Emisiones de Motores de Combustión Interna: Formación, Control y Tecnologías EGR
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Emisiones de Motores de Combustión Interna
CO (Monóxido de Carbono): Se forma por una combustión incompleta debido a la falta de oxígeno, es decir, en una mezcla rica.
NOx (Óxidos de Nitrógeno): Se forman a elevadas temperaturas, entre 1500 y 2000°C, y con exceso de oxígeno.
HC (Hidrocarburos): Se deben a una combustión incompleta o fallida por falta de oxígeno, tiempo insuficiente para las reacciones químicas o extinción de la llama.
SO2 (Dióxido de Azufre): Proviene del azufre presente en el crudo de origen del combustible.
Volatilidad y Poder Calorífico
Volatilidad: Es la medida de la tendencia de una sustancia a pasar a fase de vapor.
Poder Calorífico de la Gasolina: Es el número de calorías que es capaz de suministrar un kilogramo de combustible. La energía del combustible en la gasolina corresponde a aproximadamente 10400 kcal/kg.
Relación Lambda (λ)
La relación Lambda (λ) es la relación entre la cantidad de aire necesaria para producir una combustión completa.
- Mezcla Pobre: λ > 1 (aproximadamente 100mV)
- Mezcla Rica: λ < 1 (aproximadamente 900mV)
- Mezcla Estequiométrica: λ = 1 (aproximadamente 450mV)
Banda Ancha
La banda ancha permite medir el valor Lambda en una gama más amplia. Puede manejar niveles de gases por encima y por debajo del nivel óptimo, reduciendo tanto las emisiones de escape como el consumo de combustible. Son útiles en motores con mezclas muy pobres.
Válvula EGR: Activación y Desactivación
La válvula EGR se encuentra ubicada entre el colector de admisión y el de escape, actuando como un comunicador. Permite que parte de los gases de escape vuelvan a la cámara de combustión a través del colector de admisión para que se vuelvan a quemar. Este proceso genera un descenso de la temperatura de combustión, lo que incide directamente en la disminución del óxido de nitrógeno (NOx) emitido.
La válvula se abre más o menos, en función de lo preestablecido en la unidad de control del motor por medio de parámetros basados en la temperatura del motor, la carga del acelerador y el régimen. Por norma general, la válvula EGR se abre con baja carga de acelerador, a bajo régimen y con el motor en caliente. No suele actuar en frío o cuando el motor requiere más potencia, puesto que su propio funcionamiento produce una ligera pérdida de la misma.
Diferencias entre EGR Neumática y Eléctrica
EGR Neumática
La EGR neumática utiliza un muelle encargado de empujar una membrana que abre o cierra la válvula a través de una varilla con un punzón en su extremo cuando recibe la presión suficiente por parte de una electroválvula. Esta electroválvula, controlada por la unidad electrónica del motor, acciona el sistema por depresión o vacío. En automóviles de gasolina, este vacío es generado por el colector de admisión, mientras que en vehículos diésel se utilizan bombas de vacío.
EGR Eléctrica
La EGR eléctrica ofrece un mejor control y mayor actuación contra los gases de combustión emitidos. No funciona con bombas de vacío como en el caso anterior, sino con sistemas similares a los de las bombas electrónicas de los motores de inyección directa diésel (TDI), que trabajan de forma autónoma. Tienen una bobina de motor que recibe la corriente por la unidad de control del motor, abriendo o cerrando el paso a los gases que deben recircular. La válvula incorpora sensores y potenciómetros para verificar que el movimiento transcurre tal como dictan los parámetros: velocidad, carga, temperatura.