SISTEMA DE REGENERACIÓN PERIÓDICA DE UN DISPOSITIVO DE FIJACIÓN O CAPTACIÓN CATALÍTICA DE ÓXIDOS DE NITRÓGENO.
Un sistema de regeneración periódica de un dispositivo de fijación o captación catalítica (1) de óxidos de nitrógeno,
que comprende una fase catalítica y es atravesado por los gases de escape (2) de un motor de combustión interna (3) de un vehículo automóvil (4), que comprende una unidad de mando electrónica (5) provista de medios de estimación (10) de la cantidad instantánea de óxidos de nitrógeno captada en dicha fase catalítica durante el funcionamiento del motor (3) con mezcla pobre en carburante, caracterizado por que comprende, además, una cartografía (12) apta para determinar una cantidad instantánea de óxidos de nitrógeno eliminada de dicha fase catalítica, por desorción, durante el funcionamiento del motor (3) con mezcla pobre en carburante, y evacuada en el seno de los gases de escape del vehículo
Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/FR2006/051166.
Solicitante: RENAULT S.A.S..
Nacionalidad solicitante: Francia.
Dirección: 13-15 QUAI ALPHONSE LE GALLO 92100 BOULOGNE BILLANCOURT FRANCIA.
Inventor/es: BARRILLON,PASCAL, POILANE,EMMANUEL, GAUVIN,FABRICE.
Fecha de Publicación: .
Fecha Solicitud PCT: 14 de Noviembre de 2006.
Fecha Concesión Europea: 13 de Octubre de 2010.
Clasificación Internacional de Patentes:
- F01N11/00B
- F01N11/00B1
Clasificación PCT:
- F01N11/00 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). › Dispositivos de control o diagnóstico para los aparatos de tratamiento de gases de escape.
- F01N3/08 F01N […] › 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 volverlos inofensivos (utilizando separadores eléctricos o electrostáticos F01N 3/01; aspectos químicos B01D 53/92).
- 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.
Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.
Fragmento de la descripción:
La presente invención se refiere a un sistema y a un procedimiento de regeneración periódica de un dispositivo de fijación o 5 captación catalítica de óxidos de nitrógeno, NOx, que comprende una fase catalítica y es atravesado por los gases de escape de un motor de combustión interna de un vehículo automóvil.
Los motores de combustión interna producen gases de escape que contienen sustancias contaminantes sometidas a regulación, 10 tales como los óxidos de nitrógeno, NOx, los hidrocarburos inquemados HC, el monóxido de carbono CO y las partículas, que es necesario tratar.
Los umbrales admitidos para las emisiones de gases contaminantes de los vehículos automóviles son revisados regularmente sobre la base del marco de la evolución de la reglamentación sobre la 15 contaminación.
De manera convencional, los óxidos de nitrógeno emitidos por el motor en el seno de los gases de escape son tratados por una trampa de óxidos de nitrógeno implantada en la conducción de escape del motor. 20
En las condiciones normales de funcionamiento con mezcla pobre en carburante del motor, es decir, cuando la riqueza de carburante de los gases de escape es escasa, la trampa de óxidos de nitrógeno almacena los óxidos de nitrógeno en forma de nitratos sobre unos lugares de adsorción, por ejemplo, de óxidos de bario. 25
Al ser la capacidad de almacenamiento de semejante trampa limitada, es necesario regenerar la trampa regularmente mediante el funcionamiento con mezcla rica en carburante, con lo que se eleva la riqueza en carburante de los gases de escape por control del motor, hasta un valor muy ligeramente superior a uno. 30
En tales condiciones, los óxidos de nitrógeno NOx son desorbidos o desprendidos desde los lugares de almacenamiento y eliminados en forma de nitrógeno por un catalizador.
Es necesario administrar bien las fases de almacenamiento y las fases de regeneración del dispositivo de captación catalítica. 35
En efecto, cuando el dispositivo de captación catalítica se encuentra saturado de óxidos de nitrógeno desorbidos, los gases de
escape expulsados contienen una cantidad de óxidos de nitrógeno superior a las normas autorizadas.
El documento FR 2.856.741 (RENAULT) se refiere a un sistema y a un procedimiento de estimación de una masa de óxidos de nitrógeno almacenada en un dispositivo de fijación o captación catalítica 5 de óxidos de nitrógeno, que comprende una fase catalítica y es atravesado por los gases de escape de un motor de combustión interna de un vehículo automóvil. La estimación de la masa de óxidos de nitrógeno almacenada en el dispositivo de captación catalítica se lleva a cabo por combinación de un modelo térmico y de un modelo de adsorción. 10
El documento EP-A-503 053 (NISSAN) trata de la regeneración de un dispositivo de captación catalítica de los óxidos de nitrógeno. El documento EP 1 503 053 describe las características de los preámbulos de las reivindicaciones 1 a 5.
Es un propósito de la invención mejorar la precisión de la 15 estimación de la cantidad de óxidos de nitrógeno almacenada en el dispositivo de captación catalítica.
También, de acuerdo con un aspecto de la invención, se propone un sistema de regeneración periódica de un dispositivo de fijación o captación catalítica de óxidos de nitrógeno, que comprende 20 una fase catalítica y es atravesado por los gases que escapan de un motor de combustión interna de un vehículo automóvil. El sistema comprende una unidad de mando electrónica provista de medios de estimación de la cantidad instantánea de óxidos de nitrógeno captada en dicha fase catalítica durante el funcionamiento del motor con mezcla 25 pobre en carburante. Por otra parte, el sistema comprende una cartografía apta para determinar una cantidad instantánea de óxidos de nitrógeno que se elimina de dicha fase catalítica, por desorción, durante el funcionamiento del motor con mezcla pobre en carburante, y es evacuada en el seno de los gases de escape del vehículo. 30
El sistema de regeneración periódica del dispositivo de captación catalítica funciona con una precisión mejorada y, de esta forma, mejora la eficacia de funcionamiento de dicho sistema.
Además, esta mejora tiene un coste añadido muy pequeño, pues no precisa del uso de captadores o detectores suplementarios. 35
En un modo de realización, dicha cartografía comprende parámetros de entrada que comprenden la temperatura en el dispositivo
de captación catalítica y el caudal de gas que atraviesa el dispositivo de captación catalítica.
Estos dos parámetros permiten tener en cuenta el fenómeno de desorción de los óxidos de nitrógeno con una precisión mejorada.
Ventajosamente, dichos parámetros de entrada de dicha 5 cartografía comprenden, además, informaciones representativas del envenenamiento con azufre y del envejecimiento del dispositivo catalítico.
Estos parámetros suplementarios permiten mejorar la precisión de la estimación de la cantidad instantánea de óxidos de 10 nitrógeno que se elimina de dicha fase catalítica por desorción.
En un modo de realización preferido, el sistema comprende un restador configurado para restar dicha cantidad instantánea de óxidos de nitrógeno que se elimina de dicha fase catalítica por desorción, de la cantidad instantánea estimada de óxidos de nitrógeno atrapada o captada 15 en dicha fase catalítica.
De acuerdo con otro aspecto de la invención, se propone igualmente un procedimiento de regeneración periódica de un dispositivo de captación catalítica de óxidos de nitrógeno, que comprende una fase catalítica y es atravesado por los gases que escapan 20 de un motor de combustión interna de un vehículo automóvil. Se estima la cantidad instantánea de óxidos de nitrógeno captada en dicha fase catalítica durante el funcionamiento del motor con mezcla pobre en carburante. Se utiliza una cartografía para determinar una cantidad instantánea de óxidos de nitrógeno que se elimina de dicha fase 25 catalítica, por desorción, durante el funcionamiento del motor con mezcla pobre en carburante, y es evacuada en el seno de los gases que escapan del vehículo.
Ventajosamente, dicha cartografía comprende parámetros de entrada que comprenden la temperatura en el dispositivo de fijación o 30 captación catalítica y el caudal de gas que atraviesa el dispositivo de captación catalítica.
Además, dichos parámetros de entrada de dicha cartografía comprenden informaciones representativas del envenenamiento con azufre y del envejecimiento del dispositivo catalítico. 35
En un modo de puesta en práctica, se resta dicha cantidad instantánea determinada de óxidos de azufre que se elimina de dicha
fase catalítica por desorción, de la cantidad instantánea estimada de óxidos de nitrógeno captada en dicha fase catalítica.
Otros propósitos, características y ventajas de la invención se pondrán de manifiesto por la lectura de la descripción que sigue de varios ejemplos en ningún modo limitativos, y realizada con referencia a 5 los dibujos que se acompañan, en los cuales:
- la Figura 1 es un esquema sinóptico de un sistema según un aspecto de la invención;
- la Figura 2 es una representación detallada del sistema de la Figura 1; y 10
- la Figura 3 representa las cantidades instantáneas de óxidos de nitrógeno calculada y máxima almacenadas en el dispositivo de captación catalítica.
En la Figura 1 se ha representado la arquitectura o estructura general de un sistema de regeneración periódica de un 15 dispositivo de fijación o captación catalítica 1 de óxidos de nitrógeno que comprende una fase catalítica y es atravesado por los gases de escape 2 de un motor 3 de combustión interna de un vehículo automóvil 4. El dispositivo catalítico se alimenta con gas de escape que comprende una riqueza escasa en carburante, propia del funcionamiento con mezcla 20 pobre en carburante. El vehículo 4 comprende una unidad de mando electrónica 5, conectada con el motor 3, así como con numerosos elementos del vehículo, no representados.
En particular, la unidad de mando electrónica 5 es capaz de gobernar el funcionamiento del motor...
Reivindicaciones:
1. Un sistema de regeneración periódica de un dispositivo de fijación o captación catalítica (1) de óxidos de nitrógeno, que 5 comprende una fase catalítica y es atravesado por los gases de escape (2) de un motor de combustión interna (3) de un vehículo automóvil (4), que comprende una unidad de mando electrónica (5) provista de medios de estimación (10) de la cantidad instantánea de óxidos de nitrógeno captada en dicha fase catalítica durante el funcionamiento del motor (3) 10 con mezcla pobre en carburante, caracterizado por que comprende, además, una cartografía (12) apta para determinar una cantidad instantánea de óxidos de nitrógeno eliminada de dicha fase catalítica, por desorción, durante el funcionamiento del motor (3) con mezcla pobre en carburante, y evacuada en el seno de los gases de escape del 15 vehículo.
2. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual dicha cartografía (12) comprende parámetros de entrada que comprenden la temperatura (Ttrampa) en el dispositivo de captación catalítica (1) y el caudal (Qgas) del gas que atraviesa el dispositivo de captación catalítica 20 (1).
3. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 2, en el cual dichos parámetros de entrada de dicha cartografía (12) comprenden, además, informaciones representativas del envenenamiento con azufre y del envejecimiento del dispositivo catalítico (1). 25
4. Un sistema de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende un restador (13) configurado para sustraer dicha cantidad instantánea de determinada de óxidos de nitrógeno que es eliminada de dicha fase catalítica por desorción, de la cantidad instantánea estimada de óxidos de nitrógeno 30 atrapada o captada en dicha fase catalítica.
5. Un procedimiento de regeneración periódica de un dispositivo de fijación o captación catalítica (1) de óxidos de nitrógeno que comprende una fase catalítica y es atravesado por los gases de escape (2) de un motor de combustión interna (3) de un vehículo 35 automóvil (4), en el cual se estima la cantidad instantánea de óxidos de nitrógeno atrapada o captada en dicha fase catalítica durante el
funcionamiento del motor (3) con mezcla pobre en carburante, caracterizado por que se utiliza una cartografía (12) para determinar una cantidad instantánea de óxidos de nitrógeno eliminada de dicha fase catalítica por desorción durante el funcionamiento del motor (3) con mezcla pobre en carburante, y evacuada en el seno del gas de escape del 5 vehículo (4).
6. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 5, en el cual dicha cartografía (12) comprende parámetros de entrada que comprenden la temperatura (Ttrampa) en el dispositivo de captación catalítica y el caudal (Qgas) de gas que atraviesa el dispositivo de 10 captación catalítica (1).
7. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 6, en el cual dichos parámetros de entrada de dicha cartografía comprenden, además, informaciones representativas del envenenamiento con azufre y del envejecimiento del dispositivo catalítico. 15
8. Un procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, en el cual se resta dicha cantidad instantánea determinada de óxidos de nitrógeno que es eliminada de dicha fase catalítica por desorción, de la cantidad instantánea estimada de óxidos de nitrógeno atrapados o captados en dicha fase catalítica. 20
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