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

VÁLVULA Y SENSOR EGR (Exhaust Gas Recirculation) Recirculación de gases de escape

 

SISTEMA EGR


OBJETIVO

 

El sistema de Recirculación de Gases de Escape (EGR) está diseñado para reducir la cantidad

de Oxidos de Nitrógeno (NOx) creados en la cámara de combustión durante períodos que por lo

regular resultan en temperaturas de combustión elevadas. Los NOx se forman en altas

concentraciones cuando las temperaturas de combustión excedan 2500 Grados Farenheit. (La

temperatura dentro de la cámara de combustión al momento del encendido es mucho mayor que la

temperatura general del anticongelante del motor).SISTEMA EGR

El sistema EGR reduce la producción de NOx al recircular pequeñas cantidades de gases de

escape en el múltiple de admisión donde se mezcla con la carga entrante de aire y

combustible. Al diluir la mezcla de aire/combustible bajo estas condiciones, las

temperaturas pico de combustión y las altas presiones dentro de la cámara se reducen, lo

cual resulta en una reducción general de la producción de Gas NOx. Hablando en términos

generales, el flujo de gas EGR debería coincidir con las siguientes condiciones de

operación:

 

*Se necesita un Alto Flujo de Gas EGR durante velocidades crucero y en aceleraciones de

medio rango, que es cuando las temperaturas de combustión son más elevadas.

* Se necesita un Bajo Flujo de Gas EGR durante bajas velocidades y condiciones de baja

carga de trabajo sobre el motor.

* NO se necesita Ningún Flujo de Gas EGR durante condiciones en que la operación de la

Válvula EGR podría afectar severamente la eficiencia de operación del motor o la
manejabilidad del vehículo (calentamiento inicial del motor, ralenti, aceleración total).

IMPACTO DEL SISTEMA EGR SOBRE EL CONTROL ELECTRONICO DEL MOTOR

La PCM considera al Sistema EGR una parte integral del Sistema de Control Electrónico del

Motor. Por esa razón, la PCM es capaz de neutralizar aspectos negativos en el desempeño del

Sistema EGR al programar avance de chispa adicional y disminuir la duración de inyección de

combustible durante períodos de alto flujo de Gas EGR. Al integrar los controles de chispa y

combustible con el sistema de medición del flujo de Gas EGR, el desempeño del motor y la

economía en el ahorro de combustible pueden aumentarse de gran manera cuando el Sistema EGR

funciona tal y como fue diseñado.


TEORIA DE OPERACION DEL SISTEMA EGR

 

El propósito del Sistema EGR es regular de forma precisa el flujo de Gas EGR bajo diferentes

condiciones de operación, así como eliminar su flujo bajo condiciones que comprometerían el

buen desempeño del motor. La cantidad precisa de gas EGR que debe suministrarse en el

múltiple de admisión varía significativamente a medida que la carga de trabajo del motor

cambie. Esto resulta en un Sistema EGR que opera en una línea muy fina entre un buen

control de gases NOx producidos y un buen funcionamiento general del motor. Ambas cosas

deben lograrse simultáneamente mediante el control electrónico del motor.

Si se excede la cantidad de Gas EGR necesaria suministrada, el motor fallará. Si por el

contrario, el flujo de Gas EGR fuese muy poco o casi nada, el motor no tardaría en comenzar

a cascabelear/detonar además de que contaminaría con gases NOx que son venenosos. El

volumen teórico de Gas de Recirculación de Escape se conoce como Ratio EGR. La siguiente

gráfica muestra el Ratio EGR a medida que a carga de trabajo del motor aumenta.

SISTEMA DE DETECCIÓN FALLA DEL SISTEMA



VALVULA EGR

La Válvula EGR se usa para regular el flujo de gas de escape hacia el múltiple de admisión

por medio de un vástago unido a un diafragma en la válvula misma. Una señal de vacío y un

resorte calibrado en un lado del diafragma están balanceados contra la presión atmosférica

actuando en un lado del diafragma. A medida que la señal de vacío aplicado a la válvula se

incrementa, la válvula es jalada más lejos de su asiento. La clave para medir con exactitud

del flujo EGR es un ensamblaje modulador de vacío que controla de forma precisa la fuerza

de la señal de vacío aplicada.

MISIÓN

La recirculación de gases de escape tiene dos misiones fundamentales, una es reducir los gases contaminados procedentes de la combustión o explosión de la mezcla y que mediante el escape salen al exterior. Estos gases de escape son ricos en monóxido de carbono, carburos de hidrógeno y óxidos de nitrógeno.
La segunda misión de la recirculación de gases es bajar las temperaturas de la combustión o explosión dentro de los cilindros. La adición de gases de escape a la mezcla de aire y combustible hace más fluida a esta por lo que se produce la combustión o explosión a temperaturas más bajas.

Válvula EGR

La válvula EGR, recirculación de gases de escape toma su nombre del inglés cuya nomeclatura es: Exhaust Gases Recirculation.
En la figura principal tenemos una válvula seccionada y en ella podemos distinguir las siguientes partes:
- Toma de vacío del colector de admisión.
- Muelle resorte del vástago principal
- Diafragma
- Vástago principal
- Válvula
- Entrada de gases de escape del colector de escape
- Salida de gases de escape al colector de admisión
La base de la válvula es la más resistente, creada de hierro fundido ya que tiene que soportar la temperatura de los gases de escape (sobrepasan los 1000ºC) y el deterioro por la acción de los componentes químicos de estos gases.
Estas altas temperaturas y componentes químicos que proceden del escape son los causantes de que la válvula pierda la funcionalidad, pudiendo quedar esta agarrotada, tanto en posición abierta como cerrada, por lo que los gases nocivos saldrían, en grandes proporciones al exterior y afectando a la funcionalidad del motor.

Tipos de válvulas EGR

El efecto de recirculación de gases lo podemos encontrar hoy en día tanto en motores gasolina como diesel, pero sobretodo en los diesel es donde con más frecuencia las veremos ya que la mayoría de los vehículos con estos motores la llevan incorporada al salir de fábrica.
Los tipos de válvulas EGR no son tipos como tal sino complementos, es decir que la válvula EGR mecánica se puede encontrar en los motores sola o se puede encontrar con un accionamiento electrónico que depende exclusivamente de la unidad de mando del motor. Qué tenga este accionamiento electrónico depende de las necesidades del motor, como veremos en la sección de funcionamiento.

Mantenimiento

El mantenimiento consiste en su desmontaje para comprobación de su estado y proceder a la limpieza de la misma, el mantenimiento en si se debería realizar sobre los 20.000 kms. y se debería comprobar el manguito de conexión entre la válvula y el colector de admisión así como el cuerpo de la válvula.
En algunas válvulas EGR se ve el vástago de la misma por lo qué podemos comprobar su funcionamiento acelerando y dejando el motor a ralentí, por lo que veremos actuar al vástago abriendo y cerrando la misma.
El estado del manguito de conexión entre el colector de admisión y la válvula, anula la funcionalidad del sistema en caso de estar deteriorado, ya que cualquier toma de aire que tenga impide que el vacío actue sobre el diafragma y a su vez sobre la apertura y cierre de la válvula.

 

Se ha incorporado un sistema de detección de malfuncionamiento del EGR en la mayoría de los

sistemas controlados por PCM's para advertirle al conductor que el sistema EGR no está

funcionando apropiadamente. El sistema usa un sensor de medición de temperatura del gas

EGR en el lado del múltiple de admisión de la válvula EGR donde está expuesto al gas de

escape en cualquier momento que la válvula EGR se abra, o como en el caso de los vehículos

Ford que vienen equipados con un sensor DPFE, (Diffrential Pressure Feedback Sensor) que

con su exclusivo sistema de detección le indica a la PCM sobre el flujo de Gas EGR. (En un

curso gratuito on-line especializado de sistemas DPFE de Ford veremos todos los detalles de

funcionamiento del sistema DPFE para controlar al sistema EGR en vehículos Ford; si no te

has inscrito en nuestros cursos gratuitos on-line de diagnóstico de sistemas eléctricos y

electrónicos, regístrate y te escribiré a tu correo electrónico para que recibas muy pronto

la próxima invitación y recibas capacitación técnica gratuita en temas de control

electrónico automotriz on-line).

La PCM compara las señales de los sensores

 

SENSOR EGR

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

DIAGNÓSTICO DEL SENSOR EGR

 

 

 

A los sensores de temperatura se les prueba:

• circuitos abiertos.

• cortos circuitos.

• tensión.

• resistencia del sensor.

 

Un circuito abierto (alta resistencia) leerá la temperatura más fría posible. Un circuito corto (baja resistencia) leerá la temperatura más alta posible. El propósito procedimiento diagnóstico es aislar e identificar el sensor de temperatura del circuito y el ECM.

 

Alta resistencia en el circuito de temperatura hará que la ECM detecte una temperatura más fría de lo que realmente es. Por ejemplo, conforme el motor se va calentando, la resistencia de la ECT disminuye, pero una resistencia no deseada adicional en el circuito producirá una caída de tensión mayor. Lo más probable es que esto se note cuando el motor alcance su temperatura de operación normal. Tenga en cuenta que en el extremo superior de la escala de temperatura / resistencia, la resistencia de la ECT cambia muy poco.

 

Resistencia adicional en la temperatura más alta puede causar que la ECM detecte la temperatura del motor es de aproximadamente 20 °F – 30 °F más frío que la temperatura real. Esto hará que el motor tenga un pobre desempeño, afectará a la economía de combustible y, posiblemente, el sobrecalentamiento del motor.

CUESTIONARIO

1.-¿Qué significa EGR?

Exhaust Gas Recirculation o recirculación de los gases de escape .

2.-¿Qué función tiene la válvula EGR?

Su función principal es permitir el paso de los gases de escape que mados hacia el manifold de entrada para que vuelvan a ser quemados en la camara de combustión, reteniendo a los gases tóxicos aparte.

3.-¿Dónde sta ubicada la valvula EGR?

En el multiple de escape.

4.-¿Cuál es la función del sensor EGR?

Se encarga de detectar la temperatura de los gases que salen de la camara de combustión.

5.-¿Qué pruebas se le realizan a la válvula EGR?

Puede ser usando un scanner:

 

* Enciende el motor y permite que alcance su temperatura normal de operación.

* Usando el escánner, accesa al menú que manipule al sistema EGR

* Acelera el motor y mantenlo estable a 3000 RPM's

* Activa la Válvula VSV (encender Sistema EGR ON)

* Si todo está en orden, deberás notar una pequeña caida de las RPM's y un aumento en la

temperatura del Gas EGR, o un cambio en la señal DPFE en el caso d Ford, cuando el sistema

EGR se activa de esta forma.

Si no ocurre ningún cambio y las senales de temperatura del EGR o la señal DPFE no cambian,

entonces el sistema EGR no está funcionando y el problema puede ser mecánico o eléctrico.

El sensor de temperatura EGR se encuentra en el paso EGR y mide la temperatura de los gases de escape. El sensor de temperatura EGR está conectado a la terminal THG en el ECM. Cuando la válvula EGR se abre, la temperatura aumenta. Desde el aumento de la temperatura, la ECM sabe la válvula EGR está abierta y que los gases de escape están fluyendo.

A pesar de los diferentes sensores de temperatura miden cosas distintas, todas operan de la misma manera. De la señal de voltaje del sensor de temperatura, la PCM sabe la temperatura. A medida que la temperatura del sensor se calienta, la señal de tensión disminuye. La disminución de la tensión es causada por la disminución de la resistencia. El cambio en la resistencia hace que la señal de tensión caiga.

 

El sensor de temperatura se conecta en serie a una resistencia de valor fijo. El ECM suministra 5 voltios para el circuito y mide la variación de voltaje entre la resistencia de valor fijo y el sensor de temperatura.

 

Cuando el sensor está frío, la resistencia del sensor es alta, y la señal de tensión es alta. A medida que el sensor se calienta, la resistencia disminuye y disminuye la tensión de la señal. De la señal de tensión, el ECM puede determinar la temperatura del refrigerante, el aire de admisión, o de los gases de escape.

 

El cable a tierra de los sensores de temperatura está siempre a la ECU generalmente en la terminal E2. Estos sensores se clasifican como termistores.