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Familiarizacin Sistema EGR
Cummins
http://www.cummins.com/index.cfm -
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Familiarizacin Sistema EGR
La teora de recirculacindel gas de escape y de laoperacin del sistemaconforme se relaciona conlos productos automotrices
Repaso de la combustindiesel bsica.
Los componentes del
sistema de recirculacin delgas de escape y suoperacin.
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Introduccin
Diseos Nuevos: Mejoras en Motor Base
Sistemas de Aire,Combustible y ControlOptimizados
EGR
Qu significa EGR?
Arranque en Fro
Torque de Accionamientodel Embrague
Respuesta Transitoria
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Introduccin
Combustin Bsica
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Combustin Bsica
El sistema de recirculacin del gas deescape toma una porcin del gas deescape y la regresa a la cmara decombustin.
La combustin ocurre cuando esinyectado combustible en un cilindroque contiene aire bajo altas presin ytemperatura.
El combustible rpidamente quemado
libera una gran cantidad de energatrmica. La liberacin de energatrmica incrementa drsticamente lapresin en el cilindro. Esta presinincrementada impulsa hacia abajo alpistn.
http://e/Sistema%20EGR/diesel.swf -
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Requerimientos para que ocurra lacombustin:
aire, calor, y combustible
Aire es una combinacin de aprox.: 21% de oxgeno; 75% de nitrgeno; y 4% de diversos gases
Combustin Bsica
De estos gases, el oxgeno es el nicoque soporta la combustin.
Nitrgeno y otros gases tienen un impactoen las emisiones de escape.
A ms O2, mayor eficiencia en lacombustin
1 lb de comb. 20 lb de aire
Elementos de la Combustin
O2
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Densidad del Aire
Medicin de molculas de oxgenodentro de un volumen fijo de aire.
El aire en altitudes elevadas es menos denso que el aire anivel del mar, pero la relacin de oxgeno a nitrgeno
permanece igual
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La densidad del aire tambin es afectada por la temperatura delaire ambiente y la humedad.
Densidad del Aire
La humedad, deja menos espacio para las molculas de oxgenoen un volumen fijo de aire
el aire hmedo y c al iente no crea buena ef ic ienc ia de
combust in
el aire fro y seco es excelente p ara combu stin
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Calor y Combustible
El calor es producido durante lacarrera de compresin
El combustible est compuestocasi enteramente decombinaciones de hidrgeno ycarbono. Los combustiblesdifieren en su relacin dehidrgeno a carbono(hidrocarburos)
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Resumen
Introducirse la cantidadapropiada de aire en lacmara
El pistn en su carrera
hacia arriba comprimeel aire En el momento
apropiado es inyectadocombustible dentro delcilindro
la compresin continahasta la ignicin combustin creandoenerga trmica energa mecnica
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Subproductos de la Combustin
Los hidrocarburos reaccionan con eloxgeno en el aire durante lacombustin
agua y gas de dixido de carbono.
Dos amplias categoras desubstancias indeseables.
combinaciones de oxgeno y nitrgeno;(NO2, NO. conocidos como xidos denitrgeno o gases NOx)
El combustible sin quemar oparcialmente quemado resulta en otro
grupo. El combustible sin quemar eshidrocarburo en naturaleza: materia departculas o hidrocarburos. HCs.
Los gases de NOx en la presencia deluz solar se combinan conHidrocarburos para formar ozono(O3). El ozono es el componentemayor del smog.
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Regulacin
En EEUU las emisiones son reguladas por
la EPA, para limitar los contaminantes en la
atmsfera.
El nivel permisible de NOx ms HCs se
redujo grandemente para los motoresautomotrices de Rango Medio y Servicio
Pesado a fines del 2002.
Para reducir la cantidad de contaminantesperjudiciales en el escape, el proceso decombustin debe controlarse. Debe ajustarseel periodo de retardo de encendido.
Una de las formas de hacerlo, es atrasando oadelantando la sincronizacin de inyeccin.
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Sincronizacin de Inyeccin Atrasada
Combustible es inyectado dentrodel cilindro ms tarde en la carrerade compresin
Menos tiempo al combustible paramezclarse con el aire, antes de laignicin.
Temperatura real de combustinms baja
Menor formacin de gases de NOx.
Eficiencia de combustinligeramente reducida.
atrasar demasiado la sinc ronizacin puede con du cir
a em isio nes ms altas de hid roc arbu ros y a
desempeo inacep tabl e del motor.
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Sincronizacin de Inyeccin Adelantada
Combustible es inyectado dentrodel cilindro ms pronto durante lacarrera de compresin
Ms largo ser el periodo deretardo de encendido.
Temperaturas de combustin msaltas
Menos combustible sin quemar emisiones reducidas de HCs.
adelantar demasiado la sinc ron izacin prom ueve la
creacin d e un n ivel inaceptable de gases de NOx.
As que hay una relacin muy estrecha entre la temperatura de
com bus t in y la cant idad y t ipo de emisiones que resul tan.
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Sistema EGR
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Sistema EGR
Para reducir incluso ms el nivel de las emisiones de escape, el controlelectrnico de la inyeccin y el enfriamiento del aire de admisin solos ya noson adecuados
El prximo paso viable para reducir temperaturas pico de combustin, es
enfriar algo del gas de escape, mezclarlo con aire de admisin fresco y moveresta mezcla dentro de la cmara de combustin
La mezcla de gas de escape recirculado (inerte) y aire de admisin fresco esllamado el aire de carga
Esto reduce la formacin de NOx mientras se minimiza el uso de lasincronizacin atrasada
El oxgeno est en una concentracin ms baja en el aire de carga debido a laadicin del escape recirculado, sin embargo debe estar disponible la mismacantidad de oxgeno para el proceso de combustin.
Para mantenerla, debe incrementarse el volumen total de gas que entra a lacmara de combustin.
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Sistema EGR
Componentes Bsicos
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Componentes Bsicos
Turbocargador de Geometra Variable
Vlvula de Recirculacin del Gas de Escape (Vlvula EGR)
Enfriador de Recirculacin del Gas de Escape (Enfriador EGR)
Tubo de Conexin EGR
Dispositivo Mezclador de Admisin Conexin en Fuelle al Enfriador EGR
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Flujo del Sistema
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Turbocargador de Geometra Variable(VGT)
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Turbocargador VG
Acumula sobrepresin msrpidamente para mejorar larespuesta transitoria.
Incrementa la contrapresin delmltiple de escape.
El VGT tambin puede usarsepara proporcionar frenado deescape.
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Componentes del VGT
Compresor y carcasa
Turbina y carcasa
Actuador VG (neumtico o
elctrico)
Anillo de la Boquilla Deslizante
Placa de Recubrimiento
Mecanismo de Yugo
Sensor de Velocidad del Turbo
Sensor de Temperatura de
Entrada del Compresor del
Turbo
Sensor de Posicin del VGT
(solamente VGTs accionados
elctricamente)
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Operacin del VGT
Actuador Neumtico VG Vlvu la de Cierr e de
Contro l d e TC. Accionada
por el ECM, se energizaen ON
Vlvu la de Con tro l de
TC. Modula la presin deaire mediante un impulso
con seal modulada
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Operacin del VGT
Boquilla deslizante
Se ajusta para variar el rea de
salida en espiral de la turbina Es ajustada por el actuador del
VG
Posic in Inf in i tamente Var iable
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Operacin del VGT
Boquilla Totalmente Cerrada
Mn imarea de Salida de Espiral
MximaPresin del Mltiple de Escape
MximaVelocidad del Eje
MximaSobrepresin del Turbo
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Operacin del VGT
Boquilla Totalmente Abierta
Mximarea de Salida de Espiral
Mn imaPresin del Mltiple de Escape
MnimaVelocidad del Eje
Mn imaSobrepresin del Turbo
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Vlvula EGR
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Componentes de la Vlvula EGR
Entrada del gas de escape Motor elctrico
Sensor de posicin
Protector trmico
Puertos de Refrigerante Salida del gas de escape
Cubierta del Actuador
Vlvula de Elevacin
La vlvula EGR junto con el turbocargador VG regula la cantidad degas de escape a la que se le permite recircular al sistema de admisin
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Enfriador EGR
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Enfriador EGR
Reduce la temperatura del gas de escapeque recircula hacia el sistema de admisinde aire
Enfriando el gas de escape recirculado sereducir la temperatura total del aire decarga
Construido de tubos de acero inoxidablede pared delgada Pequeos generadores de turbulencia
dentro del lado del gas de escape delenfriador crean turbulencia
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Flujo de Enfriador EGR
Si el gas en el enfriador
EGR estuviera muy
fro, esto conducira:
formacin de cido acumulacin de agua
ensuciamiento por
hidrocarburos de las
superficies de
transferencia decalor dentro del
enfriador.
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Mezclador EGR
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Mezclador EGR
Dispositivo para mezclar el aire limpio conel EGR
Asegura que la mezcla de carga seacosistente
El mezclador est i lo ventur i, crea unacada de presin en la garganta venturi.
Aspira ms gas de escape, para obtener elgasto necesario de EGR.
El mezclador est i lo estr iadomezcla elgas de escape recirculado y el aire frescocon una mnima cantidad de cada depresin.
El venturi causa una pequea prdida deeficiencia. Un mezclador estriado no tendrla pequea prdida de eficiencia
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Flujo EGR
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Flujo de EGR
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Sensores Nuevos
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Nuevos Sensores
Sensor de Presin Diferencial EGR El sensor de presin diferencial EGR monitorea la cada de presin a travs de un
orificio de flujo colocado despus del enfriador EGR en el tubo de transferencia frontalEGR. Esta cada de presin junto con la temperatura del orificio EGR, presin delmltiple de admisin, y otros parmetros del motor permiten que el ECM calcule lacantidad de EGR fluyendo dentro del motor.
Sensor de Presin de Escape Ayuda a determinar el flujo EGR total del sistema de manejo de aire as como tambin
para ayudar a proteger a la vlvula EGR de sobrepresurizacin la cual podra conducira hardware daado o a fallas falsas. Este sensor recibe su seal de presin de juntoal puerto de escape #1 en el mltiple de escape. Se usa un tubo detector de presinpara transmitir la seal de presin al sensor de presin de escape. El sensor est
fijado a la carcasa del termostato para ayudar a mantener fro el sensor de las altastemperaturas de escape.
Sensor de Temperatura de Salida del Enfriador EGR Este motor usa un sensor de temperatura del gas de escape recirculado para estimar
exactamente la cantidad de gas EGR que entra al motor. Este sensor se usa tambinpara ayudar a determinar la eficiencia del enfriador EGR.
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Sensor de Posicin de la Vlvula EGR La vlvula EGR es un componente de circuito cerrado. Esto significa que el ECM solicita una
posicin de la vlvula EGR y el sensor de posicin de la vlvula EGR enva de vuelta al ECM laposicin de la vlvula por verificacin de que la vlvula alcanz la posicin ordenada.
Sensor de Velocidad del Turbocargador Debido al alto desempeo de este turbocargador de geometra variable, un sensor de velocidaddel turbocargador fue colocado en la carcasa de cojinetes del turbocargador para medir lavelocidad de la rueda de la turbina. Este sensor proporciona retroalimentacin al ECM deinformacin necesaria para proteger al turbocargador de velocidades del turbo excesivamentealtas. Un plano maquinado en el eje del turbocargador proporciona el mecanismo para medir lavelocidad de este turbocargador.
Sensor de Temperatura del Aire de Entrada del Compresor del Turbocargador Un sensor de temperatura del aire de entrada del compresor del turbocargador est colocado
en la carcasa del compresor del turbocargador en la entrada del turbocargador. El sensor midela temperatura del aire que se introduce en el turbocargador y se usa para calcular el sensorvirtual de la temperatura del aire de salida del compresor del turbocargador
Sensor de Presin Baromtrica
Nuevos Sensores
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Motor ISX CM870
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Estrategia de Lanzamiento ISX
Gestin de Introduccin de Bajo Volumen Marzo 2002 Demostracin OEM Dealer Limited Production Schedule
International RV
Paccar Volvo Mack
Produccin Total - Oct. 2002
International RV Volvo Paccar Mack Other Total
March 2 0 0 0 0 0 2
April 0 0 4 10 1 0 15
May 3 0 3 0 0 0 6
June 13 13 5 0 0 0 31
July 11 15 3 6 1 0 36
August 44 10 8 0 3 0 65
September 46 10 8 0 4 10 78
Total 119 48 31 16 9 10 233
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Productin Total ISX Rangos
Engine
Horsepower
(hp)
Kilowatts
(kw)
RPM
Horsepower
RPM Peak
Torque
ft-lb N*m
ISX 1 400 ST2 298 2000 1450/1650 1966/2237 1200
ISX 1 435 ST2 324 2000 1450/1650 1966/2237 1200
ISX 1 450 ST2 335 2000 1450/1650 1966/2237 1200
ISX 2 400 298 2000 1450 1966 1200
ISX 2 400 298 2000 1550 2101 1200
ISX 2 400 298 2000 1650 2237 1200
ISX 2 435 Voc 324 2000 1450 1966 1200
ISX 2 450 335 2000 1550 2101 1200
ISX 2 450 335 2000 1650 2237 1200
ISX 2 465 Voc 347 2000 1650 2237 1200ISX 2 475 354 2000 1650 2237 1200
ISX 2 475 354 2000 1850 2508 1200
ISX 2 475 ST2 354 2000 1650/1850 2237/2508 1200
ISX 2 500 375 2000 1650 2237 1200
ISX 2 500 375 2000 1850 2508 1200
ISX 2 500ST2 372 2000 1650/1850 2237/2508 1200
Peak Torque
