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 VALVULA EGR

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Daniel
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13082010
MensajeVALVULA EGR

SISTEMA DE DEPURACIÓN DE GASES DE ESCAPE



A medida que ha crecido la importancia por la preservación del medio ambiente, la Comunidad Europea ha ido recogiendo, a modo de directivas, diversas ordenes a sus países miembros para cumplir unos compromisos en materia de emisiones contaminantes.

Las más conocidas, y vigentes, se las ha llamado EURO I, EURO II, EURO III y EURO IV, cada una más estricta que la anterior.

Los contaminantes más importantes que se generan en los motores por la combustión son:



  • Monóxido de carbono


  • Dióxido de carbono


  • Hidrocarburos


  • Óxidos de nitrógeno


  • Partículas sólidas


Con el fin de reducir las emisiones contaminantes se ha obligado a los fabricantes a buscar soluciones, cada vez más exigentes. Esta es la razón por la que los nuevos elementos que deben incorporar los motores en materia anticontaminante sólo aportan inconvenientes en aspectos como el consumo, merma de potencia y mayor mantenimiento mecánico.

Un agresivo agente contaminante es el óxido de nitrógeno. Se produce en importante cantidad en los motores de gasóleo y también en los de gasolina

La composición del aire es de un 75% de nitrógeno, 24% de oxígeno y un 1% de otros elementos. Cuando la temperatura reinante en el interior de la cámara de combustión es muy elevada (motor muy caliente) y para una cantidad de combustible inyectado (800-3000 r.p.m.), la riqueza de la mezcla en aire y el entorno a temperatura elevada facilita la oxidación del nitrógeno del aire en mayor medida.

La forma propuesta para corregir y reducir al máximo este efecto indeseable es la reintroducción (recirculación) de parte de los gases de escape (de un 5 a un 15%) nuevamente a la cámara de admisión. Así, empeorando la mezcla conseguiremos una reducción de las emisiones de óxido de nitrógeno en proporciones de un 60% más o menos. Para ello será preciso habilitar una válvula mecánica con una membrana que haga de puente o by-pass entre los gases de escape y el colector de admisión y que se pueda controlar mediante la ECU. La válvula en cuestión se denomina válvula EGR o de Recirculación de Gases de Escape. Se activa mediante una electroválvula gobernada por la ECU que además tiene en cuenta aspectos como la presión atmosférica mediante un sensor barométrico. A esta válvula se la denomina electroválvula de EGR, no confundir con la válvula EGR propiamente dicha.


figura 1
Motor 1.9TDI 1:filtro de aire 2:medidor de masas de aire (caudalímetro) 7:válvula EGR 8:Electroválvula de EGR
Las señales que se le envían a la electroválvula EGR desde la ECU están en formato PWM (modulación por ancho de impulsos) también conocida como Factor de Ciclo.

figura 2
La unidad de control y los elementos de la recirculación de gases que activa y supervisa

Hemos conseguido mediante el uso de la recirculación de los gases de escape mejorar las emisiones de óxidos de nitrógeno pero, por otro lado, hemos incrementado las de monóxido de carbono y partículas (e incrementado ligeramente el consumo)

Para corregirlo es preciso el empleo del Catalizador de escape. Mediante esa cámara cerámica recubierta de una serie de substancias químicas es posible reducir el desequilibrio provocado por la EGR. Por lo tanto, no se entiende un sistema de recirculación de gases de escape sin el uso de catalizador. Deben funcionar siempre conjuntamente. Existe otro "elemento en la sombra" del sistema que es la tabla de gestión motor con EGR


figura 3Tabla tridimensional de punto de funcionaiento, gestión motor con EGR

En la memoria de la unidad de control se determina para los parámetros:



  • cantidad de combustible


  • revoluciones del motor (r.p.m.)


  • masas de aire


un punto de funcionamiento en el que se ha tenido en cuenta la modificación de la admisión de aire debida a la recirculación de los gases de escape.
Para la unidad de control no basta con abrir la válvula EGR tanto como saber en qué momentos y por cuanto tiempo. Además se necesita supervisar cuantos gases se están haciendo recircular.

figura 4 Con la EGR cerrada la aspiración se mantiene constante a un mismo régimen motor

En condiciones normales (sin recirculación de gases de escape) la masa de aire aspirado medida por el elemento popularmente conocido como caudalímetro, registra una aspiración proporcional al régimen de revoluciones del motor. Para que la unidad de control (ECU) sepa que se está proporcionando la suficiente y adecuada cantidad de gases de escape a la admisión debe acusar una caída determinada en el valor de la tensión entregada por dicho sensor. Hasta no la detecte seguirá inyectando gases de escape.

En caso de que no se detecte una inflexión de los gases de escape, la ECU optará por aplicar un programa de simulación por fallo de sensor (posible caudalímetro mal, posible EGR mal, …). Por esta razón modificará los niveles de inyección y se tendrá una merma en la respuesta de funcionamiento.

figura 5En el momento de abrirse la EGR disminuye la aspiración de gases "limpios"
ANOMALÍAS EN LOS ELEMENTOS DE CONTROL Y RECIRCULACIÓN DE GASES



Las incidencias (factibles y probables junto a las más improbables) pueden ser las siguientes



  1. Medidor de masas de aire "caudalímetro" averiado que no entrega correctamente las medidas


  2. No llega señal del medidor de masas de aire a la ECU o le llega incorrectamente


  3. Solenoide (electroimán) de la electroválvula EGR quemado, en cortocircuito o abierto


  4. La señal eléctrica en forma de pulsos que le debe llegar a la electroválvula EGR no llega, llega amortiguada o presenta interferencias por otros elementos electrónicos


  5. Conductos de aire de la electroválvula EGR abiertos (rotos o sueltos) u obstruidos


  6. Suministro incorrecto de presión de aire a la electroválvula EGR


  7. Suministro incorrecto de presión atmosférica a la electroválvula EGR


  8. Programación incorrecta del mapeado EGR en la memoria de la ECU (debida a una reprogramación deportiva)


  9. Membrana de la válvula EGR bloqueada (abierta, entreabierta o cerrada) o parcialmente bloqueada (no cierra o abre completamente)


  10. Juntas de la válvula EGR que presentan fugas, están quemadas o han perdido sus propiedades


  11. Conducto de paso de gases de escape hacia la admisión obstruido o presenta fugas


figura 6
medidor de opacidades de escape para motores diesel

La manifestación de cualquiera de las anteriores anomalías, desgraciadamente, no es fácil de apreciar. Se deberían efectuar pruebas de opacidad de los gases de escape cada dos años por lo menos para poder detectar emisiones que demuestren anomalía de alguno de los elementos citados.

figura 7 1-Electroválvula del turbocompresor 3-Electroválvula de EGR

En la figura 7 se aprecia el conducto de presión de aire que activa la válvula EGR (7) que proviene de la electroválvula EGR (Cool No se debe confundir esta electroválvula con la de descarga o activación de la geometría variable del turbocompresor pues su aspecto exterior es totalmente parecido y muy próxima (más hacia la izquierda y hacia abajo).

Para realizar un diagnóstico de que todo esté correcto, o si por el contrario sospechamos de que existe alguna anomalía, se podrían realizar estas sencillas pruebas:



  • · Medir el valor de tensión que entrega el caudalímetro al ralentí y posteriormente desconectar la electroválvula EGR (tirar con el motor parado del conector que le llega de la ECU) para comprobar que el valor que mide ahora es mayor (pues ahora aspira aire limpio completamente) De un valor a otro puede oscilar sobre 1,5 voltios más aproximadamente


  • · Inspección visual de los conductos de aire y presión que unen la válvula EGR, su electroválvula y el resto de elementos, que no presenten estrías o fugas


  • · Desmontaje de la EGR para comprobar no esté obstruida, excesivamente sucia, etc. Revisión y cambio de sus juntas.


Estas pruebas son realizables por cualquiera pues no requieren equipos especiales, como medidores de opacidad, equipos OBD II tipo VAG-1551, etc.

figura 8Con equipos técnicos el diagnóstico será mucho más fácil y podrá ser más exhaustivo en la detección
MODIFICACIONES DEL COMPORTAMIENTO DE LA VÁLVULA EGR



Últimamente nos estamos encontrando con personas que quieren inutilizar la EGR o que la lleva inutilizada a propósito. Como hemos visto es posible desactivar la recirculación de los gases de muchas maneras:



  • Quitando el conector a la electroválvula EGR que le llega de la ECU


  • Obstruyendo el conducto que va a la membrana de la válvula EGR


  • Bloqueando internamente la membrana de la válvula EGR


  • Etc


Los motivos que se suelen alegar llegan a ser los siguientes:



  • Incremento de potencia del motor


  • Menores averías causadas por suciedad (hollín) de los colectores de admisión


  • Incremento de la respuesta pues se aspira aire limpio y no se hace entrar aire "gastado"


  • Menor consumo


  • Etc


La verdad es que no es tan sencillo obtener las ventajas indicadas mediante los procedimientos descritos para desactivarla. En la mayoría de los casos se obtienen efectos totalmente contrarios a los deseados.

Para poder llegar a anular completamente el sistema EGR sería preciso:



  • Bloquear la membrana de la válvula EGR para que quede completamente cerrada


  • Y además reprogramar la tabla de punto de funcionamiento con EGR de la ECU

La razón:



Al desactivar la EGR, como en la memoria de programa de la ECU el mapeado se ha confeccionado en base a su existencia, la ECU envía señal de activación para que recirculen gases y espera la señal de que se ha reintroducido la cantidad necesaria cuando detecta una inflexión en el valor que entrega el medidor de masas. Como el medidor de masas no indica inflexión alguna, pues el motor sigue aspirando igual, la ECU insiste en su apertura y si es preciso modifica los valores de caudal (consecuentemente de revoluciones del motor) por lo que obtendremos un desagradable efecto contrario al esperado.

¿Cómo sería posible "burlar" el efecto EGR sin necesidad de reprogramar la tabla de gestión motor con EGR? Pues sería preciso instalar una circuitería electrónica que burlara a la ECU.

¿De qué manera? Primero debemos asegurarnos de bloquear manualmente la válvula EGR y que quede correctamente cerrada (mucha gente olvida este aspecto) , luego desenchufar la señal de la electroválvula EGR y en derivar la señal del medidor de masas a este equipo electrónico de "burlado" y modular la señal que se le envía a la ECU de caudal de masas modulándola en proporción a la señal que la ECU envía a la electroválvula EGR que hemos desconectado. Se trata de que cuando la ECU de órdenes a la EGR de que abra compuerta debe recibir la confirmación que le envíe el "burlador" vía señal de medidor de masas.
El procedimiento sería algo así:



1- Bloquear la válvula EGR (figura 1 detalle 7) para asegurarse de que no se pueda abrir

2-Desenchufar el conector de la electroválvula EGR (figura 7 detalle 3) y llevar al circuito electrónico de modulación

3-Cortar el hilo del caudalímetro (figura 1 detalle 2) que va a la ECU y llevarlo al equipo de modulación. Llevar el hilo de salida de la señal de caudalímetro modulada hacia la ECU
4- La ECU enviará señales de activación de EGR que recogerá el equipo de modulación (la cual permanecerá bloqueada) y recibirá medidas de caudal de masas de aire falseados que le retransmitirá dicho equipo

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Daniel
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