curs depoluarea diesel

Curs Dacotec Injecţia diesel: Depoluarea pag. 1/12

1. Noţiuni introductive cu privire la depoluarea motoarelor Diesel

1.1. IntroducereCa şi motoarele pe benzină, motoarele diesel sunt supuse unor norme de depoluare foarte severe. Emisiile poluante ale acestor motoare sunt în principal următoarele:

Oxidul de azot (NOx) Monoxidul de carbon(CO) Particulele solide.

Mijloacele utilizate pentru gestionarea poluării sunt similare celor de la motoarele pe benzină, dar strategiile de comandă sunt diferite.

1.2. Oxizii de azot (NOx)Oxizii de azot (NOx) sunt poluanţi care provin dintr-o ardere la temperatura ridicată. Această creştere de temperatură poate fi consecinţa mai multor fenomene:

Un exces de aer Un reglaj de avans aproximativ O presiune de supraalimentare foarte importantă Un raport volumetric greşit.

Două mijloace permit diminuarea conţinutului de NOx din gazele de eşapament: Calculatorul optimizează punctul de avans în funcţie de sarcină şi de regimul motor. Sistemul E.G.R. (Reciclarea Gazelor de Eşapament) coboară temperatura de ardere

prin înlocuirea excedentului de oxigen cu gazele de eşapament (gaze inerte).

1.2.1. Principiul de funcţionare al EGR-ului.

+ APC

1

2

E.G.R.-ul permite diminuarea emisiilor de NOx recirculând gazele de eşapament prin admisie pentru a scădea temperatura de ardere (gazele de eşapament iau locul oxigenului).

Toate drepturile de autor apartin S.C.Automobile Dacia S.A. Reproducerea sau traducerea integrala sau partiala a acestui document este interzisa fara autorizarea scrisa si prealabila din partea S.C.Automobile Dacia S.A


Calculatorul pilotează o electrovană în mase secvenţiale. Cu cât vana este comandată mai mult, cu atât depresiunea creată de pompa cu vid se aplică vanei EGR şi o deschide. Cu cât vana se deschide, cu atât rata de recirculare este mai importantă.

1.2.2. Sinoptica EGR-ului.

Gestionarea electronică permite obţinerea unei rate de recirculare variabilă care poate fi cartografiată în funcţie de mai mulţi parametri. În anumite cazuri, va fi posibilă buclarea sistemului controlând poziţia reală a vanei EGR.

În cazul gestionării electronice a vanei E.G.R, anumite informaţii sunt esenţiale pentru calculator:

Sarcina: Informează calculatorul de cererea de sarcină determinând comandarea E.G.R.-ului numai la sarcini joase şi interzice comanda vanei în deceleraţie (se evită emisiile de fum).

Viteza vehiculului: Informează calculatorul despre viteza vehiculului pentru strategia E.G.R-ului; de exemplu dacă viteza vehiculului este nulă şi pedala acceleraţie ridicată sau viteza motorului la relanti, atunci E.G.R se va dezactiva; când viteza devine mai mare de 40km/h E.G.R. este din nou activată; aceasta pentru a evita ancrasarea supapelor.

Regimul motor: La fel ca şi la informaţia viteză vehicul, utilă la strategia de comandă a vanei E.G.R.; în majoritatea cazurilor E.G.R.-ul nu mai este comandat peste 3000tr/min şi sub un regim de minim 650 tr/min pentru a evita calarea motorului.

Temperaturile apei, aerului şi motorinei: Aceste informaţii servesc la strategia de comandă a E.G.R.-ului; de exemplu dacă temperatura apei de răcire este prea mică se limitează rata de gaz reciclat, altfel s-ar limita creşterea temperaturii motorului; în plus la rece există mai puţin NOx.

Presiunea atmosferică: Informează asupra altitudinii pentru activarea vanei; cu creşterea altitudinii oxigenul se rarefiază, temperatura de ardere scade, deci nu mi este utilă comandarea vanei.

Poziţia vanei: La vanele E.G.R. electrice, poziţia vanei este controlată printr-un captor de tip potenţiometru care este integrat în aceasta. Acesta informează calculatorul de poziţia exactă a vanei, calculatorul determinând deschiderea reală precum şi funcţionarea vanei. În caz de defectare a acestui captor vana nu mai poate fi comandată.



Debitmetrul de aer:

Este util la funcţionarea în buclă E.G.R. / DEBIMETRE D’AIR :1 - Calculatorul defineşte debitul de aer necesar bunei funcţionări a motorului.2 - Calculatorul compară acest debit de aer necesar cu debitul de aer admis şi măsurat

prin debitmetru. Se poate determina şi cantitatea de gaze de eşapament care poate fi reciclat fără să influenţeze performanţele motorului.

3 – Se controlează raportul de deschidere a vanei cu debitmetrul (dacă există prea mult gaz reciclat, debitul de aer consumat va scădea).

1.2.3. Vana EGR cu comandă pneumatică.

Supapa permite trecerea gazului de eşapament către colectorul de admisie proporţional cu deplasarea membranei. Poziţia membranei depinde de echilibrul realizat între efortul datorat arcului şi efortul datorat depresiunii.

A Admisie.B Supapă.C Membrană.D Intrare depresiune.E Evacuare.

1.2.4. Vana EGR cu comandă electrică.

Electrovana EGR este comandată printr-un semnal secvenţial de către calculator care permite modularea deschiderii acesteia. Poziţia exactă este controlată printr-un potenţiometru integrat.



1.3. Hidrocarburile (HC) şi monoxidul de carbon (CO)

Hidrocarburile (HC)

Există două tipuri de hidrocarburi (HC): Hidrocarburile care provin din carburanţi. Hidrocarburile de tip lubrifiant motor.

Hidrocarburile provenite din carburant:Sunt produse în timpul arderii defectuoase, şi se regăsesc în gazele de eşapament datorită carburantului nears. Cauzele acestora pot fi:

Un exces de motorină: la ardere, datorat unui dozaj greşit. O alimentare cu aer defectuoasă: filtru blocat sau alimentarea

înţepată mai ales la sarcină mare. Un reglaj aproximativ al avansului: un avans prea scăzut faţă de

avansul ideal, temperatura aerului şi presiunea în cilindru nu mai sunt suficient de ridicate pentru arderea totală a motorinei (arderea prea târzie după PMS).

Hidrocarburile de tip lubrifiant:Datorită uzurii motorului (etanşarea internă), când segmenţii motorului sunt uzaţi se pot regăsi molecule de motorină în ulei care variază rata de HC, luând parte la procesul de ardere.

Monoxidul de carbon (CO)

Monoxidul de carbon (CO) rezultă de asemenea datorită arderilor defectuoase.

Două mijloace permit diminuarea conţinutului în HC şi CO din gazele de eşapament: Catalizatorul care transformă poluanţii în gaze curate Calculatorul optimizează dozajul şi avansul.

1.4. Principiul de funcţionare a tobei catalitice.



Toba de oxidare este un catalizator care permite tratarea poluanţilor HC/CO în oxidanţi. Este compusă dintr-un suport de tip ceramic pe care este depusă o substanţă conţinând metale preţioase (platină). Scopul acestei transformări chimice este obţinerea gazelor curate la evacuare.

Contrar catalizatorului de la motoarele cu benzină, la motoarele Diesel acestea nu se poat distruge, temperatura de evacuare fiind prea scăzută; numai îmbătrânirea ei şi un reglaj defectuos al motorului pot diminua eficacitatea ei.

1.5. Particulele solide.

Motorina injectată în camera de ardere arde treptat oxigenul. Volumul de aer situat aproape de injector întâlneşte o cantitate de combustibil foarte mare; când se produce aprinderea, prin ardere se consumă tot oxigenul disponibil şi se formează un volum de gaz cald.

Acest volum se deplasează către interiorul camerei şi încălzeşte motorina lichidă fin pulverizată care se transformă într-o anumită proporţie în calamină (carbon) prin piroliză (descompunere provocată de căldură).

Mai departe în cameră, aerul nu mai găseşte motorină pentru ardere, aceasta fiind consumată şi transformată anterior.

Aceste emisii de fum dau o imagine asupra poluării motorului Diesel.


2. Controlul depoluării la motoarele Diesel

2.1. Opacitatea

Opacitatea gazelor de eşapament se datoreaza prezenţei particulelor de carbon din acestea, particule ce iau naştere in timpul procesului de combustie.Cu cât numarul de particule de carbon este mai mare cu atât creşte opacitatea gazelor de eşapament si deci gradul de poluare este mai mare.Măsurarea opacitaţii gazelor de eşapament in controalele tehnice ale automobilelor s-a introdus în Germania incepând cu 01.12.1993 şi cu 01.01.1996 în Elveţia.

În FIG.1 se prezintă evoluţia normelor în ceea ce priveşte gradul de poluare, pe principalele categorii de noxe, în grame per kilometru.

Aparatul pentru măsurarea opacităţii gazelor de evacuare se numeşte opacimetru, şi permite determinarea opacităţii luminoase a unui gaz , pe baza principiului fluxului parţial.

În FIG.2 se redă principiul de funcţionare al opacimetrului.

Aparatul se compune dintr-o cameră de măsură de forma unui tub cu lungimea de 182 mm şi diametrul de 20 mm, cameră ce este străbătută de o probă de gaz prelevată din gazele de evacuare ale motorului.

Partea optică a opacimetrului se constitue dintr-un separator de fascicul, o lentilă convergentă şi o oglindă ce permite obţinerea unei lungimi de măsură optice de 364 mm (dublul lungimii camerei de măsură).Fasciculul luminos utilizat are proprietatea de a acţiona numai asupra particulelor de carbon aflate în suspensie in camera de măsură.

Partea electronică a apratului se compune din trei blocuri:- un bloc electronic capabil sa efectueze un algoritm pentru determinarea opacităţii- un dispozitiv de comandă al ventilatoarelor şi al circuitului de încălzire al camerei de măsura- un circuit electric de alimentare

Valoarea opacităţii exprimată în procente reprezintă nivelul de obscuritate pe o scară lineară de la 1 la 100 şi se exprimă în M-1 sau % care reprezintă un coeficient de absorbţie luminoasă.

Exemple:0 % = 0 m-1

64 % = 2,5 m-1

71 % = 3 m-1

99 % = 11,31 m-1

2.2. Determinarea opacităţii

Pentru determinarea opacităţii se folosesc două proceduri diferite: Procedură destinată controlului tehnic (ITP) şi controlului rutier pentru a

determina dacă automobilul este in stare bună de funcţionare (respectă normele în vigoare)

Procedură destinată determinării opacităţii în vederea omologării autovehiculului


2.3. Condiţii impuse aparaturii de măsurare

Opacimetrul pentru staţiile ce efectuează inspecţia tehnică la autovehiculele echipate cu motoare DIESEL trebuie să permită măsurarea în flux parţial conform R 24 CEE – ONU cu precizie de minim ±0,3 m-1.Camera de măsură a opacimetrului trebuie să fie mobilă.

Opacimetrul trebuie prevăzut cu instrumente adecvate măsurării temperaturii de intrare a gazelor de evacuare cu posibilitatea de a afişa valoarea echivalentă a opacităţii la temperatura de 100°C, dispozitiv pentru măsurarea temperaturii uleiului motor, dispozitiv pentru determinarea turaţiei motorului (măsurarea să fie posibilă indiferent de diametrul conductelor de injecţie) şi imprimantă.

Sonda de prelevare a gazelor trebuie să aibe o lungime care să nu depăşească 1 m şi un diametru de 10 mm pentru autovehiculele a căror masă totală maximă autorizată este de până la 3,5 tone.Programul aparatului va fi conform cu prevederile RNTR şi trebuie să permită măsurarea timpului de bază.

2.4. Efectuarea de măsurători

Determinarea se face cu opacimetrul prin accelerare liberă între turaţia de mers în gol încet şi turaţia de mers în gol maximă ( de regulator ) la regimul termic normal de funcţionare.Prin turaţia de mers în gol încet se înţelege turaţia minimă de funcţionare stabilă a motorului precizată de către constructor, cu comanda acceleraţiei în poziţia de repaus, cu consumatorii electrici deconectaţi, cu cutia de viteze în poziţia neutră şi ambreiajul cuplat (în cazul cutiilor de viteze mecanice şi semiautomate) sau cu cutia de viteze în poziţia ,,N” sau ,,P” (în cazul cutiilor de viteze automate).Prin turaţia de mers în gol maximă (de regulator) se înţelege turaţia de funcţionare stabilă maximă a motorului stabilită de constructor, cu comanda aceleraţiei acţionată în poziţie extremă, cu consumatori electrici deconectaţi, cu cutia de viteze în poziţia neutră şi ambreiajul cuplat (în cazul cutiilor de viteze mecanice sau semiautomate) sau cu cutia de viteze în poziţia ,,N” sau ,,P” (în cazul cutiilor de viteze automate).Prin regim termic normal se întelege condiţia termică a unui motor în concordanţă cu specificaţiile constructorului (în orice caz cu temperatura uleiului mai mare de 60°C).

Se vor respecta următoarele condiţii ambientale:- temperatura 5 - 30°C- presiunea atmosferică 945 – 1025 mbari

Se va verifica dacă tubulatura de evacuare a gazelor de eşapament este completă şi etanşă (se verifică dacă la obturarea evacuării se creează contrapresiune).

Verificarea propriu-zisăSe aduce motorul la regimul termic normal de funcţionare.Înainte de efectuarea măsurătorilor se recurge la curăţirea sistemului de evacuare prin accelerare cel puţin o dată pâna la turaţia de mers in gol maximă ( de regulator ) care se menţine un timp de cel puţin 2 secunde.Se pregăteşte opacimetrul în conformitate cu instrucţiunile de utilizare.Se introduce sonda de prelevare a gazelor în ţeava de evacuare cel puţin 300 mm ( între 3 şi 6 diametre ale ţevii ), astfel încât extremitatea sa să fie amplasată într-o secţiune rectilinie a ţevii.



Cu motorul funcţionând la regimul de mers în gol încet se acţionează progresiv şi rapid, dar fără brutalitate, comanda acceleraţiei pâna la poziţia extremă. Această poziţie se va menţine pâna la intervenţia regulatorului de turaţie conform instrucţiunilor de utilizare a opacimetrului. După ce a fost obţinut acest regim se eliberează comanda acceleraţiei, motorul revenind la regimul de mers în gol încet, care se menţine cel puţin 3 secunde sau conform instruţiunilor de utilizare ale opacimetrului.

Se efectuează minim 3 măsurători ale opacităţii la accelerare liberă

Indicele de opacitate reţinut reprezintă media aritmetică a minim trei măsurători ale indicelui de opacitate în accelerare liberă care îndeplinesc următoarele condiţii:- sunt mai mici decât valoarea admisă a indicelui de opacitate corespunzătoare motorizării- timpul de bază pentru fiecare măsurare nu depăşeşte valoarea specificată- între turaţiile minime măsurate la fiecare determinare nu există diferenţe semnificative- între indicii de opacitate măsuraţi la fiecare determinare nu există diferenţe mai mari de 0,5 m-1

În final se verifică indeplinirea condiţiei privind valoarea maximă admisă pentru indicele de opacitate mediu.

2.5. Controale şi intervenţii Principalele surse de poluare ale motorului DIESEL sunt localizate la nivelul următoarelor elemente sau sisteme:

Sistemul de alimentare cu combustibil Pompa de injecţie Injectoarele Sistemul motor Circuitul de reaspirare al vaporilor de ulei şi al gazelor de carter Sistemul de admisie al aerului şi filtrul său Traiectul de evacuare al gazelor de eşapament

Elementele componente ale sistemului de alimentare cu combustibil sunt următoarele:- rezervorul - conductele de legătură- filtrul- pompa de transfer cu supapa sa

Este cunoscut faptul că sistemul de alimentare lucrează în depresiune iar parametrul global ce caracterizează funcţionarea acestuia este presiunea în amontele şi în avalul filtrului de combustibil.Buşonul rezervorului trebuie să asigure legătura cu atmosfera pentru evitarea apariţiei depresiunii în rezervor cu efecte negative asupra debitului de combustibil aspirat de pompa de transfer şi deci asupra dozei de motorină injectate in cilindrii.Sorbul din rezervor trebuie să asigure filtrarea primară a motorinei pentru a împiedica colmatarea rapidă a filtrului de combustibil.Conductele de legătură nu trebuie să prezinte fisuri sau deformări ce au ca efect îngreunarea transportului de motorină.Filtrul de motorină se va înlocui periodic funcţie de indicaţiile constructorului sau ori de câte ori acest lucru se impune.Neetanşietatea sistemului de alimentare duce la desamorsarea acestuia cu efecte negative asupra funcţionării motorului şi asupra gradului său de poluare.



Pompa de injecţie reprezintă elementul care necesită un înalt grad de precizie în ceea ce priveşte realizarea elementelor sale componente şi a reglajelor pe care aceasta le reclamă.Din acest punct de vedere intervenţiile care se fac asupra pompei de injecţie trebuiesc efectuate cu mare atenţie şi conform procedurilor de lucru prescrise de către constructor.La pompa de injecţie EPIC singurul reglaj îl reprezintă punerea la punct a pompei, operaţie care neefectuată corespunzător va duce la creşterea gradului de poluare al motorului.

Injectoarele sunt elementele care introduc motorina direct în camera de ardere şi sunt caracterizate de următorii parametrii:

- presiunea de injecţie- forma jetului de combustibil- gradul de pulverizare- etanseitate interna- zgomot

Ridicarea acului la un injector este comandată de presiunea de injecţie realizată de către pompă. Acest lucru impune un anumit taraj al injectoarelor la o valoare prescrisă de constructorul motorului pentru ca motorina să fie trimisă în camera de ardere la momente şi presiuni de injecţie ce asigură o ardere eficientă cu un grad redus de poluare.

În acest sens se utilizează un dispozitiv de măsurare a presiunii de refulare a injectorului, iar modificarea acestei valori se realizează prin introducerea sau scoaterea unor şeibi de reglaj din interiorul injectorului. Dispozitivul pentru tarat injectoare va utiliza numai tipul de lichid INJECT ELF ED recomandat de firma RENAULT.Dacă injectoarele prezintă o diferentă a presiunilor de descărcare mai mare de 5 bari, atunci motorul va prezenta un ralanti instabil.

Forma jetului, gradul de pulverizare şi etanşietatea unui injector se pot verifica vizual cu ajutorul dispozitivului de tarat injectoare.

Jetul de motorină trebuie să aibe formă conică, să fie uniform distribuit şi fără jeturi concentrate FIG.3.

Întreruperea injecţiei să se facă brusc iar pe timpul acesteia cănd presiunea instalaţiei este cu cel puţin 20 bari mai mică decât presiunea de descărcare a injectorului ,,nasul” acestuia nu trebuie să se umezească.

Datorită faptului că o parte a injectorului se află în camera de ardere, acesta se acoperă cu un strat de calamină ce are ca efect perturbarea caracteristicilor injectorului. Pentru a elimina acest lucru se poate recurge la o curătire a injectorului, si totodată a intregului sistem de injecţie folosind soluţie adecvată, soluţie cu care va funcţiona motorul.

În FIG.4 se prezintă schema de principiu a unei instalaţii de alimentare ce utilizează soluţie pentru curăţarea echipamentului de injecţie:1 – rezervorul instalaţiei 2 – racord pentru tur3 – racord pentru retur4 – robinet al conductei de tur5 – robinet al conductei de returP – pompă de injecţie

Pentru folosirea unei astfel de instalaţii se va avea în vedere notiţa sa de utilizare ce este livrată împreună cu instalaţia.



Observaţii: în timpul interventiilor la injectoare şi pompa de injecţie se vor respecta cu stricteţe

consemnele de curăţenie prescrise de constructor după demontarea injectoarelor obligatoriu se vor înlocui rondelele antiflacără

respectând sensul de montaj al acestora si seibile de etansare, în caz contrar putându-se ajunge la supraîncălzirea injectorului ce va avea ca efect griparea acului injectorului, creşterea dozei de motorină injectate, distrugerea pistonului şi a camerei de preardere.

O metodă rapida dar subiectiva de testare a ansamblului ac injector - diuză este următoarea FIG.5:

- se introduce acul injector în corpul său - se înclină ansamblul sub un unghi de 45°

Dacă acul injectorului culisează uşor sub efectul propriei greutăţi în corpul său acest ansamblu este corespunzător.Dacă jocul dintre cele două elemente este mare sau dacă acul prezintă tendinţe de gripaj este necesară înlocuirea acestui ansamblu.

Un parametru global de apreciere a stării tehnice a motorului este presiunea de compresie, a cărei valoare ne dă o imagine de ansamblu asupra gradului de uzură şi de poluare al motorului.Determinarea presiunii de compresie se face cu ajutorul unui dispozitiv specializat (compresometru sau compresograf ) respectând anumite condiţii de măsurare:

- motorul este adus la regim termic normal de funcţionare- se deconectează electrovana STOP ELECTRIC- se demontează injectoarele de pe chiulasă- se cuplează aparatul de măsură pe chiulasă- se aduce pe zero acul indicator al aparatului- se acţionează demarorul pâna ce acul indicator se stabilizează- se citeşte valoarea presiunii

Valorile presiunilor citite pentru fiecare cilindru al motorului precum şi diferenţa dintre valoarea maximă şi minimă a acestor presiuni trebuie să se încadreze în limitele prescrise de constructor.

În caz contrar este necesar să se intervină la nivelul motorului pentru restabilirea stării tehnice corespunzătoare.

Totodată trebuie să se acorde atenţie şi controlului calajului distribuţiei şi al jocului termic la supape.

Datorită neetanşării perfecte a ansamblului piston- segmenţi – cilindru în carterul motorului se acumulează o cantitate apreciabilă de gaze arse incomplet care împreună cu vaporii de ulei se amestecă şi formează un produs chimic extrem de poluant. În plus presiunea creată în carter forţează în elementele ce asigură etanşarea ducând la deteriorarea lor şi deversarea în atmosferă a produselor chimice nocive. Pentru evitarea celor menţionate mai sus se apeleaza la un sistem de reaspirare care are rolul de a prelua gazele de carter şi a le introduce apoi în sistemul de admisie al motorului ocolind filtrul de aer. Vaporii de ulei amestecaţi cu gazele de carter vor fii separaţii de acestea prin decantare şi trimişi apoi în baia de ulei a motorului.

Funcţionarea necorespunzătoare a acestui sistem duce la creşterea exagerată a gradului de poluare al motorului. De aceea se impune menţinerea acestuia în bune condiţii în ceeace priveşte curăţenia şi etanşarea sa.



Sistemul de admisie al motorului poate crea probleme de poluare în cazul în care acesta nu este întreţinut corespunzător. Se impune menţinerea acestui sistem în bune condiţii de curăţenie şi etanşietate.

Filtrul de aer al sistemului de admisie trebuie înlocuit periodic funcţie de prescripţiile constructorului sau atunci când acest lucru se impune, nerespectarea acestora ducând la cresterea consumului de combustibil şi a gradului de poluare al motorului datorită colmatării filtrului.

Traiectul de evacuare al gazelor de eşapament trebuie să fie etanş şi să nu prezinte deformări sau lovituri care pot duce la îngreunarea procesului de evacuare.

ATENŢIE: înlocuirea unei piese, atunci când acest lucru se impune, se va face numai cu piese identice ca reper cu piesa înlocuită.


curs depoluarea diesel

Documents