Tema 6. Emisiones contaminantes

1. Tema 6. Emisiones contaminantes Objetivos • Conocer los tipos de contaminantes que emite un MCIA, así como por qué se forman • Presentar las estrategias de reducción de contaminantes • Dar ideas de cuál es la normativa actual Contenido • Introducción. Justificación • Contaminantes • Métodos de reducción de contaminantes • Normativa anticontaminante Ampliación de Motores de Combustión. Tema 6.- Emisiones contaminantes 1

2. Tema 6. Emisiones contaminantes Contenido • Introducción. Justificación • Tipos de contaminación • Productos contaminantes • CO • NOx y Partículas • HC • Contaminación en MEP y MEC • Métodos de reducción de contaminantes • Soluciones activas • Soluciones pasivas • Normativa anticontaminante Ampliación de Motores de Combustión. Tema 6.- Emisiones contaminantes 2

3. Introducción. Justificación Antiguamente... • Motores altas prestaciones • Potencia  • Problemas térmicos  • Ventilación del cárter  tubo al exterior • Contaminación grandes ciudades, capa ozono... Importancia • Es un gran reto para el fabricante Dosados FR 1.4 Actualmente se replantean las cosas... Normativa anticontaminante Condiciona el diseño de los motores Ampliación de Motores de Combustión. Tema 6.- Emisiones contaminantes 3

4. Contaminación Acústica Ruido de diversos tipos Origen Proceso de renovación de la carga Proceso de combustión Elementos en movimiento / colisiones Contaminación Química Substancias nocivas para la salud Origen Proceso de combustión Depósito de combustible Cárter Tipos contaminación Ampliación de Motores de Combustión. Tema 6.- Emisiones contaminantes 4

5. Sujetos a normativa Productos contaminantes CO : Entra en la sangre por vía respiratoria e impide el oxigenado de las células NOx : el NO2 es venenoso. El NO produce irritaciones oculares, nasales y bucales HC sin quemar : Algunos son cancerígenos Partículas (Humos) : Cancerígenas. Afecciones pulmonares SOx : Produce lluvia ácida CO2 : Responsable del efecto invernadero. Está ligado al consumo / eficiencia. Ampliación de Motores de Combustión. Tema 6.- Emisiones contaminantes 5

6. CO.- Monóxido de carbono • Depende fuertemente del dosado relativo Ampliación de Motores de Combustión. Tema 6.- Emisiones contaminantes 6

7. NOx Procede del N2 del aire o del combustible Favorecido por T alta Concentración O2 Reducir NOx implica disminuir T¡¡  Rendimiento  !! Partículas Incluye dos tipos de contaminantes Hollín (producido exclusivamente por la combustión) Otras partículas (sólidas y líquidas) Oxidación incompleta (a) Impurezas en el combustible y cenizas / restos aceite (b) Se dan en la combustión por difusión (MEC) NOx y Partículas Ampliación de Motores de Combustión. Tema 6.- Emisiones contaminantes 7

8. Curva de trade-off (motor de Camión) Partículas Oxidación incompleta Impurezas en combustible Combustión por difusión NOx y Partículas Ampliación de Motores de Combustión. Tema 6.- Emisiones contaminantes 8

9. HC sin quemar • Síntoma combustión incompleta (dosados extremos) (MEP) • Apagado de llama • Cortocircuito (2T) Ampliación de Motores de Combustión. Tema 6.- Emisiones contaminantes 9

10. Transporte CO NOX HC SOX Partículas Turismo MEP 85.5 46 77 - - Turismo MEC 2.5 12 4.5 30 30 Transportes MEC 12 42 18.5 70 70 Comparativa Datos de 1989 Ampliación de Motores de Combustión. Tema 6.- Emisiones contaminantes 10

11. MEP MEC Contaminación en MEP y MEC Ampliación de Motores de Combustión. Tema 6.- Emisiones contaminantes 11

12. Paso 1:soluciones activas Tratar de evitar la formación de las substancias contaminantes Optimizar los procesos del ciclo de funcionamiento Emplear combustibles de buena calidad Paso 2:soluciones pasivas Eliminar las substancias contaminantes producidas Sistemas de retención de vapores del cárter y del depósito de combustible Uso de catalizadores Trampas o filtros de partículas Métodos para reducir emisiones Ampliación de Motores de Combustión. Tema 6.- Emisiones contaminantes 12

13. Soluciones activas • MEC • Limitador de humos (boost control) Humos • Recirculación gases escape (EGR) NOx • Ley inyección NOx, humos, ruido • Diseño sistema combustión Humos • MEP • Control electrónico dosado HC y CO • Encendido electrónico HC y CO • EGR NOx • GDI y Distribución variable HC (cortocircuito) • Diseño cámara combustión HC Ampliación de Motores de Combustión. Tema 6.- Emisiones contaminantes 13

14. Soluciones activas. MEC • Limitador de humos (Boost control) Ampliación de Motores de Combustión. Tema 6.- Emisiones contaminantes 14

15. Soluciones activas. MEC y MEP • EGR: recirculación de gases de escape Ampliación de Motores de Combustión. Tema 6.- Emisiones contaminantes 15

16. Soluciones activas. MEP • Control electrónico del dosado • Emisiones de HC y CO  Muy sensibles al dosado Ampliación de Motores de Combustión. Tema 6.- Emisiones contaminantes 16

17. Soluciones pasivas • MEC • Ventilación gases cárter HC • Filtros de partículas Humos • Catalizadores de oxidación HC y CO • MEP • Ventilación gases cárter HC • Ventilación gases depósito (Canister) HC • Catalizador 3 vías HC, NOx y CO Ampliación de Motores de Combustión. Tema 6.- Emisiones contaminantes 17

18. Soluciones pasivas. MEP y MEC • Ventilación vapores del cárter • El cárter necesitaventilación (paraque no se presuricea causa de las fugasdesde el cilindro) • Gases que contienenvapores de aceite (nose pueden “tirar” a laatmósfera) Ampliación de Motores de Combustión. Tema 6.- Emisiones contaminantes 18

19. Soluciones pasivas. MEP • CANISTER • Filtro que absorbe los HC’s del respiradero del depósito de combustible • Se purga invirtiendo la circulación del aire Ampliación de Motores de Combustión. Tema 6.- Emisiones contaminantes 19

20. Soluciones pasivas. MEP • Catalizador de 3 vías • Trabaja en FR = 1 (sonda  permite la regulación) • Lleva todas las substancias al equilibrio Ampliación de Motores de Combustión. Tema 6.- Emisiones contaminantes 20

21. Soluciones pasivas. MEC • Filtros dePartículas La gran dificultad que presentan es la regeneración Ampliación de Motores de Combustión. Tema 6.- Emisiones contaminantes 21

22. Normativa. Turismos • Límites • Ciclo de ensayo Ampliación de Motores de Combustión. Tema 6.- Emisiones contaminantes 22

23. En g/kWh EURO 1 EURO 2 EURO 3 EURO 4 Fecha 1992 1996 2000 2005 NOX 8.0 7.0 5.0 3.5 PM 0.36 0.15 0.10 0.02 HC 1.1 1.1 0.66 0.46 CO 4.5 4.0 2.1 1.5 Normativa. Vehículos pesados • Límites • Ciclo de ensayo Ampliación de Motores de Combustión. Tema 6.- Emisiones contaminantes 23

24. Tema 6. Emisiones contaminantes Resumen • Contaminación acústica y química • Productos contaminantes (contaminación química) • CO • NOx y Partículas • HC • Peculiaridades de MEP (NOx, HC y CO) y MEC (NOx y partículas) • Métodos de reducción de contaminantes: existen soluciones activas y pasivas • Normativa anticontaminante: impone los niveles máximos y el tipo de ensayo a realizar Ampliación de Motores de Combustión. Tema 6.- Emisiones contaminantes 24