Tecnología Automotriz: Catalizadores y Carburación para el Control de Emisiones

Catalizador

Sirve para el control y reducción de los gases nocivos expulsados por el motor.

Gases Expulsados por el Motor

Gases Nocivos:

• Hidrocarburos sin quemar
• Monóxido de carbono
• Óxidos de nitrógeno

Gases No Nocivos:

• Nitrógeno
• Vapor de agua
• Anhídrido carbónico

Composición del Catalizador

Consta de una malla cerámica de canales longitudinales revestidos con platino, paladio y rodio. Se sitúa antes del silenciador.

Los gases nocivos dependen del factor Lambda:

Lambda (λ): Masa de aire aportada / Masa de aire de relación estequiométrica

• Si λ < 1 pueden aparecer hidrocarburos sin quemar.
• Si λ > 1 se generan óxidos de nitrógeno.

Para que esto no suceda, el motor debería quemar con una relación estequiométrica ideal, que es aproximadamente 14,7 gramos de aire por cada 1 gramo de combustible.

Debido a la imposibilidad de mantener constante esta relación, se utilizan catalizadores que reducen las emisiones hasta en un 75%.

Funcionamiento del Catalizador en Ciclo Cerrado

La eficiencia del catalizador depende del buen funcionamiento de la Sonda Lambda (λ). Se produce la combustión en el cilindro y se generan gases. Estos gases están en contacto con la Sonda Lambda (λ), que detecta la cantidad de oxígeno residual emitiendo una señal alta o baja según el factor (λ). Esta señal es usada por el sistema de inyección para corregir el tiempo de inyección almacenado en la ECU. Así, (λ) siempre varía y se mantiene cerca de 1.

Tipos de Catalizadores

• Doble vía: Usado en motores diésel.
  • Oxidación de monóxido de carbono a dióxido de carbono.
  • Oxidación de hidrocarburos no quemados a dióxido de carbono y vapor de agua.
• Triple vía: Utilizado en motores de gasolina (nafteros).
  • Realiza las funciones mencionadas anteriormente.
  • Reducción de los óxidos de nitrógeno en nitrógeno y oxígeno.

Carburación

Existe una relación de mezcla aire/combustible para la cual la combustión es completa (Relación estequiométrica). Esta se altera debido a los cambios de régimen de funcionamiento. El carburador pulveriza el combustible para una mezcla más íntima con el aire y dosifica la mezcla para distintos regímenes.

Carburador Elemental

Cuando la válvula está totalmente cerrada, no permite el paso de aire. A medida que se va abriendo, el aire comienza a circular libremente. En el estrechamiento llamado difusor o Venturi, la corriente de aire experimenta un aumento de velocidad creando en esta zona una fuerte depresión que produce la aspiración del combustible del surtidor. El combustible se derrama, se pulveriza y posteriormente se evapora en la corriente de aire para generar una mezcla homogénea. Mientras mayor cantidad de aire, mayor depresión y mayor cantidad de combustible aspirado.

La cantidad de combustible depende de la cantidad de aire que atraviesa el difusor y, a su vez, depende del régimen de giro y la posición de la mariposa. El combustible llega a su interior a través de un orificio calibrado que regula el suministro en función de la cantidad de aire.