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Inyección directa de gasolina, Bosch Motronic

Indice curso

 

Sistema de escape

El sistema de escape ha sido adaptado a las exigencias de un motor con inyección directa de gasolina. Hasta ahora era un gran problema el tratamiento de los gases de escape en motores con inyección
directa de gasolina. Esto se debe a que con un catalizador convencional de tres vías no se pueden alcanzar los límites legales de emisiones de óxidos nítricos en los modos estratificado, pobre y homogéneo-pobre. Por ello se incorpora para estos motores un catalizador-acumulador de NOx, que almacena los óxidos nítricos (NOx) en estos modos operativos. Al estar lleno el acumulador se pone en vigor un modo de regeneración, con el cual se desprenden los óxidos nítricos del catalizador-acumulador y se transforman en nitrógeno.

 

Nota: con la recirculación de gases de escape y el reglaje de distribución variable ya se reducen las emisiones de óxidos nítricos desde la propia combustión.

Refrigeración de los gases de escape
El objetivo consiste en refrigerar los gases de escape al grado que la temperatura en el catalizador-acumulador de NOx se mantenga lo más frecuente y prolongadamente posible dentro del margen
comprendido entre los 250 °C y 500 °C, puesto que sólo en este margen de temperaturas el catalizador-acumulador está en condiciones de almacenar los óxidos nítricos.
Otro motivo es el descenso permanente de la capacidad de acumulación si se calentó el catalizador-acumulador de NOx a más de 850 °C.

Refrigeración del colector de escape (sólo en algunas versiones de motor)
En el armazón delantero del vehículo se conduce aire fresco de forma específica hacia el colector de escape, reduciéndose así la temperatura de los gases de escape.

El tubo de escape de tres caudales
Se encuentra ante el catalizador-acumulador de NOx. Es la segunda medida que se aplica para reducir la temperatura de los gases de escape y con ésta la del catalizador-acumulador de NOx. Debido a la mayor superficie que representa, aumenta la disipación del calor hacia el aire del entorno y se reducen las temperaturas de los gases de escape.

Ambas medidas conjuntas dan por resultado una reducción en la temperatura de los gases de escape, según la velocidad de marcha del vehículo, comprendida entre los 30 °C y 100 °C.

 

Sonda lambda de banda ancha
La sonda lambda de banda ancha va atornillada ante el catalizador en el colector de escape.
Se utiliza para determinar el contenido de oxígeno residual en los gases de escape.

 

Aplicaciones de la señal
Con la sonda lambda de banda ancha es posible determinar con exactitud la relación de combustible y aire, también cuando difiere de lambda = 1.
En el modo homogéneo-pobre permite establecer de esa forma un lambda empobrecido de 1,55. En el modo estratificado se procede a determinar por cálculo el valor lambda, porque las sondas lambda de banda ancha son demasiado inexactas en este sector.
Con ayuda de la señal, la unidad de control del motor calcula el valor lambda efectivo e inicia la regulación al diferir con respecto al valor lambda teórico. La regulación se lleva a cabo a través de la cantidad inyectada.

 

El catalizador previo de tres vías
Este catalizador va situado en el colector de escape. Debido a su posición cerca del motor alcanza rápidamente su temperatura de servicio y comienza con la depuración de los gases de escape. Esto permite respetar los estrictos valores límite impuestos a las emisiones de escape. Su misión es transformar catalíticamente los contaminantes de la combustión en sustancias inofensivas.

Funcionamiento

 

Sensor de temperatura de los gases de escape
El sensor de temperatura de los gases de escape va atornillado en el tubo de escape detrás del precatalizador.
Mide la temperatura de los gases de escape y transmite esta información a la unidad de control del motor.

 

Aplicaciones de la señal
Con ayuda de la señal procedente del sensor de temperatura de los gases de escape, la unidad de control del motor calcula, entre otras cosas, la temperatura en el catalizador-acumulador de NOx.

Esto resulta necesario por los motivos siguientes:

Funcionamiento
En el sensor se encuentra una resistencia de medición con coeficiente negativo de temperatura (NTC). Eso significa, que a medida que aumenta la temperatura se reduce su resistencia y la tensión de la señal aumenta. Esta tensión de la señal está asignada a una temperatura específica en la unidad de control del motor.

 

Efectos en caso de avería del sensor
Si se ausenta esta señal se pasa a la función de emergencia y la unidad de control del motor calcula la temperatura de los gases de escape. En virtud de que este cálculo no es tan exacto, el sistema pasa más temprano al modo homogéneo.

 

Catalizador-acumulador de NOx
Va instalado en el mismo sitio que un catalizador principal de tres vías, de tipo convencional. Desempeña las funciones de un catalizador de tres vías y puede almacenar adicionalmente óxidos nítricos.

Misión


Funcionamiento
Aparte de los tres materiales estratificados platino, rodio y paladio, el catalizador-acumulador de NOx lleva una cuarta capa, que consta de óxido de bario. Esto permite almacenar interinamente óxidos
nítricos durante el funcionamiento con mezcla pobre.



 


La unidad de control para sensor de NOx
Se encuentra ubicada en los bajos del vehículo, cerca del sensor de NOx. Su emplazamiento cercano impide que las influencias parásitas externas falsifiquen las señales del sensor de NOx.
En la unidad de control para sensor de NOx se procesan las señales del sensor de NOx y se transmiten a la unidad de control del motor.

Efectos en caso de avería
Si se avería la unidad de control para sensor de NOx, el sistema pasa de regulación a control.
Debido a las mayores emisiones de óxidos nítricos se prohiben los modos estratificado y homogéneo-pobre.

 

Sensor de NOx
Va atornillado en el tubo de escape, directamente detrás del catalizador-acumulador de NOx. En éste se determina el óxido nítrico (NOx) y el contenido de oxígeno en los gases de escape y se transmiten las señales correspondientes a la unidad de control para sensor de NOx.

Estructura
Consta de dos cámaras, dos celdas de bomba, varios electrodos y una calefacción. El elemento sensor consta a su vez de dióxido de circonio.
El circonio presenta la particularidad de que, al tener una tensión aplicada, los iones negativos de oxígeno del electrodo negativo se desplazan hacia el electrodo positivo.


Aplicaciones de la señal
Con ayuda de estas señales se detecta y comprueba:

Las señales son transmitidas por el sensor de NOx a la unidad de control para sensor de NOx.

Efectos en caso de avería
Si se ausenta la señal del sensor de NOx ya sólo se permite trabajar el motor en el modo homogéneo.

Funcionamiento
El funcionamiento del sensor de NOx se basa en la medición de oxígeno y se puede derivar del de una sonda lambda de banda ancha.

Si el contenido de óxidos nítricos sobrepasa un valor umbral específico queda agotada la capacidad de almacenamiento en el catalizador-acumulador de NOx y se inicia un ciclo de regeneración de NOx.
Si este valor umbral se sobrepasa en intervalos de tiempo cada vez más breves, significa que el catalizador-acumulador está saturado de azufre y se inicia por ello un ciclo de regeneración de azufre.

Modo de regeneración
En este modo se desprenden los óxidos nítricos y el azufre que se encuentran incrustados en el catalizador-acumulador de NOx y se transforman en nitrógeno no tóxico y dióxido de azufre respectivamente.

 

 

Nota: para mantener lo más reducido posible el consumo de combustible durante el ciclo de regeneración de azufre se recomienda repostar un combustible exento de azufre (p. ej. Shell Optimax).

 

 

 


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