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VALVULAS EGR

Jun 12, 2015

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Automotive

ACERCAMIENTO A LAS VALVULAS EGR

  • 1. ACERCAMIENTO A LA VALVULA EGREGR (Exhaust gas recirculation) - vlvula de recirculacin de los gasesde escapeLa implantacin de normas anticontaminacin cada vez ms exigentes y lo concienciacinecolgica de los fabricantes hizo que en los 90 en Europa y bastante antes en USA seempezara a implantar en los motores un dispositivo llamado EGR inicialesde Exhaust Gas Recirculation, que es como se conoce la vlvula de recirculacin de gases deescape.Actualmente su uso es prcticamente total en los motores Diesel y cada vez mayor en los degasolina.En los gases de escape de los motores diesel nos encontramos con los siguientescontaminantes: Los hidrocarburos (HC). El oxido de carbono (CO). Las partculas por reaccin qumica de oxidacin. El oxido de nitrgeno (Nox).De los tres primeros contaminantes se encarga de reducirlos el catalizador de oxidacin. Eloxido de nitrgeno no se ve afectado por la instalacin de un catalizador por lo que dichocontaminante hay que tratarlo antes de que llegue al escape. Esta es la razn por la que seutiliza el sistema EGR en los motores.Para reducir las emisiones de gases de escape, principalmente el oxido de nitrgeno (Nox), seutiliza el Sistema EGR que reenva una parte de los gases de escape al colector de admisin,con ello se consigue que descienda el contenido de oxigeno en el aire de admisin queprovoca un descenso en la temperatura de combustin que reduce el oxido de nitrgeno (Nox).Sin embargo hay que precisar que la emisin de xidos de nitrgeno (NOx) en los motoresDiesel solamente es posible reducirla por este mtodo alrededor de un 50% y para mayorestasas de reduccin debe recurrirse a otros sistemas, como el empleo de catalizadores. En elcaso de los motores diesel disminuye adems la formacin de partculas de holln en alrededorde un 10%.

2. Un exceso de gases de escape en el colector de admisin, aumentara la emisin de carbonilla.Resumende EGRMotor diesel(todos lostiposdeinyecciones)Motor degasolina(inyeccin atravs del tubode aspiracin)Motor de gasolina(inyeccin directa)Efectosxidos denitrgeno -50%Partculas -10%MenoshidrocarburosMenos ruidosxidos denitrgeno -40%Consumo -3%Menos CO2xidos de nitrgeno -50...60%Consumo -2%Menos CO2Tasas dereciclajemx.65% mx. 25% mx.50% (en el caso decarga estratifi cada)mx.30% (en el caso defuncionamientohomogneo)OtrosLosautomvilescon clase depeso mselevadorequierenel enfriamientopor EGREnfriamiento porEGRen discusinAltas tasas de EGR concarga elevadaCuando debe activarse el sistema EGR y cual es la cantidad de gases de escape que debenser enviados al colector de admisin, es calculado por la ECU, teniendo en cuenta: el rgimen motor (R.P.M.) el caudal de combustible inyectado el caudal de aire aspirado la temperatura del motor la presin atmosfrica reinante.Normalmente el sistema EGR solamente esta activado a una carga parcial y temperaturanormal del motor, nunca con el motor fro o en aceleraciones. 3. En la figura inferior se puede ver el esquema bsico de un sistema EGR, donde la vlvula EGR(5) enva una parte de los gases de escape al colector de admisin, todo ello controlado por laECU que decide cuando y que cantidad de gases de escape se hacen recircular.Vlvulas EGRLa vlvula EGR dosifica el caudal de gases de escape reciclados. El sistema est instalado enel colector de gases de escape o en el sector de aspiracin o tambin puede ir ubicado en untubo termoresistente que conecta el colector de escape con el colector de admisin.Las vlvulas EGR pueden ser neumticas o elctricas Las vlvulas neumticas EGR se activanmediante vaco a travs de las vlvulas electromagnticas (electrovlvulas):En los sistemas sencillos que utilizan electo vlvulas para la activacin (EUV), la vlvula EGRcumple solamente la funcin de abrir o cerrar. El vaco es captado en el tubo de aspiracin ogenerado por una bomba de vaco. 4. Las vlvulas EGR elctricas o electromagnticas estn controladas directamente por elinstrumento de mando (son autnomas) y ya no necesitan ms el vaco ni las vlvulassoleinoides.Las vlvulas EGR de los vehculos diesel (figura inferior) tienen grandes dimetros de aberturadebido a las elevadas tasas de reciclaje.Las secciones transversales en las vlvulas EGR en los motores de gasolina (figura inferior)son mucho ms pequeas.La vlvula EGR es la encargada de hacer recircular los gases de escape del colector deescape al colector de admisin, y se clasifican segn su funcionamiento en: Neumticas ElctricasNeumticas: Las vlvulas EGR neumticas son accionadas por depresin o vaci. Estnconstituidas por una membrana empujada por un muelle, que abre o cierra una vlvula a travsde una varilla hueca en cuyo extremo lleva un punzn. La varilla esta acoplada a la membrana,que se mueve abriendo la vlvula cada vez que la depresin acta sobre la membrana y vence 5. la presin del muelle.Para controlar la depresin que acta sobre las vlvula EGR necesitamos de otra vlvulaseparada en este caso elctrica que ser controlada por la ECU. En los esquemas estudiadosanteriormente la vlvula que controla la depresin o vaci sobre la vlvula EGR serian en elprimer esquema el "Convertidor EGR" y en el segundo esquema la "Electrovalvula deinversin".Hay otros sistemas EGR en los que la Vlvula EGR y la electrovalvula que controla ladepresin o vaci (Convertidor EGR) van juntas es decir forman la misma pieza por lo que sesimplifica el sistema como se ve en la figura inferior:Elctricas: Las vlvula EGR elctricas se caracterizan por no tener que utilizar una bomba devaco para su funcionamiento por lo que trabajan de forma autnoma. Estas vlvulas actan deuna forma muy similar al dispositivo "variador de avance de inyeccin" que utilizan las "bombaselectrnicas" que alimentan a los motores de inyeccin directa diesel (TDi). Constan de unselenoide que acta al recibir seales elctricas de la UCE cerrando o abriendo un paso por elque recirculan los gases de escape. El mayor o menor volumen de gases a recircular viene 6. determinada por la UCE, que tiene en cuenta ciertos parmetros como: la velocidad del coche,la carga y la temperatura del motor.La vlvula EGR elctrica cuenta con un pequeo sensor de posicin (1) en su interior queinforma a la UCE en todo momento, la posicin que ocupa el elemento que abre o cierra elpaso de la recirculacin de los gases de escape. Este tipo de electrovlvula no se resiente dela depresin, por tanto puede abrirse con cualquier carga motor y con cualquier depresin en elcolector. Interviene con temperatura liquido motor 55C, temperatura aire aspirado > 17 C yrgimen motor incluido entre 1500 y .5600 (segn las caractersticas del motor).Para la compensacin de la presin en la vlvula durante las fases de regulacin existe unacomunicacin directa (6) hacia la presin del aire del entorno a travs del filtro de aire.Durante la intervencin del sistema EGR, los gases de escape "B" son interceptados ycanalizados a travs del conducto "C" hacia la vlvula "D", que gobernada por la centralita,levanta la vlvula "E" permitiendo que los gases de escape sean canalizados hacia la admisina travs del conducto "F". 7. Vlvula EGR elctrica desarrollada por Delphi Automotive.Ejemplo de un sistema EGR en un motor TDi 1.9ltr.El sistema de inyeccin directa diesel trabaja con altas temperaturas de la combustin ygrandes contenidos de oxgeno, que promueven la produccin de xidos ntricos (NOx). Losxidos ntricos generados no se pueden reducir con el catalizador de oxidacin, en virtud de locual ya se los tiene que limitar desde el momento de su generacin, a base de aplicar unarecirculacin de gases de escape (EGR).Introduciendo una determinada cantidad de gases de escape en la mezcla de combustible yaire se reduce la temperatura de la combustin, bajando as el contenido de oxgeno en lacmara y reducindose las emisiones de NOx.Agregando gases de escape, de forma regulada, se puede influir as sobre el comportamientode las emisiones de escape en funcin de las condiciones de carga. Sin embargo, el ascensode la concentracin de hidrocarburos (HC), monxido de carbono (CO) y partculas slidasmarca los lmites para la cantidad de gases de escape recirculables. 8. La unidad de control para sistema de inyeccin directa diesel (EDC 15V) comprueba elfuncionamiento de la recirculacin de los gases de escape, con ayuda del medidor de la masade aire. El paso de la masa de aire se vigila al momento de un ciclo de recirculacin de gasesde escape y se compara con los valores tericos en la unidad de control, en consideracin dela seal procedente del transmisor de altitud.El principio bsico del control de funcionamiento est basado en la particularidad, de que,durante un ciclo de recirculacin de gases de escape, el flujo de la masa de aire (aireatmosfrico) debe ser inferior al flujo que existe al estar desactivada la recirculacin de gasesde escape. 9. Electrovlvula EGREsta electrovlvula transforma las seales de la unidad de control para sistema de inyeccindirecta en una presin de control. A esos efectos se alimenta con vaco del motor, el cual loconduce hacia la vlvula EGR al recibir la seal correspondiente por parte de la unidad decontrol. La proporcin de perodo de la seal de control viene a determinar la magnitud delndice de recirculacin de gases de escape.Si se avera la electrovlvula se desactiva la recirculacin de gases de escape.Vlvula EGRLa vlvula EGR va integrada en el tubo de admisin, conjuntamente con la chapaleta en elcolector de admisin.En cuanto la electrovlvula de recirculacin de gases de escape le aplica el vaco, la vlvulaEGR abre y deja pasar gases de escape hacia el colector de admisin.La vlvula EGR no se excita elctricamente, en virtud de lo cual el diagnstico de a bordo nopuede comprobar directamente su funcionamiento. 10. Sistema EGR refrigeradoUn radiador para recirculacin de gases de escape se encarga de que se reduzca an ms latemperatura de la combustin a base de refrigerar los gases de escape que se realimentan yposibilita la recirculacin de una mayor cantidad de gases de escape. Este efecto se intensificacon la recirculacin d