Familiarización Sistema EGRFamiliarización Sistema EGR - CM

Familiarización Sistema EGRCCumminsi

F ili iFamiliarizaciónió SistemaSi tEGRzzzLa teoría de recirculacióndel gas de escape y de laoperación del sistemaconforme se relaciona conlos productos automotricesRepaso de la combustióndiesel básica.áLos componentes delsistema de recirculación delgas ded escape y suoperación.

IntroducciónzDiseños Nuevos:–––zzzzMejoras en Motor BaseSistemas de Aire,Combustible y ControlOptimizadosEGR¿Qué significa EGR?Arranque en FríoTorque de Accionamientodel EmbragueRespuesta Transitoria

IntroducciónCombustión Básica

Combustión BásicazzzEl sistema de recirculación del gas deescape toma una porción del gas deescape y la regresa a la cámara decombustión.La combustión ocurre cuando esinyectado combustible en un cilindroque contiene aire bajo altas presión ytemperatura.El combustible rápidamente quemadolibera una gran cantidad de energíatérmica. La liberación de energíatérmica incrementa drásticamente lapresión en el cilindro. Esta presióniincrementadat d iimpulsal hhaciai abajob j allpistón.

Combustión BásicazRequerimientos para que ocurra lacombustión:–––zElementos de la Combustiónaire,calor, ycombustibleO2Aire es una combinación de aprox.:–––21% de oxígeno;75% de nitrógeno; y4% de diversos gaseszzzzDe estos gases, el oxígeno es el únicoque soporta la combustión.Nitrógeno y otros gases tienen un impactoen las emisiones de escape.A más O2, mayor eficiencia en lacombustión1 lb de comb. Æ 20 lb de aire

Densidad del AireMedición de moléculas de oxígenodentro de un volumen fijoj de aire.El aire en altitudes elevadas es menos denso que el aire anivel del mar, pero la relación de oxígeno a nitrógenopermanece igual

Densidad del AireLa densidad del aire también es afectada por la temperatura delaire ambiente y la humedad.La humedad, deja menos espacio para las moléculas de oxígenoen un volumen fijo de aire9el aire húmedo y caliente no crea buena eficiencia decombustión9el aire frío y seco es excelente para combustión

C l yCCalorCombustibleb tiblzEl calor es producido durante lacarrera de compresiónzEl combustible está compuestocasi enteramente decombinacionesbiidde hidhidrógenoóycarbono. Los combustiblesdifieren en su relación dehidrógenoga carbono(hidrocarburos)

ResumenzzzzIntroducirse la cantidadapropiada de aire en lacámaraEl pistón en su carrerahacia arriba comprimeel aireEn el momentoapropiadoi d es iinyectadot dcombustible dentro delcilindrola compresiónpcontinúahasta la ignición Æcombustión Æ creandoenergía térmica Æg mecánicaenergía

Subproductos de la CombustiónzLos hidrocarburos reaccionan con eloxígeno en el aire durante lacombustión––zDos amplias categorías desubstancias indeseables.––zagua ygas de dióxido de carbono.combinaciones de oxígeno y nitrógeno;(NO2, NO. conocidos como óxidos denitrógeno o gases NOx)El combustible sin quemar oparcialmente quemado resulta en otrogrupo.gp El combustible sin qquemar eshidrocarburo en naturaleza: materia departículas o hidrocarburos. HC’s.Los gases de NOx en la presencia deluz solar se combinan conHidrocarburos para formar ozono(O3). El ozono es el componentemayor del smog.

RegulaciónzEn EEUU las emisiones son reguladas porla EPA, para limitar los contaminantes en laatmósfera.zEl ninivelel permisible de NONOx más HC’s seredujo grandemente para los motoresautomotrices de Rango Medio y ServicioPesado a fines del 2002.zPara reducir la cantidad de contaminantesperjudiciales en el escape, el proceso decombustión debe controlarse. Debe ajustarseel periodo de retardo de encendido.zUna dUde llas fformas dde hhacerlo,l es atrasandotd oadelantando la sincronización de inyección.

Sincronización de Inyección AtrasadazzzzzCombustible es inyectado dentrodel cilindro más tarde en la carrerade compresiónMenos tiempo al combustible paramezclarse con el aire, antes de laignición.Temperatura real de combustiónmás bajaMenor formación de gases de NOx.Eficiencia de combustiónligeramente reducida.8 atrasartddemasiadoi d lal sincronizacióniiió pueded conducird ia emisiones más altas de hidrocarburos y adesempeño inaceptable del motor.

Sincronización de Inyección AdelantadazzzzzCombustible es inyectado dentrodel cilindro más pronto durante lacarrera de compresiónMás largog será el pperiodo deretardo de encendido.Temperaturas de combustión másaltasMenos combustible sin quemarqemisiones reducidas de HC’s.8 adelantar demasiado la sincronización promueve lacreación de un nivel inaceptable de gases de NOx.Así que hay una relación muy estrecha entre la temperatura decombustión y la cantidad y tipo de emisiones que resultan.

Sistema EGR

Sistema EGRzPara reducir incluso más el nivel de las emisiones de escape, el controlelectrónico de la inyección y el enfriamiento del aire de admisión solos ya noson adecuadoszEl próximo paso viable para reducir temperaturas pico de combustión, esenfriar algo del gas de escape, mezclarlo con aire de admisión fresco y moveresta mezcla dentro de la cámara de combustiónzLa mezcla de gas de escape recirculado (inerte) y aire de admisión fresco esllamado el aire de cargazEsto reduce la formación de NOx mientras se minimiza el uso de lasincronización “atrasada”zEl oxígeno está en una concentración más baja en el aire de carga debido a laadición del escape recirculado, sin embargo debe estar disponible la mismacantidad de oxígeno para el proceso de combustión.zPara mantenerlamantenerla, debe incrementarse el volumen total de gas que entra a lacámara de combustión.

Sistema EGRComponentes Básicos

Componentes BásicoszzzzzzTurbocargador de Geometría VariableVálvula de Recirculación del Gas de Escape (Válvula EGR)Enfriador de Recirculación del Gas de Escape (Enfriador EGR)Tubo de Conexión EGRDispositivo Mezclador de AdmisiónConexión en Fuelle al Enfriador EGR

Flujo del Sistema

Turbocargador de Geometría Variable(VGT)

Turbocargador VGzAcumula sobrepresión másrápidamente para mejorar larespuesta transitoria.zIncrementa la contrapresión delmúltiple de escape.zEl VGT también puede usarsepara proporcionar frenado deescape.

Componentes del VGTzzzzzzzzzCompresor y carcasaTurbina y carcasaActuador VG (neumático oeléctrico)Anillo de la Boquilla DeslizantePlaca de RecubrimientoMecanismo de YugoSensor de Velocidad del TurboSensor de Temperatura deE t d delEntradad l CompresorCddellTurboSensor de Posición del VGT(solamente VGT’sVGT s accionadoseléctricamente)

Operación del VGTzActuador Neumático VG––Válvula de Cierre deControl de TC. Accionadapor el ECM, se energizaen ONVálvulaá u a de CoControlt o deTC. Modula la presión deaire mediante un impulsocon señal modulada

OOperaciónió deld l VGTzBoquilla deslizante–Se ajustajppara variar el área desalida en espiral de la turbina–Es ajustada por el actuador delVG–Posición Infinitamente Variable

Operación del VGTBoquilla Totalmente Cerrada–Mínima Área de Salida de Espiral–Máxima Presión del Múltiple de Escape–Máxima Velocidad del Eje–Máxima Sobrepresión del Turbo

Operación del VGTBoquilla Totalmente Abierta–Máxima Área de Salida de Espiral–Mínima Presión del Múltiple de Escape–Mínima Velocidad del Eje–Mínima Sobrepresión del Turbo

Válvula EGR

Componentes de la Válvula EGRLa válvula EGR junto con el turbocargador VG regula la cantidad degas de escape a la que se le permite recircular al sistema de admisiónzzzzzzzzEntrada del gas de escapeMotor eléctricoSSensorded posicióni ióProtector térmicoPuertos de RefrigeranteSalida del gas de escapeCubierta del ActuadorVálvula de Elevación

Operación de la Válvula EGRzzzLa válvula de elevación es controlada por un motor eléctrico de alta velocidadSistema de reducción de engranajes.El sensor de posición en la válvula le avisa al ECM la posición real de laválvula EGR.

Enfriador EGR

Enfriador EGRzzzzReduce la temperatura del gas de escapeque recircula hacia el sistema de admisiónde aireEnfriando el gas de escape recirculado sereducirá la temperatura total del aire decargaConstruido de tubos de acero inoxidablede pared delgadaPequeños generadores de turbulenciadentro del lado del gas de escape delenfriadorfcrean turbulencia

Flujo de Enfriador EGRSi el gas en el enfriadorEGR estuviera muyfrío esto conduciría:frío,–formación de ácido–acumulación de agua–ensuciamientoi i t porhidrocarburos de lassuperficies detransferencia decalor dentro delenfriador.

Mezclador EGR

Mezclador EGRzzzDispositivo para mezclar el aire limpio conel EGRAsegura que la mezcla de carga seacosistenteEl mezclador estilo venturi, crea unacaída de presión en la garganta venturi.Aspira más gas de escape, para obtener elgasto necesario de EGR.zEl mezclador estilo estriado mezcla elgas de escape recirculado y el aire frescocon una mínima cantidad de caída depresión.zEl venturi causa una pequeña pérdida deeficiencia. Un mezclador estriado no tendrála pequeña pérdida de eficiencia

Flujo EGR

Flujo de EGR

Sensores Nuevos

Nuevos SensoreszSensor de Presión Diferencial EGR–zSensor de Presión de Escape–zEl sensor de presión diferencial EGR monitorea la caída de presión a través de unorificio de flujo colocado después del enfriador EGR en el tubo de transferencia frontalEGR. Esta caída de presión junto con la temperatura del orificio EGR, presión delmúltiplep de admisión,, y otros pparámetros del motor ppermiten qque el ECM calcule lacantidad de EGR fluyendo dentro del motor.Ayuda a determinar el flujo EGR total del sistema de manejo de aire así como tambiénpara ayudar a proteger a la válvula EGR de sobrepresurización la cual podría conducira hardware dañado o a fallas falsas. Este sensor recibe su señal de presión de juntoal puerto de escape #1 en el múltiple de escape. Se usa un tubo detector de presiónpara transmitir la señal de presión al sensor de presión de escape. El sensor estáfij d a lla carcasa dfijadodell ttermostatot t para ayudard a mantenertffríoí ell sensor dde llas altaslttemperaturas de escape.Sensor de Temperatura de Salida del Enfriador EGR–Este motor usa un sensor de temperatura del gas de escape recirculado para estimarexactamente la cantidad de gas EGR que entra al motor. Este sensor se usa tambiénpara ayudar a determinar la eficiencia del enfriador EGR.

Nuevos SensoreszSensor de Posición de la Válvula EGR–zSensor de Velocidad del Turbocargador–zDebido al alto desempeño de este turbocargador de geometría variable, un sensor de velocidaddel turbocargador fue colocado en la carcasa de cojinetes del turbocargador para medir lavelocidad de la rueda de la turbinaturbina. Este sensor proporciona retroalimentación al ECM deinformación necesaria para proteger al turbocargador de velocidades del turbo excesivamentealtas. Un plano maquinado en el eje del turbocargador proporciona el mecanismo para medir lavelocidad de este turbocargador.Sensor de Temperatura del Aire de Entrada del Compresor del Turbocargador–zLa válvula EGR es un componente de circuito cerrado. Esto significa que el ECM solicita unaposición de la válvula EGR y el sensor de posición de la válvula EGR envía de vuelta al ECM laposición de la válvula por verificación de que la válvula alcanzó la posición ordenada.Un sensor de temperatura del aire de entrada del compresor del turbocargador está colocadoen la carcasa del compresor del turbocargador en la entrada del turbocargador. El sensor midela temperatura del aire que se introduce en el turbocargador y se usa para calcular el sensorvirtual de la temperatura del aire de salida del compresor del turbocargadorSensor de Presión Barométrica

M t ISX CM870Motor

Estrategia de Lanzamiento ISXzGestión de Introducción de Bajo Volumen – Marzo 2002– Demostración OEM Dealer– Limited Production Schedulez Internationalz RVz Paccarz Volvoz �n Total - Oct. r0000001010Total215631366578233