Sistemas para Controlar Las Emisiones en El Automóvil 4
Sistemas para Controlar Las Emisiones en El Automóvil 4
Sistemas para Controlar Las Emisiones en El Automóvil 4
Es un dispositivo que se instala en la salida del colector de escape, ya que en este punto
es donde los gases salen a mayor temperatura; esta temperatura es aprovechada por el
catalizador para elevar su temperatura y que este dispositivo logre un óptimo
rendimiento, que se alcanza entre los 400 y 700 grados centígrados.
Un catalizador es una sustancia que produce una reacción química sin que ésta sufra
algún tipo de cambio en forma o masa.
Por ejemplo, cuando el HC, CO y NOx son calentados en oxígeno a 500 º C (932 ºF), no hay
prácticamente ninguna reacción química entre estos gases. Sin embargo, cuando ellos
pasan por un catalizador, ocurre una reacción química y estos gases son convertidos en
compuestos inofensivos de CO2, H2O y N2.
Si se utiliza gasolina con plomo, la superficie del catalizador se revestirá con plomo y
perderá su efectividad. Por esta razón, los vehículos equipados con convertidores
catalíticos siempre deben usar gasolina sin plomo.
Sensor de Oxígeno
El sistema EGR se usa para reducir la cantidad de NOx en el escape. La producción de NOx
aumenta a medida que la temperatura dentro de la cámara de combustión aumenta
debido a la aceleración o cargas pesadas en el motor, ya que las altas temperaturas
propician la combinación del oxígeno y nitrógeno en el aire.
Por lo tanto, la mejor manera de disminuir la producción de NOx es manteniendo baja la
temperatura en la cámara de combustión.
Los gases de escape consisten principalmente en dióxido de carbono (CO2) y vapor de
agua (H2O), que son gases que no reaccionan con el oxígeno; el sistema EGR los recircula a
través del múltiple de admisión para reducir la temperatura a la que ocurre la combustión.
Cuando la mezcla aire-combustible y los gases de escape se mezclan, la proporción de
combustible en la mezcla aire-combustible disminuye (la mezcla se vuelve pobre) y
además parte del calor producido por la combustión de ésta mezcla es desalojado por los
gases de escape. La máxima temperatura obtenida en la cámara de combustión, por lo
tanto, cae, reduciendo la cantidad de NOx producido.
Sistema AdBlue
La norma Euro 6 ha puesto a los motores diésel en su sitio. Los fabricantes han confiado
en un sistema que aumenta la reacción catalítica de las partículas de NOx mediante la
incorporación de un ingrediente en el combustible diésel. Este ingrediente, que consiste
en urea diluida en agua, se conoce comercialmente como AdBlue.
Averías en el sistema de control de emisiones de gases de escape: causas y medidas a
tomar
El mal funcionamiento y los fallos del sistema de control de emisiones pueden ser, y a
menudo son, causados por la válvula EGR. El uso del vehículo, por ejemplo, en el tráfico
urbano, puede provocar una acumulación de hollín o partículas de hollín. La acumulación
de hollín por sí sola, sin que la válvula EGR pueda regenerarse como es debido, puede
conducir a un problema de este tipo que requiera la sustitución del sistema de
evaporación de los gases de escape.
Esto sólo ocurre en algunos de los casos más graves. Normalmente el coche nos avisa
varias veces, tenemos que arrancar el coche, se enciende solo y a los pocos segundos se
apaga la luz de aviso.
Sin embargo, si la luz de advertencia no se enciende en el tiempo prescrito, es necesario
acudir a un taller para su reacondicionamiento, si es necesario, o, en el caso de una avería
grave, para una reparación adecuada. Estos problemas pueden afectar al sistema de
escape.
Qué contamina más la gasolina o el diésel
Los productos fundamentales de la combustión son vapor de agua (H2O), nitrógeno (N2)
y dióxido de carbono (CO2):
Nitrógeno (N2), que no causa problemas ya que no interviene en el proceso de
combustión y es absorbido por el motor.
Vapor de agua (H2O), que se observa como humo blanco o un pequeño reguero de agua
en el tubo de escape, que es un gas de efecto invernadero aunque su presencia es menos
dañina que la del dióxido de carbono.
Dióxido de carbono (CO2), que es el más dañino para el medioambiente, por ser un gas
de efecto invernadero de difícil eliminación de la atmósfera y que viene sufriendo
aumentos constantes desde la revolución industrial.
Es cierto que los gases de escape de un propulsor gasolina contienen un 14% de CO2,
mientras que un motor diésel contiene solo un 12%, además de un consumo por
kilómetro inferior, lo que nos permite afirmar que los motores gasolina son más
contaminantes que los diésel en lo que a CO2 se refiere.
Además de la emisión de CO2, los otros contaminantes emitidos por la combustión son
los NOx, monóxido de carbono, partículas de hollín y restos de hidrocarburo no
quemados, entre otros menores.
Hasta 2008, no había límites obligatorios de emisión de CO2, y fue entonces cuando la UE
legisló de manera que para el año 2020 la media de emisiones de CO2 por vehículo debía
posicionarse en un máximo de 95 g/km, con importantes penalizaciones para los
fabricantes que no cumplieran.
Por otro lado, la única forma de reducir las emisiones de dióxido de carbono es la
disminución de consumos, por lo que los fabricantes se han visto abocados a importantes
avances en aerodinámica, reducciones de peso, sistemas “stop&start”, y otros, además de
la apuesta por motores de gasolina con combustión estratificada.
Son el producto de la combustión de los motores más tóxicos y se forman por el exceso
de oxígeno en una combustión pobre por combinación del nitrógeno a altas presiones y
temperaturas.
Estos compuestos son típicos de los motores diésel y de los nuevos propulsores gasolina
con tecnología FSI (que usan una mezcla estratificada).
Los NOx están relacionados con una alta probabilidad de cáncer además de colaborar en
la destrucción de la capa de ozono. También son en parte responsables de las nieblas
contaminantes de las grandes ciudades.
Para reducir estos gases contaminantes la UE ha puesto límites:
En los propulsores diésel, pasando de 0,25 g/km en la norma Euro IV hasta los 0,08 g/km
en la Euro VI
En los motores gasolina, pasando de 0,08 g/km hasta los 0,06 g/km en las mismas
normas.
Emisiones partículas
0,00033 g/km 0,00011 g/km
sólidas
Métodos Y Materiales
Lugar
Vehículo
Combustible
El combustible por utilizar serán los distribuidos a nivel nacional, como es la gasolina
extra, la gasolina súper y el eco-país. En noviembre de 2011 llegaron al ecuador las
primeras importaciones de gasolina con 95 octanos, según Petroecuador. En las refinerías
del país esta nueva gasolina fue mezclada y procesada con la que se tenía anteriormente.
Por ello, el índice de octanaje mejoro en las gasolinas extra (de 81 a 87 octanos) y súper
(de 90 a 92 octanos).
Equipo
Las normativas 2-203 y 2204 establecen referencias para el control de la emisión de gases.
Esta norma establece el método de ensayo para determinar la concentración de las
emisiones provenientes del sistema de escape de vehículos equipados con motor de
encendido por chispa, en condiciones de marcha mínima o "ralenti".
La norma se aplica a los vehículos automotores cuyo combustible es gasolina. Por otro
lado, lo fundamental de estas normativas es que permiten regular y controlar a un nivel
óptimo la contaminación emitidas por los vehículos.
Resultados Y Discusión
En primera instancia se calibra los equipos a por lo que se las muestras fueron utilizadas
en tubos de ensayo para las respectivas pruebas.
Figura 5. Materiales a utilizar
Figura 6. Vehículo
Utilizando una bomba de combustible externa cuya presión nominal está en las 30lb, se
estandariza la presión de combustible de trabajo en todas las muestras para tener datos
comparativos a tabular. Finalmente, con el analizador de gases, se verificó los datos
obtenidos después de cada prueba según la normativa.
Las pruebas realizadas se las hicieron con los 3 combustibles teniendo como resultado
final puntos máximos de emisiones de gases contaminantes según norma, cuyos valores
en CO, no deben pasar los 0,60 en % de CO, pero como se ve en la gráfica existe un pico al
momento de acelerar, teniendo una mezcla ligeramente rica, lo que eleva el valor de Co
hasta
1,72 y luego es establece en 0,56, con gasolina extra respectivamente y exista una
disminución con los 2 combustibles a estudiar.
Siempre que se hagan medición de gases recomendamos que se hagan al ralentí y a 2000
rpm.
Si hay una descarbonización por medio, antes y después de la misma, sin presencia en el
sistema de HHO.
Los "expertos" suelen recomendarlo hacerlo al ralentí, pero creo que mínimo se deberían
hacer 2 ó 3 muestras (ralenti, 2000 rpm y 3000rpm), de esa manera vemos si con ciertas
revoluciones los problemas se mantienen o desaparecen. Además con revoluciones los
gases salen con más fuerza y ayuda a hacer mediciones más precisas.
• OXIGENO: O
• Monoxido de carbono: CO
• Dióxido de carbono: Co2 Oxido de Nitrógeno: Nox
• Hidrocarburos no quemados: HCx
• Temperatura de la combustión
• Homogeneidad de la mezcla
• Presión
• Turbulencia
• Forma de la cámara de combustión
• Tiempo de distribución de válvulas
Contaminantes gasolina: no suele dar negro de humo, pero tiene mas alta
proporción de gases contaminantes y semi-quemados ( CO,NOX,HC).
Podemos entonces escribir lo siguiente:
Este proceso de una combustión completa y a fondo muy pocas veces se lleva a cabo y
entonces surge el CO ( monóxido de carbono ) y consiguientemente aparece O2 ( Oxigeno)
y HC ( Hidrocarburos) , tengamos en cuenta que la aparición de los mismos es porque al
no completarse la combustión "siempre queda algo sin quemar."
• CO < 2 %
• O2 < 2%
El nitrógeno normalmente asi como entra en el motor , sale del mismo y en la medida que
el motor no este bajo una carga importante no forma Oxidos de Nitrogeno.
Gasolina: Mayor contaminante el CO, seguido por HC y luego NOx. Menos de 1% es 02.
Diesel: Contamina menos, se delata más por el material particulado y para bajarlo está el
filtro de partículas DPF, el mayor contaminante es el NOx, MP y Azufre.
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MONOXIDO DE CARBONO
DIOXIDO DE CARBONO
• Un valor de CO2 alto en vehículo con inyección electrónica (gasolina) con mezcla
estequiométrica (valor más alto) alrededor de 14%, en carburador y platino,
mucho más bajo 8 – 12%.
HC (hidrocarburos no quemados)
OXIGENO
Los oxidos de Nitrógeno surgen de la combinación entre sí del oxígeno y el nitrógeno del
aire y se forman a altas temperaturas y bajo presión. Este fenómeno se da cuando el
motor está bajo carga, y para su reducción se incorporó el sistema EGR (recirculación de
gases de escape). Cuando la temperatura en el motor sube, se abre la EGR para incorporar
al aire de la admisión gases, se empobrece la mezcla, se pierde potencia, pero baja la
temperatura del motor y por consiguiente el NOx
El sistema EGR disminuye las emisiones de óxidos de nitrógenos, por una baja significativa
en la temperatura de la cámara de combustión, como consecuencia del ingreso del gas de
escape a la misma.
El nitrógeno normalmente así como entra en el motor, sale del mismo y en la medida que
el motor no esté bajo una carga importante no forma Oxidos de Nitrogeno.
NOx à se forman por temperatura (sobre 1200°C), tiene que haber carga para que sea
plausible (creíble).
Causas de formación:
ignición avanzado
Relativamente pobres
Fugas de vacio
RELACIÓN LAMBDA
Se define a la relación Lambda como la relación aire combustible que es de 14,7 gr de aire
por 1 gr de gasolina.
Si el motor está funcionando con una mezcla un poco rica, ex 13,8-1, la relación lambda
sería = 13,8/14,7 = 0,9.
• Una relación lambda menos de 1, significa que la mezcla aire combustible se está
produciendo en una condición de riqueza.
• Relación lambda mayor que 1, significa que la mezcla se está dando en condición
de pobreza.
• Lambda = 1 , significa que la proporción es exacta, perfecta, lo que no implica que
el motor después queme bien esos productos. Esto es importante porque nos
indica problemas en el motor, como una mala puesta a punto de la distribución, un
encendido defectuoso, combustiones desparejas por inyectores sucios, etc.
Monóxido de carbono fuera de lo normal
Los gases automotriz son una parte importante del mantenimiento de un vehículo. Su
análisis es fundamental para asegurar el correcto funcionamiento del motor. Para realizar
un análisis exhaustivo de los gases de escape, se necesitan herramientas de alta calidad.
Estas herramientas permiten determinar el nivel de contaminación, el rendimiento del
motor y otros parámetros clave.
Analizadores de gases de escape son la herramienta principal para analizar los gases de
escape de un vehículo. Estas herramientas miden el nivel de emisiones, como los
hidrocarburos, el dióxido de carbono, el monóxido de carbono y otros gases tóxicos. Estas
herramientas son esenciales para detectar problemas con el motor y determinar el nivel
de emisiones.
Calibradores de motor son una herramienta importante para ajustar el motor para
obtener el mejor rendimiento. Estas herramientas permiten a los mecánicos ajustar los
parámetros clave del motor, como el avance de encendido, el nivel de combustible, la
presión de aceite y otros parámetros. Estas herramientas permiten optimizar el
rendimiento del motor para obtener un mejor consumo de combustible y menores
emisiones.
Medidores de presión de combustible son una herramienta indispensable para
determinar el nivel de combustible en el motor. Estas herramientas miden la presión de
combustible en el sistema de inyección y permiten detectar problemas con el sistema de
combustible. Estas herramientas permiten ajustar el sistema para obtener el mejor
rendimiento del motor.
Medidores de presión de aceite son una herramienta importante para determinar el nivel
de aceite en el motor. Estas herramientas permiten detectar fugas de aceite y problemas
con el sistema de lubricación. Estas herramientas también permiten ajustar el nivel de
aceite para obtener el mejor rendimiento del motor.
Las herramientas de análisis de gases automotriz son una parte esencial del
mantenimiento de un vehículo. Estas herramientas permiten determinar el nivel de
emisiones, el rendimiento del motor y otros parámetros clave. Los mecánicos pueden usar
estas herramientas para asegurar que el vehículo esté funcionando correctamente y
obteniendo el mejor rendimiento.