miércoles, 16 de abril de 2014

Reducción de Emisiones Contaminantes en Motores Diesel Marinos (II)

Fuente Delphi

Los óxidos de nitrógenos (NOx)

Los NOx se producen por la oxidación del nitrógeno del aire. Esta reacción sólo se produce a muy alta temperatura cuando el exceso de aire es importante.

Para limitar las emisiones de óxidos de nitrógeno, se utiliza un dispositivo que permite enviar hacia la admisión una parte de los gases de escape para limitar la cantidad de aire fresco admitido en el motor. Este dispositivo llamado EGR del inglés "Exhaust Gas Recirculation" permite controlar la cantidad de gas de escape enviado hacia la admisión.
Exhaust Gas Recirculation
Si esta cantidad es demasiado baja, la eficacia del sistema no es optimizada. En caso contrario, se constata un aumento de los humos, de los hollines y de las inestabilidades del motor debidas a la falta de aire fresco.

La reducción de las emisiones de óxidos de nitrógeno puede hacerse también mediante un postratamiento de los gases de escape en un catalizador. El principio consiste en reducir las moléculas de NOx formadas durante la combustión para obtener moléculas de oxígenos por un lado y moléculas de nitrógeno por otro. 

Las partículas PM

Los humos y los hollines pueden ser el resultado:

1) De una mezcla demasiado rica. La falta de aire no permite una combustión completa y favorece la formación de partículas.

2) De una mala pulverización del carburante en la cámara de combustión. 

Cuanto más importante es el tamaño de las gotitas, mayor es el tiempo necesario para su vaporización. Si este plazo se vuelve demasiado importante, la parte central de la gotita no tendrá tiempo de vaporizarse. 

Bajo el efecto de la altísima temperatura que reina en la cámara de combustión, las moléculas de carburante no vaporizadas sufren un cracking. Este fenómeno físico produce compuestos carbonosos muy duros que constituyen los hollines y otras partículas características de los motores diesel.

Los hidrocarburos no quemados (HC)

Los HC resultan de una falta de oxígeno local (mal reparto del carburante) o de una inyección del carburante en zonas frías de la cámara de combustión (típicamente cuando el carburante empapa las paredes).

La cámara de combustión toroideal y los nuevos sistemas de admisión (swirl) combinadas con la inyección directa permiten obtener:

1) Un tipo de turbulencias muy elevado que garantiza un muy buen reparto del carburante en la cámara de combustión. Se evita así la formación de las zonas ricas donde nacen los residuos no quemados.

2) Una cámara de combustión compacta cuyas paredes son suficientemente cálidas para evitar la formación de residuos no quemados.

El monóxido de carbono CO

Su presencia en los gases de escape resulta de la oxidación incompleta del carbono contenido en el combustible.

Esta oxidación incompleta es la consecuencia de una combustión que se desarrolla global o localmente en mezcla rica. El motor diesel funciona con un exceso de aire importante; las emisiones de CO quedan pues reducidas.

Es posible reducirlas más eliminando las zonas ricas de la cámara de combustión. Para ello, es necesario optimizar la aerodinámica interna de la cámara de combustión para generar un tipo de turbulencias muy elevado.

Mejorando la combustión en Motores Diesel. Reducción del consumo de combustible

La reducción del consumo se obtiene mejorando el control de la combustión, es decir, adaptando el coeficiente de aire, el caudal inyectado, el avance y la presión de inyección en función de las necesidades del motor en toda la banda de funcionamiento. 

En relación a los sistemas de inyección convencionales, el sistema Common Rail aporta una flexibilidad de utilización que permite ajustar con precisión el caudal inyectado, el avance, el grado de introducción y la presión de inyección en función de las necesidades del motor para todas las condiciones de funcionamiento.


Diferentes sistemas Delphi
 

Tipos de Inyector

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