domingo, 23 de octubre de 2011

Recirculacion de gases de escape


Los gases de escape de los motores diesel producen entre otros los siguientes contaminantes:
  • Los hidrocarburos (HC).
  • El oxido de carbono(CO).
  • Las partículas por reacción química de oxidación.
  • El oxido de nitrógeno (Nox).

Los tres primeros son reducidos por el catalizador de oxidacion, pero no viendose afectado el oxido de nitrogeno; por lo que se utiliza el Sistema EGR (Exhaust gas recirculation) que reenvía una parte de los gases de escape al colector de admisión, con ello se consigue que descienda el contenido de oxigeno en el aire de admisión que provoca un descenso en la temperatura de combustión que reduce el oxido de nitrógeno (Nox).
  Un exceso de gases de escape en el colector de admisión, aumentaría la emisión de carbonilla.
  Cuando debe activarse el sistema EGR y cual es la cantidad de gases de escape que deben ser enviados al colector de admisión, es calculado por la ECU, teniendo en cuenta:
  • Régimen motor (RPM).
  • Caudal de combustible inyectado.
  • Caudal de aire aspirado. 
  • Temperatura del motor.
  • Presión atmosférica reinante.
  Normalmente el sistema EGR solamente esta activado a una carga parcial y temperatura normal del motor.
 
  Función   
La recirculación de gases de escape tiene dos funciones:
  • La primera es reducir los gases contaminados procedentes de la combustión o explosión de la mezcla y que mediante el escape salen al exterior. Estos gases de escape son ricos en monóxido de carbono, carburos de hidrógeno y óxidos de nitrógeno.
  • La segunda misión de la recirculación de gases es bajar las temperaturas de la combustión o explosión dentro de los cilindros. La adición de gases de escape a la mezcla de aire y combustible hace más fluida a esta por lo que se produce la combustión o explosión a temperaturas más bajas.

  Válvula EGR    
La válvula EGR, toma su nombre del inglés: Exhaust Gases Recirculation. 

LaválvulaEGRdosificaelcaudaldegasesdeescapereciclados.Elsistemaestáinstaladoenelcolectordegasesdeescapeoenelsectordeaspiraciónotambiénpuedeirubicadoenuntubotermoresistentequeconectaelcolectordeescapeconelcolectordeadmisión.
En la figura principal tenemos una válvula seccionada y en ella podemos distinguir las siguientes partes:
  • 1 Toma de vacío de admisión
  • 2 Membrana
  • 3 Varilla de mando
  • 4 Cámara sometida al vacío
  • 5 Válvula de paso
  • 6 Muelle
La base de la válvula es la más resistente, hecha de hierro fundido ya que tiene que soportar la temperatura de los gases de escape (sobrepasando los 1000ºC) y el deterioro por la acción de los componentes químicos de estos gases.
Estas altas temperaturas y componentes químicos que proceden del escape son los causantes de que la válvula pierda la funcionalidad, pudiendo quedar esta agarrotada, tanto en posición abierta como cerrada, por lo que los gases nocivos saldrían, en grandes proporciones al exterior y afectando a la funcionalidad del motor.

  Tipos de válvulas EGR 
La válvula EGR es la encargada de hacer recircular los gases de escape del colector de escape al colector de admisión, y se clasifican según su funcionamiento en:
  • Neumáticas
  • Eléctricas
Neumáticas: Las válvulas EGR neumáticas son accionadas por depresión o vació. Están constituidas por una membrana empujada por un muelle, que abre o cierra una válvula a través de una varilla hueca en cuyo extremo lleva un punzón. La varilla esta acoplada a la membrana, que se mueve abriendo la válvula cada vez que la depresión actúa sobre la membrana y vence la presión del muelle.

Para controlar la depresión que actúa sobre las válvula EGR necesitamos de otra válvula separada en este caso eléctrica que será controlada por la ECU.

Eléctricas:Lasválvulas EGReléctricassecaracterizanpornotenerqueutilizarunabombadevacíoparasufuncionamientoporloquetrabajandeformaautónoma.Estasválvulasactúandeunaformamuysimilaraldispositivo"variadordeavancedeinyección"queutilizanlas"bombaselectrónicas"quealimentanalosmotoresdeinyeccióndirectadiesel(TDi).ConstandeunsolenoidequeactúaalrecibirseñaleseléctricasdelaUCEcerrandooabriendounpasoporelquerecirculanlosgasesdeescape.

ElmayoromenorvolumendegasesarecircularvienedeterminadaporlaUCE,quetieneencuentaciertosparámetroscomo:lavelocidaddelcoche,lacargaylatemperaturadelmotor.

En este enlace os podéis hacer una idea de donde se encuentran los distintos elementos: Que tenemos de bajo del capo

  Diagnostico averías 
LacausamásfrecuentedelasaveríasenelsistemaEGRsonlasválvulasEGRadheridasocarbonizadas.Losgasesdeescaperecicladoscontienentambiénpartículasdehollínademásdeloscontaminantesgaseosossobretodoenlosautomóvilesdiesel.
El
aceiteenelairedeaspiraciónpuedecausarlascarbonizacionesolasadhesionescontralascualeslafuerzaejercidaporlaválvuladejarádefuncionarencualquiermomento; laválvulaEGRnopodráentoncesabrirseopermaneceráabierta. 
Lasconsecuencias:sacudidas,ralentíbruscoopotenciadeficiente.
Las
causasqueprovocanqueelairedeaspiraciónodecargaseamuyaceitosopuedenresidirenaveríasdentrodelsistemadepurgadelcárterdelcigüeñal,encojinetesdesgastados,tubosderetornoobstruidosenelturbocompresor,retenesdeválvulasoguíasdesgastados,usodeaceitesmotricesdemalacalidadonivelmuyelevadodeaceiteenelmotor.
El
sistemadeinyecciónpuedefallartambiéndebidoalapresenciadecantidadesinhabitualesdesedimentos.

Averías y sintomas: 

Las averías más frecuentes producto del funcionamiento defectuoso de la válvula EGR:


  • Ralentí inestable (debido a que, si se queda abierta cuando no debe ya sea por agarrotamiento o mal funcionamiento, el motor tendría una mezcla desequilibrada con el consiguiente “cabeceo” al ralentí, humo excesivo y pérdida de potencia con mayor consumo de combustible).
  • Arranque defectuoso del motor.
  • Demasiado humo en el sistema de escape.
  • Aceleración inestable.
  • Con el tiempo, se llegan a obstruir los colectores de admisión provocando una falta de entrada de aire limpio a la admisión con el resultado de pérdida de potencia y consumo excesivo.
  • Fallos de tirones en determinados regímenes del motor.

  Mantenimiento   
El mantenimiento consiste en su desmontaje para comprobación de su estado y proceder a la limpieza de la misma, el mantenimiento en si se debería realizar sobre los 20.000 kms. y se debería comprobar el manguito de conexión entre la válvula y el colector de admisión así como el cuerpo de la válvula.
 En algunas válvulas EGR se ve el vástago de la misma por lo qué podemos comprobar su funcionamiento acelerando y dejando el motor a ralentí, por lo que veremos actuar al vástago abriendo y cerrando la misma.  
El estado del manguito de conexión entre el colector de admisión y la válvula, anula la funcionalidad del sistema en caso de estar deteriorado, ya que cualquier toma de aire que tenga impide que el vacío actúe sobre el diafragma y a su vez sobre la apertura y cierre de la válvula.
Ver brico: limpieza válvula EGR 
 

Funcionamiento del sistema.   
Elsistemadeinyeccióndirectadieseltrabajaconaltastemperaturasdelacombustiónygrandescontenidosdeoxígeno,quepromuevenlaproduccióndeóxidosnítricos(NOx).Losóxidosnítricosgeneradosnosepuedenreducirconelcatalizadordeoxidación,envirtuddelocualyaselostienequelimitardesdeelmomentodesugeneración,abasedeaplicarunarecirculacióndegasesdeescape(EGR).
Introduciendo
unadeterminadacantidaddegasesdeescapeenlamezcladecombustibleyairesereducelatemperaturadelacombustión,bajandoasíelcontenidodeoxígenoenlacámarayreduciéndoselasemisionesdeNOx.
Agregando
gasesdeescape,deformaregulada,sepuedeinfluirasísobreelcomportamientodelasemisionesdeescapeenfuncióndelascondicionesdecarga.Sinembargo,elascensodelaconcentracióndehidrocarburos(HC),monóxidodecarbono(CO)ypartículassólidasmarcaloslímitesparalacantidaddegasesdeescaperecirculables.


La unidad de control para sistema de inyección directa diesel (EDC 15V) comprueba el funcionamiento de la recirculación de los gases de escape, con ayuda del medidor de la masa de aire. El paso de la masa de aire se vigila al momento de un ciclo de recirculación de gases de escape y se compara con los valores teóricos en la unidad de control, en consideración de la señal procedente del transmisor de altitud.
El principio básico del control de funcionamiento está basado en la particularidad, de que, durante un ciclo de recirculación de gases de escape, el flujo de la masa de aire (aire atmosférico) debe ser inferior al flujo que existe al estar desactivada la recirculación de gases de escape.
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ver también: 

Gestión motor:




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