SISTEMAS EGR AL DETALLE.pdf

7/21/2019 SISTEMAS EGR AL DETALLE.pdf

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EGR (Exhaust gas recirculation)- vlvula de recirculacin de los gases de escape

La implantacin de normas anticontaminacin cada vez ms exigentes y lo concienciacin ecolgica de los fabricantes hizoque en los 90 en Europa y bastante antes en USA se empezara a implantar en los motores un dispositivo llamado EGRiniciales de Exhaust Gas Recirculation, que es como se conoce la vlvula de recirculacin de gases de escape.Actualmente su uso es prcticamente total en los motores Diesel y cada vez mayor en los de gasolina.

En los gases de escape de los motores diesel nos encontramos con los siguientes contaminantes:

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. El oxido de nitrgeno no se veafectado por la instalacin de un catalizador por lo que dicho contaminante hay que tratarlo antes de que llegue al escape.Esta es la razn por la que se utiliza el sistema EGR en los motores.Para reducir las emisiones de gases de escape, principalmente el oxido de nitrgeno (Nox), se utiliza el Sistema EGR quereenva una parte de los gases de escape al colector de admisin, con ello se consigue que descienda el contenido deoxigeno en el aire de admisin que provoca 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 motores Diesel solamente esposible reducirla por este mtodo alrededor de un 50% y para mayores tasas de reduccin debe recurrirse a otros sistemas

como el empleo de catalizadores. En el caso de los motores diesel disminuye adems la formacin de partculas de holln ealrededor de un 10%.Un exceso de gases de escape en el colector de admisin, aumentara la emisin de carbonilla.

Resumen deEGR

Motor diesel(todos los tiposde inyecciones)

Motor de gasolina(inyeccin a

travs del tubo deaspiracin)

Motor de gasolina (inyeccindirecta)

Efectos

xidos denitrgeno -50%

Partculas -10%Menos

hidrocarburosMenos ruidos

xidos de nitrgeno -

40%Consumo -3%Menos CO2

xidos de nitrgeno -50...60%Consumo -2%Menos CO2

Tasas dereciclaje

mx.65% mx. 25% mx.

50% (en el caso de cargaestratifi cada) mx.

30% (en el caso defuncionamiento homogneo)

Otros

Los automvilescon clase de

peso ms elevado

requierenel enfriamiento porEGR

Enfriamiento por EGR

en discusin

Altas tasas de EGR con carga

elevada

Cuando debe activarse el sistema EGR y cual es la cantidad de gases de escape que deben ser enviados al colector deadmisin, es calculado por la ECU, teniendo en cuenta:

el rgimen motor (R.P.M.) el caudal de combustible inyectado el caudal de aire aspirado


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la temperatura del motor la presin atmosfrica reinante.

Normalmente el sistema EGR solamente esta activado a una carga parcial y temperatura normal del motor, nunca con elmotor fro o en aceleraciones.

En la figura inferior se puede ver el esquema bsico de un sistema EGR, donde la vlvula EGR (5) enva una parte de losgases de escape al colector de admisin, todo ello controlado por la ECU que decide cuando y que cantidad de gases deescape se hacen recircular.

Vlvulas EGRLa vlvula EGR dosifica el caudal de gases de escape reciclados. El sistema est instalado en el colector de gases deescape o en el sector de aspiracin o tambin puede ir ubicado en un tubo termoresistente que conecta el colector deescape con el colector de admisin.Las vlvulas EGR pueden ser neumticas o elctricas Las vlvulas neumticas EGR se activan mediante vaco a travs delas vlvulas electromagnticas (electrovlvulas):En los sistemas sencillos que utililzan electovlvulas para la activacin (EUV), la vlvula EGR cumple solamente la funcinde abrir o cerrar. El vaco es captado en el tubo de aspiracin o generado por una bomba de vaco.Las vlvulas EGR elctricas o electromagnticas estn controladas directamente por el instrumento de mando (sonautnomas) y ya no necesitan ms el vaco ni las vlvulas soleinoides.

Las vlvulas EGR de los vehculos diesel (figura inferior) tienen grandes dimetros de abertura debido a las elevadas tasasde reciclaje.


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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 de escape al colector de admisin, y sclasifican segn su funcionamiento en:

Neumticas Elctricas

Neumticas: Las vlvulas EGR neumticas son accionadas por depresin o vaci. Estn constituidas por una membranaempujada por un muelle, que abre o cierra una vlvula a travs de 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 membranay vence la presin del muelle.Para controlar la depresin que acta sobre las vlvula EGR necesitamos de otra vlvula separada en este caso elctricaque ser controlada por la ECU. En los esquemas estudiados anteriormente la vlvula que controla la depresin o vacisobre la vlvula EGR serian en el primer esquema el "Convertidor EGR" y en el segundo esquema la "Electrovalvula deinversin".


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Hay otros sistemas EGR en los que la Vlvula EGR y la electrovalvula que controla la depresin o vaci (Convertidor EGR)van juntas es decir forman la misma pieza por lo que se simplifica el sistema como se ve en la figura inferior:

Elctricas: Las vlvula EGR elctricas se caracterizan por no tener que utilizar una bomba de vaco para su funcionamientpor lo que trabajan de forma autnoma. Estas vlvulas actan de una forma muy similar al dispositivo"variador de avance dinyeccin"que utilizan las "bombas electrnicas" que alimentan a los motores de inyeccin directa diesel (TDi). Constan deun selenoide que acta al recibir seales elctricas de la UCE cerrando o abriendo un paso por el que recirculan los gasesde escape. El mayor o menor volumen de gases a recircular viene determinada por la UCE, que tiene en cuenta ciertosparmetros 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 que informa a la UCE en todomomento, la posicin que ocupa el elemento que abre o cierra el paso de la recirculacin de los gases de escape. Este tipode electrovlvula no se resiente de la depresin, por tanto puede abrirse con cualquier carga motor y con cualquierdepresin en el colector. Interviene con temperatura liquido motor 55C, temperatura aire aspirado > 17 C y rgimen motorincluido entre 1500 y .5600 (segn las caractersticas del motor).Para la compensacin de la presin en la vlvula durante las fases de regulacin existe una comunicacin directa (6) haciala presin del aire del entorno a travs del filtro de aire.


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Durante la intervencin del sistema EGR, los gases de escape "B" son interceptados y canalizados a travs del conducto "Chacia la vlvula "D", que gobernada por la centralita, levanta la vlvula "E" permitiendo que los gases de escape seancanalizados hacia la admisin a travs del conducto "F".

Vlvula EGR elctrica desarrollada por Delphi Automotive.


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Ejemplo de un sistema EGR en un motor TDi 1.9ltr.El sistema de inyeccin directa diesel trabaja con altas temperaturas de la combustin y grandes contenidos de oxgeno, qupromueven la produccin de xidos ntricos (NOx). Los xidos ntricos generados no se pueden reducir con el catalizador doxidacin, en virtud de lo cual 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 y aire se reduce la temperaturade la combustin, bajando as el contenido de oxgeno en la cmara y reducindose las emisiones de NOx.

Agregando gases de escape, de forma regulada, se puede influir as sobre el comportamiento de las emisiones de escapeen funcin de las condiciones de carga. Sin embargo, el ascenso de la concentracin de hidrocarburos (HC), monxido decarbono (CO) y partculas slidas marca los lmites para la cantidad de gases de escape recirculables.


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La unidad de control para sistema de inyeccin directa diesel (EDC 15V) comprueba el funcionamiento de la recirculacin dlos gases de escape, con ayuda del medidor de la masa de aire. El paso de la masa de aire se vigila al momento de un ciclode recirculacin de gases de escape y se compara con los valores tericos en la unidad de control, en consideracin de laseal procedente del transmisor de altitud.El principio bsico del control de funcionamiento est basado en la particularidad, de que, durante un ciclo de recirculacinde gases de escape, el flujo de la masa de aire (aire atmosfrico) debe ser inferior al flujo que existe al estar desactivada larecirculacin de gases de escape.


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Electrovlvula EGREsta electrovlvula transforma las seales de la unidad de control para sistema de inyeccin directa en una presin decontrol. A esos efectos se alimenta con vaco del motor, el cual lo conduce hacia la vlvula EGR al recibir la sealcorrespondiente por parte de la unidad de control. La proporcin de perodo de la seal de control viene a determinar lamagnitud del ndice 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 el colector de admisin.En cuanto la electrovlvula de recirculacin de gases de escape le aplica el vaco, la vlvula EGR abre y deja pasar gasesde escape hacia el colector de admisin.La vlvula EGR no se excita elctricamente, en virtud de lo cual el diagnstico de a bordo no puede comprobar directamensu funcionamiento.


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Sistema EGR refrigeradoUn radiador para recirculacin de gases de escape se encarga de que se reduzca an ms la temperatura de la combustina base de refrigerar los gases de escape que se realimentan y posibilita la recirculacin de una mayor cantidad de gases deescape. Este efecto se intensifica con la recirculacin de gases de escape a baja temperatura.

Al estar cerrado el termostato, el radiador para recirculacin de gases de escape (figura inferior) es alimentado directamentcon lquido refrigerante fro procedente del radiador del motor. El mayor gradiente de temperatura que ello supone permiterecircular una mayor cantidad de gases de escape. De esa forma pueden reducirse las temperaturas de la combustin y, pconsecuencia, las emisiones de xidos ntricos en la fase de calentamiento del motor.


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Recomendaciones para la bsqueda de averasLa causa ms frecuente de las averas en el sistema EGR son las vlvulas EGR adheridas o carbonizadas. Los gases deescape reciclados contienen tambin partculas de holln adems de los contaminantes gaseosos sobre todo en losautomviles diesel.El aceite en el aire de aspiracin puede causar las carbonizaciones o las adhesiones contra las cuales la fuerza ejercida pola vlvula dejar de funcionar en cualquier momento la vlvula EGR no podr entonces abrirse o permanecer abierta. Laconsecuencias: sacudidas, ralent brusco o potencia deficiente.Las causas que provocan que el aire de aspiracin o de carga sea muy aceitoso pueden residir en averas dentro delsistema de purga del crter del cigeal, en cojinetes desgastados, tubos de retorno obstruidos en el turbocompresor,

retenes de vlvulas o guas desgastados, uso de aceites motrices de mala calidad o nivel muy elevado de aceite en el motoEl sistema de inyeccin puede fallar tambin debido a la presencia de cantidades inhabituales de sedimentos.

Las vlvulas EGR pueden daarse ocasionalmente por el calor aunque ellas estn concebidas para resistir altastemperaturas en el sistema de gases de escape. Las causas en este respecto pueden provenirde un mando errneo, una contrapresin demasiado elevada o una vlvula de descarga ("wastegate valve") delturbocompresor que no se abra. En estos casos posiblemente ha habido una manipulacin ("tuning") para elevar la presinde carga.En el caso de las vlvulas EGR neumticas, la causa posible de las fallas puede hallarse en todo el sector del mando devaco (bomba y tuberas de vaco, vlvulas solenoides).Las vlvulas EGR elctricas y las solenoides se activan la mayora de las veces mediante un sistema de diagnstico conelemento regulador efectuado por el sistema comprobador del motor.La conexin de una vlvula que funciona produce un ruido que se puede escuchar levemente cuando el motor est parado.


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Si se monta una nueva EGR despus de haber reparado una avera y el automvil sigue comportndose como si la vlvulano hubiera sido cambiada, el instrumento tendr que volver a "aprender" los datos del mapa necesarios para elfuncionamiento. Este aprendizaje se efecta haciendo una prueba prolongada de rodaje o a travs de un punto especial deprograma del comprobador del motor, p.ej. en "Ajustes bsicos".

No es recomendable limpiar los componentes EGR!Si un componente est efectivamente daado, limpiarlo no solucionar el problema. Si los componentes que funcionan bienson tratados de dicha manera pueden daarse al limpiarlos.Un componente defectuoso debe ser cambiado siempre y sustituido por uno nuevo.

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