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mailxmail - Cursos para compartir lo que sabes6. Motores equipados con motor a gasolina1) Conecte el banco de gases y perm...
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mailxmail - Cursos para compartir lo que sabes8. Sistema de recirculación de gases de escape (EGR)GeneralidadesEl calor es...
mailxmail - Cursos para compartir lo que sabesgases de escape hacia la admisión.NOTA: Los sistemas EGR de los motores dies...
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mailxmail - Cursos para compartir lo que sabes9. Sensor de Oxígeno (Sensor O2; Sonda Lambda)Las ECU de los vehículos moder...
mailxmail - Cursos para compartir lo que sabescantidad de oxígeno en el aire exterior y el oxígeno que se encuentra en el ...
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Emision gases-completo

  1. 1. mailxmail - Cursos para compartir lo que sabesEmisión de gasesAutor: JOSE ANTONIO ALEGRIA BARRIOS 1
  2. 2. mailxmail - Cursos para compartir lo que sabesPresentación del cursoLa contaminación atmosférica está aumentando hasta alcanzar límites peligrosospara la salud humana y el medio ambiente. Los vehículos automotores son laprincipal causa de la contaminación del aire, principalmente en las áreas urbanas.Con programas de Inspección y mantenimiento adecuados, se puede reducirconsiderablemente las emisiones vehiculares.En este curso conocerás los efectos de los subproductos de la combustión, losprincipios de funcionamiento de los principales sistemas de control de emisiones degases, su diagnóstico, mantenimiento y reparación; los equipos y procedimiento demedición, así como también la interpretación de los resultados de medición. 2
  3. 3. mailxmail - Cursos para compartir lo que sabes1. IntroducciónLa contaminación atmosférica está aumentando en las ciudades de Latinoamérica yya ha alcanzado límites peligrosos par la salud humana y el medio ambiente. Losvehículos automotores son la principal causa de la contaminación del aire,principalmente en las áreas urbanas. Con programas de Inspección y mantenimiento(I/M) adecuados, se puede reducir considerablemente las emisiones vehiculares.El crecimiento anual del parque vehicular en la región, la edad de las unidades detransporte, el pobre mantenimiento y la falta de programas adecuados decapacitación en el control de emisiones vehiculares, incrementa la amenaza de lacontaminación del aire y reduce la calidad de vida de la población.Los gobiernos de la región Centroamericana han dado sus primeros pasos en ellargo camino de la reducción de la contaminación del aire de las principalesciudades, aprobando leyes y reglamentos que limiten las emisiones de gases. Aúncuando dichas leyes y reglamentos no han sido implementados en su totalidad, yaexiste control en la importación de los vehículos nuevos y usados en algunospaíses.Dentro del entorno de la disminución de la contaminación, además de lasnormativas, es necesario la creación de una conciencia ecológica de la población yprincipalmente de los propietarios de vehículos, sean de transporte de pasajeros, decarga o del transporte colectivo.Dentro de lo anterior los programas de capacitación, actualizados, de control deemisiones de gases para mecánicos, motoristas e instructores, reviste unaimportancia relevante, sobre todo los de capacitación de instructores por ser estoslos formadores iniciales en la cadena de capacitación de las personas involucradasen la Inspección y Mantenimiento de vehículos automotores. 3
  4. 4. mailxmail - Cursos para compartir lo que sabes2. Estructura de la atmósferaLa atmósfera de la tierra, que común mente llamamos "AIRE" esta formada,principalmente, por 2 gases: Oxígeno (O2), que ocupa el 21% en volumen, y elNitrógeno (N2), que ocupa el 78% de la atmósfera. El 1% restante está formado porotros gases incluyendo Argón (Ar), que ocupa el 0.94% del 1% restante y Dióxido deCarbono (CO2).Además de Argón y del Dióxido de carbono, también hay muchas substanciasindeseables creadas por el hombre, tales como Monóxido de Carbono (CO),Hidrocarburos (HC), Oxidos de Nitrógenos (NOx), Dióxido de Azufre (SO2) y muchossólidos como polvo, partículas de carbón, etc.Principales componentes del aireExisten varias fuentes de contaminación del aire, tales como:a) Fuentes móviles (vehículos automotores),b) Fuentes fijas (Proceso industriales)c) Incendios forestales, (quemas)Subproductos de la combustiónLa Gasolina y el Diesel son Hidrocarburos líquidos. Si se produce una combustiónideal de los Hidrocarburos, los subproductos serán según la siguiente ecuación:Teóricamente la combustión seria perfecta con una relación de aire - combustible(A/F) de14. 5 -15 Kg.: 1Kg, dependiendo de la calidad del combustible. La relaciónentre la calidad real de aire aspirado y la cantidad teórica aspirada, se denominaFactor Lambda, y se representa por el símbolo: ; se determina según la siguienterelación:a) Un valor de Lambda > 1; significa exceso de aire o mezcla pobreb) Un valor de Lambda < 1; significa exceso de combustible o mezcla ricaEn la realidad no es posible lograr una combustión ideal, sino se da una combustiónincompleta, con sus respectivos subproductos (emisiones), esto se incrementadebido a la falta de un mantenimiento adecuado.Monóxido de Carbono (CO),Es un gas producido por una combustión incompleta del combustible, debido a uninsuficiente suministro de Oxígeno a la cámara de combustión, por ejemplo, por unamezcla sobre-enriquecida o por mala formación de la mezcla.Técnicamente se entiende como combustible parcialmente quemado.La concentración (proporción volumétrica) de CO en los gases de escape esgeneralmente determinada por la relación aire-combustible (A/C) (Mezcla) y variarácon los cambios en dicha proporción (en motores a gasolina). 4
  5. 5. mailxmail - Cursos para compartir lo que sabesHidrocarburos (HC).Lo siguiente solo es típico para los motores a gasolina, ya que en el motor diesel losHC no son relevantes. Este es gas Hidrocarburo crudo (HC), combustible noquemado o que se evapora del tanque de combustible, del carburador y se haescapado a la atmósfera.Técnicamente se entiende como combustible no quemado.Evaporación de gasolinaOxidos de nitrógeno (NOx).Hay diferentes compuestos moleculares formados por el Nitrógeno (N2) y el oxigeno(O2) como NO, NO2,O3, etc. Estos son llamados Oxidos de Nitrógeno y sonexpresados por conveniencia como NOx.El 95% de Nitrógeno encontrado en los gases de escape es Oxido Nítrico (NO) quese forma en la cámara de combustión. El Oxido Nítrico se combina con el Oxígenoen la atmósfera para formar Dióxido de Nitrógeno (NO2).Nótese, sin embargo que como el nitrógeno molecular (N2), que es el 79% de laatmósfera, es estable en condiciones normales, a alta temperatura (arriba de 1500ºC o 2700 ºF) y a alta concentración de oxígeno hace que el nitrógeno reaccione conel oxígeno para formas NOx.También puede ocurrir que el NOx se forme durante una combustión incompletacomo en los casos de HC CO, porque solo así la temperatura es suficientemente altapara soportar la reacción química que se forma.Si la temperatura no pasa los 1500 ºC el N2 y O2 sobrantes de la combustiónsaldrán por el sistema de escape sin combinarse para formar NOx. 5
  6. 6. mailxmail - Cursos para compartir lo que sabes3. Tabla estequiométricaLa tabla Estequiométrica, representa el comportamiento de los gases de escape enbase del factor Lambda, considerado éste como representativo de la mezcla ideal ( =1).Teóricamente se necesita aproximadamente de 14.5 a 15 Kg. de aire para quemar 1Kg. de combustible, por lo que se toma un promedio de 14.7:1, como mezcla idealo relación estequiométrica ( =1), es decir se considera una reacción completa delos HC del combustible y la cantidad exacta de O2 del aire admitido, para que lamezcla se queme lo mejor posible.Tabla estequiométricaEfecto invernaderoEste fenómeno causa un calentamiento en la atmósfera de nuestro planeta,aumentado así las temperaturas ambientales (sin este efecto la tierra seriademasiado fría para los seres humanos).Debido a las emisiones industriales, vehiculares y agrícolas (por ejemplo las quemasde rastrojos y los incendios forestales), la cantidad de CO2 se aumenta en laatmósfera por lo cual la temperatura de la tierra tiende a aumentar.Hasta el año 2050 la temperatura promedio de la tierra aumentaráaproximadamente 2.5ºC y hasta el año 2100, 5.7 ºC, si no reduce el crecimiento delas emisiones globales de CO2.Si embargo el CO2, es considerado técnicamente como un índice del rendimientodel motor, es decir es combustible total mente quemado y no existe todavianinguna regulación que en lo referente a emisiones vehiculares lo limite.Es decir que todo programa de I/M que pretende mejorar el funcionamiento de los 6
  7. 7. mailxmail - Cursos para compartir lo que sabesmotores, genera un aumento en las emisiones de CO2. 7
  8. 8. mailxmail - Cursos para compartir lo que sabes4. Efecto invernadero1) La radiación de onda corta llega parcialmente a la superficie da la tierra y calienta.2) La tierra devuelve la radiación de onda larga(radiación infrarroja o de calor) que esreflejada parcialmente, hacia la tierra, por el CO2 y otros gases.Inspección y Mantenimiento (I/M)Es la revisión periódica de las emisiones de gases de los vehículos, realizada enoperaciones de mantenimiento. Esta se realiza para detectar si los componentes delmotor funcionen o no sufrieron deterioro por falta de mantenimientoEn los vehículos con motor a gasolina, es una prueba estática y se realiza en marcharalentí (menos de 1000 RPM), y en aceleración entre 2300 y 2700 RPM. Los HC, semiden en ppm, el CO y el CO2, se miden en porcentaje (%) de volumen.Los NOx no se miden en I/M, debido a que solo en pruebas dinámicas nosproporcionan información correcta, no así en pruebas estáticas. El I/M nos aseguraque el vehículo se encuentra funcionando correcto.En los vehículos con motor diesel, la medición de las emisiones de humo se midebajo el procedimiento de aceleración libre, es decir a la velocidad de corte delgobernador de la bomba de inyección.Mantenimiento preventivoEn un mantenimiento preventivo se revisan periódicamente los sistemas delubricación, encendido y de preparación de la mezcla. Además, se controla el filtrode aire y el sistema de refrigeración, el cual posee su importancia debido a quealgunos sistemas de control de emisiones trabajan según la temperatura del motor.Para llevar a cabo un buen mantenimiento preventivo del vehículo, se siguen lasrecomendaciones del fabricante y principalmente se realizan los siguientes trabajos:1) Cambio de aceite (según recomendaciones del fabricante)2) Cambio de filtros (gasolina, aire y aceite)3) Revisión, calibración o cambio de bujías4) Ajuste de válvulas5) Puesta a tiempo del encendido, sin olvidar las RPM y temperatura de motor.6) Sistema de carburador o de inyección. 8
  9. 9. mailxmail - Cursos para compartir lo que sabes7) Revisión de los sistemas de control de emisiones (mediante la medición deemisiones)Con todo lo anterior, se puede realizar el ajuste de la mezcla, tomando en cuentalas recomendaciones del fabricante, logrando así obtener el máximo rendimientodel motor y reducir las emisiones contaminantes. 9
  10. 10. mailxmail - Cursos para compartir lo que sabes5. Equipos de mediciónLos bancos de gases modernos miden los siguientes gases: CO, HC, CO2, O2 yNOx, aún cuando existen varios estándares para la fabricación de bancos de gases,incluso algunas propias de países como México y Alemania, todas están basadas enlas normas BAR (Bureau of Automotive Repair) y la OIML (OrganisationInternacionales de Metrologie Légale)BAR: Es originaria de California y rige, entre otros, la fabricación de bancos de gasespara I/M. Los bancos de gases más importantes fabricados según esta norma, hansido: BAR 80. BAR 84, BAR 90 y en la actualidad BAR 97.OIML: Es una organización internacional que estableció una norma que rige en todoslos países de la Comunidad Europea. Algunos países como Alemania, la utilizan conalgunas variaciones en el procedimiento, pero sin alterar la calidad y exactitud delmuestreo.Medidores de humoFigura 9: Opacímetro de flujo parcialProcedimiento de mediciónVehículos equipados con motor dieselNOTAS:a) El presente procedimiento asume que el equipo (Opacímetro de flujo parcial) estácalibrado correctamente y que dicha calibración se revisa cada inicio de jornada ocuando sea requerido por el equipo.b) Basándose en el sonido de funcionamiento del motor, determine el estadomecánico del motor. Si considera que puede sufrir daños cuando se acelere avelocidad de corte del gobernador, no realice la prueba.PROCEDIMIENTO DE ACELERACIÓN LIBRE (Norma SAE J1667, o Directiva 72/306/CE)1) Revise la sonda del Opacímetro, no debe representar roturas ni dobleces.2) Conecte el Opacímetro, el voltaje de la fuente debe ser de 110 voltios y revise quese ajuste a cerro. 10
  11. 11. mailxmail - Cursos para compartir lo que sabes3) Revise el tubo de escape del vehículo a medir, no debe presentar roturas. Sipresenta roturas realice la medición e infracciones, si procede. Recomiende alpropietario que repare el escape.4) Asegúrese que el motor está a su temperatura normal de funcionamiento.5) Revise el nivel de aceite de motor, si esta muy bajo o muy alto no realice laprueba. El motor puede sufrir daños.6) Revise el nivel del refrigerante, si esta muy bajo rellénelo hasta el nivel adecuado,antes de realizar la prueba.7) Acelere bruscamente el motor, tres veces, para limpiar el tubo de escape. Sin elmotor emite demasiado humo o existe evidencia de aceite (humo Azul), no realice lamedición hasta que se corrija la causa. El equipo puede dañarse.8) Introduzca la sonda del Opacímetro en el tubo de escape, por lo menos 30centímetros.9) Realizar las tres mediciones, acelerando el motor a velocidad de corte degobernador de la bomba de inyección. Si existe duda sobre los resultados o sobre lamanera de aceleración, repita la prueba.10) Compare el valor promedio de las tres mediciones realizadas, con los límitesestablecidos por el RGTSV y determine si el vehículo pasa o no la prueba. 11
  12. 12. mailxmail - Cursos para compartir lo que sabes6. Motores equipados con motor a gasolina1) Conecte el banco de gases y permita que logre su temperatura defuncionamiento, el voltaje de la fuente debe ser de 110 voltios.2) Revise el tubo de escape del vehículo a medir, no debe presentar roturas. Sipresenta roturas no realice la medición. Recomiende al propietario del vehículo querepare el escape.3) Compruebe que el vehículo está equipado con catalizador, el cual no debepresentar roturas ni abolladuras. Si presenta algunas de las dos condiciones antesmencionadas no realícela medición hasta que sea reemplazado.4) Si el vehículo esta equipado con sistema de inyección de aire, no considere, paraevaluar si pasa o no pasa el valor de CO2 en marcha mínima (<1000 RPM) de locontrario el vehículo no pasará la prueba por tener valores de CO2 muy bajos. Elvalor de CO2 si deberá ser considerado, para evaluar si pasa o no pasa, en ralentíacelerado (entre 2200 y 2700 RPM).5) Asegúrese que el motor está a su temperatura normal de funcionamiento ycatalizador está a la temperatura de operación.6) Revise el color de las emisiones, si existe presencia de aceite (humo azul) norealice la medición, hasta que se corrija la causa. El banco de gases puede dañarse.7) Conecte la pinza captadora de RPM del motor o en su defecto mida las RPMmediante un Multímetro conectado al secundario.8) Introduzca la sonda en el tubo de escape, por lo menos 30 centímetros9) Realice la medición de las emisiones, así.a) Tome los valores de CO, HC y CO2 en marcha ralentí (<1000 RPM).Considere elnumeral 4 de este procedimiento..b) Acelere el motor entre 2200 y 2700 RPM y tome nuevamente los valores de CO,HC y CO2.c) Compare los resultados de las mediciones con los límites establecidos ydetermine si el vehículo pasa o no pasa la prueba. 12
  13. 13. mailxmail - Cursos para compartir lo que sabes7. Sistema de control de evaporaciones de gases(EVAP)Generalidades.La gasolina por ser muy volátil es inflamable y, además, se evapora a temperaturaambiente con relativa facilidad. El tanque de gasolina y la cuba, de los vehículoscarburados, son puntos de evaporación de gasolina, sobre todo cuando se alcanzala temperatura de funcionamiento. Anteriormente, este combustible (HC) se ibadirectamente a la atmósfera, lo cual provocaba problemas de contaminación del aire.Estudios realizados determinaron que el 20 % de las emisiones de HC provenientesde los vehículos sé debían a evaporaciones de gasolina. Lo anterior obligó a diseñarel sistema de control de evaporación de gases (EVAP).Porcentajes de las emisiones (vehículo sin control de emisiones)El control de las emisiones por evaporación se inicio en California en 1970 y la LeyFederal (USA) lo incluyó en 1971.Las disposiciones de dichas normativas eran evitar que las evaporaciones decombustible se emitieran a la atmósfera, pero se permitía la influencia de la presiónatmosférica en el carburador y en tanque de combustible. El sistema EVAP se diseñopara cumplir con dichos requerimientos.La función del sistema EVAP es permitir la apropiada ventilación del sistema decombustible y evitar que las evaporaciones se descarguen a la atmósfera, es decir sedebe retener y almacenar los vapores durante el motor está apagado, que es cuandose da la mayor cantidad de evaporación. Cuando el motor se arranca dichos vaporesdeben ser "desalmacenados" y quemados en los cilindros. En la mayoría de lossistemas el almacenamiento se da en un depósito de carbón activado, comúnmentellamado Cánister.ComponentesLos principales componentes del sistema EVAP convencional, se muestran en lafigura11. Algunas modificaciones pueden existir entre los fabricantes, pero elprincipio de operación es el mismo.Sistema EVAP convencionalTapón sellado del tanque.Los tapones de tanque ventilados directamente (con respiradero) ya no se utilizan.Todos los tapones de tanque actuales son sellados. La mayoría de ellos además deser sellados, están equipados con una válvula de alivio de presión y vacío. Estasválvulas previenen daños en el tanque en caso de que fallara el sistema deventilación del tanque.Tanque de combustibleAntes de 1970 los vehículos liberaban los excesos de vapores de combustible pormedio del tapón de llenado y el tubo de ventilación en el tanque de combustible. Latubería de ventilación permitía que ingresara aire a medida que se consumía elcombustible, el cual compensaba la presión interna de vapor en altas temperaturas. 13
  14. 14. mailxmail - Cursos para compartir lo que sabescombustible, el cual compensaba la presión interna de vapor en altas temperaturas.Con el tapón de llenado sellado, toda la ventilación del tanque se realiza por mediode la tubería de ventilación y para evitar presiones excesivas, los tanques han sidore diseñados. Los dos métodos de rediseño son:1) Instalar un tanque adicional de expansión térmica, dentro del tanque.2) Cambio en la forma del tanque, el cual permite solo del 10-12% de espacio deaire con tanque lleno.Sistema con tanque de expansión térmicaVálvula operada eléctricamenteVálvula operada por vacío 14
  15. 15. mailxmail - Cursos para compartir lo que sabes8. Sistema de recirculación de gases de escape (EGR)GeneralidadesEl calor es un resultado de la combustión de la mezcla A/C dentro de un motor decombustión interna. La cantidad de calor esta directamente relacionada con lacantidad de combustible que se quema. Si la temperatura dentro de la cámara decombustión se eleva demasiado, se forman Óxidos de Nitrógeno (NOx).La temperatura de la cámara de combustión puede ser controlada introduciendogases inertes dentro de la misma. Estos diluyen la mezcla A/C y reduce latemperatura de la misma. La reducción de la temperatura es relacionada con ladisminución de oxígeno contenido en la mezcla A/C. El sistema EGR fue diseñadopara lograr dicho fin.El sistema EGR controla las emisiones de NOx manteniendo la temperatura de lacámara de combustión a una temperatura inferior a la temperatura a la cual seforman los NOx. Una cantidad pequeña de gases de escape (14% como máximo) seintroduce dentro del ciclo de admisión diluyendo la carga de mezcla, disminuyendoel contenido de oxígeno y por consiguiente la temperatura. La cantidad de gases deescape mezclada con la carga de admisión es controlada por la válvula EGR entodos los sistemas sencillos.Sistema EGR sin válvula EGRLa mayoría de sistemas EGR incluyen: la válvula EGR, válvulas térmicas, líneas devacío y sensores de contrapresión, ya sea externas o internas. Las válvulas térmicaspueden ser activadas por la temperatura del refrigerante, del aire o de la carga deadmisión.La aplicación de los sistemas EGR, ocasiona una disminución de potencia, debido ala dilución de la mezcla A/C de carga. También puede ocasionar funcionamientoerrático si está activada en ralentí, durante el arranque en frío o en condiciones demáxima aceleración.Sistema EGR con válvula EGRVálvulas EGRLas válvulas EGR consisten básicamente en un diafragma que acciona una válvula deaguja. Todas las válvulas EGR son del tipo normalmente cerradas. El cierre constantese garantiza mediante un resorte. El vacío es aplicado en la parte superior deldiafragma el cual vence la tensión del resorte u hace que la válvula abra o cierre.Las válvulas EGR generalmente están montadas sobre el múltiple de admisión oinstaladas en otro lado y conectadas al vacío de la admisión mediante tuberías. Losgases de escape pasan a la admisión, a través de la base de la válvula cuando estaabierta.Operación de la válvula EGRCuando los motores giran en ralentí o en aceleración completa, es decir el vacío dela admisión es mínimo, la válvula permanece cerrada. Durante las condiciones deaceleración moderada y velocidad de crucero, el vacío de admisión se elevavenciendo el resorte y hace que la válvula EGR se abra, permitiendo el ingreso de los 15
  16. 16. mailxmail - Cursos para compartir lo que sabesgases de escape hacia la admisión.NOTA: Los sistemas EGR de los motores diesel están completamente abierta durantelas condiciones de ralentí.Válvulas térmicasLa mayoría de motores a gasolina equipados con sistema EGR poseen válvulastérmicas de cualquier tipo. La válvula detecta la temperatura del refrigerante delmotor y bloquea la señal de vacío hacia la EGR a un valor determinado detemperatura. Puede estar ubicada en el bloque, la culata, el radiador, etc.El control de la señal de vacío pasa por la válvula térmica antes de llegar a la EGR.Cuando la temperatura del refrigerante es baja, la señal de vacío esta bloqueada. Amedida que la temperatura aumenta la válvula térmica abre para completar elcircuito de vacío. La válvula abre por grados, dependiendo la variación de latemperatura del motor, de esta manera la válvula regula además, cuanto puede abrirla EGR.Algunos motores modernos incorporan un sensor de temperatura el cual detecta latemperatura ambiente o del aire de admisión para determinar la temperatura delmotor.Válvula térmicaSeñal de vacíoLas EGR son operadas por vacío. El vacío del múltiple de admisión de cualquiermotor, carburado o inyectado, es utilizado para accionar la válvula EGR. En algunasaplicaciones diesel se utiliza una fuente adicional de vacío.Toma de vacío de un sistema EGR controladoLa toma de vacío proviene de la admisión, justo antes de la mariposa de aceleración,y se utiliza uno, la otra toma de vacío, dependiendo de las condiciones de operacióndel motor.Válvulas EGR controladasAlgunos motores modernos están equipados con válvulas EGR de pulso controlado.Esto significa que los pulsos eléctricos cortos son enviados por la ECU hacia elsolenoide de accionamiento de la válvula. El solenoide abre y cierra la válvula devacío aplicada ala válvula EGR. Este sistema permite a la ECU el control de la EGRmediante las diferentes señales de interruptores y sensores, tales como: Sensor devacío del múltiple de admisión, el interruptor de P/N y del convertidor de torque(TCC).Generalmente el sensor de presión absoluta del múltiple de admisión, permite a laECU determinar cuando la válvula está funcionando adecuadamente o no.Las EGR electrónica integradas funcionan de manera similar a las convencionales. Elsolenoide interno está normalmente abierto. Lo que ocasiona que la señal de vacíose va directamente a la atmósfera cuando no está siento controlada por la ECU. Estetipo de válvulas EGR son selladas. La válvula solenoide abre y cierra la señal devacío, controlando la cantidad de vacío aplicado al diafragma. La EGR electrónicacontiene un regulador de voltaje, el cual convierte la señal de la ECU y regula lacorriente circulando por el solenoide. La ECU controla el flujo de gases de escape 16
  17. 17. mailxmail - Cursos para compartir lo que sabesmediante anchos de pulso modulados por la señal del medidor de flujo de aire, elTPS y las RPM. Esta válvula posee además, un sensor de posición del vástago yfunciona de mantea similar al TPS.Solenoide de control de vacíoActualmente existen válvulas EGR digitales, las cuales funcionanindependientemente del vacío del múltiple de admisión. Estas válvulas poseen tresorificios, los cuales son abiertos y cerrados eléctricamente por medio de solenoide,los cuales son controlados por la ECU. La ECU utiliza, para operar la EGR digital, lasseñales CTS, TPS, MAF. Durante el ralentí la EGR permite que un flujo pequeño degases de escape se introduzca en el múltiple de admisión. Normalmente opera avelocidades arriba de ralentí durante el arranque en frío.Válvula EGR electrónica integrada 17
  18. 18. mailxmail - Cursos para compartir lo que sabes9. Sensor de Oxígeno (Sensor O2; Sonda Lambda)Las ECU de los vehículos modernos, utilizan una señal del sensor de oxígeno paradetectar la cantidad de oxígeno restante, después de la combustión. El sensor O2,está ubicado en el flujo de los gases de escape.Los sensores de oxígeno tienen un lado expuesto al flujo de escape de gases y elotro lado está expuesto al aire exterior. La diferencia en la cantidad de oxígeno enel escape, comparado con la cantidad de oxígeno en el aire exterior, provocará queel sensor genere una variación en el rango de voltaje.Figura 23: Sensor de oxígenoLa temperatura de funcionamiento del sensor O2 es crítica, y deberá exceder 300°C(570°F), antes de que el sensor O2, genere todo el voltaje disponible, arriba de850°C el sensor se destruye. La computadora "ve" o interpreta el voltaje del sensorO2, al igual que las otras señales, para determinar si el sistema de combustiblefunciona, en circuito abierto (Open Loop) o circuito cerrado (Close Loop).Muchos de los motores de modelos recientes, utilizan un sensor de oxígeno precalentado (HEGO), el cual será calentado eléctricamente para alcanzar y mantenerrápidamente la temperatura de funcionamiento. Esto acortará el tiempo necesariopara iniciar el funcionamiento de circuito cerrado. También se le eliminará lapérdida de la señal del sensor O2, debido al enfriamiento del sensor durante el flujobajo de escape de gases.Sensor de oxígeno precalentadoNOTA:La señal del sensor O2 será ignorada por la ECU cuando el sistema trabaja encircuito abierto (Open Loop).Mezcla Aire Combustible (A/C)Se entiende por combustión la rápida oxidación del combustible. En los motores decombustión interna la combustión produce energía en forma de calor, la cual esconvertida en movimiento, por el conjunto móvil del motor (cigüeñal, bielas,pistones, etc.), que a su vez mueve el vehículo.Si la combustión fuera ideal, el combustible sería quemado completamente,resultando como subproductos de la combustión únicamente H2O y CO2, pero en larealidad no existe una combustión completa, sino una combustión incompleta, lacual deja subproductos adicionales, tales como: O2, CO, HC y NOx.Un funcionamiento del motor con mezcla rica, hará que la cantidad de oxígenoresidual presente en el flujo de gases de escape sea muy baja. La diferencia entre la 18
  19. 19. mailxmail - Cursos para compartir lo que sabescantidad de oxígeno en el aire exterior y el oxígeno que se encuentra en el flujo degases de escape será muy grande y provocará que el sensor de oxígeno genere unvoltaje muy cercano a su límite. Este voltaje podrá alcanzar un máximo de 1.0 V(excepto en algunos motores Chrysler en los cuales podría ser de 5.0 V).Relación entre el voltaje generado y la condición de la mezclaEl funcionamiento del motor con mezcla pobre, será lo opuesto al funcionamientode mezcla rica. El funcionamiento de mezcla pobre ocurre cuando existe mayorcantidad de oxígeno del necesario. El sensor O2 detectará una pequeña diferenciaentre el oxígeno presente en los gases de escape y el aire exterior. Cuando estosucede el sensor generará un voltaje muy bajo de aproximadamente 0.0 voltios.Durante el diagnóstico, será sumamente importante, saber si un motor estáfuncionando con mezcla rica o pobre. Recuerde que el sensor O2 solamente estáreportando el contenido de oxígeno en el flujo de gases de escape, pero no estácreando la condición de mezcla rica o pobre.Si el flujo de gases de escape está bajo en oxígeno, lo cual provocará que el voltajese mantenga alto (mezcla rica), analice las siguientes condiciones:1. Falla en la válvula de prueba del Cánister2. Sensor MAP dañado3. Señal de sensor de temperatura del refrigerante incorrecta4. Problemas de los circuitos del carburador5. Presión excesiva de combustible en los sistemas inyectados6. Fuga en el inyector7. Revise si existe combustible contaminado de aceite8. Filtro de aire obstruidoSi el contenido de oxígeno en el flujo de gases de escape es alto, provocando unalectura de voltaje bajo (mezcla pobre), analice las siguientes condiciones:1. Falla del sistema PCV2. El cable del sensor de oxígeno aterrizado contra el múltiple de escape o entre elconector y la ECU3. Inyectores defectuosos4. Un MAP defectuoso5. Una mala señal de temperatura6. Agua en el combustible y otros contaminantes7. Baja presión de combustible u otros contaminantes8. Baja presión de combustible en los sistemas inyectado9. Roturas en el sistema de escape10. Sistema de inyección de aire defectuosoDiagrama del sensor de oxígeno (Nissan 1993-95)Clasificación.Por su aplicación, pueden ser:1) Sensor de Oxígeno delantero: Es del tipo de Circonio y genera una señal de 0 a0.1 voltio. La relación de la mezcla ideal ocurre cuando hay un cambio radical de 1 a0 voltios. La ECU utiliza esta señal para ajustar el ancho del pulso del inyector.2) Sensor de oxígeno (trasero): funciona con las mismas características que eldelantero y la diferencia está en que bajo condiciones normales, la ECU no toma en 19
  20. 20. mailxmail - Cursos para compartir lo que sabescuenta esta señal para el control del motor.La mayoría de sensores de oxígeno reducen su capacidad de generación de voltaje(señal) debido a contaminación producida por aditivos del aceite o del combustible.El plomo utilizado en la gasolina deteriora rápidamente la vida útil del sensor deoxígeno.Códigos de fallaEn el caso de General Motor, los códigos relacionados con el funcionamiento delsensor de O2, son 13, 44 ó 45 según el modelo.En el caso de CHRYSLER si aparece en la memoria un código 2, significa que elsensor está generando una señal entre 0.45 - 0.55 voltios y no cambia, es decir nofunciona. Si existe un código 51, significa que la señal se mantiene baja entre 0 -0.45 voltios, como resultado de una condición de mezcla pobre. Si aparece el código52, significa que la señal se mantiene alta entre 0.55 - 1.0 voltios como resultadode una mezcla rica.Para determinar los códigos de falla relacionado con el sensor de O2, refiérase almanual de servicio del vehículo.SONDA LAMBDA DE TITANIOEste sensor está construido con óxido de titanio depositado sobre un soporte decerámica calefaccionada, y presenta una variación de resistencia interna quedepende de la concentración de oxígeno en los gases del escape después de sercalefaccionada durante solo 15 segundos. Este tipo de sonda no entrega tensión,solamente varía su resistencia interna. Tampoco necesita una referencia del oxígenoatmosférico. Es más frágil y tiene menos precisión que la sonda de zirconio.En ausencia de oxígeno (mezcla rica) su resistencia es inferior a 1000 ohms.En presencia de oxígeno (mezcla pobre) su resistencia es superior a 20000 ohms.El cambio de resistencia es brusco para una relación lambda de 1.La unidad de control electrónico alimenta a la sonda con una tensión de 1 volt (Enalgunos vehículos Jeeps de Toyota y Nissan la alimentación es de 5 volt).El circuito de entrada a la unidad de control electrónico es similar al utilizado porlos sensores de temperatura, y la tensión medida es similar a la que entrega lasonda de zirconio:Tensión baja indica mezcla pobreTensión alta indica mezcla ricaPero con algunas unidades de control electrónico es exactamente al revés, según suconexión interna. 20
  21. 21. mailxmail - Cursos para compartir lo que sabes10. Convertidor catalítico o CatalizadorGeneralidadesGrandes esfuerzos se han realizado para disminuir la cantidad de gasescontaminantes que emiten vehículos automotores, sin embargo, no ha sido posiblelos tres contaminantes principales: CO, HC y NOx. Desde 1975 se utilizan losconvertidores catalíticos, que actualmente es lo único que logra reducir dichoscontaminantes hasta valores aceptables.Los convertidores catalíticos se instalan en la tubería de escape, entre el múltiple deescape y el silenciador. Inicialmente fueron diseñados para que pasara a través de élsolo la mitad de los gases de escape. La otra mitad pasaba directamente a laatmósfera. Este sistema se discontinuó en 1979, debido a los avances en eldesarrollo de sistemas de control de emisiones por parte de los fabricantes devehículos.El catalizador tiene como función el transformar los gases contaminantes del motor(CO, HC y NOx) en N2, CO2 y H2O. Esta conversión se realiza por oxireducción(reacción química de las moléculas). Los catalizadores de tres vías contienen unmonolito recubierto de los siguientes metales nobles: Rodio, Platino y Paladio, queaceleran el proceso de oxireducción.Operación de un catalizadorEl catalizador funciona entre 300 y 900 oC. A temperaturas inferiores no funciona,mientras que a temperaturas mayores el catalizador se destruye progresivamente.En la actualidad ya existen catalizadores con sistemas de precalentamiento paralograr su temperatura de funcionamiento en un tiempo más corto.Ubicación del catalizador, según modelosSi se instala un catalizador en un vehículo sin sensor de O2, su rendimiento es del40 al 60 %, mientras que si el vehículo posee sensor de O2, su rendimiento será del90 al 95 %. Para diagnosticar el funcionamiento del catalizador hay que medir losgases antes y después del mismo. Recuerde que el catalizador pierde su capacidadal utilizar gasolina con plomo.El convertidor catalítico de tres vías (TWC), es similar a los catalizadoresconvencionales, con la diferencia del monolítico utilizado para la oxireducción. Uncatalizador convencional utiliza platino y paladio como monolítico (catalizador) yreduce solamente los HC y CO. 21
  22. 22. mailxmail - Cursos para compartir lo que sabes11. Sistema de inyección de aire (AS AI)Estos sistemas introducen aire a presión al múltiple de escape, y si el gas de escapeesta suficientemente caliente, el gas de escape será nuevamente quemado, antes deser lanzado a la atmósfera y el CO y HC presentes en estos gases serán convertidosen CO2 y H2O, que no son contaminantes.Existen dos métodos para lograr la inyección de aire:a) El método de succión de aire (AS)b) El método de inyección de aire (AI)Sistema de succión de aire (AS)Este método utiliza las pulsaciones del gas de escape, como los provocados porcambios repentinos en la presión de escape, para abrir y cerrar una válvula delengüeta, dejando entrar aire al múltiple de escape en pequeñas cantidades.La cantidad de aire que puede ser introducido al múltiple de escape utilizando éstemétodo, es pequeña comparada con el método de inyección de aire, de manera queeste sistema generalmente es utilizado en motores de pequeña cilindrada.Válvula de lengüetaEn algunos sistemas AS, se provee un dispositivo para prevenir que se suministreaire mientras el motor desacelera o cuando esta frío.Durante la desaceleración y cuando la temperatura del enfriador es baja, la mezclaaire - combustible es muy rica y existe peligro de sobrecalentamiento delcatalizador o que ocurra fuego posteriormente.Figura Diagrama de vacío del sistema ASSistema de inyección de aire (AI)En el sistema AI, una bomba de aire, que usualmente es impulsada por una correaen "V", fuerza el aire hacia el múltiple de escape.Sistema de inyección de aireEste método puede suministrar suficiente aire para la recombustión, pero una partede la potencia del motor es utilizada para impulsar la bomba, por esta razón ydebido al desarrollo de los sistemas EFI y de los catalizadores (TWC), este sistemano es muy utilizado en los modelos recientes. 22

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