SISTEMA DE DEPURACIÓN DE GASES DE ESCAPE
A
medida que ha crecido la importancia por la preservación del medio
ambiente, la Comunidad Europea ha ido recogiendo, a modo de directivas,
diversas ordenes a sus países miembros para cumplir unos compromisos en
materia de emisiones contaminantes.
Las
más conocidas, y vigentes, se las ha llamado EURO I, EURO II, EURO III y
EURO IV, cada una más estricta que la anterior.
Los
contaminantes más importantes que se generan en los motores por la
combustión son:
-
Monóxido de carbono
-
Dióxido de carbono
-
Hidrocarburos
-
Óxidos de nitrógeno
-
Partículas sólidas
Con
el fin de reducir las emisiones contaminantes se ha obligado a los
fabricantes a buscar soluciones, cada vez más exigentes. Esta es la razón
por la que los nuevos elementos que deben incorporar los motores en
materia anticontaminante sólo
aportan inconvenientes en aspectos como el consumo, merma de
potencia y mayor mantenimiento mecánico.
Un
agresivo agente contaminante es el óxido de nitrógeno. Se produce en
importante cantidad en los motores de gasóleo y también en los de
gasolina
La
composición del aire es de un 75% de nitrógeno, 24% de oxígeno y un 1%
de otros elementos. Cuando la temperatura reinante en el interior de la cámara
de combustión es muy elevada (motor muy caliente) y para una cantidad de
combustible inyectado (800-3000 r.p.m.), la riqueza de la mezcla en aire y
el entorno a temperatura elevada facilita la oxidación del nitrógeno del
aire en mayor medida.
La
forma propuesta para corregir y reducir al máximo este efecto indeseable
es la reintroducción (recirculación) de parte de los gases de escape (de
un 5 a un 15%) nuevamente a la cámara de admisión. Así, empeorando la mezcla conseguiremos una reducción de las emisiones de
óxido de nitrógeno en proporciones de un 60% más o menos.
Para
ello será preciso habilitar una válvula mecánica con una membrana que
haga de puente o by-pass entre los gases de escape y el colector de admisión
y que se pueda controlar mediante la ECU. La válvula en cuestión se
denomina válvula EGR o de Recirculación de Gases de Escape. Se activa
mediante una electroválvula gobernada por la ECU que además tiene en
cuenta aspectos como la presión atmosférica mediante un sensor barométrico.
A esta válvula se la denomina electroválvula de EGR, no confundir con la
válvula EGR propiamente dicha.
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figura 1
Motor 1.9TDI
1:filtro de aire 2:medidor
de masas de aire (caudalímetro)
7:válvula EGR 8:Electroválvula
de EGR |
Las señales que se le
envían a la electroválvula EGR desde la ECU están en formato PWM
(modulación por ancho de impulsos) también conocida como Factor de
Ciclo.
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figura 2
La unidad de control y los elementos de la recirculación de gases que
activa y supervisa
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Hemos
conseguido mediante el uso de la recirculación de los gases de escape
mejorar las emisiones de óxidos de nitrógeno pero, por otro lado, hemos
incrementado las de monóxido de carbono y partículas (e incrementado
ligeramente el consumo)
Para
corregirlo es preciso el empleo del Catalizador de escape. Mediante esa cámara
cerámica recubierta de una serie de substancias químicas es posible
reducir el desequilibrio provocado por la EGR. Por lo tanto, no se
entiende un sistema de recirculación de gases de escape sin el uso de
catalizador. Deben funcionar siempre conjuntamente.
Existe otro
"elemento en la sombra" del sistema que es la tabla de gestión motor con EGR
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figura 3
Tabla tridimensional de punto de
funcionaiento, gestión motor con EGR
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En
la memoria de la unidad de control se determina para los parámetros:
un
punto de funcionamiento en el que se ha tenido en cuenta la modificación
de la admisión de aire debida a la recirculación de los gases de escape.
Para la unidad de
control no basta con abrir la válvula EGR tanto como saber en qué
momentos y por cuanto tiempo. Además se necesita supervisar cuantos gases
se están haciendo recircular.
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figura 4
Con la EGR cerrada la aspiración se mantiene constante a un mismo régimen
motor
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En
condiciones normales (sin recirculación de gases de escape) la masa de
aire aspirado medida por el elemento popularmente conocido como caudalímetro,
registra una aspiración proporcional al régimen de revoluciones del
motor. Para que la unidad de control (ECU) sepa que se está
proporcionando la suficiente y adecuada cantidad de gases de escape a la
admisión debe acusar una caída determinada en el valor de la tensión
entregada por dicho sensor. Hasta no la detecte seguirá inyectando gases
de escape.
En
caso de que no se detecte una inflexión de los gases de escape, la ECU
optará por aplicar un programa de simulación por fallo de sensor
(posible caudalímetro mal, posible EGR mal, …). Por esta razón
modificará los niveles de inyección
y se tendrá una merma en la respuesta de funcionamiento.
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figura 5
En el momento de abrirse la EGR disminuye la aspiración de gases
"limpios"
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ANOMALÍAS
EN LOS ELEMENTOS DE CONTROL Y RECIRCULACIÓN DE GASES
Las
incidencias (factibles y probables junto a las más improbables) pueden
ser las siguientes
-
Medidor de masas de aire "caudalímetro"
averiado que no entrega correctamente las medidas
-
No llega señal del medidor de masas de aire a
la ECU o le llega incorrectamente
-
Solenoide (electroimán) de la electroválvula
EGR quemado, en cortocircuito o abierto
-
La señal eléctrica en forma de pulsos que le
debe llegar a la electroválvula EGR no llega, llega amortiguada o
presenta interferencias por otros elementos electrónicos
-
Conductos de aire de la electroválvula EGR
abiertos (rotos o sueltos) u obstruidos
-
Suministro incorrecto de presión de aire a la
electroválvula EGR
-
Suministro incorrecto de presión atmosférica
a la electroválvula EGR
-
Programación incorrecta del
mapeado EGR en la
memoria de la ECU (debida a una reprogramación deportiva)
-
Membrana de la válvula EGR bloqueada
(abierta, entreabierta o cerrada) o parcialmente bloqueada (no cierra o
abre completamente)
-
Juntas de la válvula EGR que presentan fugas,
están quemadas o han perdido sus propiedades
-
Conducto de paso de gases de escape hacia la
admisión obstruido o presenta fugas
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figura 6
medidor de opacidades de escape para motores diesel
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La
manifestación de cualquiera de las anteriores anomalías,
desgraciadamente, no es fácil de apreciar. Se deberían efectuar pruebas
de opacidad de los gases de escape cada dos años por lo menos para poder
detectar emisiones que demuestren anomalía de alguno de los
elementos citados.
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figura 7
1-Electroválvula
del turbocompresor 3-Electroválvula de EGR
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En
la figura 7 se aprecia el conducto de presión de aire que activa la válvula
EGR (7) que proviene de la electroválvula
EGR (8) No se debe confundir esta electroválvula con la de
descarga o activación de la geometría variable del turbocompresor pues
su aspecto exterior es totalmente parecido y muy próxima (más hacia la
izquierda y hacia abajo).
Para
realizar un diagnóstico de que todo esté correcto, o si por el contrario
sospechamos de que existe alguna anomalía, se podrían realizar estas
sencillas pruebas:
-
·
Medir el valor de tensión que entrega el
caudalímetro al ralentí y posteriormente desconectar la electroválvula
EGR (tirar con el motor parado del conector que le llega de la ECU) para
comprobar que el valor que mide ahora es mayor (pues ahora aspira aire
limpio completamente) De un valor a otro puede oscilar sobre 1,5 voltios más
aproximadamente
-
· Inspección visual de los conductos de aire y
presión que unen la válvula EGR, su electroválvula y el resto de
elementos, que no presenten estrías o fugas
-
· Desmontaje de la EGR para comprobar no esté
obstruida, excesivamente sucia, etc. Revisión y cambio de sus juntas.
Estas
pruebas son realizables por cualquiera pues no requieren equipos
especiales, como medidores de opacidad, equipos OBD II tipo VAG-1551, etc.
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figura 8
Con equipos técnicos el diagnóstico será mucho más fácil y podrá
ser más exhaustivo en la detección
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MODIFICACIONES
DEL COMPORTAMIENTO DE LA VÁLVULA EGR
Últimamente
nos estamos encontrando con personas que quieren inutilizar la EGR o que
la lleva inutilizada a propósito. Como hemos visto es posible desactivar
la recirculación de los gases de muchas maneras:
-
Quitando el conector a la electroválvula EGR
que le llega de la ECU
-
Obstruyendo el conducto
que va a la
membrana de la válvula EGR
-
Bloqueando internamente la membrana de la válvula
EGR
-
Etc
Los
motivos que se suelen alegar llegan a ser los siguientes:
-
Incremento de potencia del motor
-
Menores averías causadas por suciedad (hollín)
de los colectores de admisión
-
Incremento de la respuesta pues se aspira aire
limpio y no se hace entrar aire "gastado"
-
Menor consumo
-
Etc
La
verdad es que no es tan sencillo obtener las ventajas indicadas mediante
los procedimientos descritos para desactivarla. En la mayoría de los
casos se obtienen efectos totalmente
contrarios a los deseados.
Para
poder llegar a anular completamente el sistema EGR sería preciso:
La razón:
Al
desactivar la EGR, como en la memoria de programa de la ECU el mapeado se
ha confeccionado en base a su existencia, la ECU envía señal de activación
para que recirculen gases y espera la señal de que se ha reintroducido la
cantidad necesaria cuando detecta una inflexión en el valor que entrega
el medidor de masas. Como el medidor de masas no indica inflexión alguna,
pues el motor sigue aspirando igual, la ECU insiste en su apertura y si es
preciso modifica los valores de caudal (consecuentemente de revoluciones
del motor) por lo que obtendremos un desagradable efecto contrario al
esperado.
¿Cómo
sería posible "burlar" el efecto EGR sin necesidad de
reprogramar la tabla de gestión motor con EGR? Pues sería preciso
instalar una circuitería electrónica que burlara a la ECU.
¿De
qué manera? Primero debemos asegurarnos de bloquear manualmente la válvula
EGR y que quede correctamente cerrada (mucha gente olvida este aspecto) ,
luego desenchufar la señal de la electroválvula EGR y en derivar la señal
del medidor de masas a este equipo electrónico de "burlado" y
modular la señal que se le envía a la ECU de caudal de masas modulándola
en proporción a la señal que la ECU envía a la electroválvula EGR que
hemos desconectado. Se trata de que cuando la ECU de órdenes a la EGR de
que abra compuerta debe recibir la confirmación que le envíe el
"burlador" vía señal de medidor de masas.
El
procedimiento sería algo así:
1-
Bloquear la válvula EGR (figura 1 detalle 7) para asegurarse de que no se pueda abrir
2-Desenchufar
el conector de la electroválvula EGR (figura 7 detalle 3) y llevar al circuito electrónico
de modulación
3-Cortar
el hilo del caudalímetro (figura 1 detalle 2) que va a la ECU y llevarlo al equipo de
modulación. Llevar el hilo de salida de la señal de caudalímetro
modulada hacia la ECU
4-
La ECU enviará señales de activación de EGR que recogerá el equipo de
modulación (la cual permanecerá bloqueada) y recibirá medidas de caudal de masas de aire falseados que
le retransmitirá dicho equipo
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