Trabajo Anticontaminación
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2015
Adrián Carreira Lorenzo
Motores térmicos y sus Sistemas Auxiliares
25/05/2015
Sistemas Anticontaminantes
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Adrián Carreira Lorenzo MOR 1ºAUTO
- Índice.
o Gases de escape. Pág. 3
o Normativa europea sobre la emisión de gases contaminantes. Pág. 5
o Sistemas anticontaminantes. Pág. 6
o Diagnosis de los gases de escape. Pág. 20
o Control de los sistemas anticontaminantes. Pág. 21
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1. Gases de escape
Los vehículos para moverse necesitan una cantidad de energía mecánica. Esta energía se obtiene a partir de la energía química extraída al quemar un combustible en el interior de la cámara de combustión. Los residuos que se generan en este proceso se expulsan por el tubo de escape.
Los focos de contaminación en el vehículo son:
- Residuos de la combustión expulsados por el tubo de escape
- Vapores producidos en el motor
- Productos de la ventilación del deposito
1.1 Gases de escape en motores de gasolina y diesel
Cuando la mezcla es perfecta de combustible y aire, los gases emitidos por el escape serían inocuos para las personas y medio ambiente.
Los gases nocivos de los motores gasolina son de 1,1% y en los diesel 0,2%
- Gasolina
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- Diesel
1.2 Descripción de los gases
En la imagen anterior se han diferenciado los componentes que integran los gases de escape, estos se pueden clasificar en gases contaminantes y no contaminantes
1.2.1 Gases no contaminantes
- Nitrógeno: Es el principal componente del aire (78%) y no interviene en la combustión y vuelve a salir por el escape en el mismo estado.
- Oxígeno: Representa el 21% del aire respirable y es imprescindible para que pueda producirse la combustión.
- Vapor de agua: Es la humedad del aire aspirado por la admisión.
- Dióxido de carbono: Es un gas no tóxico, pero es uno de los causantes del efecto invernadero. Este gas aparece cuando se produce la combustión de carburantes que contienen carbono en presencia de un exceso de oxígeno.
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1.2.2 Gases contaminantes
- Monóxido de carbono: Es un gas incoloro, inodoro e insípido resultante de una combustión incompleta por falta de oxígeno (mezcla rica)
- Hidrocarburos: Son compuestos químicos derivados del petróleo que contienen carbono e hidrogeno y que se forman debido a un fallo total o parcial de la combustión
- Óxido de nitrógeno: El oxígeno y el nitrógeno reaccionan entre si cuando la temperatura supera los 1500ºc.
- Partículas de hollín: Son componentes sólidos de carbono de color oscuro y de dimensiones microscópicas. Son dañinas para la salud.
- Dióxido de azufre: Es un gas incoloro derivado de azufre presente en el crudo, al reducir el contenido de azufre en el gasoil, también se disminuye la emisión de este gas a la atmósfera.
2. Normativa europea sobre emisión de gases contaminantes
El EOBD es una norma aplicada en todos los países de la UE desde enero desde 2000 para vehículos con motores gasolina, y en 2003 para los diesel.
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Los vehículos con EOBD se caracterizan por tener un testigo luminoso denominado testigo EOBD o testigo MIL, cuya función es alertar al conductor de un fallo que provoca un exceso de emisión de contaminantes.
También este sistema incorpora un conector de diagnosis EOBD
3. Sistema anticontaminante
Las normas anticontaminantes cada vez son más estrictas, por lo tanto los fabricantes tienes que desarrollar sistemas más respetuosos con en el medio ambiente y aptos para cumplir las exigencias legales.
3.1 Recirculación de gases (EGR)
Este sistema se encarga de introducir en el conducto de admisión parte de los gases quemados de escape para reducir la temperatura de combustión y la cantidad de oxígeno, disminuyendo la formación de óxidos de nitrógeno.
Para reducir la temperatura y aumentar la masa, los gases de escape son refrigerados con un intercambiador de calor conectado al circuito refrigerante del motor
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3.1.1 Componentes del sistema EGR
- Válvula EGR controlada por vacio: Esta válvula regula el paso de gases del escape a la admisión mediante un vástago unido a una membrana encapsulada a la que le llega vacio de la electroválvula.
- Válvula EGR controlada eléctricamente: Es la válvula más utilizada en la actualidad, por tener mayor precisión de movimiento para la regulación de gases. Es regulada por un potenciómetro que informa a la unidad de control.
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Electroválvula de vacío: Es controlada por una unidad de mando mediante impulsos negativos que varían la duración de puesta a masa.
3.2 Inyección de aire secundario
Cuando el motor se pone en marcha, durante la fase de calentamiento, los hidrocarburos y monóxido de carbono es más elevado de lo normal y debe ser reducida para impedir la contaminación.
Para solucionar este problema el sistema de inyección introduce el aire en el colector de escape para que se produzca una postcombustión entre el oxígeno suministrado y los hidrocarburos y el monóxido de carbono. Por esto se consigue aumentar la temperatura del catalizador más rápido.
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3.3 Sonda lambda
La sonda lambda, es un sensor que está situado en el conducto de escape, inmediatamente antes del catalizador, de forma que puede medir la concentración de oxígeno en los gases de escape antes de que sufran alguna alteración. La medida del oxígeno es representativa del grado de riqueza de la mezcla, magnitud que la sonda transforma en un valor de tensión y que comunica a la unidad de control del motor.
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3.3.1 Sonda lambda de dióxido de circonio
La sonda de oxígeno de Zirconio es la más utilizada, el elemento activo es una cerámica de óxido de zirconio recubierto interna y externamente por capas de platino que hacen de electrodos.
El electrodo interno está en contacto con el oxígeno atmosférico exento de gases de escape y el electrodo externo está en contacto con los gases de escape. A temperaturas inferiores a 300 ºC el sensor se comporta como un circuito abierto (resistencia infinita). A temperaturas mayores de 300 ºC la cerámica se transforma en una pila cuya tensión depende de la diferencia de concentración
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