyectarse aproximadamente a la mitad del volumen del filtro departículas (25), de modo que se empapa completamente el interior del filtro de partículas.

Procedimiento y dispositivo para la limpieza de filtros de partículas en sistema de escape de motores de combustión

La invención se refiere a un procedimiento para la limpieza de filtros de partículas en sistemas de escape de motores de combustión, particularmente de motores diesel en vehículos.

En cuanto a las exigencias crecientes de impacto medioambiental y climático, hoy en día se equipan cada vez más vehículos, que se accionan particularmente con motores diesel, con filtros de partículas que se disponen de manera habitual en el sistema de escape detrás del catalizador para separar por filtración combustible no completamente quemado en forma de hollín y aglomerados de hollín del gas de escape. Según la naturaleza se añade un filtro de partículas de este tipo a lo largo del funcionamiento, dado que éste se obstruye cada vez más mediante las partículas de hollín retenidas. Por tanto se necesita de cuando en cuando una regeneración del filtro de partículas.

La regeneración del filtro de partículas se realiza de manera habitual en vehículos o bien debido a que el motor se acciona con carga elevada, lo que conduce a un aumento de la temperatura del gas de escape en el filtro de partículas. Este aumento de la temperatura del gas de escape conduce a que las partículas de hollín retenidas se quemen posteriormente en el filtro de partículas de hollín, de manera que el filtro de partículas se despeje de nuevo. Una regeneración pasiva de este tipo se realiza en caso de motores de vehículos por ejemplo en caso de viajes en autopista con alta velocidad.

Si un vehículo se desplaza, sin embargo, principalmente sólo dentro de la ciudad o a lo largo de trayectos cortos en carreteras nacionales, de modo que no se llega a una regeneración pasiva del filtro de partículas durante mayor tiempo, entonces debe realizarse una regeneración activa que tiene lugar entonces cuando un correspondiente sistema sensor, por ejemplo en el sensor de presión delante y detrás del filtro de partículas detecta que el paso a través del filtro se vuelve demasiado bajo, que por tanto debe regenerarse el filtro.

Si la regulación del motor detecta, por tanto, que ha de realizarse una regeneración activa, entonces se ajusta posteriormente por ejemplo para ello el momento de inyección de combustible, lo que conduce también a un aumento de la temperatura del gas de escape en el filtro de partículas, dado que el combustible en este caso todavía se quema en el sistema de escape. Este aumento de la temperatura del gas de escape también conduce a una combustión de las partículas de hollín retenidas, por tanto del combustible no completamente quemado en el filtro de partículas.

Si, por ejemplo, debido a las condiciones de conducción no tiene lugar todavía ninguna regeneración, se le pide al conductor que vaya al taller. El taller puede inducir en modos electrónicos a la unidad de control del motor manualmente a una regeneración.

Este procedimiento es posible, sin embargo, sólo hasta un cierto estado de carga. Si esta regeneración “manual” ya no es posible, se cambia en este caso hoy en día de manera habitual la parte del sistema de escape del vehículo que contiene además del filtro de partículas también el catalizador. En este caso le queda al usuario del vehículo a lo sumo la elección entre la compra de un filtro de partículas nuevo de fábrica o de un filtro de partículas limpiado en el taller junto con el módulo correspondiente del sistema de escape, lo que conduce, sin embargo, en ambos casos a costes considerables para el usuario del vehículo.

El documento JP 2004-239072 A describe un procedimiento y un dispositivo para la limpieza de filtros de partículas en estado desmontado, en el que un filtro de partículas se rocía desde arriba mediante boquillas con agua caliente, de modo que se eliminan por lavado los residuos de combustión como las cenizas.

El documento DE 101 18 864 A1 se refiere a otro procedimiento y un dispositivo para la limpieza de un filtro de partículas de hollín de un dispositivo de limpieza de gas de escape, en el que el dispositivo de limpieza de gas de escape se desmonta inicialmente del vehículo para poder colocarlo en un dispositivo de limpieza correspondiente. El dispositivo de limpieza de gas de escape se dispone verticalmente con el filtro de hollín hacia abajo. Desde arriba se alimenta aire comprimido mediante la entrada de gas de escape de una fuente de gas comprimido que sale a través de una boquilla. Entonces se alimenta desde abajo el agente de lavado mediante la salida de gas de escape dispuesta por debajo, que se bombea a través del cuerpo del filtro de hollín en contra de su dirección de flujo habitual y fluye mediante la boquilla. Tan pronto como se lave suficientemente el filtro de hollín, se detiene la alimentación del agente de lavado, y tras la inversión de la válvula se separa por soplado el agente de lavado que queda en el dispositivo de limpieza de gas de escape del filtro de hollín y del dispositivo de limpieza de gas de escape por medio de aire comprimido.

El documento JP 57-163113 A describe un procedimiento para la limpieza de un filtro en el sistema de escape de un motor de combustión en estado montado, en el que se pulveriza sobre el filtro agua de lavado con presión a través de una válvula mediante una boquilla.

El documento EP 1 181 966 A1 se refiere a un procedimiento y un dispositivo para la limpieza de filtros en estado montado, en el que se introduce agua de lavado por ejemplo del sistema del lavaparabrisas a través de una boquilla durante el funcionamiento del motor en un flujo de gas de escape en el conducto y con éste se transporta a través

del filtro.

Partiendo de esto la invención se basa en el objetivo de proporcionar un procedimiento orientado al taller para la limpieza de filtros de partículas en sistemas de escape de motores de combustión, particularmente de motores diesel, en vehículos que permite limpiar filtros de partículas de manera sencilla económicamente sin que sea necesario el desmontaje del filtro de partículas.

Este objetivo se soluciona según la invención mediante el procedimiento según la reivindicación 1, que puede realizarse de manera especialmente ventajosa con el dispositivo según la reivindicación 11. Ciertas configuraciones y perfeccionamientos ventajosos de la invención se describen en las reivindicaciones dependientes correspondientes.

Por tanto, para la limpieza de filtros de partículas en sistemas de escape de motores de combustión se pulveriza un líquido de limpieza sin cenizas, no combustible por medio de una boquilla pulverizadora con alta presión por una superficie del filtro de partículas, por la que fluye gas de escape en caso de funcionamiento del motor de combustión, en éste en una cantidad tal que esencialmente se empapa completamente el interior del filtro de partículas. De esta manera pueden separarse en el filtro de partículas las partículas retenidas en el mismo, o sea particularmente hollín, de las paredes del filtro de partículas, de modo que éstas pueden eliminarse entonces del filtro de partículas junto con el líquido de limpieza.

Dado que el procedimiento según la invención puede realizarse particularmente también entonces cuando el filtro de partículas se encuentra en el sistema de escape del vehículo, o sea no necesita desmontarse, resulta un procedimiento que ahorra costes, orientado al taller que puede realizarse sin gran esfuerzo.

De manera conveniente se inyecta a este respecto el líquido de limpieza con una presión de 500 kPa a 1200 kPa, particularmente de 600 kPa a 800 kPa. Mediante esto se obtiene que el líquido de limpieza también en caso de filtros de partículas pueda inyectarse eficazmente en éstos, cuando éstos están muy atascados de modo que se llega a una limpieza sin dificultad.

Para obtener un empapamiento completo del interior del filtro de partículas es conveniente cuando la cantidad del líquido de limpieza que va a inyectarse corresponde aproximadamente a la mitad del volumen del filtro de partículas (25) .

Para aumentar adicionalmente la actividad de la limpieza de un filtro de partículas está previsto de manera ventajosa que el líquido de limpieza se inyecte sucesivamente en dos, tres o más porciones, ascendiendo la duración entre los procesos de inyección individuales a de 1 minuto a 10 minutos, preferentemente de 3 minutos a 7 minutos, particularmente 5 minutos.... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la limpieza de filtros de partículas que se encuentran en el sistema de escape de motores de combustión, particularmente de motores diesel en vehículos, en el que

- se pone al descubierto una abertura (30) que conduce a un espacio interior delante o detrás del filtro de 5 partículas (25) que va a limpiarse,

- se introduce una boquilla pulverizadora (14) en el espacio interior, de modo que sus aberturas de boquilla

(18) se encuentran frente a una superficie del filtro de partículas (25) por la que fluye gas de escape en caso de funcionamiento del motor de combustión, y

- se pulveriza un líquido de limpieza sin cenizas, no combustible por medio de la boquilla pulverizadora (14)

con una presión de 5 a 12 bar (500 kPa a 1200 kPa) por la superficie del filtro de partículas (25) , por la que fluye gas de escape en caso de funcionamiento del motor de combustión en éste, correspondiendo la cantidad del líquido de limpieza que va a inyectarse aproximadamente a la mitad del volumen del filtro de partículas (25) , de modo que se empapa completamente el interior del filtro de partículas.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el líquido de limpieza se inyecta con una presión 15 de 6 a 8 bar (600 kPa a 800 kPa) .

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el líquido de limpieza se inyecta sucesivamente en dos, tres o más porciones.

4. Procedimiento según la reivindicación 3, caracterizado porque la duración entre los procesos de inyección

individuales asciende a de 1 minuto a 10 minutos, preferentemente de 3 minutos a 7 minutos, particularmente 5 20 minutos.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el líquido de limpieza se inyecta en el filtro de partículas calentado a de 10ºC a 100ºC, preferentemente de 40ºC a 70ºC.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque tras la inyección del líquido de limpieza se pulveriza un líquido de enjuagado sin cenizas, no combustible en el filtro de partículas.

25 7. Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado porque el líquido de enjuagado se inyecta con la misma presión que el líquido de limpieza.

8. Procedimiento según la reivindicación 6 ó 7, caracterizado porque el líquido de enjuagado tiene lugar tras un tiempo de espera después de finalizar la inyección del líquido de limpieza, que es igual a o más largo que la duración entre los procesos de inyección individuales para el líquido de limpieza.

30 9. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el líquido de limpieza es un líquido acuoso, alcalino.

10. Dispositivo para realizar el procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores con:

- un recipiente (10) que contiene el líquido que va a inyectarse en el filtro de partículas (25) que va a

limpiarse con presión.

35. una válvula de escape (11) y

- una boquilla pulverizadora (14) que puede unirse mediante un tubo flexible (13) con la válvula de escape, que puede introducirse en un espacio que se encuentra delante o detrás del filtro de partículas (25) en el sistema de escape.

11. Dispositivo según la reivindicación 10, caracterizado porque la boquilla pulverizadora (14) está configurada

como un tubo (16) cerrado en su extremo libre (17) con una pluralidad de aberturas de boquilla (18) en la pared periférica del tubo (16) , estando alineadas las aberturas de boquilla (18) esencialmente en dirección longitudinal del tubo (16) , de modo que los chorros que salen de las aberturas de boquilla son esencialmente paralelos y/o se encuentran en un plano.