Descontaminación FUNCIONES PRINCIPALES DEL SISTEMA DE ESCAPE. EGR: Recirculación de los gases de escape. Sondas Lambda. Sistemas de inyección 19

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1 La mirada en detalle más actualizada a las innovaciones en el mercado de la automoción hace que la nueva tecnología sea más transparente 3 En este número Descontaminación: Todo acerca de los escapes 1 Edición 03 Abril 2014 EureTechFlash es una publicación de AD International ( Descontaminación EGR: Recirculación de los gases de escape 13 Sondas Lambda 16 Sistemas de inyección 19 Las reclamaciones en garantía : VAG 1.9 TDI 23 Con la aparición de las nuevas directrices europeas sobre el control de emisiones (Euro I, II, III, IV, V y la reciente Euro VI que entrará en vigor en septiembre de 2014), los sistemas de escape y todos sus elementos son ahora más importantes que nunca debido a su impacto directo sobre el consumo y la puesta a punto de los motores. Esta medida, contrariamente a lo que cree la mayoría de la gente, hace del sistema de escape una de las partes más sofisticadas del motor de 4 tiempos, ya que el funcionamiento del motor depende directamente de la precisión de los niveles de contrapresión producidos por el sistema de escape. FUNCIONES PRINCIPALES DEL SISTEMA DE ESCAPE Correas y Tensores Consejos útiles para el cambio de filtro Control de emisiones Una de las funciones más importantes del sistema de escape en la actualidad es el control de emisiones. Todos los sistemas de escape actuales se tienen que diseñar y fabricar con el requisito de reducir lo máximo posible los agentes contaminantes contenidos en los gases de escape que salen de la cámara de combustión antes de ser liberados a la atmósfera. Para ello, el sistema de escape debe producir unos niveles precisos de contrapresión e incluir otros elementos activos, como por ejemplo catalizadores, sondas lambda, filtros de partículas, etc. Reducción del sonido El sonido se define como cualquier variación de presión que puede detectar el oído humano en un medio gaseoso o líquido. Explicado de una manera simplificada, es una onda de aire en movimiento que, cuanto más rápido se mueve, más fuerte es el sonido que produce. Todos los sistemas de escape convencionales se diseñan y fabrican para reducir la velocidad de los gases de escape (y por ende el nivel de ruido) antes de que estos gases se liberen a la atmósfera. 1

2 Canalización correcta de los gases de escape hacia el exterior En todos los procesos de combustión en que se quema combustible (gasolina o gasóleo) se generan algunos componentes peligrosos que se deben liberar a la atmósfera a través del sistema de escape. Esos elementos peligrosos son el monóxido de carbono (CO), los hidrocarburos sin quemar (HC), los óxidos de nitrógeno (NOx), partículas y otros. Algunos de estos componentes son altamente carcinógenos, como el MTBE contenido en la gasolina sin plomo como aditivo antidetonante, y compuestos como el 3-nitrobentrazone y el 1,8-dinitropireno contenidos en las emisiones del gasóleo. Debemos ocuparnos por separado de los componentes carcinógenos del gasóleo; el 3-nitrobentrazone dio el resultado más alto conocido hasta la fecha en la prueba AMES, la prueba más aceptada para determinar el potencial carcinogénico de un compuesto. Asimismo, el compuesto 1,8-dinitropireno, también presente en las emisiones del gasóleo, era, hasta el descubrimiento del 3-nitrobentrazone, el compuesto más carcinógeno descubierto por la humanidad. Optimización de la eficiencia de un motor de 4 tiempos El factor clave a la hora de fabricar un sistema de escape es el esfuerzo que deben hacer los gases para atravesarlo y salir a la atmósfera. Este esfuerzo es lo que llamamos contrapresión del sistema de escape. Los fabricantes de vehículos invierten cientos de miles de euros en el diseño de motores que proporcionen un máximo de prestaciones con un consumo mínimo, y toda esta inversión puede no servir de nada si los niveles de contrapresión no son los correctos para un motor en concreto. Por otro lado, resulta prácticamente imposible superar las directrices medioambientales europeas (Euro IV) si el nivel de contrapresión del sistema de escape no es exactamente correcto. CONTRAPRESIÓN DEL ESCAPE Y SU RELACIÓN CON LA POTENCIA Y EL CONSUMO DEL MOTOR Como se ha explicado anteriormente, la contrapresión se puede definir como el esfuerzo que los gases de escape deben superar para pasar por los distintos elementos del sistema de escape y ser finalmente liberados a la atmósfera. La contrapresión del sistema de escape varía según las revoluciones del motor debido a la variación de la cantidad de gases que atraviesan el sistema de escape. Por este motivo, los fabricantes diseñaron el sistema de escape con vistas a mantener la contrapresión ideal dentro del margen de revoluciones en que trabaja normalmente el motor. Hoy en día, la mayoría de automóviles y vehículos de transporte (diesel o gasolina) que circulan por nuestras carreteras están provistos de motores de cuatro tiempos. Debido a la forma particular en que trabaja un motor de cuatro tiempos, la contrapresión es un factor crítico. 2

3 Cruce de válvulas Debido a la forma especial de la cámara de combustión donde se quema la mezcla de aire-combustible, los ingenieros vieron que, para vaciar totalmente la cámara de combustión de los gases quemados en la carrera de escape, necesitaban abrir la válvula de admisión justo antes de que la válvula de escape se cerrara, manteniendo ambas válvulas (admisión y escape) abiertas durante un tiempo específico (milisegundos) con el fin de permitir la entrada de una mezcla de airecombustible limpia en la cámara de combustión y forzar todos los gases quemados hacia el escape y, de este modo, volver a iniciar el ciclo de cuatro tiempos con una mezcla de aire-combustible perfectamente limpia y asegurar así un rendimiento máximo del motor durante el ciclo. El árbol de levas es el elemento del motor que controla el movimiento de las válvulas de escape y admisión. Se trata de una pieza maciza hecha de hierro fundido y que no puede ajustarse de forma manual. La contrapresión que necesitamos para implementar directamente el sistema de escape depende del tiempo de cruce de válvulas, que se ajusta inicialmente y se controla mediante el árbol de levas. Tal como hemos visto anteriormente, el sistema está diseñado para que vacíe completamente de gases quemados la cámara de combustión con el fin de obtener el rendimiento máximo en todos los ciclos. QUÉ OCURRE SI LA CONTRAPRESIÓN ES DEMASIADO ALTA? 1. Una parte de los gases quemados permanecen en la cámara de combustión 2. Los gases quemados se mezclan con la mezcla limpia de airecombustible (carrera de admisión) 3. Explosión más lenta (carrera de combustión) 4. Una parte de la mezcla todavía está quemando al final de la carrera de combustión Síntomas: Pérdida de potencia del motor El colector de escape se calienta al rojo vivo Las válvulas de escape resultan dañadas (se funden) y pierden su función de sellado Efectos en el catalizador Cuando los gases en combustión llegan al catalizador, el monolito de este comienza a fundirse. La velocidad del proceso de fusión dependerá de la magnitud del problema de contrapresión: puede variar mucho, de un par de minutos a unos meses. El proceso de fusión del monolito de un catalizador se debe a la elevada temperatura de estos gases en combustión; en algunos casos la temperatura puede superar los 1800ºC. Es importante recordar que un monolito de cerámica se funde a 1400ºC, mientras que un monolito de metal se funde a 1600ºC. 3

4 Posibles causas de este problema: 1. Instalación de un escape o un catalizador que no han sido diseñados específicamente para ese motor en concreto 2. Instalación de componentes no homologados (silenciadores o catalizadores universales) en el sistema. 3. Cuando se monta un sistema o parte del mismo soldando tubos, silenciadores o catalizadores, el proceso de soldadura reduce el diámetro interno de los tubos. 4. Este problema aparece asimismo cuando se eliminan deliberadamente elementos del sistema de control de emisiones y se sustituyen por tubos. Lo mismo ocurre cuando el monolito del catalizador o el filtro de partículas diésel (DPF) están vacíos. QUÉ OCURRE SI LA CONTRAPRESIÓN ES DEMASIADO BAJA? 1. Los gases salen más rápidamente de la cámara de combustión (durante la carrera de escape) 2. Una pequeña parte de la mezcla de aire-combustible limpia tiene tiempo de salir a través de la válvula de escape 3. Menos combustible quemado por unidad de tiempo Síntomas: Pérdida de potencia del motor Mayor nivel de ruido (los gases circulan más rápido por el escape) Efectos en el catalizador El monolito del catalizador se funde a causa de la mezcla de airecombustible sin quemar que sale de la cámara de compresión durante el cruce de válvulas y llega a la superficie del monolito, donde la temperatura de trabajo normal es de ºC. Cuando el combustible entra en contacto con la superficie del monolito del catalizador, comienza a quemarse automáticamente (a 1800ºC) y produce zonas de microfusión en dicha superficie. Si el problema persiste, el catalizador quedará totalmente destruido. La amplitud y el tiempo de este proceso dependerá de la magnitud del problema de contrapresión. Posibles causas de este problema: 1. Instalación en el vehículo de silenciadores, catalizadores o tubos no homologados (especialmente los silenciadores deportivos, que son más ruidosos que los originales). 2. Una fuga de aire en el sistema de escape causada por oxidación o vibración intensa. 3. Un orificio practicado en la carcasa del escape o en la cubierta lateral para eliminar el agua. Es muy importante recordar que el material utilizado en la fabricación de silenciadores y tubos es el acero aluminizado y, cuando se perfora, se destruyen las capas protectoras de aluminio de forma que los ácidos generados en el interior entran en contacto directo con la capa de acero laminado, lo que acelera el proceso de oxidación, agranda el orificio en un tiempo muy corto y agrava en gran medida el problema de la contrapresión. 4. Este problema aparece también cuando se elimina deliberadamente el contenido del catalizador destruyendo el monolito o instalando un catalizador vacío en el vehículo. 4

5 FABRICACIÓN DE UN SISTEMA DE ESCAPE MODERNO DE CALIDAD Hoy en día todos los fabricantes de componentes del sistema de escape en la Unión Europea utilizan principalmente el acero aluminizado en su proceso de fabricación. Todos los fabricantes de repuestos y casi Qué es el acero aluminizado? El acero aluminizado está compuesto por dos materiales: una capa de acero laminado y un recubrimiento protector de aluminio. Si añadimos aluminio a sólo una de las caras de la capa de acero, entonces se denomina acero aluminizado de capa simple, pero si lo hacemos a cada una de las capas de acero, entonces hablamos de acero aluminizado de capa doble. Con este tipo de material, el acero laminado proporciona resistencia al impacto y a las tensiones internas, mientras que el recubrimiento de aluminio protege de la corrosión. No es posible determinar ocularmente la cantidad de aluminio que contiene un silenciador fabricado con acero aluminizado, ya que el color externo de todos los tipos de acero aluminizado es el mismo (color aluminio). todos los fabricantes de equipos originales que fabrican repuestos para el mercado de la reparación utilizan acero aluminizado para dichos productos. Cuál es la relación entre los materiales utilizados y la vida útil del escape? El uso de acero aluminizado de baja calidad o de acero bajo en carbono en los tubos internos y en los silenciadores provoca corrosión, tiene un efecto directo en los niveles de contrapresión del sistema y pone en peligro otras piezas del motor (por ejemplo el catalizador, las sondas lambda, etc.; véase Qué ocurre si la contrapresión es demasiado alta?/baja? en este número, p. 3-4). El precio del aluminio es mucho mayor que el del acero laminado; cuanto menor sea la calidad del acero aluminizado (menor cantidad de aluminio) más barato resultará y más rápido se oxidará, con lo que se pondrán en peligro otros sistemas del automóvil y disminuirá el rendimiento general del motor. La calidad del acero aluminizado depende de: La cantidad utilizada de aluminio por metro cuadrado El número de capas de aluminio que recubren el acero laminado (una sola capa o 2 capas) 5

6 CALIDAD DE LOS EQUIPOS ORIGINALES (OE) / CALIDAD DEL MERCADO DE REPUESTOS OE (equipo original para calidad de fabricación) Calidad únicamente para las líneas del montaje, montado en el coche cuando es nuevo Generalmente acero inoxidable de 0,8-1,2 mm No vendido por OE, solamente para uso interno EL PROCESO DE HOMOLOGACIÓN OES (equipo original, primer suministro) Solamente para uso interno del distribuidor de OE (nunca se vende al consumidor) Acero inoxidable (misma calidad que OE) para que dure durante un período de garantía restante más largo OESS (equipo original, segundo suministro) Calidad AM (calidad de mercado de repuestos) Acero aluminizado, misma calidad que unidades del mercado de repuestos de buena calidad Vendido por distribuidores de OE Un escape homologado tiene las mismas especificaciones que la calidad OESS en términos de material y resistencia a la oxidación. La homologación de los diferentes elementos del sistema de escape (silenciadores y catalizadores) es un proceso comparativo entre el componente original y la pieza que queremos homologar para el mercado de repuestos. Con este proceso, el consumidor final y el instalador tienen la garantía de que la unidad que se va a instalar ofrece los mismos niveles de contrapresión y ruido que el componente original diseñado por el fabricante del vehículo. Este hecho garantiza que, con la instalación de un sistema de escape homologado (silenciador o catalizador), el motor mantendrá siempre su nivel máximo de rendimiento y será equivalente al del motor equipado con un sistema original. Es importante tener presente que la instalación de silenciadores o catalizadores no homologados está prohibida y se considera una actividad ilegal en la Unión Europea, al igual que vender neumáticos no homologados o cristales laminados no homologados para las lunas de los automóviles. Las autoridades locales pueden penalizar el incumplimiento de estas directrices con multas importantes. Cómo podemos reconocer si el silenciador o el catalizador están homologados? Para saber si un catalizador o un silenciador está homologado de acuerdo con las directrices de la Unión Europea, se debe comprobar si en la parte inferior de la carcasa de la unidad está impreso el código de homologación correcto. Este código debe estar situado siempre en la parte inferior de la carcasa, puesto que será comprobado en el centro oficial de inspección técnica de vehículos cuando sea necesario. Siempre debemos estar seguros de que todo silenciador o catalizador posee los certificados de homologación correctos. Estos documentos los puede solicitar en cualquier momento el personal de los centros de inspección de vehículos durante las pruebas implantadas por el ministerio de transportes, así como el usuario final del automóvil. Cabe señalar que los códigos de homologación están normalizados, lo que significa que su configuración, posición y tamaño cumplen siempre los criterios específicos establecidos en las directrices europeas y nadie los puede cambiar. Este hecho ayuda a diferenciar rápidamente entre los silenciadores y catalizadores que están homologados y los que no lo están; para ello basta recordar que existen tres códigos de homologación válidos para sistemas de escape y catalizadores que pueden reconocerse según lo descrito a continuación. Códigos de homologación para silenciadores De acuerdo con la directiva 70/157/CEE, es importante que todos los números estén en línea recta, uno detrás del otro. La e debe ser pequeña (no mayúscula) y figurar siempre dentro de la caja junto con un número que identifica el país; si no es así, el código de homologación es falso. 6

7 Códigos de homologación para catalizadores Normativa 103 de las Naciones Unidas. El número que indica el país de homologación se coloca en un círculo junto con la letra E siempre escrita en mayúsculas seguida del número 103 que significa que la unidad cumple la Normativa 103 de Naciones Unidas. Este es el código más común hoy en día en todos los coches fabricados después del 23 de febrero de 1997; la carcasa del catalizador debe tener estampado el código relacionado con el reglamento 103 (103R). EVOLUCIÓN TECNOLÓGICA DE LOS SISTEMAS DE ESCAPE ENTRE 1990 Y 2014 Desde la década de 1990, la tecnología de control de emisiones en Europa ha evolucionado de forma continuada en respuesta a las directivas medioambientales europeas, conocidas como directivas EURO. La función de todas estas directivas es controlar los niveles de emisión de gases contaminantes y ruido de todos los vehículos nuevos comercializados en la Unión Europea. Estas directivas establecen asimismo los niveles máximos de emisiones admitidos en los centros de inspección técnica de vehículos durante las pruebas periódicas que todos los coches que circulan en Europa deben pasar. La implementación de estas directivas ha conllevado cambios tecnológicos importantes en los vehículos en todos estos años y, especialmente, la creación de motores más eficientes y limpios con el uso de sistemas de control de emisiones más sofisticados. Por ello, en las dos últimas décadas se ha producido una importante evolución técnica en los sistemas de control de emisiones de los coches de pasajeros y de los vehículos comerciales y ello ha supuesto un salto tecnológico hacia delante en estos sistemas. Euro I (1992) 2 o 3 silenciadores El objeto principal es mantener la contrapresión y reducir el ruido del motor Euro II (1996) Introducción de los catalizadores de oxidación para reducir las emisiones de CO Euro III (2000) Reducción adicional del CO mediante la separación de los valores de óxidos de nitrógeno (NOx) e hidrocarburos sin quemar (HC) Reducción de las emisiones de partículas sólidas a la atmósfera Los gases se miden inmediatamente y no 40 segundos después de poner en marcha el motor Aparecen las primeras sondas lambda 7

8 Euro IV (2005) Reducción adicional de las emisiones de CO, HC sin quemar, NOx y partículas sólidas Introducción de los sistemas EOBDII Sondas lambda con sistemas de monitorización a la salida del catalizador 2ª sonda lambda a la salida del catalizador Euro V (2009) DPF (filtro de partículas diesel) para reducir significativamente las partículas sólidas en los gases de escape La mayoría de los fabricantes ya instalaban filtros DPF antes de PSA/Peugeot fueron los primeros en 2002 con el Peugeot 607 Euro VI (2014) : Se centra en la reducción de los óxidos de nitrógeno nocivos (causantes de la lluvia ácida) Introducción de los sistemas SCR (reducción catalítica selectiva) denominados SCR con reactivo. El sistema convierte las moléculas de óxido de nitrógeno en productos inofensivos para la atmósfera: agua (H2O) y nitrógeno (N2). Como reactivo se utiliza una solución acuosa de urea (34% de urea, 66% de agua). Un ejemplo de dicha solución es el producto AdBlue Adoptado ya por la mayoría de los fabricantes de automóviles actuales, aun cuando Euro VI no entrará en vigor hasta después de Esta evolución ha significado asimismo un importante aumento de los precios por la dificultad de reparar estos sistemas, y se hace hincapié en la necesidad de una formación técnica continuada de calidad para garantizar que esta tecnología se mantenga correctamente.

9 WALKER es líder en tecnologías de emisiones para equipos originales Tenneco trabaja en sistemas de reducción de emisiones para turismos y vehículos comerciales ligeros, así como vehículos pesados y el sector de las motocicletas. Con nuestra experiencia en tecnologías de hidroformado, componentes de doble pared con cámara de aire, catalizadores, colectores ensamblados y las tecnologías de control de emisiones relacionadas, Walker es un actor importante en el desarrollo de vehículos con bajos niveles de emisiones y ruido. Tecnologías de emisiones para regulaciones medioambientales Catalizador de oxidación diesel Elimina hasta un 90% de monóxido de carbono e hidrocarburos. Resistencia a altas temperaturas. Suministra calor para la regeneración del DPF, cuando procede. Adecuado para las aplicaciones ligeras y pesadas. Reducción catalítica selectiva (SCR) Una solución de tratamiento posterior para la reducción del NOx: Un reactivo gaseoso o líquido (habitualmente amoníaco o urea) reacciona con el NOx en el sustrato para formar agua y nitrógeno inofensivos. Cumple los reglamentos de emisiones de 2010 para los camiones pesados. Cumple Euro-4, Euro-5 y Euro-6. Reduce indirectamente el consumo de combustible al permitir que el motor trabaje a más temperatura y con una mezcla más pobre Sistemas catalizadores con absorción de NOx Solución alternativa a la recirculación de gases de escape (EGR) y a la reducción catalítica selectiva (SCR): El NOx se acumula por absorción en una cámara de almacenamiento químico donde, posteriormente, se transforma en gases no contaminantes. El NOx acumulado se convierte en nitrógeno (N²), dióxido de carbono (CO²) y agua (H²O) no contaminantes. Buen rendimiento con temperaturas de escape elevadas. Eficacia de conversión de 90% Filtro antipartículas DPF Eficacia de filtrado superior al 95%. Resistencia a altas temperaturas. Cumple Euro-4, Euro-5 y Euro-6. Con regeneración. Ingeniería con sentido Avanzadas herramientas de predicción utilizadas con los principales fabricantes de automóviles. Uso de herramientas de predicción como Gillaum, GT-Power, Wave. Ganadora del premio PACE 2007: Proceso de desarrollo predictivo del tratamiento posterior del gasóleo 2006: Silenciador ligero y de bajo coste 9

10 Gama de productos WALKER Walker aporta soluciones para los sistemas de emisiones de los vehículos y suministra componentes como silenciadores, tubos, catalizadores, colectores de escape, tuberías y accesorios para turismos. Por su experiencia, tecnología, recursos y servicio técnico, Walker suministra sistemas de escape duraderos y de calidad superior y componentes para prácticamente todas las aplicaciones en vehículos de pasajeros. Silenciadores Cuáles son las característica principales de los silenciadores comercializados en el mercado de repuestos? Productos totalmente homologados con las mismas normas de producción que los equipos originales. 2 capas de acero aluminizado para proteger contra la corrosión. Soldadura de acero inoxidable utilizada en el diseño del equipo original. Líder del mercado en cobertura de repuestos de automóviles, con desarrollo continuo de la gama. Productos complementarios Componentes y accesorios de montaje Gama completa de componentes de montaje: Abrazaderas Apoyos elásticos Juntas de escape Pernos Con más de 3500 referencias, Walker cubre todas sus necesidades de montaje de sistema de escape. Manguitos Los manguitos Walker están diseñados para atender las necesidades del mercado de repuestos. La gama se compone de distintas tecnologías sin forro, con forro trenzado e Interlock Flex. Acero inoxidable para proporcionar una elevada y duradera resistencia a la corrosión. Amplia gama de medidas disponibles Catalizador Desde 1963, Walker ha liderado la tecnología de catalizadores. Los productos Walker están homologados conforme a los reglamentos europeos de emisiones. Gran cobertura del mercado. 10

11 4G AGAR (Lector analizador de gases avanzado) Walker ha diseñado y desarrollado el software 4G AGAR para resolver y diagnosticar con precisión los problemas de los sistemas de escape de los vehículos. El 4G AGAR es muy intuitivo y fácil de usar, y funciona con los datos obtenidos con cualquier analizador de 4 gases (CO, CO2, HC, O2, y Lambda), proporcionando una diagnosis rápida y precisa del estado del motor. SOFTWARE DE DIAGNÓSTICO MUY FÁCIL DE USAR Por qué un sistema de escape homologado? 10 BUENAS RAZONES EL 4G AGAR incluye un conjunto de funciones muy interesantes: enciclopedia de los sistemas de control de emisiones, estándares para el control de emisiones de la ITV para vehículos diésel y de gasolina, base de datos de pruebas realizadas en el taller, licencia de por vida y actualizaciones gratuitas. La instalación del 4G AGAR es fácil; solo hay que entrar en e ir a la zona de descargas, seleccionar el idioma y la versión completa. Una vez descargado, instálelo en su portátil o su PC y llame a su distribuidor ADI Walker para obtener el código de licencia. Introduzca el código de licencia y empiece a mejorar su imagen y aumentar sus beneficios con el software 4G AGAR. Acceso directo a 1. Niveles de contrapresión y ruido iguales a los de los equipos originales. 2. El motor mantiene su nivel de rendimiento original, ya que fue diseñado por el fabricante. 3. Su nivel de consumo será el más bajo, equivalente a uno equipado con el sistema original. 4. La contrapresión es la correcta para el rendimiento óptimo del motor 5. Una contrapresión incorrecta produce fugas de hidrocarburos y oxígeno sin quemar que crean pequeñas zonas de fusión en la superficie del monolito del catalizador y lo deterioran. 6. Si se mantiene en estas condiciones, el monolito se funde y se produce ruido de picado en los bajos del vehículo. 7. Asimismo, una contrapresión incorrecta provoca pérdidas de gasolina y oxígeno en cada carrera de admisión y, en consecuencia, el vehículo pierde potencia. 8. Una contrapresión incorrecta produce fugas de hidrocarburos sin quemar, lo que significa que esa parte de los gases emitidos no se transforma y sigue siendo tóxica para el medio ambiente y la salud humana. 9. Los sistemas de escape no homologados dan lugar a fallos y deterioro prematuro de los costosos y sofisticados sistemas de escape (DPF, SCR, catalizadores de deslizamiento, sensores de NOx, sondas lambda de banda ancha, etc ) de los vehículos más nuevos. 10. Por último, los sistemas de escape no homologados están prohibidos y son ilegales en la Unión Europea y su instalación está penalizada por las autoridades locales. 11

12 PROGRAMA 4T (Tenneco forma a los formadores) Conoce términos como... sonda lambda de banda ancha, catalizador de deslizamiento, sistema de reducción catalítica selectiva, válvulas de desactivación de cilindros, FBC, CRT-DPF, etc.? En caso negativo, o si desea ampliar sus conocimientos técnicos, suscríbase a una de nuestras sesiones de formación técnica! Más de 40 instructores permanentes con la acreditación Master Trainer en todas las regiones europeas. Formación técnica desde 45 minutos hasta 8 horas. Impartida en 18 lenguas europeas. Formación en ventas y negociación para mecánicos. Gracias a la formación y al diagnóstico profesional, podrá tomar las mejores decisiones para sus clientes y para nuestro medio ambiente. En 2006, Walker inició un ambicioso programa de formación denominado 4T (Tenneco Train The Trainers) (Tenneco forma a los formadores) con el objetivo de que la experiencia que hemos adquirido como fabricantes de equipos originales de sistemas complejos de control de emisiones beneficie a los instaladores en el mercado de repuestos falilitándoles el acceso a la información técnica necesaria para atender a sus clientes de la manera más profesional. Las sesiones de información y formación son impartidas por instructores con la acreditación Master Trainer en 13 lenguas europeas locales. Desde que se puso en marcha el programa en 2006, más de instaladores se han beneficiado del programa 4T en toda Europa, Oriente Medio y África. Para más información sobre los productos Monroe y Walker, visite las web técnicas siguientes Tenneco Technical Area TennecoTV Explore los códigos QR con su tableta o teléfono inteligente. Para ello vaya a la tienda de Apps de su dispositivo para descargarse el explorador de QR.

13 Recirculación de los gases de escape (EGR) La solución para reducir las emisiones de CO2 y de NOx Valeo. Así pues, Valeo pone a disposición de los talleres piezas de recambio de válvula y módulos del sistema EGR que cumplen con los diferentes tipos de regulación, desde la Euro 2 hasta la Euro 6. La necesidad de reducir las emisiones contaminantes Una de las formas técnicas para reducir la emisión de NOx es la recirculación de los gases de escape (EGR). Desde 1992 la mayoría de países del mundo (Europa, EE.UU., Japón, Conama, India) han puesto en marcha una legislación en la que se definen los límites más rigurosos para las emisiones de gases de escape. En particular, se han identificado las emisiones de NOx como factores de riesgo importantes para diversos problemas de salud (asma y afecciones de pulmón y estómago). Incluso pueden ser letales cuando las tasas de concentración son altas (220 ppm). Para cumplir con estas normas, los motores diésel modernos incorporan un sistema anti polución avanzado. De ese modo no solamente se reducen las emisiones de CO2 gracias a una mejor eficiencia, sino también las emisiones de otros contaminantes mediante la gestión de un motor adaptado. Los gases contaminantes emitidos monóxido de carbono (CO) e hidrocarburos sin quemar (HC) se reducen mediante una combustión óptima y un tratamiento posterior en catalizador, frecuente asociado con un filtro de partículas que se autoregenera. Cómo funciona el sistema de EGR y cuáles son los fallos habituales que surgen en dichos sistemas? Un sistema efectivo La recirculación de los gases de escape (EGR) es un sistema eficiente y rentable para reducir la presencia de NOx. El bucle de EGR a alta presión recoge parte de los gases de escape a la salida del cilindro y los vuelve a inyectar en la toma de aire del motor. Como principal ventaja se consigue una reducción de NOx en origen al limitar la cantidad de gas que se produce durante el proceso de combustión, en vez de hacer un tratamiento posterior de los gases de escape. Es necesario un sistema de EGR que funcione correctamente para tener un proceso de combustión más limpio y respetar la legislación. En la actualidad casi todos los motores diésel en Europa están equipados con un sistema de EGR, muchos de los cuales los suministra Progreso con las normativas Euro Las capacidades de rendimiento y de control de la válvula EGR han evolucionado conforme a las necesidades de reducir la contaminación y de acuerdo con los niveles de la normativa Euro. Euro 2 y 3: Válvula EGR neumática Los primeros sistemas de EGR se controlaban mediante un sistema neumático en el que un actuador con membrana actuaba sobre el disco de la válvula. Válvula EGR neumática Euro 4: Válvula EGR electrónica La incorporación de la Unidad de control electrónico (en inglés ECU) a los vehículos modernos ha modificado el proceso de control de los sistemas de EGR. Las posiciones de la válvula que definen los flujos del gas se controlan ahora de forma electrónica. Válvula EGR con control electrónico Euro 5: Módulos de EGR integrados Debido a la creciente complejidad y exigencia de los motores, los fabricantes de automóviles han integrado componentes individuales en los sistemas completos de EGR. Estos nuevos módulos integrados permiten que todos los componentes interactúen perfectamente y con más eficiencia. Módulo de EGR con válvula EGR, enfriador y conducto de derivación 13

14 Otros componentes del bucle de EGR El enfriador de la EGR Válvula electrónica de regulación de entrada de aire Enfriador y conducto de derivación de la EGR El enfriador de la EGR reduce la temperatura de los gases de escape que están recirculando, con el fin de evitar una temperatura excesiva en la toma de entrada de aire del motor. El aire recirculante es enfriado al entrar en contacto con el líquido refrigerante del circuito de refrigeración del motor. El enfriador se puede evitar mediante una válvula neumática de derivación, con lo que se consigue aumentar la temperatura de la entrada de aire, efecto que resulta favorable para la reducción de HC y CO. El acelerador La mariposa del acelerador controla la entrada del aire necesario para la combustión. Es controlada por una señal electrónica que proporciona el sistema de gestión del motor. Evolución del sistema de gestión de aire conforme a las normas sobre emisiones Con el fin de cumplir con las exigencias de las normas sobre emisiones, el circuito de gestión del aire de los motores ha ido mejorando de forma progresiva. Se han introducido varios componentes nuevos: Válvula EGR Enfriador de la EGR Desde la aplicación de la normativa Euro 2 en 1996, todos los motores diésel están equipados con un módulo de EGR. De ahora en adelante también los motores de gasolina estarán equipados con EGR con el fin de reducir el consumo de combustible y las emisiones de NOx. De este modo se cumplen las normativas europeas sobre emisiones, se limita el aumento de HC y CO y se conserva la densidad de potencia. Normativas sobre emisiones para vehículos de turismo (categoría M) con motores diésel Normativa Euro Nivel de NOx Arquitectura del sistema Euro 3 < 0.50 g/km Euro 4 < 0.25 g/km Euro 5 < 0.18 g/km 14

15 Nuestras recomendaciones Cambie los tubos de EGR cuando sustituya la válvula EGR. La limpieza de la válvula EGR no garantiza completamente su fiabilidad! Inspeccione si el conector eléctrico está firmemente insertado en la EGR. Al sustituir la válvula EGR (neumática), compruebe si todo el circuito neumático está libre de partículas de carbono Cosas que conviene saber Las puntas de aceleración en conducción urbana provocan obstrucciones en la válvula EGR. Recomiende a su cliente un estilo de conducción ecológico! Resolución de problemas en el sistema de EGR Usted puede detectar fallos habituales de la EGR Humo negro/blanco Pérdida de potencia Producción excesiva de NOx y de carbonilla Presencia de líquido refrigerante de EGR en la cámara de combustión Gran cantidad de gases de escape en la cámara de combustión Combustión avanzada o retardada Aumento del consumo de combustible Gran ruido del motor Combustión defectuosa por mezcla errónea de aire, gases de escape y combustible Combustión avanzada o retardada Efecto de golpeteo debido a una detonación retardada Efecto ruidoso debido a detonación retardada Diagnóstico de luces de advertencia Válvula EGR bloqueada o atascada Sobrecalentamiento Fallos frecuentes del sistema de EGR 1 - Saturación de carbonilla El sistema está saturado con carbonilla, lo cual significa que al refrigerar se forma una capa sobre el tubo y la válvula, que atasca el sistema de EGR. Atasco en el conducto interno Las partículas de carbono producen carbonilla El desgaste de la junta y del motor generan ceniza 2 - Presencia de líquido refrigerante en la EGR Fuga en el enfriador de la EGR El ph de la EGR puede corroer los conductos internos del enfriador 3 - Humedad en el sensor de EGR Señal de temperatura anómala Anomalía en la válvula EGR 4 - Fuga de aceite que se dirige hacia la entrada de aire Los anillos y cojinetes del turbocompresor están gastados El aceite del motor es succionado hacia la cámara de combustión Pérdida de rendimiento Pérdida de rendimiento del motor al cambiar de marcha y pasar de un régimen elevado a un régimen bajo del motor 15

16 Detectores en el conducto de los gases de escape Las sondas lambda son muy importantes para garantizar un funcionamiento respetuoso con el medio ambiente. Teniendo en cuenta que la normativa sobre gases contaminantes es cada vez más estricta, también se sigue perfeccionando la regulación lambda: las modernas sondas lambda deben estar listas para funcionar en el menor tiempo posible. Porque el catalizador solo podrá trabajar de forma óptima, y prácticamente desde un primer momento, si la información que estas sondas le facilitan a la unidad de control del motor es fiable. lambda: su señal indica al sistema de gestión del motor si este está funcionando con una mezcla rica (λ<1) o con una mezcla pobre (λ>1). Si lambda = 1, la mezcla es estequiométrica y el catalizador trabaja de forma óptima (véase Figura 1). Tipo dióxido de circonio: la sonda de salto La sonda lambda más empleada es la sonda de dióxido de circonio. Su elemento sensor se compone de dióxido de circonio, un material cerámico que permite el paso de iones de oxígeno a partir de 350 C. El interior del sensor está relleno de aire del ambiente, la parte externa se encuentra en la corriente de escape (véase Figura 2). Una vez la sonda ha alcanzado la temperatura de servicio, los iones de oxígeno En el interior de un catalizador de 3 vías, el monóxido de carbono, el hidrocarburo y el óxido de nitrógeno se transforman en gases inocuos y agua. Para que el catalizador alcance el rendimiento deseado, el motor debe funcionar con una mezcla estequiométrica similar: 1 kg combustible por 14,7 kg de aire. La mezcla es la encargada de regular la unidad de control del motor, pero cómo sabe si debe añadir combustible o aire? Aquí es donde entra en juego la sonda Fig. 1: ventana lambda - si λ=1 (funcionamiento estequiométrico), el catalizador trabaja de forma óptima 16 Fig. 2: Posición de montaje La sonda lambda sobresale del conducto de gases de escape. 1 = gas de escape 2 = electrodo de platino, lado exterior 3 = elemento sonda 4 = carcasa 5 = aire exterior/de referencia 6 = tubería de gases de escape 7 = electrodo de platino, lado interior 8 = aberturas en el tubo protector 9 = tubo protector

17 Tipo se desplazan del aire de referencia en dirección a los gases de escape. La diferencia en el número de iones a ambos lados genera una diferencia de potencial que llega a los electrodos como tensión eléctrica (U) (Figura 3). Si la mezcla es pobre, la sonda produce una tensión de alrededor de 0,1 voltios. Por el contrario, si la mezcla es rica, la tensión llega a unos 0,9 voltios. Puesto que el motor nunca funciona de forma óptima, la señal de la sonda salta constantemente con una frecuencia de 1 a 2 Hz entre ambas tensiones. Por esta razón, la sonda lambda de dióxido de circonio recibe también el nombre de sonda de salto de tensión. dióxido de titanio: la sonda de resistencia La sonda lambda de dióxido de titanio se utiliza con menor frecuencia. Su elemento sonda se fabrica con dióxido de titanio, un material cerámico. La resistencia eléctrica de este tipo de sondas cambia según la proporción de oxígeno en el gas de escape. Si hay un exceso de oxígeno (λ>1), la conductibilidad del dióxido de titanio se reduce. Por el contrario, si la proporción de oxígeno es menor (λ<1), su conductibilidad aumenta. Según las dimensiones de la resistencia eléctrica, la unidad de control del motor sabe si el motor se encuentra en un estado de funcionamiento pobre o rico. Sondas lambda de banda ancha: detección exacta Las sondas de banda ancha son capaces de detectar exactamente el contenido de oxígeno residual en los gases de escape con mezclas de diferente composición. Esto permite regular con precisión puntos de operación más allá de λ=1. Estas sondas suelen encontrarse en motores de inyección directa, en motores que trabajan con poca carga y una mezcla pobre o en motores diésel. La sonda está formada por varias capas con un calentador integrado. Mediante una celda de bombeo entre los gases de escape y una celda de medición con elemento de dióxido de circonio, si la mezcla es rica, se bombean iones de oxígeno al interior de la celda de medición, mientras que si la mezcla es pobre, se expulsan. Esto se hace hasta que la celda de medición indique en todo momento λ=1. Para esta operación se necesita una corriente de bombeo cuyo valor es decisivo para la unidad de control del motor. Envejecimiento, mal funcionamiento y diagnóstico Como cualquier componente, las sondas lambda están sometidas a un proceso de envejecimiento. En ese caso, o reaccionan con demasiada lentitud o su amplitud de tensión no es lo suficientemente grande (Figura 4/5). Sin embargo, no se prescribe ningún intervalo de sustitución. Por lo tanto, es recomendable revisar la sonda cada kilómetros como mucho. Una sonda lambda defectuosa puede reconocerse por la marcha irregular del motor el incumplimiento de los valores de los gases de escape un mayor consumo de combustible aviso/señal de fallo en el salpicadero Prueba de la sonda de salto de tensión Si aparecen señales que indican un mal funcionamiento, es recomendable efectuar primero un control visual: si ven conectores o cables deteriorados o una acumulación de residuos en el sensor, se recomienda sustituir la sonda. Si el control visual no permitiera averiguar la causa del fallo, primero se comprobará el calentador de la sonda: desconectar el encendido, retirar el conector y comprobar la resistencia entre los dos cables blancos (sonda de dióxido de circonio) o los cables rojo y blanco (sonda de dióxido de titanio). La resistencia no debe superar 30 Ω. Fig. 3: Desplazamiento de iones - La porosa capa cerámica (3) del elemento de circonio (2) permite que los iones de oxígeno se desplacen desde el aire de referencia (1) en la dirección del gas de escape (4). En los electrodos se genera una tensión (U). Fig. 4: Amplitud - La señal de una sonda de dióxido de circonio intacta (azul) salta de una a dos veces por minuto entre 0,1 y 0,9 V. El salto de tensión de una sonda defectuosa (roja) es menor. 17

18 Prueba con multímetro u osciloscopio La señal de una sonda de salto de tensión puede comprobarse con un multímetro de alta impedancia: Ajustar el rango de medición a 1 o 2 voltios. Conectar el multímetro en paralelo al cable de señal (cable negro). Tras arrancar el motor, se visualizará una tensión de referencia de 0,4 0,6 voltios. Dejar funcionar el motor a revoluciones para que las Fig. 5: Tiempo de respuesta - Una sonda de dióxido de circonio defectuosa (roja) reacciona más lentamente que una intacta (azul). La unidad de control del motor no recibe la señal lo suficientemente rápido. sondas lambda sin calentador también alcancen la temperatura de servicio. Cuando una sonda intacta alcanza la temperatura de servicio, la tensión empieza a saltar entre 0,1 y 0,9 voltios. El osciloscopio permite comprobar la sonda con más precisión: indica la tensión mínima y máxima, el tiempo de respuesta y la duración del periodo. Con el motor a revoluciones y una vez alcanzada la temperatura de funcionamiento, conectar el osciloscopio al cable de señal sin desconectar la sonda de la unidad de control del motor. Ajustar el rango de medición a 1-5 voltios, el tiempo a 5-10 segundos (respetar las indicaciones del fabricante). Si es necesario, activar la detección automática de señal. La sonda debería oscilar al menos entre 0,1 y 0,9 voltios con una frecuencia de 0,5 4 Hz. Amplia gama Como principal fabricante de sondas lambda para OE, NGK ofrece sondas lambda de la marca NTK con la calidad original para prácticamente cualquier vehículo. La gama, ampliada en 2012, incluye 759 sondas lambda capaces de dar cobertura a unas aplicaciones para vehículos. Es imprescindible tener en cuenta las siguientes indicaciones para su montaje: Comprobar que ajusta herméticamente Emplear una llave de estrella abierta Evitar los impactos Comprobar que los cables no están dañados, retorcidos ni aplastados Por cierto: las sondas lambda NTK ya están recubiertas con una pasta de alta temperatura sin silicona. Por lo tanto, ya no es necesario aplicarla antes del montaje. 18

19 El futuro de los motores de combustión interna está en la reducción de las emisiones de CO 2 De acuerdo con nuestros propios pronósticos, Bosch espera que para 2020 la demanda anual de automóviles y camiones ligeros haya alcanzado la cifra de 103 millones de unidades. De estos, solamente 3 millones serán vehículos completamente eléctricos o híbridos enchufables. Otros 6 millones serán vehículos híbridos de propulsión eléctrica que además tendrán su motor de combustión interna. En otras palabras, en 2020 se venderán unos 100 millones de vehículos propulsados por motores de combustión interna. El motor de combustión interna, por lo tanto, continuará jugando un papel clave en el futuro de la movilidad personal y tendrá que contribuir a la protección del clima mundial y a la conservación de nuestras limitadas reservas de combustibles fósiles. El objetivo europeo en cuanto a emisiones de CO 2 para 2020 de 95 gramos por kilómetro es factible para los vehículos con motores de combustión interna. Bosch ofrece al sector de la automoción paquetes tecnológicos con los cuales lograr los ahorros importantes que se requieren tanto en los motores diésel como en los motores de gasolina. Reducción del tamaño: la clave para ahorrar combustible En cuanto al motor en sí, la medida más efectiva es la de reducir su tamaño. La reducción de la cilindrada y del número de cilindros aminora las pérdidas por fricción y significa menos masa en movimiento. Además, un motor de este tipo tiene menos pérdidas térmicas. Es tarea de las empresas que desarrollan los motores reducir la cilindrada y también el número de cilindros cuando sea apropiado, al mismo tiempo que se mantiene o se aumenta el rendimiento del motor. El rendimiento de un motor se puede mantener, incluso si se reduce el número y la capacidad de los cilindros, siempre que por cada ciclo de combustión se dirija más aire hacia el interior de cada cilindro que el que el motor es capaz de succionar por sí mismo. Esto es posible mediante la utilización de turbocompresores, que proporcionan al motor el volumen de aire necesario para una combustión limpia. La empresa conjunta con Bosch, Bosch Mahle Turbo Systems, produce sistemas modernos de turbocompresores que están diseñados específicamente para estos nuevos conceptos de motor de gasolina y diésel para turismos y para vehículos comerciales. Incluso el económico motor diésel todavía tiene potencial En los motores diésel, tampoco se ha agotado todavía el potencial de la reducción de cilindrada: Las cifras relacionadas con la producción en los últimos años son testimonio del rápido desarrollo de la tecnología Common Rail para vehículos comerciales (CRSN), que ofrece una eficiencia mejorada y emisiones más bajas: Tras el lanzamiento de la tecnología CRSN1, que se había producido en 1999, ya a finales de 2003 se habían fabricado un millón de sistemas. Y en enero de 2013 salió de la cadena de producción la unidad con sistema CRSN que correspondía al número 10 millones. El primer sistema Common Rail de Bosch para vehículos comerciales (CRSN1) salió a la luz en 1999 en el segmento de vehículos ligeros Inyectores Common rail de Bosch para vehículos comerciales La inyección mediante rampa común (common rail) de Bosch logra que los vehículos comerciales sean más limpios, más económicos, más potentes y más silenciosos. Los inyectores envían la correcta cantidad medida de combustible, finamente atomizado, al interior de los cilindros a alta presión.

20 de Iveco (Turbo Daily). Poco después siguió la primera aplicación para altas exigencias, en este caso en Renault, que producía una presión de inyección de 1400 bares. En 2001, se desarrolló en EE.UU el sistema mejorado, para una presión de hasta 1600 bares, en el segmento de las furgonetas pickup. El CRSN3, que ofrece una presión de 1800 bares y que fue lanzado al mercado en 2005, introdujo un avance importante. El inyector de bajo retorno de combustible ofrece ahorros de combustible adicionales. El diseño reduce la cantidad de combustible que entrega la bomba de alta presión y, a su vez, la potencia de propulsión asociada, incrementando la eficiencia del sistema de inyección y del motor en general. A partir del CRSN3, el sistema continuó evolucionando con el CRSN3-20 y CRSN3-22 en El sistema CRSN3-25 actual proporciona una presión de inyección de 2500 bares. También se dispone del CRSN3-25 con varias bombas de inyección para generar presión, que lo hace universalmente adecuado para motores de vehículos comerciales de carga de trabajo media y pesada, que tengan entre 4 y 16 cilindros. El inyector también demuestra sus cualidades en el segmento de vehículos de obra, como es el caso de los tractores y la maquinaria de construcción, así como en el segmento marítimo, en yates, barcos de crucero y barcos de contenedores. El CRSN4, para vehículos comerciales pesados, que fue lanzado al mercado en 2007, culmina la extensa gama de sistemas de inyección de Bosch. Para el CRSN4 Bosch ha adoptado el concepto totalmente nuevo de generación de presión en dos fases. En este sistema de presión amplificada, el combustible que se encuentra en la bomba de Sistemas Common Rail de Bosch para vehículos comerciales En el segmento de los vehículos comerciales, Bosch está continuamente mejorando sus sistemas de inyección Common Rail. El sistema suministra combustible a alta presión a cada cilindro desde una rampa de alimentación común (de aquí el nombre de "common rail"). Los inyectores envían una cantidad de combustible, perfectamente medida y finamente atomizada, al interior de los cilindros. 20 alta presión es comprimido inicialmente hasta 900 bares antes de que el inyector lo lleve hasta la presión máxima de inyección de 2100 bares. En 2012, se lanzó al mercado el CRSN4, con una presión de inyección de 2500 bares. Entre sus ventajas se incluyen una atomización de combustible ultrafina e inyecciones múltiples precisas que logran una combustión efectiva y limpia, así como un motor que funciona de forma más silenciosa. Aparte de la tecnología de inyección, Bosch está trabajando también en otros sistemas para reducir el consumo de combustible y las emisiones de los motores diésel. Entre ellos se incluyen los sistemas de tratamiento de los gases de escape Denoxtronic y Departronic, que están diseñados para reducir las emisiones de óxido de nitrógeno y de partículas, respectivamente. Bosch está trabajando también en la hibridación del tren de potencia (o cadena cinemática) de los vehículos comerciales. En los turismos con motor diésel, el tratamiento de los gases de escape NOx puede utilizarse también para reducir el consumo de combustible del motor de combustión interna hasta en un 5 por ciento. Un rendimiento limpio: Denoxtronic 2.2 El módulo de dosificación del sistema Denoxtronic inyecta una cantidad exactamente calculada de solución de agua y urea llamada Adblue en el sistema de escape. Estos valores se basan en los datos obtenidos de la electrónica del motor, como son el régimen y la temperatura de funcionamiento. De este modo sube el nivel de amoniaco, que entonces reacciona con Adblue. Como resultado de ello, la mayor parte de los óxidos de nitrógeno se convierten en nitrógeno y agua dentro del conversor SCR (Selective Catalytic Reduction o Reducción catalítica selectiva). Desde el lanzamiento de la serie en 2004, Bosch ha seguido desarrollando aún más el sistema Denoxtronic. Solamente dos años más tarde, el complicado sistema de apoyo para el aire comprimido dejó de ser necesario debido a la mejora de la atomización fina. Mientras tanto, los ingenieros de Bosch dieron otro paso importante en el desarrollo. Además de la calefacción eléctrica, la tercera generación de Denoxtronic ofrece una nueva posibilidad: Ahora, el módulo también puede conectarse al circuito de refrigeración del motor. De este modo, los residuos de calor sobrante pueden utilizarse de forma ventajosa. Combinado con un conversor SCR, el sistema Denoxtronic de Bosch reduce los óxidos de nitrógeno en hasta Denoxtronic 2.2.Módulo de dosificación un 95 por ciento. Así