Sistemas de Recirculación de Gases de Escape (EGR)
EGR Neumática
- Accionadas por depresión o vacío.
- Una membrana empujada por un muelle abre o cierra una válvula a través de una varilla.
- Una electroválvula, comandada por la UCE, controla la depresión que actúa sobre la válvula EGR.
- En función de la proporción del período de la señal que le envía la UCE a la electroválvula se determina el flujo de vacío y, por lo tanto, la cantidad de gases de escape hacia el colector de admisión.
- La señal es de frecuencia fija y relación de fase variable (B-C).
EGR Eléctrica
- Trabajan de forma independiente.
- Un solenoide actúa al recibir señales eléctricas de la UCE, cerrando o abriendo un paso a través del cual los gases de escape recirculan.
- El volumen a recircular está determinado por la UCE, con parámetros como las rpm, la carga y la temperatura del motor.
- Tiene un pequeño sensor o medidor de potencia en el interior para informar de la posición de la válvula a la UCE.
Características de la EGR y Regulación
La cantidad de gases recirculados depende básicamente del régimen del motor, la cantidad inyectada, la masa de aire aspirado, la temperatura del aire aspirado y la presión atmosférica.
La cantidad de gases de escape que se recirculan se corrige mediante una regulación lambda:
- Si la cantidad de oxígeno es muy grande, se aumenta la cantidad de gases de escape recirculados.
- Si la cantidad de oxígeno es muy poca, se reduce la cantidad de gases de escape recirculados.
EGR Refrigerada
Su objetivo es reducir la temperatura del aire de carga durante la combustión y aumentar la densidad de los gases de escape en recirculación. Con la reducción de la temperatura de los gases de escape se aumenta el grado de llenado de los cilindros con la misma proporción de aire fresco. La refrigeración EGR (o AGR) permite reducir las emisiones de NOx hasta un 15 %.
Síntomas de Fallo de la Válvula EGR
Los síntomas más habituales que podemos encontrar en una válvula EGR que está fallando son:
- Pérdida acusada del rendimiento del motor.
- Falta de potencia.
- Tirones.
- Aumento del consumo de combustible.
- Sobrecalentamiento del motor.
- Ralentí inestable.
- Arranque defectuoso.
- El tubo de escape desprenderá un humo más oscuro.
Sistemas Auxiliares de Control de Emisiones
Sistema de Carbón Activo
El paso de vapores hacia la admisión es gestionado por la unidad de control del motor (UCE) en función de:
- El régimen de giro.
- La temperatura del líquido refrigerante.
- La temperatura del aire de admisión.
Cuando la electroválvula N80 (5) se abre, se aspira aire fresco (4) que pasa a través del carbón activo (3), absorbiendo el combustible y conduciéndolo al tubo de admisión (8) a través del conducto (6).
Sistema de Aire Secundario
Para calentar los catalizadores lo más rápidamente posible, se procede a enriquecer la mezcla con combustible en las fases de arranque en frío y calentamiento. Inyectando aire detrás de las válvulas de escape se enriquecen los gases de escape con oxígeno, provocándose una reoxidación (recombustión) de los hidrocarburos y del monóxido de carbono. El calor despedido calienta adicionalmente el catalizador y hace que alcance más rápidamente su temperatura operativa.
Componentes del Sistema de Aire Secundario
- El relé para bomba de aire secundario J299.
- La bomba de aire secundario V101.
- Dos válvulas combinadas.
Regulación Lambda (Sondas de Oxígeno)
La regulación lambda se realiza por medio de una sonda lambda anterior y otra posterior al catalizador.
- Las señales de la sonda lambda anterior al catalizador (G39) se utilizan para regular la mezcla de combustible y aire.
- Las señales de la sonda lambda posterior al catalizador (G130) se utilizan para verificar el funcionamiento del catalizador y para corregir posibles desviaciones de la sonda lambda anterior al catalizador.
Sonda Lambda de Zirconio
Proporciona una tensión eléctrica que se obtiene por comparación de dos atmósferas (los gases de escape por un lado y el aire exterior por el otro). Las variaciones de concentración de O₂ entre ambos lados del elemento de Zirconio generan un flujo de iones de oxígeno que provocan una tensión.
- Las mezclas ricas en combustible producen una tensión alta.
- Las mezclas pobres producen una tensión baja.
Con el objetivo de obtener una mezcla correcta de λ = 1, la señal de la Sonda Lambda es utilizada por la UCE para corregir ligeramente el tiempo de inyección.
Sonda Lambda de Titanio
Su principio de funcionamiento no es electroquímico, sino resistivo. Por este motivo, el material sensor se encuentra sumergido en los gases de escape, sin necesitar la presencia de aire exterior para proporcionar una señal por comparación. Las Sondas Lambda de titanio siempre incluyen un calefactor.
La resistencia del material del sensor es sensible a la variación de la concentración de oxígeno en los gases de escape:
- Para una mezcla rica, la resistencia baja a valores mínimos.
- Para una mezcla pobre, sube a valores máximos.
La ECU alimenta la Sonda Lambda con una tensión fija y, a causa de los diferentes valores de resistencia que adopta la sonda, la caída de tensión que se produce en la resistencia varía según la riqueza de la mezcla.
Sonda Lambda de Banda Ancha
Proporcionan una respuesta continua y no binaria. Consiguen reducir las emisiones de gases de escape y el consumo de combustible al trabajar en un margen más amplio de λ que las sondas lambda de salto. Contienen dos celdas electroquímicas:
- Una de ellas mide el carácter rico o pobre de la mezcla de gases, de forma similar a las Sondas Lambda binarias.
- La otra celda electroquímica reacciona condicionada por la señal de la primera celda y por la cantidad de oxígeno en el gas de combustión.
Componentes de la Sonda de Banda Ancha
Célula Bomba
Está formada por dos electrodos separados por una cerámica y tiene la propiedad de atraer o repeler iones de oxígeno cuando se aplica una tensión en sus electrodos. Esto se consigue invirtiendo la polaridad de la tensión de alimentación.
Célula de Medición
Está formada por dos electrodos separados por una cerámica. Un electrodo está en contacto con los gases de escape y otro con el aire exterior.
Filtros de Partículas Diésel (FDP/FAP)
El Filtro de Partículas Diésel (FDP) consta de un cuerpo cerámico de carburo de silicio, dentro de una carcasa metálica. Tiene forma de panal de abejas y sirve para atrapar las partículas de hollín. Estas partículas se queman entre 600 °C y 650 °C.
FDP con Aditivo
Este sistema está implantado alejado del motor. El quemado de las partículas de hollín solo se consigue con el aditivo, cuya función es bajar la temperatura de quemado a 500 °C. Este aditivo es introducido en el depósito de combustible por la tubería de retorno. La relación de mezcla es de aproximadamente 1 litro de aditivo por cada 2.800 litros de combustible.
Tipos de Regeneración
- Regeneración Pasiva: Ocurre en un normal funcionamiento del motor.
- Regeneración Activa: Se procede a quemar las partículas de hollín con ayuda de la alta temperatura de los gases de escape. La reacción química es C + O₂ → CO₂ (dióxido de carbono).
- Regeneración Forzosa: Se realiza en taller con máquina de diagnosis.
Órdenes de la UCE durante la Regeneración Activa
Para elevar la temperatura de los gases de escape, la UCE emite las siguientes órdenes:
- Desactivación de la EGR.
- Subir la temperatura de los gases de escape.
- Mariposa de aire más estrangulada.
- Adaptación de la presión de sobrealimentación.
Filtro de Partículas para Gasolina (FAP Gasolina)
Utiliza un catalizador de 4 vías. Su función es eliminar los siguientes compuestos: NOx, CO, HC y partículas de hollín.
Detección de Saturación del FAP
Para detectar la saturación del filtro, se monta un sensor que mide la diferencia de presiones a la entrada y salida del filtro. El sensor contiene un diafragma con elementos piezoeléctricos, que actúa en función de las presiones de los gases de escape.