Análisis de gases de escape en motores a gasolina

JEYINNSS MOLINA Técnico universitario en mecánica automotriz

Teóricamente la combustión seria perfecta con una relación de aire-combustible (A/F) de 14.5 – 15kg : 1kg.

Subproductos de la combustión

Relación lambda.

Es la relación entre la calidad del aire aspirado y la cantidad teórica aspirada. y se representa por elsímbolo: "λ«

λ= Volumen real de aire Volumen teórico

La combustión en un motor a gasolina está caracterizada por las siguientes condiciones.

1. Mezcla homogénea 2. Lambda aproximadamente igual a 13. Combustión iniciada por chispa4. Programación de un frente de llama

Ejemplo: Si en un caso dado la mezcla es tal que la proporción es de 15,5 : 1 se obtiene un factor lambda de 15,5/14,7 = 1,05 lo que en este caso se denomina mezcla pobre. Esta situación es la adecuada para lograr consumos mínimos y emisiones mínimas de contaminantes, principalmente hidrocarburos y monóxido de carbono (HC y CO) pero no torque o par motor máximo. Si en otro caso tenemos 13,5 : 1 se obtiene 13,5/14,7 = 0,92 y en este caso se llama mezcla rica; se obtiene torque o par máximo y potencia máxima pero el consumo de combustible y las emisiones de contaminantes son mayores.

Valor lambda > 1= mescla pobre

Valor lambda < 1 = mescla rica

En realidad no es posible lograr una combustión ideal, si se da una combustión incompleta, con sus respectivos subproductos, pues esto se incrementa debido a una falta de mantenimiento adecuado al motor.

Monóxido de carbono «CO» Es un gas producido por una combustión incompleta del combustible, debido a insuficiente suministro de Oxigeno a la cámara de combustión.

La concentración de CO en los gases de escape es generalmente determinada por la relación aire-combustible y variará con los cambios en dicha porción.

Normalmente el valor correcto está comprendido entre 0,5 y 1 % , siendo la unidad de medida el porcentaje en volumen. Y en ppm no deberá sobrepasar 1000000.

Hidrocarburos no quemados. HCEstos son típicos para los motores a gasolina, ya que en los motores diesel estos no son relevantes. Este es gas hidrocarburo crudo (HC), combustible no quemado o que se evapora del tanque de combustible y se escapa a la atmosfera.

El valor normal esta comprendido entre 100 y 400 ppm.

Una indicación alta de HC indica :

Mezcla rica , el CO también da un valor alto. Mala combustión de mezcla pobre. Escape o aceite contaminado

Óxidos de nitrógeno NOx

Hay diferentes compuestos moleculares formados por el Nitrógeno.

El 99% de Nitrógeno encontrado en los gases de escape es óxido nítrico (NO) que se forma en la cámara de combustión.

Si la temperatura no pasa los 1500 C en el nitrógeno y oxigeno. Estos gases saldrán por el sistema de escape

Partículas PMDurante el proceso de combustión se forman moléculas de carbón. Estas moléculas se combinan entre si, formando cadenas mas grandes las cuales forman hollín, el cual al salir por el tubo de escape, absorben otros contaminantes.

Si son menores de 0.5 mm pueden ser absorbidas por seres humanos.

O2 Oxígeno (O2):

Es el oxigeno del aire que sobro del proceso de combustión.

Lectura de oxigeno Un valor alto de Oxigeno puede deberse a

mezcla pobre, combustiones que no se producen o un escape roto.

Un valor de 0% significa que se ha agotado todo el oxigeno, si el Co es alto es indicativo de un mezcla rica.

Normalmente el Oxigeno debe ubicarse debajo del 2 %

CO2El dióxido de carbono es también el resultado del proceso de combustión, no es toxico pero puede causar la muerte por desplazamiento del oxígeno (asfixia)El motor funciona correctamente cuando la concentración de CO2 en los gases de combustión está a su nivel mas alto, este valor porcentual se ubica entre el 12 al 15 %.

Lectura de CO2 Como regla general, lecturas bajas son

indicativas de un proceso de combustión malo, que representa una mala mezcla o un encendido defectuoso.

Dilución Este valor del Punto de Inflamación nos da una pauta del grado de contaminación con combustible del lubricante.

Generalmente los fabricantes de motores aceptan un 5 % como valor máximo de dilución para aceites utilizados en motores diesel o a gasolina.

CO corregido Son concentraciones de CO corregidos o no diluidos en la combustión.

Se considera que la combustión es no higiénica cuando la concentración de monóxido de carbono corregido en los productos de la combustión supere el valor de 1000 ppm. el 1%

Tabla estequiometria

Procedimiento de la medición Preparar el equipo de la manera adecuada Verificar que los filtros estén en buen estado Llevar el vehículo a su temperatura normal de

funcionamiento. Revisar el tubo de escape (que no tenga

agujeros) Revisar el color del humo y nivel de aceite Conectar el equipo al vehículo (pinza inductiva,

medidor de temperatura, sonda) Tomar valores en ralentí y a 2500 rpm. Comparar las mediciones con los parámetros del

fabricante

Reflexión