combustión de la gasolina y factores en la

Combustión de la gasolina y factores en la reducción de gases contaminantes

Edgar Ivan Miranda.Edgar Armando García.

Brandon Amezcua Mora.

Filtros de gases contaminantes en motores de automóviles

Filtros de gases contaminantes en

motores de automóviles.

Marco Teórico

1.- Proceso de la combustiòn.

2.- La atmosfera, fases de combustiòn y sus

reacciones con la gasolina.

3.- Daño Ambiental. de los gases. (Resumido)

4.- Normativas de reduccion de gases de

escape. (Resumido)

5.- Filtros de gases contaminantes.

Objetivos:-Procesos químicos y conciencia

ambiental.-Funcionamiento de los filtros de

combustión interna.

La combustión

• Es una reacción química de oxidación, en la cual generalmente se desprende una gran cantidad de Energía en forma de calor y luz, manifestándose visualmente gracias al fuego, u otros.

• En toda combustión existe un elemento que arde (combustible) y otro que produce la combustión (comburente), generalmente el oxígeno en forma de O2 gaseoso.

Combustión Completa e Incompleta

• Combustión completa:Combustible + O2 → C2O +H2O + energía.

(C20H20) + 15 O2→ 10 H2O + 20 CO2 + energía.

(4-etil-heptano)

• Combustión incompleta (real):Combustible + O2 (déficit) + N2 → COx + NOx + C (hollín) + Pb (Plomo)+ CO + H2O + (Combustible no consumido.) HC + SO2 (Si el combustible contiene azufre) + Energía.

C x Hx + O2 → C + CO + H2O.

Gases de escape

• En condiciones ideales solo se emitirían a la atmosfera gases no tóxicos como son: dióxido de carbono (CO2), nitrógeno (N2) y vapor de agua (H2O).

• La combustión en un motor de explosión siempre es una combustión incompleta. (Las reacciones verdaderas no son el todo eficientes a las planteadas en los cálculos de condiciones ideales.)

• Los gases tóxicos producidos son: monóxidos de carbono, humo; partículas de hollín y residuos de combustible, óxidos nitrógeno y azufre.

Elementos contaminantes generados en los vehículos.

Motor de combustión interna

• En termodinámica: Es un tipo de máquina que obtiene energía mecánica directamente de la energía química de un combustible que arde dentro de la cámara de combustión. Su nombre se debe a que dicha combustión se produce dentro de la propia máquina, a diferencia de, por ejemplo, la máquina de vapor.

Ciclo termodinámico• Esquema de una máquina de Carnot. La máquina absorbe calor desde

la fuente caliente T1 y cede calor a la fría T2 produciendo trabajo.

• El ciclo Otto el ciclo termodinámico que se aplica en los motores de combustión interna de encendido provocado (motores de gasolina). Inventado por Nicolaus Otto en 1872. Se caracteriza porque en una primera aproximación teórica, todo el calor se aporta a volumen constante.

Esquema de una máquina de Carnot. La máquina absorbe calor desde la fuente caliente T1 y cede calor a la fría T2 produciendo trabajo.

Clasificación de motores de CI

• Alternativos.

1. El motor de explosión ciclo Otto, cuyo nombre proviene del técnico alemán que lo desarrolló, Nikolaus August Otto, es el motor convencional de gasolina, aunque también se lo conoce como motor de ciclo Beau de Rochas debido al inventor francés que lo patentó en 1862.

2. El motor diésel, llamado así en honor del ingeniero alemán nacido en Francia Rudolf Diesel, funciona con un principio diferente y suele consumir gasóleo.

• La turbina de gas.• El motor rotatorio.• El Ciclo Atkinson.

Motores con ciclo de Otto

• Hay dos tipos de motores que se rigen por el ciclo de Otto, los motores de dos tiempos y los motores de cuatro tiempos. Este último, junto con el motor diésel, es el más utilizado en los automóviles ya que tiene un buen rendimiento y contamina mucho menos que el motor de dos tiempos.

Ciclo Otto (4T)

Motor de cuatro tiempos (4T)

ADMISIÓN• Durante la primera fase, el pistón se desplaza hasta el

PMI (Punto Muerto Inferior) y la válvula de admisión permanece abierta, permitiendo que se aspire la mezcla de combustible y aire hacia dentro del cilindro (esto no significa que entre de forma gaseosa).

• (Aumento de volumen) + Gasolina (Pulverizada) + N2 + O2.

Motor de cuatro tiempos (4T)

COMPRESIÓN• Durante la segunda fase las válvulas permanecen

cerradas y el pistón se mueve hacia el PMS, comprimiendo la mezcla de aire y combustible. Cuando el pistón llega al final de esta fase, una chispa en la bujía enciende la mezcla.

• Chispa eléctrica. (Disminución de volumen – Aumento de presión).

Motor de cuatro tiempos (4T)EXPANSIÓN• Durante la tercera fase, se produce la combustión de la mezcla, liberando

energía que provoca la expansión de los gases y el movimiento del pistón hacia el PMI. Se produce la transformación de la energía química contenida en el combustible en energía mecánica trasmitida al pistón, que la trasmite a la biela, y la biela la trasmite al cigüeñal, de donde se toma para su utilización.

(C20H20) + 15 O2→ 10 H2O + 20 CO2 + energía (aumento de volumen)

(4-etil-heptano)

Motor de cuatro tiempos (4T)ESCAPE• En la cuarta fase se abre la válvula de escape y el pistón se

mueve hacia el PMS (Punto Muerto Superior), expulsando los gases producidos durante la combustión y quedando preparado para empezar un nuevo ciclo (renovación de la carga). (Disminución de la presión – Aumento de volumen).

• Reactivos:

• Proceso adiabático: En termodinámica se designa como proceso adiabático a aquel en el cual el sistema termodinámico (generalmente, un fluido que realiza un trabajo) no intercambia calor con su entorno.

Motor de 4 tiempos (4T)

Motor de 2 Tiempos (2T)

• El motor de 2 tiempos es, junto al motor de 4 tiempos, un motor de combustión interna con un ciclo de cuatro fases de admisión, compresión, combustión y escape, como el 4 tiempos, pero realizadas todas ellas en sólo 2 tiempos, es decir, en dos movimientos del pistón.

• En un motor 2 tiempos se produce una explosión por cada vuelta de cigüeñal mientras que en un motor 4 tiempos se produce una explosión por cada dos vueltas de cigüeñal, lo que significa que a misma cilindrada se genera mayor potencia, pero también un mayor consumo de combustible.

Aplicaciones de motores de combustión

Las diferentes variantes de los dos ciclos, tanto en diésel como en gasolina, tienen cada uno su ámbito de aplicación.

• 2T gasolina: tuvo gran aplicación en las motocicletas, motores de ultraligeros (ULM) y motores marinos fuera-borda hasta una cierta cilindrada, habiendo perdido mucho terreno en este campo por las normas anticontaminación. Actualmente siguen en uso para las cilindradas mínimas de ciclomotores y scooters (50 cc), o un poco más grandes de motocicletas de competición y motocross, pequeños motores de motosierras y otras máquinas portátiles ligeras, y pequeños grupos electrógenos (2015).

• 4T gasolina: domina en las aplicaciones en motocicletas de todas las cilindradas, automóviles, aviación deportiva y fuera borda.

• 2T diésel: domina en las aplicaciones navales de gran potencia, hasta 100000 CV hoy día, y tracción ferroviaria. En su momento de auge se usó en aviación con cierto éxito.

• 4T diésel: domina en el transporte terrestre, automóviles y aplicaciones navales hasta una cierta potencia. Empieza a aparecer en la aviación deportiva.

Octanaje• El número de octano, a veces denominado octanaje, es una escala que mide la

capacidad antidetonante del carburante (como la gasolina) cuando se comprime dentro del cilindro de un motor.

• Es una propiedad esencial en los carburantes utilizados en los motores de encendido por chispa, es decir en motores que emplean bujías y que siguen un ciclo termodinámico en el que su comportamiento se asemeja al descrito por el Ciclo Otto.

• En efecto, la eficacia del motor aumenta con altos índices de compresión, pero solamente mientras el combustible utilizado soporte ese nivel de compresión sin sufrir combustión prematura.

• En los motores a gasolina de baja eficiencia se recomienda usar gasolinas con bajo nivel de octanaje, debido a la baja relación de compresión con la que operan en sus cilindros. Donde se nota mucho esta relación es en automóviles nuevos a los que, al suministrarles gasolina con bajo octanaje, se nota un cascabeleo generado por la explosión prematura del combustible en la cámara de combustión. A mayor compresión se requiere mayor octanaje para que sea eficiente el uso del combustible.

La gasolina• La gasolina es una mezcla de hidrocarburos alifáticos (cadena

abierta) obtenida del petróleo por destilación fraccionada, que se utiliza como combustible en motores de combustión interna con encendido 1) por chispa convencional o 2) por compresión (DiesOtto), así como en estufas, lámparas, limpieza con solventes y otras aplicaciones.

• En general se obtiene a partir de la gasolina de destilación directa, que es la fracción líquida más ligera del petróleo.

• Si no está refinada puede tener hasta 1.000 ppm de azufre. Tiene alrededor de un 40 % de aromáticos (Comp. Benzoicos) y 20 % de olefinas (aceites). Sus números de octano (MON/RON) MON, "motor octane number", alto régimen y conducción regular, RON "research octane number" Bajo régimen con numerosas aceleraciones, están en torno a 80/93.

• La denominada "Gasolina Eurosuper 95" se le exige:M.O.N. > 85R.O.N. > 95

La gasolina Pemex Magna Mid-grade Premium• Gasolina sin plomo 87 89 92• Gasolina con plomo 85 N/D N/D

Número de octano comercial = RON + MON = R + M 2 2

Diferencias entre el motor de combustión de diésel y el de gasolina

• En un motor de gasolina convencional se consigue una mezcla homogénea en todo el cilindro durante la admisión. En un motor diésel la idea es completamente distinta. Durante la fase de admisión entra únicamente aire al cilindro. al final de la carrera de compresión disponemos de aire comprimido a alta temperatura. Es en ese momento cuando se inyecta el combustible, momento a partir del cual se sucede lo siguiente:

• 1. Tiempo de retraso: el chorro de combustible líquido tarda un cierto tiempo en evaporarse y en pasar por las fases previas (admisión y comprensión) a la reacción de auto-inflamación. Este tiempo se mide con el número de cetano del combustible y es inversamente proporcional a él (si subimos el número de cetano baja el tiempo de retraso). Es importante la idea de que no todo el combustible se inyecta en esta fase.

• 2. Se produce una autoinflamación muy rápida y brusca, donde se quema la premezcla aire-combustible que se formó durante el tiempo de retraso. Esta brusquedad en la combustión es la responsable del sonido característico de los motores diésel.

• 3. Tras formarse la llama en la fase anterior se produce la combustión por difusión: el combustible se mezcla con el aire mientras se produce la combustión. Esta llama por difusión tendrá un color amarillento.


• Un motor diésel no puede utilizar todo el aire que le llega para quemar combustible, y por este motivo para el mismo aire admitido el motor de gasolina es capaz de producir más potencia a plena carga.

• Un motor diésel puede trabajar con una relación de compresión más elevada (alto octanaje) pues no tiene el problema del picado (cascabeleo). Además es capaz de funcionar con una mezcla combustible-aire muy pobre en diésel sin añadir las pérdidas de la mariposa. La consecuencia fundamental de este hecho es que el rendimiento y consumo en un motor de este tipo sea mejor que en uno de gasolina.

Gases que participan en la combustión (Reactantes)

• Oxígeno (O2)Es un gas incoloro, inodoro e insípido. Es el componente más importante del aire que respiramos (21 %). Es imprescindible para el proceso de combustión, con una mezcla ideal el consumo de combustible debería ser total, pero en el caso de la combustión incompleta, el oxigeno restante es expulsado por el sistema de escape.

• Nitrógeno (N2)El nitrógeno es un gas no combustible, incoloro e inodoro, se trata de un componente esencial del aire que respiramos (78 % nitrógeno, 21 % oxígeno, 1 % otros gases) y alimenta el proceso de la combustión conjuntamente con el aire de admisión. La mayor parte del nitrógeno aspirado vuelve a salir puro en los gases de escape; sólo una pequeña parte se combina con el oxígeno O2 (óxidos nítricos NOx).

Daño ambiental de los gases generados en la combustión de gasolinas. (Productos de combustión)

• Monóxido de carbono (CO)Se produce con motivo de la combustión incompleta de combustibles que contienen carbono. Es un gas incoloro, inodoro, explosivo y altamente tóxico. Bloquea el transporte de oxígeno por parte de los glóbulos rojos. Es mortal, incluso en una baja concentración en el aire que respiramos. En una concentración normal en el aire ambiental se oxida al corto tiempo, formando dióxido de carbono CO2.

• Dióxido de carbono (CO2)Se produce al ser quemados los combustibles que contienen carbono (p. ej. gasolina, gasoil). El carbono se combina durante esa operación con el oxígeno aspirado. Es un gas incoloro, no combustible. El dióxido de carbono CO2 a pesar de ser un gas no tóxico, reduce el estrato de la atmósfera terrestre que suele servir de protección contra la penetración de los rayos UV (la tierra se calienta). Las discusiones generales en torno a las alteraciones climatológicas (efecto “invernadero“), el tema de las emisiones de CO2 se ha hecho consciente en la opinión pública.

Daño ambiental de los gases generados en la combustión de gasolinas (Productos de

combustión)• Dióxido de azufre (SO2)

El dióxido de azufre o anhídrido sulfuroso propicia las enfermedades de las vías respiratorias, pero interviene sólo en una medida muy reducida en los gases de escape. Es un gas incoloro, de olor penetrante, no combustible. Si se reduce el contenido de azufre en el combustible es posible disminuir las emisiones de dióxido de azufre.

• Óxidos nítricos (NOx)Son combinaciones de nitrógeno N2 y oxígeno O2 (p. ej. NO, NO2, N2O, ...). Los óxidos de nitrógeno se producen al existir una alta presión, alta temperatura y exceso de oxígeno durante la combustión en el motor. El monóxido de nitrógeno (NO), es un gas incoloro, inodoro e insípido. Al combinarse con el oxigeno del aire, es transformado en dióxido de nitrógeno (NO2), de color pardo rojizo y de olor muy penetrante, provoca una fuerte irritación de los órganos respiratorios.Las medidas destinadas a reducir el consumo de combustible suelen conducir lamentablemente a un ascenso de las concentraciones de óxidos nítricos en los gases de escape, porque una combustión más eficaz produce temperaturas más altas. Estas altas temperaturas generan a su vez una mayor emisión de óxidos nítricos.

Daño ambiental de los gases generados en la combustión de gasolinas (Productos de

combustión)• Plomo (Pb)

Ha desaparecido por completo en los gases de escape de los vehículos. En 1985 se emitían todavía a la atmósfera 3.000 t, debidas a la combustión de combustibles con plomo.El plomo en el combustible impedía la combustión detonante debida a la auto-ignición y actuaba como una sustancia amortiguadora en los asientos de las válvulas. Con el empleo de aditivos ecológicos en el combustible sin plomo se han podido mantener casi idénticas las características antidetonantes.

• HC – HidrocarburosSon restos no quemados del combustible, que surgen en los gases de escape después de una combustión incompleta. La mala combustión puede ser debido a la falta de oxigeno durante la combustión (mezcla rica) o también por una baja velocidad de inflamación (mezcla pobre), por lo que es conveniente ajustar la riqueza de la mezcla.Los hidrocarburos HC se manifiestan en diferentes combinaciones (p. ej. C6H6, C8H18) y actúan de diverso modo en el organismo. Algunos de ellos irritan los órganos sensoriales, mientras que otros son cancerígenos (p. ej. el benceno).

• Las partículas de hollín MP (masa de partículas; inglés: paticulate matter)Son generadas en su mayor parte por los motores diesel, se presentan en forma de hollín o cenizas. Los efectos que ejercen sobre el organismo humano todavía no están aclarados por completo.

Medidas legales en contra de la emisión de gases

Protocolo de Kyoto: Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático, firmado en Kyoto.Aprobado en la Cámara de Senadores del Honorable Congreso de la Unión, el 29 de abril del 2000.• Articulo 2 del protocolo: iv) investigación, promoción, desarrollo y aumento del uso de formas nuevas y renovables de energía, de tecnologías de secuestro del dióxido de carbono y de tecnologías avanzadas y novedosas que sean ecológicamente racionales; vi) fomento de reformas apropiadas en los sectores pertinentes con el fin de promover unas políticas y medidas que limiten o reduzcan las emisiones de los gases de efecto invernadero no controlados por el Protocolo de Montreal;


Articulo 10 del protocolo: • c) Cooperarán en la promoción de modalidades eficaces para el desarrollo, la aplicación y la

difusión de tecnologías, conocimientos especializados, prácticas y procesos ecológicamente racionales en lo relativo al cambio climático, y adoptarán todas las medidas viables para promover, facilitar y financiar, según corresponda, la transferencia de esos recursos o el acceso a ellos…

• d) Cooperarán en investigaciones científicas y técnicas y promoverán el mantenimiento y el desarrollo de procedimientos de observación sistemática y la creación de archivos de datos para reducir las incertidumbres relacionadas con el sistema climático, las repercusiones adversas del cambio climático y las consecuencias económicas y sociales de las diversas estrategias de respuesta, y promoverán el desarrollo y el fortalecimiento de la capacidad y de los medios nacionales para participar en actividades, programas y redes internacionales e intergubernamentales de investigación y observación sistemática…

• e) Cooperarán en el plano internacional, recurriendo, según proceda, a órganos existentes, en la elaboración y la ejecución de programas de educación y capacitación que prevean el fomento de la creación de capacidad nacional, en particular capacidad humana e institucional, y el intercambio o la adscripción de personal encargado de formar especialistas en esta esfera, en particular para los países en desarrollo, y promoverán tales actividades, y facilitarán en el plano nacional el conocimiento público de la información sobre el cambio climático y el acceso del público a ésta. Se deberán establecer las modalidades apropiadas para poner en ejecución estas actividades por conducto de los órganos pertinentes de la Convención…

Anexo A Gases de efecto invernadero:• Dióxido de carbono (Co2) • Metano (CH4) • Óxido nitroso (N2O) • Hidrofluorocarbonos (HFC) • Perfluorocarbonos (PFC) • Hexafluoruro de azufre (SF6)

Sectores/categorías de fuentes: Energía. Quema de combustible:• Industrias de energía • Industria manufacturera y construcción • Transporte • Otros sectores • Otros

Emisiones fugitivas de combustibles: • Combustibles sólidos • Petróleo y gas natural • Otros

Procesos industriales:• Productos minerales • Industria química • Producción de metales • Otra producción • Producción de halocarbonos y hexafluoruro de azufre • Consumo de halocarbonos y hexafluoruro de azufre • Otros

Utilización de disolventes y otros productos:• Agricultura • Fermentación entérica • Aprovechamiento del estiércol • Cultivo del arroz • Suelos agrícolas • Quema prescrita de sabanas• Quema en el campo de residuos agrícolas • Otros

Desechos:• Eliminación de desechos sólidos en la tierra • Tratamiento de las aguas residuales • Incineración de desechos • Otros


Sistemas de control de gases contaminantes en automóviles (Sistemas Anticontaminación)

Sistemas para reducir las emisiones contaminantes de los gases de escape

Los perfeccionamientos obtenidos en la técnica de motores han llevado en los últimos años a mejores procesos de combustión y con ellos, a menores emisiones brutas. El desarrollo de sistemas electrónicos de control del motor ha hecho posible una inyección exacta de la cantidad de combustible necesaria y el ajuste preciso del punto de encendido, así como la optimización, en función del punto de funcionamiento de la activación de todos los componentes existentes (pre-dispositivo de mariposa electrónico DV-E).De acuerdo con el aumento constante de la potencia de los motores, son mayores las exigencias formuladas al combustible. El empleo de aditivos disminuye los sedimentos e incrustaciones durante la combustión en el cilindro, reduce las sustancias nocivas contenidas en los gases de escape e impide incrustaciones perjudiciales en el sistema de combustible. El cambio a combustible sin plomo constituyó un hito en el camino hacia gases de escape mas limpios de sustancias nocivas.Los sistemas de control de emisiones de escape han sido desarrollados para reducir los elementos contaminantes generados por el automóvil en el proceso de combustión.

Sistemas de control de gases contaminantes en automóviles (Sistemas Anticontaminación)

Dentro de los sistemas de control de emisiones destacan los siguientes:

• Control de la combustión (sonda Lambda).• Sistema de ventilación positiva del Cárter (PCV).• Sistema cerrado de control evaporativo (Canister).• Sistema de recirculación de gases de escape (EGR).• Sistema de inyección adicional de aire en el escape.• Convertidor catalítico y Filtro de partículas.

ECU (Dispositivo de regulación del caudal de combustible)

• La bomba electrónica regula la cantidad de combustible a inyectar en los cilindros por medio de un motor de calado o "servomotor", situado en la parte alta de la bomba. Este motor esta controlado electrónicamente por medio de la unidad de control ECU que le hace girar, moviendo mediante su eje una pieza excéntrica que convierte el movimiento giratorio del motor en un movimiento lineal para desplazar la "corredera de regulación“.

• Algunos motores poseen distribución de válvulas. En estos motores la ECU controla el tiempo en el ciclo de motor en el que las válvulas se deben abrir. Las válvulas se abren normalmente más tarde a mayores velocidades que a menores velocidades. Esto puede optimizar el flujo de aire que entra en el cilindro, incrementando la potencia evitando la mala combustión de combustible.

Sensor de oxigeno o sonda Lambda

• El motor por si solo no puede controlar los porcentajes de aire y combustible que entran en la cámara de combustión, no lo pudo hacer en el pasado con el uso de carburadores, ni tampoco con sistemas de inyección electrónicos de "lazo abierto". Para poder controlar la mezcla es necesario de un elemento sensor, que indique, el porcentaje de aire y combustible que entra en el motor. A este dispositivo se le llama sensor de oxigeno o sonda Lambda. Este sensor situado a la salida del colector de escape del motor, analiza los gases de escape, y envía información constantemente a la gestión electrónica del motor que adecua la mezcla en función de las circunstancias de funcionamiento del vehículo.


la combustión requiere que el aire y el combustible se hallen mezclados en una proporción determinada. on necesarios 14,7 gramos de aire por cada gramo de combustible para realizar una combustión perfecta. En la práctica esta proporción varía ligeramente, pudiendo alcanzar valores de 12 a 16, que serían los límites de funcionamiento de la combustión en el motor.• Mezcla pobre

Resulta del exceso de aire en la mezcla. En estas condiciones en el motor se incrementa la temperatura de la combustión, facilitando la aparición de óxidos de nitrógeno (Nox), ademas si la mezcla es muy pobre, el combustible no llega a inflamarse y el motor se para.

• Mezcla ricaSe produce debido al exceso de combustible en la mezcla con respecto al aire que entra en la cámara del combustión del motor. En este caso el exceso de combustible no se puede combinar completamente con el aire, por lo tanto una parte del combustible es expulsado por el escape en forma de hollín y CO (monóxido de carbono).


En definitiva, el factor "lambda" da una idea muy precisa de la riqueza o pobreza de una mezcla, así se dice que :

• Con una relación "lambda = 1", se obtiene una combustión perfecta porque el aire aspirado coincide con el teórico (el aire aspirado es el 100 % del teórico necesario).

• Con una relación "lambda < 1", por ejemplo 0,8 indica escasez de aire por lo que la mezcla resulta rica de combustible (el aire aspirado es solo el 80 % del necesario).

• Con una relación "lambda > 1", por ejemplo 1,20 indica exceso de aire, por consiguiente una mezcla pobre (el aire aspirado es un 120 % del teórico, es decir un 20 % mas del necesario).

Localización de la sonda lambda en el motorLa sonda lambda esta dispuesta en el sistema de escape delante del catalizador. La señal de la sonda es conducida a la unidad de control del motor. Se pueden emplear sondas lambda de dos puntos (como las estudiadas hasta ahora) o sondas lambda de banda ancha (regulación lambda permanente). Detrás del catalizador puede encontrarse otra sonda lambda (regulación con dos sondas). Esta sonda es siempre una sonda de dos puntos.


• FuncionamientoMediante el circuito de regulación formado con ayuda de una o dos sondas lambda pueden identificarse y corregirse desviaciones de una relación de aire y combustible determinada. El principio de regulación se basa en la medición del contenido de oxígeno residual en los gases de escape. El contenido de oxígeno residual es una medida para la composición de la mezcla de aire y combustible aportada al motor.


• Regulación de dos puntosLa sonda lambda de dos puntos dispuesta delante del catalizador suministra en el margen rico {lambda.< 1) una tensión alta y en el margen pobre (lambda > 1), una tensión baja (U < 1). En el margen alrededor de "lambda = 1" se produce un pronunciado salto de tensión. La sonda lambda de dos puntos sólo puede distinguir, pues, entre mezcla rica y mezcla pobre.

• Si la tensión de la sonda es alta (mezcla rica), la magnitud de ajuste regula en dirección hacia mezcla pobre; si la tensión de la sonda es baja (mezcla pobre), en dirección hacia mezcla rica. Con esta regulación de dos puntos se puede regular la mezcla de aire v combustible a valores lambda alrededor de "lambda = 1".


Sistema de ventilación positiva del Cárter (PCV)

• Durante el funcionamiento del motor, y debido a las presiones y altas temperaturas a que está sometido el aceite del engrase, se produce la oxidación y descomposición del mismo, produciendo vapores que quedan en el interior del cárter. En estas condiciones el aceite pierde rápidamente todas sus propiedades lubricantes, lo que origina el continuo cambio de aceite y ocasiona, además, una perdida de rendimiento del motor debido a la sobrepresión interna en el interior del cárter.

• Para evitar esto, los motores están provistos de un sistema de ventilación del cárter que tiene por objeto arrastrar fuera del mismo los vapores de agua y gasolina a medida que penetran en él, así como los procedentes de la propia descomposición del aceite, manteniendo de esta forma la presión interna.

Entre los procedimientos empleados para ventilar el cárter están:

• Ventilación abierta• Ventilación cerrada

• Ventilación abiertaLa ventilación abierta consiste en colocar un tubo, generalmente acoplado a la tapa de balancines (culata), que comunica el interior del cárter con exterior, y a través del cual escapan los gases directamente a la atmósfera, debido a la mayor presión interna de la parte superior del motor y con la ayuda de los órganos en movimiento.

• Este sistema tiene el inconveniente de que se expulsa a la atmósfera una mezcla de hidrocarburos y gases procedentes de la combustión que contaminan la misma, por lo cual este procedimiento esta prohibido desde hace muchos años.


• Ventilación cerradaLa ventilación cerrada, que actualmente es obligatoria, consiste en conectar el tubo de salida de gases al colector de admisión, y de esta forma los vapores son devueltos al interior de los cilindros, donde se queman juntamente con la mezcla.

•Este sistema tiene la ventaja de que la evacuación y ventilación interior es más rápida, al ser aspirados los gases por los cilindros durante la admisión, y la parte de aceite que arrastra la evacuación, al estar mezclada con los gases en pequeñas proporciones, sirve para el engrase de la parte alta de los cilindros.

• Cuando la aspiración de gases se conecta debajo de la mariposa, al llegar al colector de admisión hay una válvula (A) que se cierra a la vez que aquella y el motor queda a ralentí, se evita una entrada de aire y que el motor pueda pararse; esta válvula es accionada por la fuerte depresión ocasionada por el ralentí, cuando se acelera disminuye la depresión y la válvula se abre y continua la ventilación del cárter.


Canister - Filtro de carbón activo

• A este sistema, sobre todo los americanos, lo denominan: EVAP (Sistema de control evaporativo de gases).La gasolina por ser muy volátil es inflamable y, además, se evapora a temperatura ambiente con relativa facilidad. Por lo tanto una cantidad relativamente importante de hidrocarburos se escapan del vehículo por evaporación a través de:

• el orificio de ventilación o puesta en atmósfera del tapón de llenado del depósito de gasolina

• también se evaporan hidrocarburos por el aireador de la cuba del carburador, que esta abierto cuando el acelerador esta en posición de reposo.


• Funcionamiento a motor paradoLos vapores de hidrocarburos acumulados en la parte superior del depósito de gasolina se evacuan hacia el canister a través de la válvula antivuelco (3) y por el tubo (4) y llegan a la válvula de dos vías (9).Si la presión de los vapores es suficiente una de las compuertas de la válvula (9) se abre, los vapores penetran en el canister (2), el carbón activo retiene los vapores.Las evaporaciones de la cuba del carburador están canalizadas por el tubo (5) hasta el canister (2).


• Funcionamiento en marcha, mariposa de gases abierta (acelerador)La depresión canalizada por el tubo (7) actúa en la parte alta de la válvula de control (8), la válvula se abre. La depresión del colector de admisión crea una circulación de aire que atraviesa el carbón activo del canister; los hidrocarburos arrastrados por el aire pasan por el orificio calibrado (C), por la válvula de control (8) al tubo (6); en el colector de admisión se mezclan con el gas aspirado por el motor.El carbón activo se purga y queda listo para recibir nuevos vapores de gasolina.Desde el momento que la mariposa vuelve a la posición de ralentí, se interrumpe la acción de depresión de mando, el resorte cierra la compuerta de la válvula de control (8), el motor no aspira del canister, lo que evita el enriquecimiento de la mezcla que alimenta el motor a ralentí o una toma de aire.A régimen de ralentí las evaporaciones son retenidas en el canister.

• Cuando por consumo de carburante o por enfriamiento de éste la presión disminuye en el depósito, bajo el efecto de la presión atmosférica la segunda compuerta de la válvula (9) se abre, la presión se restablece en el depósito de combustible.

Con la llegada de la electrónica al automóvil los sistemas de control evaporativo de gases (canister) cambiaron la forma de controlar la purga de los vapores de combustible retenidos en el "bote". Por esta razón ahora la válvula de control de purga esta controlada por electroválvulas o válvulas de demora que aseguran que los vapores se purguen cuando el motor los puede quemar con mas eficiencia. En los modelos mas modernos, la gestión del canister es controlada por la centralita de inyección ECU. La centralita actúa sobre una electroválvula que controla la válvula de control de purga, teniendo en cuenta varios factores de funcionamiento del motor como son:• Temperatura del motor (no funciona hasta que el motor alcanza una

determinada temperatura)• Revoluciones del motor (en ralentí no funciona)• Carga del motor (con mariposa totalmente no funciona)• Arranque (durante el arranque no funcionaria)

EGR (Exhaust gas recirculation) - válvula de recirculación de los gases de escape.

La implantación de normas anticontaminación cada vez más exigentes y lo concienciación ecológica de los fabricantes hizo que en los 90 en Europa y bastante antes en USA se empezara a implantar en los motores un dispositivo llamado EGR iniciales de Exhaust Gas Recirculation, que es como se conoce la válvula de recirculación de gases de escape.

Actualmente su uso es prácticamente total en los motores Diesel y cada vez mayor en los de gasolina.

Para reducir las emisiones de gases de escape, principalmente el oxido de nitrógeno (Nox), se utiliza el Sistema EGR que reenvía una parte de los gases de escape al colector de admisión, con ello se consigue que descienda el contenido de oxigeno en el aire de admisión que provoca un descenso en la temperatura de combustión que reduce el oxido de nitrógeno (Nox). Sin embargo hay que precisar que la emisión de óxidos de nitrógeno (NOx) en los motores Diesel solamente es posible reducirla por este método alrededor de un 50% y para mayores tasas de reducción debe recurrirse a otros sistemas, como el empleo de catalizadores. En el caso de los motores diesel disminuye además la formación de partículas de hollín en alrededor de un 10%.


Las válvulas EGR pueden ser neumáticas o eléctricas Las válvulas neumáticas EGR se activan mediante vacío a través de las válvulas electromagnéticas (electroválvulas):En los sistemas sencillos que utililzan electoválvulas para la activación (EUV), la válvula EGR cumple solamente la función de abrir o cerrar. El vacío es captado en el tubo de aspiración o generado por una bomba de vacío.Las válvulas EGR eléctricas o electromagnéticas están controladas directamente por el instrumento de mando (son autónomas) y ya no necesitan más el vacío ni las válvulas soleinoides.


• Neumáticas: Las válvulas EGR neumáticas son accionadas por depresión o vació. Están constituidas por una membrana empujada por un muelle, que abre o cierra una válvula a través de una varilla hueca en cuyo extremo lleva un punzón. La varilla esta acoplada a la membrana, que se mueve abriendo la válvula cada vez que la depresión actúa sobre la membrana y vence la presión del muelle.Para controlar la depresión que actúa sobre las válvula EGR necesitamos de otra válvula separada en este caso eléctrica que será controlada por la ECU. En los esquemas estudiados anteriormente la válvula que controla la depresión o vació sobre la válvula EGR serian en el primer esquema el "Convertidor EGR" y en el segundo esquema la "Electrovalvula de inversión".

http://www.aficionadosalamecanica.net/gestion_electronica_diesel2.htm#Unidad%20de%20control%20electr%F3nica%20%28ECU%29


• Neumáticas: Las válvulas EGR neumáticas son accionadas por depresión o vació. Están constituidas por una membrana empujada por un muelle, que abre o cierra una válvula a través de una varilla hueca en cuyo extremo lleva un punzón. La varilla esta acoplada a la membrana, que se mueve abriendo la válvula cada vez que la depresión actúa sobre la membrana y vence la presión del muelle.Para controlar la depresión que actúa sobre las válvula EGR necesitamos de otra válvula separada en este caso eléctrica que será controlada por la ECU.

http://www.aficionadosalamecanica.net/gestion_electronica_diesel2.htm#Unidad%20de%20control%20electr%F3nica%20%28ECU%29


• Eléctricas: Las válvula EGR eléctricas se caracterizan por no tener que utilizar una bomba de vacío para su funcionamiento por lo que trabajan de forma autónoma. Estas válvulas actúan de una forma muy similar al dispositivo "variador de avance de inyección" que utilizan las "bombas electrónicas" que alimentan a los motores de inyección directa diesel (TDi). Constan de un selenoide que actúa al recibir señales eléctricas de la UCE cerrando o abriendo un paso por el que recirculan los gases de escape. El mayor o menor volumen de gases a recircular viene determinada por la UCE, que tiene en cuenta ciertos parámetros como: la velocidad del coche, la carga y la temperatura del motor.

• La válvula EGR eléctrica cuenta con un pequeño sensor de posición (1) en su interior que informa a la UCE en todo momento, la posición que ocupa el elemento que abre o cierra el paso de la recirculación de los gases de escape. Este tipo de electroválvula no se resiente de la depresión, por tanto puede abrirse con cualquier carga motor y con cualquier depresión en el colector. Interviene con temperatura liquido motor 55ºC, temperatura aire aspirado > 17 ºC y régimen motor incluido entre 1500 y .5600 (según las características del motor).Para la compensación de la presión en la válvula durante las fases de regulación existe una comunicación directa (6) hacia la presión del aire del entorno a través del filtro de aire.

http://www.aficionadosalamecanica.net/gestion_electronica_diesel2.htm#avance

Sistema de diagnóstico OBD (on board diagnostics)

Lo mas reciente para reducir la contaminación generada por los vehículos motorizados es el sistema de diagnóstico OBD (on board diagnostics), cuya misión es vigilar todos aquellos componentes y sistemas que por avería o mal funcionamiento alteren las emisiones de gases de escape, establecidas para el funcionamiento del motor en condiciones normales.

La principal novedad es la incorporación de un testigo de aviso, el cual indica al conductor la existencia de una anomalía en el motor, que provoca un aumento de las emisiones de gases, superiores a los límites establecidos.

El OBD II representa una versión más actualizada y desarrollada del OBD I.


Objetivos del OBD II• Vigilancia de todos los componentes importantes para la calidad de los gases de escape.• Protección del catalizador ante su puesta en peligro.• Aviso visual, si hay componentes relacionados con los gases de escape, que presentan

fallos en el funcionamiento• Memorización de las averías.• Susceptibilidad de diagnóstico.

• La información ofrecida por el OBD II y la actuación del testigo de aviso deben ser idénticas para todos los automóviles. Por otro lado, según la organización jurídica de cada país, también debe ser posible su consulta por organismos oficiales o talleres autorizados.Para ello se han estandarizado unos códigos de avería relacionados exclusivamente con el EOBD. Dichos códigos siguen la normativa SAE y son del tipo P0XXX.Otro dato importante del OBD II es la indicación del número de kilómetros recorridos por el vehículo, desde que se activa el testigo de aviso.

combustión de la gasolina y factores en la

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