UNIVERSIDAD INTERNACIONAL DEL ECUADORrepositorio.uide.edu.ec/bitstream/37000/462/1/T-UIDE-0440.pdfTabla 6.2 Análisis de resultado de valores de emisiones de gases utilizando la bujía

I

UNIVERSIDAD INTERNACIONAL DEL ECUADOR

FACULTAD DE INGENIERÍA MECANICA AUTOMOTRIZ

TRABAJO DE TITULACIÓN PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO EN MECÁNICA AUTOMOTRIZ

TEMA

ANALISIS DEL SISTEMA DE CONTROL DE EMISIONES DEL

CHEVROLET SAIL 1,4L 2012

AUTOR

VASQUEZ VELEZ DANNY DAVES

GUAYAQUIL, FEBRERO 2015

II

DECLARACION DE RESPONSABILIDAD

Yo, VASQUEZ VELEZ DANNY DAVES, declaro que soy el autor exclusivo

de la presente investigación y que ésta es original, auténtica y personal

mía. Todos los efectos académicos y legales que se desprendan de la

presente investigación serán de mi exclusiva responsabilidad.

____________________________

VÁSQUEZ VÉLEZ DANNY DAVES

CI: 120467821-1

III

ING. MARCO VINICIO NOROÑA MERCHAN declaro que, en lo que yo

personalmente conozco, el señor, VÁSQUEZ VÉLEZ DANNY DAVES, es

el autor exclusivo de la presente investigación y que ésta es original,

auténtica y personal suya.

____________________________

Ing. Noroña Merchán Marco Vinicio

Director de Tesis

IV

DEDICATORIA

Dedico esta tesis a Dios por haberme dado la vida y ser mi guía en el

camino del bien, a mis padres e hijos por brindarme todo su apoyo,

paciencia, y sacrificio en todo momento y gracias a ellos pude culminar

una etapa más de mi vida.


V

AGRADECIMIENTO

El más sincero agradecimiento a la Universidad Internacional del Ecuador,

en especial a la Facultad de Ingeniería Automotriz, por brindarme la

oportunidad de obtener una profesión y ser una persona útil a la sociedad.

Y en especial a mis hijos, padres, familiares, amigos y personas que nos

apoyaron de una u otra manera para culminar con éxito una etapa de mi

vida,


VI

ÍNDICE DE CONTENIDOS

DECLARACION DE RESPONSABILIDAD........................................................... II

DEDICATORIA ................................................................................................... IV

AGRADECIMIENTO ............................................................................................ V

ÍNDICE DE CONTENIDOS ................................................................................. VI

ÍNDICE DE FIGURAS .......................................................................................... X

ÍNDICE DE TABLAS ......................................................................................... XIII

RESUMEN ....................................................................................................... XIV

CAPÍTULO I ......................................................................................................... 1

INTRODUCCIÓN DE LA INVESTIGACIÓN ......................................................... 1

1.1. ANÁLISIS DEL CONTROL DE EMISIONES DEL CHEVROLET SAIL 1.4 L

AÑO 2012 ........................................................................................................ 1

1.1.1. Antecedentes de la contaminación vehicular ...................................... 3

1.1.2. Justificación del Análisis de gases del vehículo Chevrolet Sail 1.4L. .. 3

1.2. OBJETIVOS Y ALCANCES ....................................................................... 4

1.2.1. Objetivos ............................................................................................. 4

1.2.1.1. Objetivo General ......................................................................... 4

1.2.1.2. Objetivos específicos ................................................................... 4

1.2.2. Alcances ............................................................................................. 5

CAPÍTULO II ........................................................................................................ 6

FUNCIONAMIENTO TEÓRICO DEL SISTEMA ................................................... 6

2.1. MOTOR ..................................................................................................... 6

2.1.1. Fundamentos Del Motor A Gasolina ................................................... 7

2.1.2. Características Del Motor.................................................................... 8

2.1.2.1. Según El Combustible Empleado ................................................ 8

2.1.2.2. Según La Forma De Realizar La Combustión.............................. 8

2.1.2.3. Según El Número De Carreras Del Pistón En Cada Ciclo ........... 9

2.1.2.5. Según Las Disposición De Los Cilindros ................................... 10

2.1.2.6. Según La Disposición Del Cigüeñal Y Orden De Encendido ..... 11

2.1.2.7. Según El Número De Válvulas Por Cilindro Y Su Disposición En

La Cámara De Combustión .................................................................... 11

2.1.2.8. Según El Sistema De Alimentación ........................................... 11

2.1.3. Proceso De 4 Tiempos En El Motor De Combustión Interna ............. 12

2.1.3.1. Primer Tiempo: Admisión .......................................................... 13

VII

2.1.3.2. Segundo Tiempo: Compresión .................................................. 13

2.1.3.3. Tercer tiempo: Combustión o Trabajo ....................................... 13

2.1.3.4. Cuarto Tiempo: Escape ............................................................. 13

2.1.4. Conceptos básicos del motor ............................................................ 14

2.1.4.1. Carrera ...................................................................................... 14

2.1.4.2. Espacio Muerto O Cámara De Combustión ............................... 15

2.1.4.3. Volumen De La Cámara De Combustión ................................... 15

2.1.4.4. Cilindrada .................................................................................. 15

2.1.4.5. Área De La Sección Transversal ............................................... 16

2.1.4.6. Relación De Compresión ........................................................... 16

2.1.5. Relación Entre Aire Y Combustible ................................................... 17

2.1.5.1. Mezcla Rica ............................................................................... 17

2.1.5.2. Mezcla Pobre ............................................................................ 18

2.1.6. Origen De Los Gases De Combustión .............................................. 18

2.1.6.1. Gases Contaminantes En El Vehículo ....................................... 19

2.1.6.2. Monóxido De Carbono ............................................................... 20

2.1.6.3. Hidrocarburos ............................................................................ 21

2.1.6.4. Óxidos De Nitrógeno ................................................................. 23

2.1.6.5. Dióxido de carbono.................................................................... 25

2.1.6.6. Compuestos De Plomo .............................................................. 26

2.1.6.7. Dióxido De Azufre ..................................................................... 26

2.1.6.8. Carbonilla .................................................................................. 27

2.1.6.9. Nitrógeno ................................................................................... 27

2.1.6.10. Oxígeno ................................................................................... 27

2.1.6.11. Vapor De Agua ........................................................................ 28

2.1.6.12. Reacciones Químicas En Los Gases De Combustión ............. 28

2.1.7. El sistema de escape ........................................................................ 28

2.1.7.1. Colector o Múltiple De Escape .................................................. 29

2.1.7.2. Tuberías De Salida De Los Gases De Escape .......................... 30

2.1.7.3. Convertidor Catalítico ................................................................ 30

2.1.7.4. Silenciador ................................................................................ 31

CAPÍTULO III ..................................................................................................... 32

SISTEMA DE CONTROL DE EMISIONES CONTAMINANTES EN EL

AUTOMOVIL ..................................................................................................... 32

3.1. SISTEMAS DE CONTROL ...................................................................... 32

VIII

3.1.1. Sistema De Ventilación Positiva Del Carter ...................................... 32

3.1.2. Sistema De Control De Emisiones Evaporativas ............................... 33

3.1.3. Válvula (EGR) Recirculación De Gases De Escape .......................... 34

3.2. SISTEMA ANEXO AL CONTROL DE EMISIONES ................................. 35

3.2.1. Sistema De Inyección Electrónico ..................................................... 36

3.2.2. Clasificación De Los Sistemas De Inyección.................................... 36

3.2.2.1. Según El Lugar Donde Inyectan ................................................ 36

3.2.2.1.1. Inyección directa ................................................................. 37

3.2.2.1.2. Inyección Indirecta .............................................................. 37

3.2.3. Según El Número De Inyectores ....................................................... 38

3.2.3.1. Monopunto ................................................................................ 38

3.2.3.2. Multipunto .................................................................................. 38

3.2.4. Según El Tipo De Inyección .............................................................. 39

3.2.4.1. Inyección Por El Cuerpo De Aceleración (TBI) .......................... 39

3.2.4.2. Inyección Por Puerto Múltiple (MPI) .......................................... 40

3.2.5. Según El Número De Inyecciones .................................................... 41

3.2.5.1. Secuancial ................................................................................. 41

3.2.5.2. Semisecuencial ......................................................................... 42

3.2.5.3. Simultanea ................................................................................ 42

3.2.6. Por Sus Características De Funcionamiento ..................................... 43

3.2.6.1. Mecánica ................................................................................... 43

3.2.6.2. Electromecánica ........................................................................ 43

3.2.6.3. Electrónica ................................................................................ 43

CAPÍTULO IV .................................................................................................... 44

ESTUDIO DEL CONTROL DE EMISIONES DEL CHEVROLET SAIL 1.4L AÑO

2012 .................................................................................................................. 44

4.1. SENSORES ............................................................................................ 44

4.1.1. Sensor De Masa De Aire .................................................................. 44

4.1.2. Sensor De Temperatura De Aire ....................................................... 45

4.1.3. Sensor De Posición De La Mariposa De Aceleración ........................ 46

4.1.4. Sensor De Detonación ...................................................................... 47

4.1.5. Sensor De Posición Del Cigüeñal ..................................................... 47

4.1.6. Sensor De Presión Absoluta ............................................................. 48

4.1.7. Sensor sonda lambda ....................................................................... 49

4.1.8. Sensor de temperatura de refrigerante del motor .............................. 50

IX

4.1.9. Sensor del árbol de levas.................................................................. 51

4.2. ACTUADORES DEL SISTEMA DE CONTROL DE EMISIONES ............ 52

4.2.1. Actuadores ....................................................................................... 52

4.2.1.1. Válvula de marcha mínima (IAC) ............................................... 52

4.2.1.2. Inyectores .................................................................................. 53

CAPÍTULO V ..................................................................................................... 55

PRUEBAS DE LABORATORIO DE LAS EMISIONES DE LOS GASES

CONTAMINANTES DEL VEHICULO CHEVROLET SAIL 1.4L .......................... 55

5.1. MEDICIÓN DE LA PRESIÓN DE COMPRESIÓN ................................... 55

5.2. MEDICIÓN DE VACÍO DEL MOTOR ...................................................... 56

5.3. ANALIZADOR DE GAS ........................................................................... 57

5.4. HERRAMIENTAS DE TALLER ................................................................ 59

5.5. REPUESTOS UTILIZADOS .................................................................... 60

5.5.1. Bujías ............................................................................................... 60

5.5.2. Filtros de aire de motor ..................................................................... 62

CAPÍTULO VI .................................................................................................... 63

ANÁLISIS DE RESULTADOS............................................................................ 63

6.1. MEDICIÓN DE RESULTADOS UTILIZANDO COMBUSTIBLE DE 92

OCTANOS A 700RPM ................................................................................... 63


OCTANOS A 2500RPM ................................................................................. 72


OCTANOS A 700RPM ................................................................................... 83


OCTANOS A 2500RPM ................................................................................. 94

CAPÍTULO VII ................................................................................................. 105

EVALUACIÓN ECONÓMICA ........................................................................... 105

7.1. COSTOS DIRECTOS ............................................................................ 105

7.2. COSTOS INDIRECTOS ........................................................................ 105

CAPÍTULO VIII ................................................................................................ 107

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ................................................... 107

CONCLUSIONES ........................................................................................ 107

RECOMENDACIONES ................................................................................ 108

BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................ 109

X

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1. Motor de combustión interna ................................................................. 7

Figura 2. Según la forma de hacer la combustión ................................................ 9

Figura 3. Motor de 4 tiempos ............................................................................. 10

Figura 4. Motor sobrealimentado ....................................................................... 12

Figura 5. Ciclos del motor Otto .......................................................................... 14

Figura 6. Gases contaminantes en el vehículo .................................................. 19

Figura 7. Monóxido de carbono ......................................................................... 20

Figura 8. Metano................................................................................................ 22

Figura 9. Óxidos de nitrógeno .......................................................................... 244

Figura 10. Efecto invernadero .......................................................................... 255

Figura 11. Dióxido de azufre .............................................................................. 27

Figura 12. Sistema de escape. .......................................................................... 29

Figura 13. Colector o múltiple de admisión ........................................................ 30

Figura 14. Convertidor catalítico ........................................................................ 31

Figura 15. Silenciador ........................................................................................ 31

Figura 16. Sistema de ventilación positiva del cárter ......................................... 33

Figura 17. Sistema de control de emisiones evaporativas ................................. 34

Figura 18. Válvula EGR ..................................................................................... 35

Figura 19. Sistema Monopunto y Multipunto ...................................................... 38

Figura 20. Sistema Monopunto y Multipunto ...................................................... 39

Figura 21. Inyección por cuerpo de aceleración ................................................. 40

Figura 22. Inyección por puerto múltiple ............................................................ 41

Figura 23. Inyección secuencial ......................................................................... 41

Figura 24. Inyección semisecuencial ................................................................. 42

Figura 25. Inyección simultanea ........................................................................ 42

Figura 26. Sensor de masa de aire .................................................................... 44

Figura 27. Sensor de detonación ....................................................................... 45

Figura 28. Sensor del cuerpo de aceleración ..................................................... 46

Figura 29. Sensor de detonación. ...................................................................... 47

Figura 30. Sensor de posición del cigueñal........................................................ 48

Figura 31. Sensor de presión absoluta .............................................................. 49

Figura 32. Sonda Lambda ................................................................................. 50

Figura 33. Sensor de temperatura de refrigerante del motor .............................. 51

SENSOR IAT ..................................................................................................... 51

Figura 34. Sensor del árbol de levas .................................................................. 51

Figura 35. Inyector ............................................................................................ 54

Figura 36. Prueba de vacío ................................................................................ 56

Figura 37. Analizador de gas BRAIN BEE AGS-688 .......................................... 57

Figura 38. Accesorio MGT-300 .......................................................................... 58

Figura 39. Estructura de una bujía ..................................................................... 60

Figura 40. Bujías marca BOSCH, DENSO, NGK y CHAMPION ........................ 61

Figura 41. Filtros de aire marca REDFIL, SAMURAI, SHOGUN y SHANGAI ..... 62

XI

Figura 42. Gráfica Análisis de Gases a 700 rpm combustible 92 octanos variable

bujía calibración electrodo a 0.7mm con filtro de aire original ............................ 65


bujía calibración electrodo a 0.85 mm con filtro de aire original ......................... 66

Figura 44. Gráfica Análisis de Gases a 700rpm combustible 92 octanos variable

bujía calibración electrodo a 1mm con filtro de aire original ............................... 67

Tabla 6.2 Análisis de resultado de valores de emisiones de gases utilizando la

bujía marca DENSO vs varias variables ............................................................ 68


filtros de aire con bujía DENSO electrodo a 0,7mm ........................................... 69


filtros de aire con bujía DENSO electrodo a 0,85mm ......................................... 70


filtros de aire con bujía DENSO electrodo a 1mm .............................................. 71

Figura 48. Gráfica Análisis de Gases a 2500 rpm combustible 92 octanos

variable bujía calibración electrodo a 0,7 mm con filtro de aire original .............. 75


bujía calibración electrodo a 0,85mm con filtro de aire original .......................... 76


bujía calibración electrodo a 1mm con filtro de aire original ............................... 77


filtros de aire con bujía BOSCH electrodo a 0,7mm ........................................... 80


filtros de aire con bujía BOSCH electrodo a 0,85mm ......................................... 81

Figura 53. Grafica Análisis de Gases a 2500rpm combustible 92 octanos variable

filtros de aire con bujía BOSCH electrodo a 1mm .............................................. 82


bujía calibración electrodo a 0.7m con filtro de aire original ............................... 86


bujía calibración electrodo a 0.85m con filtro de aire original ............................. 87




filtros de aire con bujía NGK electrodo a 0,7mm ................................................ 91


filtros de aire con bujía NGK electrodo a 0,85mm .............................................. 92


filtros de aire con bujía NGK electrodo a 1mm ................................................... 93


bujía calibración electrodo a 0.7m con filtro de aire original ............................... 97




bujía calibración electrodo a 1m con filtro de aire original .................................. 99


filtros de aire con bujía NGK electrodo a 0,7mm .............................................. 102

XII


filtros de aire con bujía NGK electrodo a 0,85mm ............................................ 103

Figura 65. Gráfica Análisis de Gases a 2500 rpm combustible 87 octanos

variable filtros de aire con bujía NGK electrodo a 1mm ................................... 104

XIII

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 2.1. Gases producidos en la combustión. ................................................ 19

Tabla 2.2 Principales gases que contaminan al ambiente .................................. 20

Tabla 5.1 Valores de compresión de cilindros .................................................... 55

Tabla 5.2. Rangos de medición del analizador de gases ................................... 59

Tabla 5.3 Herramientas utilizadas ...................................................................... 59

Tabla 6.1. Análisis de resultado de valores de emisiones de gases utilizando filtro

de aire original vs variables variables ................................................................ 64

Tabla 6.3. Análisis de resultado de valores de emisiones de gases utilizando filtro

de aire original vs varias variable ....................................................................... 73

Tabla 6.4. Análisis de resultado de valores de emisiones de gases utilizando la

bujía marca BOSCH vs varias variables ............................................................ 79





Tabla 6.7. Análisis de resultado de valores de emisiones de gases utilizando la

bujía marca NGK vs varias variables ................................................................. 95


bujía marca NGK vs varias variables ............................................................... 101

Tabla 7.1 Costos directos ................................................................................ 105

Tablas 7.2 Costos indirectos ............................................................................ 106

XIV

RESUMEN

La presente investigación tiene como objetivo analizar si utilizando

repuestos genéricos en el vehículo Chevrolet Sail 1.4L específicamente el

filtro de admisión de aire del motor, las bujías y modificando la calibración

de los electrodos de la bujía conseguimos reducir el porcentaje de

emisiones de gases contaminantes al medio ambiente.

Se realizaron 192 pruebas de laboratorio donde se utilizaron 4 filtros de

admisión de aire del motor diferentes marcas uno el original y los otros

tres de marcas alternas (Shogun, Samurai y Tecfil), adicional se utilizaron

4 marcas de bujías diferentes una de ellas la original del vehículo

(champion) y las otras tres son de marcas alternas (Bosch, NGK y

Denso), dentro de las pruebas de laboratorio se contempló realizar 3

calibraciones a los electrodo la primera a 0,7mm la segunda a 0,85mm y

la tercera y última a 1mm.

Las pruebas de laboratorio consisten en hacer todas las combinaciones

posibles de filtros de aire, bujías y calibraciones para observar la

tendencia del porcentaje de contaminación de gases de escape al medio

ambiente, luego de obtener los resultados de las pruebas de laboratorio

se tabularán los valores para determinar cuáles son los repuestos con los

que el vehículo Chevrolet Sail 1.4L emite el menor porcentaje de gases de

escape al medio ambiente.Estos datos son el resultado de nuestra

investigación en el que consiste este proyecto y será nuestro aporte a la

comunidad para que lo tomen como una opción al momento de realizar el

mantenimiento de su vehículo y también será una opción al momento de

hacer la revisión vehicular donde el ente regulador sensa la

contaminación de gases emitida en el vehículo.

1

CAPÍTULO I

INTRODUCCIÓN DE LA INVESTIGACIÓN

En este capítulo se hablará sobre la importancia de controlar las emisiones de

los gases contaminantes por el bienestar de los seres humanos y de nuestro

planeta.Actualmente la capa de ozono se encuentra deteriorada productos de

gases nocivos que provocan el efecto invernadero.

La combustión en los motores es la principal causa de contaminación ambiental

por lo que se ha implementado la electrónica y demás dispositivos para

controlar y reducir la contaminación generada por la combustión en los

motores.

1.1. ANÁLISIS DEL CONTROL DE EMISIONES DEL CHEVROLET SAIL 1.4

L AÑO 2012

El transporte automotor es una de las principales emisoras de gases

contaminantes que son provocadas por la combustión de los motores, los

daños causados son tanto al ser humano como también al ecosistema por el

efecto invernadero.

Los gases dañinos al ser humano son los siguientes:

Hidrocarburos no quemados (HC).

Monóxido de carbono (CO).

Óxidos de nitrógeno (NOx).

Por otro lado los gases que afectan al ecosistema destruyendo la capa de

ozono y provocando el efecto invernadero son los siguientes:

Metano (CH4).

Dióxido de carbono (CO2)

Óxido nitroso (N2O).

2

El desarrollo tecnológico de los países que tienen el mayor porcentaje de

aportación a la emisión de gases contaminantes debido a la quema de los

combustibles, el incremento de las emisiones de gases contaminantes a la

atmosfera que repercute directamente en el deterioro de la calidad de vida que

percibe la población es uno de principales problemas y reto a la vez que debe

resolver por el bien de la sociedad.

Sin duda la solución no está en eliminar el transporte ya que es uno de las

principales fuentes de la economía de los países, ya que se encarga de

transportar a las personas además se encarga de movilizar los insumos y

materias primas que son requeridas para la producción tanto de consumo

masivo como del resto de la economía de los países a nivel mundial.

Además beneficia en la transformación de las relaciones de trabajo y grupos

sociales al intercambiar e incorporar productos a aquellas localidades que se

enlazan a las redes del transporte, y es influyente en la ubicación de centros

urbanos y sus actividades.

El enfoque para tratar el tema de la emisión de los gases contaminantes debe

efectuarse considerando tres variables de forma simultánea, la primera la

calidad de combustible utilizado, tecnología en los vehículos y condiciones de

uso de los vehículos, de tal forma que cualquier variación de alguno de estos

tres factores va a influir de manera directa en la modificación del nivel de

emisiones.1

Utilizando un combustible de mejor calidad con bajo contenido de azufre

podemos reducir entre un 20 a 30% las emisiones de gases contaminantes.En

cuanto a la tecnología vehicular, se enfoca directamente en cambios de diseño

de motor, condiciones de combustión utilizando la electrónica automotriz, los

sistemas postratamiento y el control de perdidas evaporativas como por

ejemplo lainclusión de un catalizador de oxidación, una recirculación de gases

de escape e incluso una cámara de combustión de quemado rápido.

1http://www.cubasolar.cu/biblioteca/Ecosolar/Ecosolar23/HTML/articulo02.htm

3

Y si a lo detallado anteriormente incluye una adecuada gestión del tránsito en

las ciudades se podría reducir de cinco y diez veces las emisiones vehiculares.

1.1.1. Antecedentes de la contaminación vehicular

En la última década el fuerte crecimiento del parque automotor en el Ecuador y

los pocos controles por parte de las autoridades competentes en el tema

ambiental han generado un incremento significativo los niveles de

contaminación.

En la actualidad la mayor parte por no decir todos los fabricantes de

automóviles ha construido diversos sistemas de control para reducir los niveles

de contaminación ambiental.

El parque automotor es una de las principales fuentes emisoras de gases

contaminantes que provienen de la combustión en los motores, esta

contaminación proviene fundamentalmente del sistema de encendido y del

sistema de alimentación aunque también depende por otra parte del desgaste

interno de sus componentes, calibración de balancines etc., y que afectan

directamente el incremento de contaminación en el ambiente.

La contaminación está acelerando la destrucción de la capa de ozono y por

ende el efecto invernadero provoca el mayor y más rápido cambio climático en

el Planeta.

1.1.2. Justificación del Análisis de gases del vehículo Chevrolet Sail 1.4L.

La principal razón para el estudio del análisis del sistema de control de

emisiones contaminantes del vehículo Chevrolet Sail 1.4L es determinar con

que calidad de combustible, marca de filtro de aire, marca de bujías y

calibración de los electrodos de las bujías tiene el menor porcentaje de

contaminación de gases de escape al ambiente.

Después de efectuar dicho análisis se recomendará la utilización de los

mejores elementos a utilizar a los propietarios de la marca de estos vehículos

debido a que en la Ciudad de Guayaquil se encuentra el nuevo Centro de

Revisión Vehicular donde además de hacer la revisión del estado de los puntos

4

claves del vehículo también se está analizando la cantidad de emisiones de

gases contaminantes que expulsa el motor por lo que es necesario que los

propietarios conozcan que afecta directamente al incremento y disminución de

los gases contaminantes de un vehículo marca Chevrolet modelo Sail 1.4L

2012.

Con esta investigación estaremos aportando a la sociedad es general

disminuyendo la contaminación al medio ambiente.

La ubicación del problema está ubicada geográficamente en la Facultad de

Ingeniería de Mecánica Automotriz de la Universidad Internacional del Ecuador,

extensión Guayaquil ubicada en las calles Tomas Martínez 310 y Rocafuerte en

el laboratorio de sistemas automotrices.

1.2. OBJETIVOS Y ALCANCES

1.2.1. Objetivos

1.2.1.1. Objetivo General

Analizar el sistema de control de emisiones del Chevrolet Sail 1,4L año

2012que se encuentra dentro de la Universidad Internacional del Ecuador

Extensión Guayaquil a fin de determinar las emisiones contaminantes con su

filtro de aire original, bujías originales y compararlas con filtros de aire y bujías

alternas.

1.2.1.2. Objetivosespecíficos

Realizar un estudio general del sistema de Control de Emisiones del

vehículo Chevrolet Sail 1,4L año 2012.

Calculará con el equipo de diagnóstico de gases de escape los

resultados obtenidos en las pruebas de laboratorio.

Determinar con que calidad de repuestos emite menor cantidad de

gases contaminantes a la atmosfera.

Comprobar los resultados del análisis del sistema de control de

emisiones del vehículo Chevrolet Sail 1,4L año 2012.

5

1.2.2. Alcances

Se realizará el estudio general del sistema de Control de Emisiones del

vehículo Chevrolet Sail 1.4 Laño 2012.

Se calcularácon el equipo de diagnóstico de gases de escape los

resultados obtenidos en las pruebas de laboratorio.

Se determinará con que calidad de repuestos emite la menor cantidad

de gases contaminantes a la atmosfera para realizar las sugerencias.

Se comprobará los resultados del análisis del sistema de control de

emisiones del vehículo Chevrolet Sail 1.4L para emitir una

recomendación en base a los resultados.

6

CAPÍTULO II

FUNCIONAMIENTO TEÓRICO DEL SISTEMA

En el siguiente capítulo vamos a tratar los principales aspecto teóricos del

funcionamiento del motor del vehículo Chevrolet Sail 1.4.L, también vamos a

estudiar los tipos de gases contaminantes que expulsa producto de la

combustión.

El motor es de combustión interna de 4 tiempos con sistema de inyección

electrónico multipunto.

La característica del sistema de inyección electrónica del motor es el uso de

inyectores electrónicos que son comandados por la unidad e control que sirve

para suministrar el combustible necesario para el motor.

El volumen de admisión de aire del motor, temperatura de refrigerante,

temperatura de admisión de aire, relación de aceleración y desaceleración y

otras condiciones son detectadas por sensores que envían señales al módulo

de control para compararlos con los parámetros almacenados en la memoria y

así se pueda calcular la cantidad de combustible que se va a suministrar a los

inyectores, de esta manera se logra un ajuste de la relación aire/combustible

para que cumpla con los requerimiento del motor.

Otra de las características del motor es que dispone de analizadores de gases

de escape que están permanentemente suministrando información sobre las

proporciones de gases de contaminantes de los residuos de la combustión, de

tal forma que se corrijan inmediatamente.

2.1. MOTOR

El motor del automóvil es el encargado de transformar la energía térmica que

es proporcionada por el combustible ya sea esta gasolina o cualquier otro tipo

de combustible en energía mecánica que posteriormente la utilizara para

ponerse en movimiento.

7

Estos motores son conocidos como motores de combustión interna por que

realizan el trabajo en el interior de las cámaras de combustión mediante la

aportación del calor producido al quemarse el combustible.

Luego de esto la presión de los gases de la combustión y el calor generado en

el interior provocan el movimiento de un mecanismo que se aprovechará como

fuente de energía.

Figura 1. Motor de combustión interna

Fuente: http://odyssey-diagnosticossistemasdiesel.blogspot.com/

2.1.1. Fundamentos Del Motor A Gasolina

El motor a gasolina Otto es un motor de combustión por encendido externo que

quema la mezcla aire/combustible para transformar la energía química que

contiene el combustible en energía cinética.

En tiempos pasados el carburador tenía la función de preparar la mezcla

aire/combustible, formaba la mezcla inflamable en el tubo de admisión que

aspira el aire necesario para la combustión.

http://www.google.com.ec/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0CAcQjRw&url=http://www.google.com.ec/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&ved=&url=http://odyssey-diagnosticossistemasdiesel.blogspot.com/&ei=GyLhVNWdHoG1sAThrYHIDg&bvm=bv.85970519,d.cWc&psig=AFQjCNGTr2xu96hRNGz4r6gr6OCLNUhKvw&ust=1424126875892474&cad=rja&ei=QyLhVKavMsO_ggTglYCYBg&bvm=bv.85970519,d.cWc&psig=AFQjCNGTr2xu96hRNGz4r6gr6OCLNUhKvw&ust=1424126875892474

8

Con las nuevas tecnologías aplicadas a los vehículos el carburador fue

eliminado en los motores de combustión y se instalaron sistemas electrónicos

en la inyección que hace posible una dosificación más exacta del combustible,

adicional a eso los sistemas de inyección electrónicos trajo otras ventajas como

por ejemplo disminuciones de consumo de combustible aumento de potencia

de los motores y bajas emisiones de gases contaminantes a las atmósfera.

Para que un motor Otto pueda funcionar correctamente necesita de una

correcta mezcla aire/combustible que es introducida en la cámara de

combustión de cada cilindro luego es comprimida e inflamada provocando la

fuerza necesaria para mover los pistones en sentido descendente, los pistones

por medio de las bielas hacen girar el cigüeñal que a su vez este movimiento

se traslada por medio del tren de fuerza hacia las ruedas, generando el

movimiento del vehículo.

2.1.2. Características Del Motor

Los motores de combustión interna vienen determinados en función de una

serie de características de construcción y de funcionamiento que se clasifican

de la siguiente manera.

2.1.2.1. Según El Combustible Empleado

El combustible empleado podrá ser líquido como la gasolina o el diésel o podrá

ser gaseoso como el hidrógeno o el gas natural.

2.1.2.2. Según La Forma De Realizar La Combustión

En el caso de los motores a gasolina la combustión la realiza cuando el pistón

se encuentra en el punto muerto superior en el tiempo de compresión de la

mezcla aire/combustible, en ese momento se genera una chispa que

proporciona la bujía generando una deflagración y por ende un aumento de

temperatura y presión en el pistón que posteriormente genera el trabajo motriz.

9

En el caso de los motores a diésel se introduce previamente aire en el cilindro y

este es comprimido hasta que llega a un punto de máxima temperatura, luego

de eso es inyectado combustible a una presión elevada y de forma pulverizado

por lo que se consigue la combustión con la fuerza necesaria para realizar el

trabajo.

Figura 2.Según la forma de hacer la combustión

Fuente: http://www.taringa.net/posts/ciencia-educacion/10579185/Motores-de-combustion-

interna.html

2.1.2.3. Según El Número De Carreras Del Pistón En Cada Ciclo

Existen motores de 2 tiempos, consiste en que el pistón sube y baja una vez en

cada ciclo.

También existen motores de 4 tiempos, consiste en que el pistón sube y baja

dos veces por cada ciclo.

10

Figura 3.Motor de 4 tiempos

Fuente: http://www.taringa.net/posts/ciencia-educacion/10579185/Motores-de-combustion-

interna.html

También existen motores policilindricos que son los que llevan varios cilindros,

los más utilizados son los de cuatro, seis, ocho y doce cilindros.

2.1.2.5. Según Las Disposición De Los Cilindros

Existen muchos motores con diferente disposición de los cilindros, a

continuación se detallan:

En línea

De forma vertical

En oposición

De forma horizontal

11

Formando una V

Formando una W

Formando una estrella

De forma invertida

En forma de U

2.1.2.6. Según La Disposición Del Cigüeñal Y Orden De Encendido

La regulación del par motriz y el equilibrado mecánico obligan a seguir

determinados órdenes de encendidos para los diferentes cilindros y así obtener

mayor uniformidad de carga sobre los cojinetes de bancada.

2.1.2.7. Según El Número De Válvulas Por Cilindro Y Su Disposición En La

Cámara De Combustión

Existen motores de 2, 3, 4 y hasta 5 válvulas por cilindro y multiplicados por el

número de cilindros del motor obtendremos desde 8 hasta 24 válvulas por

motor.

En cuanto a la disposición de las válvulas en la cámara de combustión tenemos

las siguientes:

De bañera

De cuña

De culata plana

De pistón

Con válvulas desplazadas

Hemisféricas

Hemisféricas

Herón

2.1.2.8. Según El Sistema De Alimentación

Existen dos tipos de sistemas de alimentación en los motores:

12

a) Motores de aspiración natural (atmosféricos)2

b) Motores sobrealimentados (turbocompresor)

Figura 4.Motor sobrealimentado

Fuente: http://topauto.com.ar/noticias/internacionales/bmw-estrena-motores-tri-turbo.html

2.1.3. Proceso De 4 Tiempos En El Motor De Combustión Interna

La mayor parte de los motores de combustión interna utilizados en los

automóviles trabajan según el proceso de 4 tiempos.

Este proceso funciona mediante el movimiento de 2 válvulas, una de admisión

y la otra de escape que regulan el intercambio de gases, abren y cierran los

conductos de admisión y escape del cilindro. La válvula de admisión tiene

como función regular la cantidad de gases frescos ingresados a la cámara de

combustión y la válvula de escape tiene la función de regular la expulsión de

gases quemados luego de la combustión en la cámara de combustión.

A continuación vamos a hablar sobre el proceso de los 4 tiempos del motor

Otto.

2Manual del automóvil reparación y mantenimiento

http://www.google.com.ec/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0CAcQjRw&url=http://topauto.com.ar/noticias/internacionales/bmw-estrena-motores-tri-turbo.html&ei=uWrlVKe0JsKBgwSah4T4BQ&psig=AFQjCNFApV9Ay8JuUs50DG060Qsi1kyluw&ust=1424407597565288

13

2.1.3.1. Primer Tiempo: Admisión

El primer tiempo es el de admisión, el pistón parte del punto muerto superior

(PMS), éste se mueve hacia abajo y aumenta el volumen de la cámara de

combustión en el cilindro, en este tiempo la válvula de admisión se abre

permitiendo el ingreso de aire fresco para mezclarse con el combustible.

2.1.3.2. Segundo Tiempo: Compresión

En este tiempo tenemos las válvulas de admisión y de escape cerrada, el

pistón se encuentra en movimiento ascendente y comienza a reducir el

volumen de la cámara de combustión y empieza la compresión de la mezcla de

aire/combustible.

En el punto muerto superior (PMS) ha alcanzado el volumen su tamaño mínimo

(volumen de compresión Vc).

2.1.3.3. Tercer tiempo: Combustión o Trabajo

En este tiempo tenemos al pistón a punto de llegar al punto muerto superior

(PMS) las válvulas de admisión y escape permanecen y la mezcla

aire/combustible se encuentra a alta presión , en ese momento la bujía de

encendido recibe una orden y manda una chispa para provocar la explosión.

Una vez que la mezcla aire/combustible explosionó el pistón desciende y así se

genera el trabajo del motor.

Este tiempo es el único que aporta trabajo.

2.1.3.4. Cuarto Tiempo: Escape

El pistón se encuentra en descenso y poco antes de llegar al punto muerto

inferior (PMI) se abre la válvula de escape para permitir la salida de los gases

quemados producto de la combustión. El pistón comienza su ascenso y evacua

dichos gases hasta el que pistón este cerca de llegar al punto muerto superior

(PMS) donde se cierra la válvula de escape y comienza la apertura de la

válvula de admisión para reiniciar el ciclo.

En este tiempo el cigüeñal ha girado 180° y el árbol de levas 90°.

14

Ahora mostramos en la siguiente figura los 4 ciclos de motor Otto de manera

conjunta observando que dos de los tiempos los hace de manera ascendente y

los otros dos restantes de manera descendente.

Figura 5.Ciclos del motor Otto

Fuente: http://www.mecanicavirtual.com.ar/p/todo-sobre-motores.html

2.1.4. Conceptos básicos del motor

2.1.4.1. Carrera

Se denomina carrera al desplazamiento que realiza el pistón desde una

posición mínima inferior que se lo conoce como punto muerto inferior (PMI)

hasta una posición máxima superior que se lo llama punto muerto superior

(PMS), se la expresa en la unidad de milímetros (mm).

En una vuelta completa del cigüeñal el pistón realiza una carrera ascendente y

una descendente, que a su vez ha realizado dos ciclos del motor.

15

2.1.4.2. Espacio Muerto O Cámara De Combustión

Es el espacio formado por la cabeza del pistón, culta o cabezote y el cilindro

cuando el pistón se encuentra en el punto muerto superior (PMS)

2.1.4.3. Volumen De La Cámara De Combustión

Es el volumen comprendido entre la culata o cabezote y el pistón cuando se

encuentra en el punto muerto superior (PMS).

El volumen se lo calcula mediante la siguiente formula:

Vu = ( π*D² / 4 ) * H

Donde:

H = carrera del pintón (cm)

Vu = volumen unitario del cilindro (cm³)

D = diámetro del cilindro (cm)

2.1.4.4. Cilindrada

Es el volumen que desplaza el pistón desde el punto muerto inferior (PMI)

hasta el punto muerto superior (PMS) multiplicado por la cantidad de cilindros

que tenga el motor, y se expresa en centímetros cúbicos (cm3).

El valor del cilindraje de un motor se lo calcula mediante la siguiente formula:

Vt = # cilindros * ( π*D² / 4 ) * H

Donde:

H = carrera del pintón (cm)

Vt = volumen total del motor (cm³)

D = diámetro del cilindro (cm3)

3

3 Manual del automóvil reparación y mantenimiento

16

2.1.4.5. Área De La Sección Transversal

Se conoce como área de la sección transversal al área del pistón que recibe la

fuerza durante la combustión y se la calcula mediante la siguiente formula:

A = ( π / 4 ) * ( diámetro )² (cm)²

2.1.4.6. Relación De Compresión

Se denomina relación de compresión a la relación entre el volumen total del

cilindro y el volumen de la cámara de combustión.

Los valores de la relación de compresión dependen de los siguientes factores:

2. Ciclo de funcionamiento, o sea si es encendido por chispa o por

compresión.

3. Características del combustible. (número de octanos).

4. Tipo y forma de la cámara de combustión.

5. Velocidad de rotación del motor.

6. Velocidad del pistón.

La relación de compresión de los motores Otto se encuentra alrededor de 8:1 a

9:1.

La relación de compresión se la calcula mediante la siguiente formula:

r = ( V + v ) / v

Donde:

r = relación de compresión.

V = volumen de la cámara de combustión (cm³).

V = cilindrada unitaria (cm³).

17

2.1.5. Relación Entre Aire Y Combustible

La relación aire/combustible es el número que expresa la cantidad en masa o

en volumen de aire aspirado por un motor de combustión para una cantidad

unitaria de combustible.

Para una combustión completa de la mezcla de aire y combustible las

proporciones de la mezcla deben encontrarse dentro de la relación

estequiometrico.

En el caso de la gasolina se requieren 14,7 gramos de aire por cada gramo de

combustible.

La relación de aire y combustible ƛ (lambda) indica hasta qué punto la mezcla

aire combustible efectivamente existente difiere de la cantidad de aire

teóricamente necesaria.

ƛ = masa de aire suministrada/masa de aire teóricamente necesaria.

Cuando la masa de aire admitida es igual a la masa de aire que debería

admitirse tenemos como resultado la mezcla estequiometrico ideal.

Dentro del funcionamiento estequiometrico la lambda tiene valor de 1.

2.1.5.1. Mezcla Rica

Si la relación de aire y combustible es menor a la mezcla estequiometrico

tenemos como resultado una mezcla rica, lo que significa que tenemos un

exceso de combustible para la cantidad de aire existente.

Esto nos da como resultado que una parte de combustible no podrá ser

quemado en su totalidad y saldrán de los cilindros por el múltiple de escape y

hacia al ambiente como HₓCₓ y otra parte se podrán quemar parcialmente

produciendo monóxido de carbono (CO).4

4Manual del automóvil reparación y mantenimiento.

18


Cuando la masa de aire admitida es menor a la masa de aire que debería

admitirse tenemos como resultado la mezcla rica.

Las consecuencias de una mezcla rica se la ve reflejada en un alto consumo de

combustible, bajo rendimiento del motor y gran emanación de gases.

2.1.5.2. Mezcla Pobre

Cuando la relación de aire y combustible es mayor a la ideal entonces

tendremos como resultado una mezcla pobre, lo que significa que tenemos una

cantidad excesiva de aire lo que trae como consecuencia problemas de

encendido.


Cuando la masa de aire admitida es mayor a la masa de aire que debería

admitirse tenemos como resultado la mezcla pobre.

Las consecuencias de una mezcla pobre son pérdidas de potencia,

sobrecalentamiento, gran emisión de gases, autoencendido, mayor desgaste

del motor.5

2.1.6. Origen De Los Gases De Combustión

La energía química que contienen los combustibles luego de ser quemada en

forma de calor produce trabajo, para que el combustible sea quemado es

necesario que deba existir oxigeno (aire), esa necesidad de aire admitido varía

de acuerdo a las necesidades del motor y el tipo de combustible.

Cuando todo el combustible es quemado, todo el carbono (C) presente en el

combustible reacciona con el oxígeno (O2) formando dióxido de carbono CO2,

adicional todo el hidrogeno (H) que está presente en el combustible también

5 Tecnología del automóvil. Stuttgar.

19

reacciona con el oxígeno (O2) formando vapor de agua H2O y posteriormente

todo el hidrogeno H2 existente en el aire admitido no participa en la reacción y

este es expulsado de la misma manera.

Tabla 2.1.Gases producidos en la combustión.

H2O Vapor de agua

CO2 Dióxido de carbono

N2 Nitrógeno

CO Monóxido de carbono

HxCy Hidrocarburos

NOx Óxido de nitrógeno, dióxido de nitrógeno etc.

H2 Hidrogeno

CH4 Metano

SOx Óxido de azufre, dióxido de azufre etc.

O2 Oxigeno Autor: Danny Vasquez

2.1.6.1. Gases Contaminantes En El Vehículo

El motor de combustión de un vehículo expulsa muchos gases al ambiente que

son sustancias nocivas y otras que son sustancias inocuas.

Figura 6.Gases contaminantes en el vehículo

Fuente: http://www.aficionadosalamecanica.net/emision-gases-escape.htm

20

De los principales gases que contaminan al ambiente son los siguientes:

Tabla 2.2 Principales gases que contaminan al ambiente

Monóxido de carbono CO

Hidrocarburos HxCy

Óxido de nitrógeno, dióxido de nitrógeno etc. NOx Autor: Danny Vásquez

2.1.6.2. Monóxido De Carbono

Esta sustancia nociva se produce cuando hay poco oxígeno en la cámara de

combustión y en consecuencia no es posible la oxidación completa del carbono

(C) para formar el dióxido de carbono (CO2) que no es un gas venenoso.

El monóxido de carbono es el gas que se considera en primer lugar en las

regulaciones, básicamente este gas depende de la relación aire/combustible.

El monóxido es altamente toxico debido a la gran compatibilidad con la

hemoglobina de la sangre reduciendo la oxigenación de los tejidos celulares,

cuando el porcentaje de concentración de la carboxihemoglobina en la sangre

supera el 50% el cuerpo humano no consigue asimilar el oxígeno y por ende

ocasiona la asfixia y posteriormente a muerte, este gas es un gas venenoso,

inodoro e incoloro.

Figura 7.Monóxido de carbono

Fuente:http://listindiario.com/la-republica/2007/5/6/11908/Las-ciudades-se-ahogan-en-monoxido-de-carbono

21

El Monóxido de Carbono (CO) es un gas pobre en oxigeno por tal motivo

cuanto mayor sea la cantidad de oxigeno contenida en la mezcla menor será el

porcentaje de monóxido de carbono expulsado al ambiente.

Otro factor determinante en la disminución del porcentaje de monóxido de

carbono (CO) es la homogeneidad de la mezcla, mientas la mezcla

aire/combustible sea lo más homogénea posible menor será el porcentaje de

monóxido de carbono generado.

Como habíamos hablado el monóxido de carbono es producto de una mala

combustión, normalmente el valor correcto está comprendido entre el 0,5% y

2% siendo la unidad de medida el porcentaje en volumen. El monóxido de

carbono en combinación con el oxígeno da como resultado la siguiente

ecuación.

C + O CO (monóxido de carbono)

2.1.6.3. Hidrocarburos

Este gas también se produce por la falta de aire en la cámara de combustión ya

que la falta de éste hace que la combustión sea incompleta y por ende se

producen hidrocarburos sin quemar o quemados parcialmente, y también se los

conoce como smog en la ciudad.

Por tanto la alta cantidad de hidrocarburos no quemados pueden ser nocivos

para la salud humana provocando un olor desagradable e irritación en los ojos

y también se lo relaciona con la lluvia ácida.

22

Figura 8. Metano

Fuente: http://www.mecanicavirtual.com.ar/p/todo-sobre-motores.html

El principal gas de estas características de polución en las atmosfera es el

metano (CH4) que representa el 85%, el otro 15% están concentrados en

mayor cantidad en etano, n-butano, etileno, benceno, propano, acetileno,

isopentano y n –pentano y en menor cantidad en cis-2-buteno, cis-2-penteno,

trans-2-buteno y metilacetileno.

El valor de la concentración de HxCy (x, y, son variables), en los gases de

escape es altamente elevado cuando el motor está funcionando en

desaceleración es decir con alta depresión en el múltiple de admisión.

La unidad de medida de los hidrocarburos no quemados es el ppm (partes por

millón de partes)

La conversión es: 1% = 10000ppm.

Es utilizada el ppm debido a que la concentración de los hidrocarburos no

quemados (HC) en los gases de escape es muy pequeña.

Una indicación alta del hidrocarburo no quemado (HC) indica lo siguiente:

23

1. Mezcla rica, el óxido de carbono (CO) también da un valor alto.

2. Mala combustión de mezcla pobre.

3. Escape o aceite contaminado.

El valor normal está comprendido entre 100 y 400 ppm.

HC + O H20 (vapor de agua)

2.1.6.4. Óxidos De Nitrógeno

El nitrógeno, que es el principal componente del aire, no se combina con el aire

a las temperaturas normales, pero cuando tiene aportaciones de energía muy

fuertes que generalmente ocurren en los procesos de combustión debido a las

altas presiones y temperaturas en el interior del motor se produce una reacción

química en la que se forma monóxido de nitrógeno.

Al salir de los cilindros vuelve a combinarse con el oxígeno para formar dióxido

de nitrógeno.

El monóxido de nitrógeno y el dióxido de nitrógeno son gases estables y se les

designa con las siglas NOx.

Estos gases en altas concentraciones originan irritaciones al aparato

respiratorio, síntomas de envenenamiento y si se respira demasiado tiempo

puede causar hasta la muerte.6

El óxido de nitrógeno es un gas incoloro y sin olor, en el aire se transforma

lentamente en dióxido de nitrógeno (NO2), El NO2 es en su forma pura un gas

venenoso pardo rojizo de olor penetrante.

Adicional este gas también es el causante de daños forestales y junto con los

hidrocarburos de la formación del smog.

6Técnica de gases de escape para motores de gasolina

24

Un factor que contribuye para aumentar el NOx es la temperatura de la

combustión ya que cuanto mayor sea la combustión mayor será el NOx

expulsado en los gases de escape, pero como sabemos que la temperatura de

la cámara de combustión varía de acuerdo al coeficiente del aire y también con

el ángulo de encendido se puede afirmar que la relación de la mezcla

aire/combustible y el ángulo de encendido son factores que influyen

directamente en la formación de NOx.

Los óxidos de nitrógeno incluyen los siguientes compuestos: óxido nitroso

(N2O), óxido nítrico (NO) trióxido de nitrógeno (NO3) estos tres gases se

encuentran en cantidades apreciables.

El óxido nítrico (NO) es producido por acción biológica y en los procesos de la

combustión, es oxidado por medio del ozono para que se produzca el NO2. El

dióxido de nitrógeno (NO2) es uno de los contaminantes más peligroso en

primer lugar por su comportamiento irritante y corrosivo y en segundo lugar

porque se descompone por medio de la luz solar según la reacción.

NO2 + hv = NO

Figura 9.Óxidos de nitrógeno

Fuente: http://www.ocio.net/estilo-de-vida/ecologismo/lluvia-acida/

25

2.1.6.5. Dióxido de carbono

Es un gas incoloro y no combustible, que se producen al quemarse los

combustibles compuestos de carbono.

La cantidad de dióxido de carbono expulsado es directamente proporcional al

consumo de combustible, y la reducción sólo depende de la disminución del

consumo de combustible.

El dióxido de carbono está contenido ya en la atmósfera y con respecto a las

emisiones de gases expulsados de los vehículos no se lo considera como una

sustancia nociva más sin embrago es un tema preocupante dentro de todo por

el calentamiento global ya que es un gas que produce efecto invernadero.

Figura 10.Efecto invernadero

Fuente: http://cibertareas.com/efecto-invernadero-y-calentamiento-global-geografia.html

26

El dióxido de carbono también es producto de la combustión, el motor funciona

correctamente cuando el dióxido de carbono (CO2) se encuentra en su nivel

más alto, la unidad de medida es en porcentaje de volumen y este valor

porcentual se ubica entre el 12% al 15%.

Este valor es un indicativo de que tan eficiente se encuentra nuestra

combustión, cuando tenemos valores por debajo de los indicados son indicios

de una mala combustión que representa una mala mezcla o un encendido

defectuoso.

2.1.6.6. Compuestos De Plomo

Como agentes contra el picado del motor se utilizan compuestos de plomo, por

esta razón aparecen entre los gases de escape. Los aditivos de plomo también

actúan como lubricante para las válvulas de admisión y escape, ya que las

adherencias de plomo en estos sitios reducen el desgaste.

Los compuestos de plomo también actúan como veneno celular para la sangre,

la médula ósea y el sistema nervioso.

2.1.6.7. Dióxido De Azufre

El dióxido de azufre se forma por la oxidación del azufre contenido en el

combustible. Como el contenido de azufre en el combustible no es un valor

muy alto la emisión de dióxido de azufre no tiene mucha importancia.

27

Figura 11. Dióxido de azufre

Fuente: http://cibertareas.com/efecto-invernadero-y-calentamiento-global-geografia.html

2.1.6.8. Carbonilla

El hollín se forma únicamente en la combustión en condiciones extrema de falta

de aire en la cámara de combustión, estas condiciones no suele pasar en un

motor que se encuentre correctamente calibrado.

2.1.6.9. Nitrógeno

El nitrógeno, con el más del 70% es el componente principal de nuestra

atmósfera, ingresa al motor con el aire de admisión y vuelve a salir en su mayor

parte sin haber participado en el proceso de combustión.

2.1.6.10. Oxígeno

El oxígeno aparece entre los gases de escape cuando no se necesita para la

oxidación por ser la mezcla demasiada pobre o por defecto de la turbulencia

dentro de la cámara de combustión.

Un valor muy alto del oxígeno (O2) puede ser debido a una mezcla pobre,

combustiones que no se producen o un escape roto.

Cuando el valor es 0% significa que se ha agotado el oxígeno (O2) y si el

monóxido de carbono (CO) es alto quiere decir que es una mezcla rica.

28

Normalmente el oxígeno (O2) se ubica por debajo del 2%.

2.1.6.11. Vapor De Agua

El hidrogeno (H) químicamente ligado contenido en el combustible se quema y

así forma el vapor de agua, que luego de enfriarse se condensa mayormente y

es uno de los productos finales de la combustión.

2.1.6.12. Reacciones Químicas En Los Gases De Combustión

Todos los gases que son productos de la combustión se obtienen a través de la

reacción química de la mezcla aire/combustible que ingresa al motor.7

EL aire tienen un 80% Nitrógeno (N) y un 20% de Oxígeno (O).

La ecuación original es la siguiente:

Aire + combustible CO + CO2 + O2 + HC + H2O + N2+ NOx (con carga)

C8H18 + 12,5 O2+ 47N2 8 CO2 + 9 H2O + 47 N2

2.1.7. El sistema de escape

El sistema de escape tiene la función principal de conducir los gases quemados

producto de la combustión desde el cabezote o culata hasta el exterior del

vehículo.

Adicional a esto el sistema de escape también tiene la función de reducir el

ruido que es producido por los gases de escape debido a las ondas que es

producido por dichos gases.

El sistema de escape tiene influencia directamente sobre el funcionamiento del

motor, cuando se utiliza el escape libre la potencia del motor aumenta debido a

que los gases quemados producidos por la combustión son evacuados más

rápidos desde la cámara de combustión, pero si el sistema de escape se

encuentra obstruido el motor tiende a perder potencia.

7Técnicas del automóvil inyección a gasolina y dispositivos anticontaminantes. Alonso José.

29

Colector de escape.

Conductos de evacuación.

Convertidor catalítico.

Silenciador.

El sistema de escape se compone de los siguientes componentes que se

detalla a continuación:

Figura 12.Sistema de escape.

Fuente: http://www.fuelwasters.com/2013/02/motores-vol4-el-escape.html

2.1.7.1. Colector o Múltiple De Escape

El colector de escape tiene la finalidad de reunir los gases de escape que salen

de los cilindros y conducirlos por una tubería larga hacia la parte posterior del

vehículo, el múltiple de escape va sujeto en las lumbreras de escape que

posee la culata.

El colector se encuentra diseñado con ángulos precisos y suaves que ayudan a

la salida rápida de los gases de escape sin generar contrapresiones dentro del

circuito, el diseño de los colectores lo define el fabricante para cada motor

específico.

Los motores que generan altas revoluciones se suelen montar colectores de

escape con salidas individuales denominados header que tienen la

30

particularidad de tener el mismo diámetro y el mismo largo, estos colectores

especiales tienen la función de evacuar los gases de escape con mayor rapidez

desde la lumbrera de escape hasta la salida al exterior y así optimiza el

funcionamiento del motor.

Figura 13.Colector o múltiple de admisión

Fuente: http://www.fuelwasters.com/2013/02/motores-vol4-el-escape.html

2.1.7.2. Tuberías De Salida De Los Gases De Escape

Las tuberías de salida de los gases de escape tienen la función de conducir los

gases quemados desde el colector de escape hasta el exterior del vehículo,

normalmente son fabricados de acero inoxidable por cuanto al enfriarse el

sistema dentro de él se forman vapores de agua

2.1.7.3. Convertidor Catalítico

A medida que la tecnología ha ido a avanzando se la ha incluido en el campo

automotriz para reducir de alguna manera la problemática a nivel mundial en lo

que refiere a la contaminación al medio ambiente, por aquello fabricaron un

dispositivo llamado catalizador que va instalado en el sistema de escape y tiene

sirven para el control y reducción de gases nocivos expulsados por el motor de

combustión producto de la combustión.

Existen tres tipos de catalizadores, de una sola vía de dos vías y de tres vías.

http://www.google.com.ec/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0CAcQjRw&url=http://www.google.com.ec/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&ved=&url=http://www.fuelwasters.com/2013/02/motores-vol4-el-escape.html&ei=TSfgVPfuEOzhsASPwYDoCg&bvm=bv.85970519,d.cWc&psig=AFQjCNHVhHqQIQXnEugF3jJkLzdWZ546yA&ust=1424062669697966&cad=rja&ei=mCfgVPLXHMyrNtPggYgE&bvm=bv.85970519,d.cWc&psig=AFQjCNHVhHqQIQXnEugF3jJkLzdWZ546yA&ust=1424062669697966

31

Figura 14.Convertidor catalítico

Fuente http://n6auto.elobot.es/cuanto-cuesta-un-convertidor-catalitico

2.1.7.4. Silenciador

El silenciador tiene la única función de reducir el ruido generado al salir los

gases de escape luego de la combustión, cuando la onda ingresa al

silenciador esta atraviesa a través de placas que posee internamente el

silenciador para así reducir el ruido hasta la salida del mismo.

Figura 15. Silenciador

Fuente: http://luisarteaga.wikispaces.com/MOFLE+SILENCIADOR

32

CAPÍTULO III

SISTEMA DE CONTROL DE EMISIONES CONTAMINANTES EN EL

AUTOMOVIL

3.1. SISTEMAS DE CONTROL

Los motores de combustión interna tienen varias formas de controlar y reducir

la emisión de los gases contaminantes al ambiente, a continuación hablaremos

de los siguientes sistemas de control:

1 Sistema de ventilación positiva del cárter.

2 Sistema de control de emisiones evaporativas.

3 Sistema de recirculación parcial de los gases de escape

4 Convertidor catalítico.

3.1.1. Sistema De Ventilación Positiva Del Carter

Su función es extraer los vapores del cárter para introducirlos en la cámara de

combustión y así puedan ser quemados.

Su funcionamiento se basa mediante la apertura a ciertas revoluciones de la

válvula PCV (ventilación positiva del cárter) que se encuentra conectada en

el múltiple de admisión creando un vacío dentro del motor que permite la

entrada de aire fresco a la cámara de combustión.

El flujo de los gases dependen exclusivamente de la válvula PCV, y la abertura

de este depende del vacío creando en el múltiple de admisión.

33

Figura 16.Sistema de ventilación positiva del cárter

Fuente: http://www.aficionadosalamecanica.net/ventilacion-positiva-carter.htm

3.1.2. Sistema De Control De Emisiones Evaporativas

El sistema de control de emisiones evaporativas evita que los vapores

generados en los depósitos de combustibles salgan a la atmósfera,

reteniéndolos en un canister o también llamado caja de carbón activado, par

que posteriormente sean introducidos en la cámara de combustión y puedan

ser usados. 8

De esta forma se reducen las emisiones hidrocarburos que son los causantes

del smog en la atmósfera.

El sistema cuenta con un válvula de salida de vapores del tanque que regula el

paso hacia el canister, y una válvula de purga conectada al múltiple de

admisión o una electroválvula controlada por el módulo de control del motor en

los vehículos con sistemas electrónicos que permite que por vacío el vapor

condensado salga del canister.

8 Manual práctico del automóvil. Gil Hermogenes.

34

Figura 17.Sistema de control de emisiones evaporativas

Fuente: Biblioteca virtual Luis Ángel Arango

3.1.3. Válvula (EGR) Recirculación De Gases De Escape

La recirculación de los gases de escape (EGR) este sistema se usa para

reducir la cantidad de óxidos de nitrógeno (NOx) los niveles de emisión

causadas por altas temperaturas de combustión, esto se logra mediante la

introducción de pequeñas partículas de gases nuevamente a la cámara de

combustión.

La válvula de EGR se controla por el Módulo de Control Electrónico (ECM).

La válvula de EGR es generalmente abierto bajo las siguientes condiciones;

El funcionamiento del motor caliente.

Por encima de la velocidad de ralentí.

35

Figura 18. Válvula EGR

Fuente: http://www.ro-des.com/mecanica/valvula-egr-tipos-y-funcionamiento/

El Modulo de Control Electrónico (ECM) calcula la cantidad recirculación de

gases de escape basado en las siguientes informaciones:

Temperatura del refrigerante el motor (Sensor ECT)

Temperatura del aire (Sensor IAT)

Presión barométrica (Baro)

Presión absoluta del colector (Sensor MAP)

Posición del acelerador (Sensor TP)

Masa de flujo de aire (Sensor MAF)

Circuitos de válvulas EGR.

Válvula EGR lineal.

3.2. SISTEMA ANEXO AL CONTROL DE EMISIONES

En el vehículo tenemos un sistema que es anexo al sistema de control de

emisiones y es muy importante para el correcto funcionamiento del mismo.

A continuación hablaremos de éste sistema:

36

3.2.1. Sistema De Inyección Electrónico

La inyección electrónica es una forma de inyectar combustible en los motores a

diésel y gasolina.

El sistema de inyección electrónico se basa de la ayuda electrónica para

dosificar la inyección del combustible y así reducir la emisión de los gases

contaminantes al medio ambiente y también ahorrar consumo de combustible.

Su importancia radica en dosificar el combustible y la mezcla aire/combustible,

es decir que el factor lambda quedé muy cerca del valor de la estequiométrica

14,7:1, por tanto el factor lambda cerca de 1 lo que nos asegura una muy

buena combustión con reducción en los porcentajes de los gases

contaminantes al medio ambiente.

La función del sistema de inyección electrónico son los siguientes:

Medir el aire del medio ambiente que aspira el motor que es controlado por la

mariposa de aceleración, en función de la carga del motor.

Dosificar mediante la inyección la cantidad de combustible que se requiere en

función de la cantidad de aire suministrado.

Completar la función de la combustión junto con el encendido del motor.

3.2.2. Clasificación De Los Sistemas De Inyección

Los sistemas de inyección electrónica se clasifican de acuerdo a muchas

variables, a continuación estudiaremos todos los tipos.

3.2.2.1. Según El Lugar Donde Inyectan

La inyección electrónica es una forma de inyectar combustible en los motores a

diésel y gasolina.9

9 Técnico mecánica y electrónica automotriz. Santander Jesús.

37

El sistema de inyección electrónico se basa de la ayuda electrónica para

dosificar la inyección del combustible y así reducir la emisión de los gases

contaminantes al medio ambiente y también ahorrar consumo de combustible.

Su importancia radica en dosificar el combustible y la mezcla aire/combustible,

es decir que el factor lambda quedé muy cerca del valor de la estequiométrica

14,7:1, por tanto el factor lambda cerca de 1 lo que nos asegura una muy

buena combustión con reducción en los porcentajes de los gases

contaminantes al medio ambiente.

La función del sistema de inyección electrónico son los siguientes:

Medir el aire del medio ambiente que aspira el motor que es controlado por la

mariposa de aceleración, en función de la carga del motor.

Dosificar mediante la inyección la cantidad de combustible que se requiere en

función de la cantidad de aire suministrado.

Completar la función de la combustión junto con el encendido del motor.

3.2.2.1.1. Inyección directa

La inyección es directa cuando se realiza dentro de la cámara de combustión y

está sincronizada con el tiempo de encendido del motor.

Los principales componente de este sistema de inyección son los siguientes;

los inyectores, filtros de combustible, riel de inyectores, regulador de

combustible, bomba de combustible y el módulo de control.

3.2.2.1.2. Inyección Indirecta

Este tipo de inyección se realiza fuera de los cilindros, específicamente en las

lumbreras del colector de admisión o en el cuerpo de aceleración.10

10

Manual del automóvil el motor a gasolina. Gil Martínez.

38

Los componentes principales en este sistema son los siguientes; los inyectores,

filtros de combustible, regulador de combustible, riel de inyectores, módulo de

control, bomba de combustible.

Figura 19. Sistema Monopunto y Multipunto

Fuente: Biblioteca virtual Luis Ángel Arango

3.2.3. Según El Número De Inyectores

3.2.3.1. Monopunto

La inyección monopunto es la que se puede realizar en un solo sitio,

normalmente la inyección de combustible ocurre en el cuerpo de aceleración.

Este sistema de inyección tienen uno o dos inyectores, el módulo controla la

inyección y la bomba de combustible y recibe la información que proviene de

los sensores para luego modificar la inyección de combustible.

3.2.3.2. Multipunto

Este tipo de inyección utiliza un inyector por cada cilindro, la inyección es

controla por el módulo de control y puede ser inyección directa o indirecta.

Al emplearse un inyector por cilindro aumenta la presión y enriquecimiento de

la mezcla aire/combustible para los inyectores.

39

Los componentes que utiliza este sistema son los siguientes; regulador de

combustible, riel de inyectores, bomba de combustible, tuberías de

alimentación, inyectores y el módulo de control.

Figura 20. Sistema Monopunto y Multipunto

Fuente: Manual del Automóvil Reparación y Mantenimiento

3.2.4. Según El Tipo De Inyección

3.2.4.1. Inyección Por El Cuerpo De Aceleración (TBI)

Este tipo de inyección emplea uno o dos inyectores que son comandadas por el

módulo de control, están montadas sobre el cuerpo de aceleración que tienen

una similitud al carburador.

La inyección por el cuerpo de aceleración es tecnología totalmente electrónica

en la que el eje de todo es el módulo de control.

El módulo de control recibe señales del funcionamiento del motor y luego

procesa esta información para calcular y ajustar la mezcla si es necesario.

40

Los principales componentes de este sistema son los siguientes; los inyectores,

filtros de combustible, regulador de combustible, módulo de control y la bomba

de combustible.

Figura 21. Inyección por cuerpo de aceleración


3.2.4.2. Inyección Por Puerto Múltiple (MPI)

El tipo de inyección multipunto utiliza un inyector para cada cilindro situados lo

ms cercano a la válvula de admisión.

Este sistema tiene la ventaja de que todos los cilindros del motor reciben igual

cantidad de mezcla, que a diferencia del sistema monopunto que reciben más

cantidad de combustible los cilindros que están más cercanos al surtidor de

combustible, y esto provoca que estos cilindros tengan mezcla rica y los más

lejanos mezcla pobre. Como consecuencia el control de emisiones de gases

no es tan preciso.

Los principales componentes de este sistema son los siguientes; los inyectores

y su riel, filtros de combustible, tuberías de alimentación y retorno de

combustible, regulador de combustible, módulo de control y bomba de

combustible.

.

41

Figura 22.Inyección por puerto múltiple


3.2.5. Según El Número De Inyecciones

3.2.5.1. Secuencial

El combustible es inyectado de acuerdo al orden de encendido del ciclo Otto.

El encendido se la realiza sincronizadamente debido al tiempo de admisión del

motor, así que el combustible ingresa a las cámaras de combustión sólo

cuando va a ser utilizado y de esta manera se optimiza combustible.

Las variantes de este tipo de inyección son la inyección individual secuencial

por partes.

Figura 23.Inyección secuencial


42

3.2.5.2. Semisecuencial

La principal característica de este tipo e inyección es que funciona como una

inyección continua, pero el módulo de control puede realizar la inyección de

forma secuencial coordinándolo con el tiempo de encendido del motor.

Figura 24. Inyección semisecuencial


3.2.5.3. Simultanea

En este tipo de inyección el combustible es inyectado por todos los inyectores a

la vez, es decir que abren y cierran todos los inyectores al mismo tiempo.

Figura 25.Inyección simultanea


43

3.2.6. Por Sus Características De Funcionamiento

3.2.6.1. Mecánica

En este tipo de sistema de inyección el combustible es introducido por medio

de los inyectores que se abren al ser vencidos por la presión constante con la

que la bomba de combustible los alimenta.

A este sistema se lo conoce como K-Jetronic en el cual se dosifica en forma

continua el combustible según el caudal de aire que ingresa al motor.

3.2.6.2. Electromecánica

A este sistema también se lo conoce como KE-Jetronic, son una variante de los

sistemas mecánicos y funcionan de manera similar pero a este se incluye un

sistema de control electrónico que tiene la capacidad de modificar el caudal de

combustible enviado a los inyectores de acuerdo a las necesidades del motor.

3.2.6.3. Electrónica

En el sistema electrónico el combustible es introducido en el motor por medio

de inyectores que tienen bobinas electromagnéticas cuyas aperturas son

gobernadas por el módulo de control, que tiene la función de suministrar la

cantidad correcta de combustible de acuerdo a las informaciones recibidas de

los sensores.

44

CAPÍTULO IV

ESTUDIO DEL CONTROL DE EMISIONES DEL CHEVROLET SAIL 1.4L

AÑO 2012

4.1. SENSORES

Un sensor es un dispositivo que tiene la capacidad de medir magnitudes físicas

y químicas, llamadas variables de instrumentación y transformadas en variable

eléctricas, las variables de instrumentación pueden ser de temperatura,

intensidad, aceleración, inclinación, presión fuerza etc.

4.1.1. Sensor De Masa De Aire

Se encuentra ubicado entre el filtro de aire y la mariposa de aceleración, es

parte también del sistema de admisión de aire. Todo el aire que pasa a través

del medidor de masa de aire se utiliza como parte de la relación

aire/combustible y tiene la función de sensar la cantidad de aire que ingresa al

motor.

El sensor de masa de aire consiste en un alambre de platino el cual recibe un

voltaje constante, con la información que el señor envía a la unidad de control

más otras señales adicionales la unidad de control puede determinar la

cantidad de combustible necesaria para los diferentes regímenes de

funcionamiento del motor.

Figura 26. Sensor de masa de aire


45

4.1.2. Sensor De Temperatura De Aire

Este sensor mide la temperatura ambiente para así ajustar la mezcla

aire/combustible con mayor precisión.

A medida que disminuye la temperatura de aire ambiente aumenta la densidad

y por ende el módulo de control envía una señal para que se inyecte más

combustible y cuando aumenta la temperatura pasa todo lo contrario.

El sensor de temperatura de aire es una resistencia sensible a la temperatura o

termistor de coeficiente negativo de temperatura (NTC).

Este sensor cuando está funcionando erróneamente ocasiona mal

funcionamiento del motor provocando una elevada emisión de monóxido de

carbono, adicional demora para arrancar en frío y existe un consumo elevado

de combustible.

Figura 27.Sensor de detonación

Fuente: http://e-auto.com.mx/manual_detalle.php?manual_id=225

46

4.1.3. Sensor De Posición De La Mariposa De Aceleración

El sensor de posición de la mariposa de aceleración se encuentra ubicado en el

cuerpo de aceleración junto a la mariposa, tiene la función de indicar al módulo

de control el ángulo de la mariposa de aceleración a través de cambios de

voltaje para que el módulo de control recepte esta señal conjuntamente con

otras señales para así calcular la cantidad correcta de combustible que debe

ser inyectado.

El sensor internamente es un potenciómetro que trabaja con una señal de

referencia de 5 voltios desde el módulo de control, y que a medida la mariposa

de aceleración cambia de posición un cursor de metal se desliza sobre una

lámina de carbón haciendo cambiar el voltaje de salida que es enviado al

módulo de control y con esto da conocer la posición en ese momento de la

mariposa de aceleración.

Cuando este sensor se encuentra trabajando defectuosamente produce una

mezcla aire/combustible rica que produce humo en la salida de escape en

marcha mínima. 11

Figura 28. Sensor del cuerpo de aceleración

Fuente: http://www.aficionadosalamecanica.net/inyeccion-ke-jetronic.htm

11

Manual técnico de fuel inyection. Autor Jesús Rueda Santander.

47

4.1.4. Sensor De Detonación

Este sensor se encuentra ubicado en el bloque del motor, y su función es

detectar las vibraciones que son producidas por las detonaciones o también

llamadas autoencendido, cuando existen estas detonaciones el módulo de

control retrasa el tiempo de encendido hasta que termina dicha detonación, y

posteriormente comienza a avanzar lentamente hasta que la carga del motor se

normalice.12

En el interior del sensor de detonación existe un elemento piezoeléctrico que

genera una tensión cuando la vibración se aplica a ellos, el elemento

piezoeléctrico en el sensor de detonación se sintoniza en la frecuencia de

golpeteo del motor.

Figura 29. Sensor de detonación.

Fuente: http://e-auto.com.mx/manual_detalle.php?manual_id=229

4.1.5. Sensor De Posición Del Cigüeñal

El sensor tiene la función de monitorear la posición del cigüeñal y enviarla al

módulo de control indicándole cuando el momento exacto en el cual el pistón

alcanza el punto muerto superior (PMS), este sensor se encuentra ubicado en

la parte inferior del motor junto a la polea del cigüeñal.

12

Inyección de gasolina. Castro Miguel.

48

Figura 30. Sensor de posición del cigueñal

Autor: Danny Vásquez

4.1.6. Sensor De Presión Absoluta

Este sensor tiene montado un chip de silicio dentro de una cámara, en un lado

del chip está una presión de referencia. Esta presión de referencia es una

presión calibrada y por otro lado está la presión que debe medir.

Cuando el chip de silicio se flexiona por el cambio de presión la resistencia

eléctrica varía, este cambio de resistencia hace variar la señal del voltaje y el

módulo de control interpreta el cambio de voltaje como un cambio de presión.

La presión del colector de admisión tiene una relación directa con la carga del

motor, el módulo de control necesita saber de esta presión para conjuntamente

con otros parámetros calcular la cantidad exacta de combustible que necesita

ser inyectado en la cámara de combustión.

El sensor de presión absoluta se encuentra montado sobre el colector de

admisión de aire del motor y tiene conectado una manguera de vacío.

http://www.repuestosautoschinos.com/detalles.php?id=2022&pressed=product&marca=DFSK

49

Figura 31. Sensor de presión absoluta

Autor: Danny Vásquez Vélez

4.1.7. Sensor sonda lambda

Este sensor también llamado sensor de oxigeno es una sonda que analiza los

gases de escape en el momento que están circulando, de esta manera sensa si

hay variaciones en la cantidad de moléculas de oxígeno y le envía una señal al

módulo de control para que hagan las correcciones necesarias.13

El sensor de oxigeno es un inspector de calidad ya que en todo momento se

encuentra monitoreando la calidad de los gases de escape productos de la

combustión, tomando como referencia la cantidad de oxigeno que sale de dicha

combustión.

El sensor se encuentra constituido por una cerámica de bióxido de circonio y de

dos contactores de platino alojados en el cuerpo metálico.

Este sensor se encuentra ubicado en la salida del colector de escape del motor

lugar en el cual mide la variación de la combustión.

13

Manual de sistemas fuel injection. NorbyeJan.

50

Figura 32.Sonda Lambda


4.1.8. Sensor de temperatura de refrigerante del motor

El sensor de temperatura de refrigerante es un resistor llamado termistor de

coeficiente negativo (NTC) sensible a la temperatura.

Este sensor se encuentra ubicado en el motor cerca del termostato del motor

ya que es donde el refrigerante alcanza su máxima temperatura, tiene la

función de monitorear la temperatura de refrigerante en el motor, y

posteriormente enviarla al módulo de control indicándole si el motor ya alcanzó

la temperatura de operación para ajustar la mezcla aire/combustible y el tiempo

de inyección. 14

El sensor está dentro de un cuerpo que se encuentra fabricado de bronce para

que resista los agentes químicos del refrigerante y pueda tener una excelente

conductividad térmica.

14

Manual técnico fuel injection. Jesús Rueda tomo1.

51

Figura 33.Sensor de temperatura de refrigerante del motor

SENSOR IAT


Editado por: Danny Vásquez

4.1.9. Sensor del árbol de levas

Este sensor se encarga de monitorear la posición de las válvulas del motor, a

medida que el motor gira éste envía una señal al módulo de control indicándole

la posición exacta para que la inyección sea la correcta.

Este sensor opera como un efecto Hall-effectswitch, esto permite la generación

de la chispa por medio de las bobinas d encendido.

El sensor se encuentra ubicado donde antes se ubicaba el distribuidor.

Figura 34.Sensor del árbol de levas


52

4.2. ACTUADORES DEL SISTEMA DE CONTROL DE EMISIONES

4.2.1. Actuadores

Los actuadores son dispositivos que tienen la capacidad de generar una fuerza

a partir de líquidos, energía eléctrica y gaseosa. El módulo de control hace

funcionar a estos dispositivos que pueden ser un motor, un solenoide o

relevador, y por medio de ellos envía una señal de salida para activar a un

elemento final (válvulas) con la finalidad de controlar el funcionamiento y

optimizar el rendimiento del motor.

Existen tres tipos de actuadores:

Actuadores hidráulicos, neumáticos y eléctricos, nosotros hablaremos de los

actuadores eléctricos.

Los actuadores electicos se activan con señales eléctricas (voltaje) y son el tipo

de actuadores que utilizamos en el vehículo.

Cuando los actuadores se utilizan en forma de solenoides se los utiliza en

forma de vacío y sirven para el control de alguna señal de vacío, control de flujo

de combustible etc, cuando se los utiliza en forma de relevadores sirven para

conectar y desconectar dispositivos eléctricos de amperaje como bombas

eléctricas de combustible, ventiladores eléctricos de enfriamiento y también se

los puede utilizar como motores.

4.2.1.1. Válvula de marcha mínima (IAC)

Los actuadores son dispositivos que tienen la capacidad de generar una fuerza

a partir de líquidos, energía eléctrica y gaseosa. El módulo de control hace

funcionar a estos dispositivos que pueden ser un motor, un solenoide o

relevador, y por medio de ellos envía una señal de salida para activar a un

elemento final (válvulas) con la finalidad de controlar el funcionamiento y

optimizar el rendimiento del motor.

53

Existen tres tipos de actuadores:

Actuadores hidráulicos, neumáticos y eléctricos, nosotros hablaremos de los

actuadores eléctricos.

Los actuadores electicos se activan con señales eléctricas (voltaje) y son el tipo

de actuadores que utilizamos en el vehículo.

Cuando los actuadores se utilizan en forma de solenoides se los utiliza en

forma de vacío y sirven para el control de alguna señal de vacío, control de flujo

de combustible etc, cuando se los utiliza en forma de relevadores sirven para

conectar y desconectar dispositivos eléctricos de amperaje como bombas

eléctricas de combustible, ventiladores eléctricos de enfriamiento y también se

los puede utilizar como motores.

4.2.1.2. Inyectores

El inyector es un dispositivo controlado por el módulo de control que tiene la

función de inyectar combustible pulverizado en cantidades idóneas a altas

presiones en la cámara de combustión calculas por el módulo de control

analizando la información de diferentes sensores e interruptores.

El inyector trabaja con voltaje y para funcionar necesita una señal de tierra

pulsante que es suministrada por el módulo de control, si el inyector no

funciona correctamente se debe a dos tipos de fallas que son las fallas

mecánicas o las fallas electrónicas.

Los inyectores se encuentran conectados al circuito de gasolina y el módulo de

control envía pulsos eléctricos la bobina que posee el inyector que hace que la

aguja se levante que estaba en posición de cierre por medio de un muelle,

posteriormente la aguja permite el paso del combustible para ser pulverizado,

la apertura de la aguja es de milisegundos pero varía de acuerdo a las

informaciones que recibe de los sensores para ajustar la cantidad de suministro

de combustible.

54

Luego que la bobina deja de recibir los pulsos eléctricos el muelle hace que la

aguja regrese a su posición original. 15

Figura 35. Inyector

Fuente: http://www.directindustry.com

15

Electrónica y electricidad automotriz

55

CAPÍTULO V

PRUEBAS DE LABORATORIO DE LAS EMISIONES DE LOS GASES

CONTAMINANTES DEL VEHICULO CHEVROLET SAIL 1.4L

Antes de comenzar a realizar las pruebas de laboratorio de las emisiones de

gases contaminantes se procedió a realizar dos pruebas en el motor del

vehículo las cuales consisten en la medición de la presión de compresión de

los cilindros y la medición del vacío del motor.

5.1. MEDICIÓN DE LA PRESIÓN DE COMPRESIÓN

Es el valor de la presión en el punto muerto superior medido en el interior de la

cámara de combustión mediante un manómetro que se lo coloca en el orifico

donde va instalada la bujía. El valor medido nos indica el estado de degaste y

eficacia del cilindro.

Dicha prueba se la efectúa desmontando las bujías y colocando un manómetro

mediante una manguera que se acopla en la rosca de alojamiento de la bujía,

luego se da arranque al motor con el pedal del acelerador accionado a su

máxima posición y obtendremos los resultados en el manómetro, esta prueba

se la debe realizar con el motor a temperatura de operación.

En este motor obtuvimos los siguientes resultados de la presión de compresión:

Tabla 5.1 Valores de compresión de cilindros

# de Cilindro Valor de presión de compresión

Cilindro #1 185 psi

Cilindro #2 190 psi

Cilindro #3 180 psi

Cilindro #4 180 psi


56

5.2. MEDICIÓN DE VACÍO DEL MOTOR

Se procedió a realizar la prueba de vacío en el motor del vehículo Chevrolet

Sail antes de comenzar a realizar las pruebas de laboratorio para saber el

estado interno de desgaste, la condición de tener vacío dentro del múltiple de

admisión nos permita saber si el motor está en óptimas condiciones de trabajo.

Para realizar la prueba de vacío fue necesario utilizar un vacuometro que es la

herramienta que mide vacío en unidades de pulgadas de mercurio.

El valor del vacío del motor es de 18 pulgadas de mercurio, con este valor

determinamos que el motor se encuentra en condiciones normales de

funcionamiento.

Figura 36. Prueba de vacío


Para realizar las pruebas de laboratorio se utilizaron los siguientes equipos

herramientas y repuestos.

57

5.3. ANALIZADOR DE GAS

Modelo BrainBee GS-688

Este equipo es uno de los equipos más completos y versátiles del mercado

puesto que incluye pantallas lcd para las lecturas de los gases medidos, así

como los datos de las RPM y temperatura de aceite del motor, también cuenta

con una impresora térmica para la impresión de reportes con los valores

Características principales:

Figura 37.Analizador de gas BRAIN BEE AGS-688

Fuente: Danny Vásquez

El analizador de gas BrainBee AGS-688 cuenta con un accesorio adicional

modelo MGT-300 que sirve para conectarse inalámbricamente por medio de su

receptor de radio.

El accesorio MGT-300 provee al analizador de gases las lecturas de RPM y

temperatura del motor de cualquier vehículo sea de gasolina o diésel, de 2 o 4

tiempos y de hasta 12 cilindros, este accesorio trabaja conectándolo a la

batería del motor.

58

Figura 38.Accesorio MGT-300

Fuente: Danny Vásquez

Características principales:

a) Función automática de calibración a cero.

b) Tiempo de calentamiento menor a 10 minutos.

c) Sistema de filtrado reforzado y con trampa de agua.

d) Pruebas automáticas para residuos de HC y vacío.

e) Auto prueba y auto diagnóstico.

f) Compensador de altura.

g) Medición inalámbrica vía radio de RPM.

h) Pantalla LCD con iluminación de fondo.

i) Impresora térmica de alta velocidad.

j) Mide: HC, CO, CO2, O2.

k) Calcula de lambda y CO corregido.

59

Tabla 5.2.Rangos de medición del analizador de gases CO 0 - 9.99%

CO2 0 - 19.9%

HC 0 - 9999RPM

O2 0 - 25%

LAMBDA 0.5 - 5 L

RPM 300 - 9990 RPM

TEMPERATURA 20 - 250° C


5.4. HERRAMIENTAS DE TALLER

Para realizar las pruebas de laboratorio se utilizó varias herramientas básicas

de taller, a continuación las detallamos.

Tabla 5.3 Herramientas utilizadas

Item Descripción Cant Uso

1 Llave de bujías 1 Se la utilizó para la extracción de

las bujías

2 Llave allen 3/16´´ 1 Se la utilizó para desmontar la tapa

de válvulas

3 Calibrador de galgas 1 Se la utilizó para calibrar los

electrodos de las bujías

4 Palanca de media fuerza 1 Se la utilizó para la extracción de

las bobinas

5 Extensión de palanca de

media fuerza 1 Se la utilizó para la extracción de

las bobinas

6 Dado de copa #10 1 Se la utilizó para la extracción de

las bobinas

7 Reservorio de combustible 1 Se lo utilizó para comprar

combustible Autor: Danny Vásquez

60

5.5. REPUESTOS UTILIZADOS

Para realizar las pruebas de laboratorio se utilizaron los repuestos que se

detalla a continuación:

5.5.1. Bujías

La bujía es un elemento que produce el encendido de las mezcla

aire/combustible en la cámara de combustión, mediante la chispa.

Figura 39.Estructura de una bujía

Fuente: http://www.clubrenault18argentina.com/mecanica.php?id=18

Partes de la bujía:

Terminal

Aislador cerámico

Hexágono de ajuste

Asiento

Resistencia

Núcleo de cobre

Largo de rosca

Electrodo central

61

Electrodo a tierra

Diámetro de la rosca

Luz del electrodo

La bujía tiene 2 funciones primarias;

La primera es de inflamar la mezcla aire/combustible y la segunda de disipar el

calor generado en la cámara de combustión hacia el sistema de refrigeración

del motor.

Para efectos de las pruebas se utilizaron 4 marcas de bujías que más se

comercializan en el mercado para el vehículo Chevrolet Sail 1.4LCU.

Figura 40. Bujías marca BOSCH, DENSO, NGK y CHAMPION


62

5.5.2. Filtros de aire de motor

El filtro de aire es un elemento que retiene partículas sólidas como el polvo, y

evitan que estas ingresen al interior del motor por medio del múltiple de

admisión y puedan provocar desgaste prematuro en el interior del cilindro. Este

filtro de aire está fabricado a base de papel plegado filtrante, el tamaño del

papel filtrante determina la capacidad de filtrado que puede realizar y por ende

podemos determinar la calidad del mismo.

Para efectos de las pruebas de laboratorio se utilizaron 4 diferentes marcas de

filtros de aire tomando como parámetro una pequeña encuesta (ver anexo)

realizada a 20 personas de cuáles son los filtros de aire de motor que más

utilizan en los vehículos Chevrolet Sail 1.4L.

De los resultados de la encuesta se determinó utilizar los filtros de las

siguientes marcas:

Figura 41.Filtros de aire marca REDFIL, SAMURAI, SHOGUN y SHANGAI


63

CAPÍTULO VI

ANÁLISIS DE RESULTADOS


OCTANOS A 700RPM

A continuación detallamos la tabla de valores con los resultados obtenidos

luego de hacer las pruebas de laboratorio utilizando el filtro de aire original con

las cuatro diferentes marcas de bujías a tres calibraciones de electrodos

diferentes a 700rpm utilizando combustible de 92 octanos.

En esta tabla (tabla 6.1) vamos a obtener como resultado con que bujía y a que

calibración del electrodo emite menor emisión de gases el vehículo Chevrolet

Sail 1.4 a 700rpm.

64

Tabla 6.1. Análisis de resultado de valores de emisiones de gases utilizando filtro de aire original vs variables variables

Combustible Gasolina súper de 92 octanos

Filtro de aire ORIGINAL

Bujías ORIGINAL BOSCH NGK DENSO

RPM 700

Calibración Electrodo

0,7mm

0,85mm 1mm 0,7mm

0,85mm

1mm 0,7mm

0,85mm 1mm 0,7mm

0,85mm

1mm Unidad de

medida

CO 0,01 0 0,02 0,02 0,02 0,01 0 0 0,02 0,02 0,01 0,02 ( %Vol )

CO2 14,5 14,2 14,2 13,7 15,3 15 14,5 15,3 13,9 15,5 15,2 15,1 ( %Vol )

HC 28 3 20 16 30 1 8 10 21 0 36 18 ( ppmVol )

O2 0,11 0,06 0,06 1,52 0,08 0,12 0,08 0,08 0,05 0,08 0,11 0,08 ( %Vol )

Lambda 1,004 1,003 1,002 1,076 1,002 1,005 1,004 1,003 1,001 1,003 1,003 1,002 ( - )


Luego de las pruebas de laboratorios determinamos mediante los valores arrojados que la bujía que emite menor emisión

de gases es la DENSO calibrado sus electrodos a 0,7mm a 700 rpm utilizando el filtro de aire original.

65

A continuación se detallan las tabulaciones de los datos mediante las siguientes gráficas con las diferentes calibraciones de los

electrodos de las bujías

Figura 42. Gráfica Análisis de Gases a 700 rpm combustible 92 octanos variable bujía calibración electrodo a 0.7mm con filtro de aire original


0,0

1

14

,5

28

0,1

1 1,0

04

0,0

2

13

,7

16

1,5

2

1,0

76

0

14

,5

8

0,0

8 1,0

04

0,0

2

15

,5

0 0,0

8 1,0

03

C O C O 2 H C O 2 L A M B D A

CALIBRACIÓN 0,7 MM

Champion

Bosch

NGK

DENSO

66

Figura 43.Gráfica Análisis de Gases a 700rpm combustible 92 octanos variable bujía calibración electrodo a 0.85mm con filtro de aire original


67

Figura 44. Gráfica Análisis de Gases a 700rpm combustible 92 octanos variable bujía calibración electrodo a 1mm con filtro de aire original


0,0

2

14

,2

20

0,0

6 1,0

02

0,0

1

15

1

0,1

2 1,0

05

0,0

2

13

,9

21

0,0

5 1,0

01

0,0

2

15

,1

18

0,0

8 1,0

02


CALIBRACIÓN 0,85 MM

Champion

Bosch

NGK

DENSO

68

Con la información de la primera tabla (tabla 6.1) donde nos arroja como resultado que la bujía marca DENSO es la que emite

menor contaminación al ambiente calibrado sus electrodos a 0,7mm y a 700rpm ahora en la siguiente tabla (tabla 6.2.) vamos a

combinar la bujía marca DENSO calibrados sus electrodos a 0,7mm con cuatro marca de filtros de aire diferentes, uno es el

original del vehículo y los otros tres son alternos.

Tabla6.2 Análisis de resultado de valores de emisiones de gases utilizando la bujía marca DENSO vs varias variables


BUJIA DENSO

Filtro de aire (ORIGINAL) SAMURAI SHOGUN REDFIL

RPM 700

Calibración Electrodo

0,7mm

0,85mm 1mm 0,7mm

0,85mm

1mm 0,7mm

0,85mm 1mm 0,7mm

0,85mm

1mm Unidad de

medida

CO 0,02 0,01 0,02 0 0 0 0,02 0 0,01 0,01 0,01 0,02 ( %Vol )

CO2 15,5 15,2 15,1 12,6 15,3 15,2 15,3 15,3 15 13 15,2 15 ( %Vol )

HC 0 36 18 0 8 8 1 6 20 15 8 28 ( ppmVol )

O2 0,08 0,11 0,08 2,41 0,06 0,07 0,36 0,05 0,09 1,89 0,07 0,07 ( %Vol )

Lambda 1,003 1,003 1,002 1,134 1,002 1,003 1,016 1,002 1,003 1,101 1,003 1,002 ( - )


Luego de las pruebas de laboratorios determinamos mediante los valores arrojados que el filtro de aire marca SAMURAI es el que

emite menor emisión de gases en combinación con la bujía marca DENSO calibrado sus electrodos a 0,7mm a 700 rpm.

69

A continuación se detallan las tabulaciones de los datos mediante las siguientes gráficas con los diferentes filtros de aire

Figura 45. Gráfica Análisis de Gases a 700rpm combustible 92 octanos variable filtros de aire con bujía DENSO electrodo a 0,7mm


0,0

2

15

,5

0 0,0

8 1,0

03

0

12

,6

0

2,4

1

1,1

34

0,0

2

15

,3

1

0,3

6 1,0

16

0,0

1

13

15

1,8

9

1,1

01


CALIBRACIÓN 0,7 MM

Original

Samurai

Shogun

Redfil

70

Figura 46. Gráfica Análisis de Gases a 700rpm combustible 92 octanos variable filtros de aire con bujía DENSO electrodo a 0,85mm


0,0

1

15

,2

36

0,1

1 1,0

03

0

15

,3

8

0,0

6 1,0

02

0

15

,3

6

0,0

5 1,0

02

0,0

1

15

,2

8

0,0

7 1,0

03



Original

Samurai

Shogun

Redfil

71

Figura 47. Gráfica Análisis de Gases a 700rpm combustible 92 octanos variable filtros de aire con bujía DENSO electrodo a 1mm


0,0

2

15

,1

18

0,0

8 1,0

02

0

15

,2

8

0,0

7 1,0

03

0,0

1

15

20

0,0

9 1,0

03

0,0

2

15

28

0,0

7 1,0

02


CALIBRACIÓN 1 MM

Original

Samurai

Shogun

Redfil

72


OCTANOS A 2500RPM




diferentes a 2500 rpm utilizando combustible de 92 octanos.



Sail 1.4 a 2500rpm.

73

Tabla 6.3. Análisis de resultado de valores de emisiones de gases utilizando filtro de aire original vs varias variable



Bujías ORIGINAL (CHAMPION) BOSCH NGK DENSO

RPM 2500

Descripción 0,7mm

0,85mm 1mm 0,7mm

0,85mm

1mm 0,7mm

0,85mm 1mm 0,7mm

0,85mm

1mm Unidad de

medida

CO 0,01 0,04 0,05 0 2,02 0,01 0,01 0,04 0,1 0 0,01 0,06 ( %Vol )

CO2 13,9 14,1 12,7 14,9 13,2 15 14,5 14,5 13,9 13,1 15,2 15 ( %Vol )

HC 6 44 24 6 221 1 5 13 23 7 15 14 ( ppmVol )

O2 0,96 0,05 1,36 0,07 0,14 0,08 0,08 0,08 0,06 1,44 0,21 0,18 ( %Vol )

Lambda 1,048 0,999 1,072 1,003 0,939 1,003 1,003 1,002 0,999 1,077 1,009 1,006 ( - )

Autor. Danny Vásquez

74

Luego de las pruebas de laboratorios determinamos mediante los valores

arrojados que la bujía que emite menor emisión de gases es la BOSCH

calibrado sus electrodos a 1mm a 2500 rpm utilizando el filtro de aire original.

A continuación se detallan las tabulaciones de los datos mediante las

siguientes gráficas con las diferentes calibraciones de los electrodos de las

bujías.

75

Figura 48. Gráfica Análisis de Gases a 2500rpm combustible 92 octanos variable bujía calibración electrodo a 0,7mm con filtro de aire original


0,0

1

13

,9

6

0,9

6

1,0

48

0

14

,9

6

0,0

7

1,0

03

0,0

1

14

,5

5

0,0

8 1,0

03

0

13

,1

7

1,4

4

1,0

77


CALIBRACIÓN 0,7 MM

Champion

Bosch

NGK

DENSO

76

Figura 49. Gráfica Análisis de Gases a 2500rpm combustible 92 octanos variable bujía calibración electrodo a 0,85mm con filtro de aire original


0,0

4

14

,1

44

0,0

5

0,9

99

2,0

2 13

,2

22

1

0,1

4

0,9

39

0,0

4

14

,5

13

0,0

8

1,0

02

0,0

1

15

,2

15

0,2

1

1,0

09



Champion

Bosch

NGK

DENSO

77

Figura 50. Gráfica Análisis de Gases a 2500rpm combustible 92 octanos variable bujía calibración electrodo a 1mm con filtro de aire original


0,0

5

12

,7

24

1,3

6

1,0

72

0,0

1

15

1

0,0

8 1,0

03

0,1

13

,9

23

0,0

6 0,9

99

0,0

6

15

14

0,1

8 1,0

06


CALIBRACIÓN 1 MM

Champion

Bosch

NGK

DENSO

78

Con la información de la primera tabla (tabla 6.3) donde nos arroja como

resultado que la bujía marca BOSCH es la que emite menor contaminación al

ambiente calibrado sus electrodos a 1mm y a 2500rpm ahora en la siguiente

tabla (tabla 6.4) vamos a combinar la bujía marca BOSCH calibrados sus

electrodos a 1mm con cuatro marca de filtros de aire diferentes, uno es el


79

Tabla6.4. Análisis de resultado de valores de emisiones de gases utilizando la bujía marca BOSCH vs varias variables


BUJIA BOSCH

Filtro de aire ORIGINAL SAMURAI SHOGUN REDFIL

RPM 2500

Descripción 0,7mm

0,85mm 1mm 0,7mm

0,85mm

1mm 0,7mm

0,85mm 1mm 0,7mm

0,85mm

1mm Unidad de

medida

CO 0 2,02 0,01 0,15 0,03 0,06 0,01 0,01 0,02 0,03 0,03 0,05 ( %Vol )

CO2 14,9 13,2 15 15,1 14,9 14,6 15,2 15 14,2 14,7 13,7 13,7 ( %Vol )

HC 6 221 1 34 4 8 1 2 18 45 71 34 ( ppmVol )

O2 0,07 0,14 0,08 0,11 0,08 0,07 0,14 0,08 0,53 0,09 0,23 0,36 ( %Vol )

Lambda 1,003 0,939 1,003 0,999 1,003 1,001 1,006 1,003 1,025 1,002 1,008 1,015 ( - )


Luego de las pruebas de laboratorios determinamos mediante los valores arrojados que el filtro de aire ORIGINAL es el que emite

menor emisión de gases en combinación con la bujía marca BOSCH calibrado sus electrodos a 1mm a 2500 rpm.

80

A continuación se detallan las tabulaciones de los datos mediante las siguientes gráficas con los diferentes filtros de aire.

Figura 51. Gráfica Análisis de Gases a 2500rpm combustible 92 octanos variable filtros de aire con bujía BOSCH electrodo a 0,7mm


0

14

,9

6

0,0

7

1,0

03

0,1

5

15

,1

34

0,1

1

0,9

99

0,0

1

15

,2

1

0,1

4

1,0

06

0,0

3

14

,7

45

0,0

9

1,0

02


CALIBRACIÓN 0,7 MM

Original

Samurai

Shogun

Redfil

81

Figura 52. Gráfica Análisis de Gases a 2500rpm combustible 92 octanos variable filtros de aire con bujía BOSCH electrodo a 0,85mm


2,0

2 13

,2

22

1

0,1

4

0,9

39

0,0

3

14

,9

4

0,0

8

1,0

03

0,0

1

15

2 0,0

8

1,0

03

0,0

3

13

,7

71

0,2

3

1,0

08



Original

Samurai

Shogun

Redfil

82

Figura 53. Grafica Análisis de Gases a 2500rpm combustible 92 octanos variable filtros de aire con bujía BOSCH electrodo a 1mm


0,0

1

15

1

0,0

8

1,0

03

0,0

6

14

,6

8

0,0

7

1,0

01

0,0

2

14

,2

18

0,5

3

1,0

25

0,0

5

13

,7

34

0,3

6

1,0

15



Original

Samurai

Shogun

Redfil

83


OCTANOS A 700RPM







Sail 1.4 a 700rpm.

84

Tabla6.5 Análisis de resultado de valores de emisiones de gases utilizando la bujía marca BOSCH vs varias variables




RPM 700

Descripción 0,7mm 0,85mm 1mm 0,7mm 0,85mm

1mm 0,7mm 0,85mm

1mm

0,7mm 0,85mm

1mm Unidad de

medida

CO 0,01 0 0,01 0 0 0 0,02 0 0 0,01 0 0,01 ( %Vol )

CO2 14,5 15,1 14,6 14,6 15,4 14,5 13,9 15,4 14 14,1 15,5 15,1 ( %Vol )

HC 8 7 14 12 17 12 16 1 42 18 7 29 ( ppmVol )

O2 0,1 0,08 0,06 0,09 0,09 0,08 0,21 0,05 0,35 0,05 0,11 0,09 ( %Vol )

Lambda 1,004 1,003 1,002 1,004 1,003 1,003 1,009 1,002 1,016 1,001 1,005 1,003 ( - )


85


arrojados que la bujía que emite menor emisión de gases es la NGK calibrado

sus electrodos a 0,85mm a 700 rpm utilizando el filtro de aire original.



bujías.

86

Figura 54. Gráfica Análisis de Gases a 700rpm combustible 87 octanos variable bujía calibración electrodo a 0.7m con filtro de aire original


0,0

1

14

,5

8

0,1

1,0

04

0

14

,6

12

0,0

9 1,0

04

0,0

2

13

,9

16

0,2

1 1,0

09

0,0

1

14

,1

18

0,0

5 1,0

01


CALIBRACIÓN 0,7 MM

Champion

Bosch

NGK

DENSO

87



0

15

,1

7

0,0

8

1,0

03

0

15

,4

17

0,0

9

1,0

03

0

15

,4

1

0,0

5

1,0

02

0

15

,5

7

0,1

1

1,0

05


Champion

Bosch

NGK

DENSO

88



0,0

1

14

,6

14

0,0

6 1,0

02

0

14

,5

12

0,0

8 1,0

03

0

14

42

0,3

5

1,0

16

0,0

1

15

,1

29

0,0

9 1,0

03


Champion

Bosch

NGK

DENSO

89


resultado que la bujía marca NGK es la que emite menor contaminación al

ambiente calibrado sus electrodos a 0,85mm y a 700rpm ahora en la siguiente

tabla (tabla 6.6) vamos a combinar la bujía marca NGK calibrados sus

electrodos a 0,85mm con cuatro marca de filtros de aire diferentes, uno es el


90

Tabla6.6 Análisis de resultado de valores de emisiones de gases utilizando la bujía marca BOSCH vs varias variables


BUJIA NGK

Filtro de aire (ORIGINAL) SAMURAI SHOGUN REDFIL

RPM 700 700

Descripción 0,7mm

0,85mm

1mm 0,7mm

0,85mm

1mm

0,7mm

0,85mm

1mm 0,7mm

0,85mm

1mm Unidad de

medida

CO 0,02 0 0 0 0 0 0 0,65 0,03 0 0 0,36 ( %Vol )

CO2 13,9 15,4 14 14 15,4 13,6 14,1 13,5 14,4 14 15,4 13 ( %Vol )

HC 16 1 42 2 2 14 4 75 23 5 4 22 ( ppmVol )

O2 0,21 0,05 0,35 0,16 0,06 0,96 0,05 2,62 0,07 0,13 0,08 0,19 ( %Vol )

Lambda 1,009 1,002 1,016 1,008 1,003 1,049 1,002 1,106 1,002 1,006 1,003 0,997 ( - )


En este caso según las pruebas de laboratorio nos arroja como resultado que el mismo filtro de aire ORIGINAL emite menos gases

contaminantes junto con la bujía marca NGK calibrados sus electrodos a 0,85mm a 700rpm.

91


electrodos de las bujías.

Figura 57. Gráfica Análisis de Gases a 700rpm combustible 87 octanos variable filtros de aire con bujía NGK electrodo a 0,7mm


0,0

2

13

,9

16

0,2

1 1,0

09

0

14

2

0,1

6 1,0

08

0

14

,1

4

0,0

5 1,0

02

0

14

5

0,1

3 1,0

06


CALIBRACIÓN 0,7 MM

Original

Samurai

Shogun

Redfil

92



0

15

,4

1 0,0

5

1,0

02

0

15

,4

2

0,0

6

1,0

03

0,6

5

13

,5

75

2,6

2

1,1

06

0

15

,4

4

0,0

8

1,0

03



Original

Samurai

Shogun

Redfil

93

Figura 59. Gráfica Análisis de Gases a 700rpm combustible 87 octanos variable filtros de aire con bujía NGK electrodo a 1mm


0

14

42

0,3

5

1,0

16

0

13

,6

14

0,9

6

1,0

49

0,0

3

14

,4

23

0,0

7

1,0

02

0,3

6

13

22

0,1

9

0,9

97


CALIBRACIÓN 1 MM

Original

Samurai

Shogun

Redfil

94


OCTANOS A 2500RPM







Sail 1.4.

95

Tabla 6.7. Análisis de resultado de valores de emisiones de gases utilizando la bujía marca NGK vs varias variables




RPM 2500

Descripción 0,7mm

0,85mm 1mm 0,7mm

0,85mm

1mm

0,7mm

0,85mm

1mm 0,7mm

0,85mm

1mm

Unidad de medida

CO 0,27 0 0,04 0,03 0 0,01 0,02 0 0,35 0,04 0,4 0 ( %Vol )

CO2 14,3 15,1 14,5 14,5 15,4 14,4 13,1 15,4 13 14,1 15,3 15 ( %Vol )

HC 26 5 14 16 15 25 4 6 59 40 110 17 ( ppmVol )

O2 0,09 0,14 0,16 0,06 0,09 0,16 0,36 0,08 0,37 0,08 0,07 0,09 ( %Vol )

Lambda 0,995 1,006 1,006 1,001 1,004 1,006 1,018 1,003 1,005 1,001 0,988 1,004 ( - )


96


arrojados que la bujía que emite menor emisión de gases es la NGK calibrado

sus electrodos a 0,7mm a 2500 rpm utilizando el filtro de aire original.



bujías.

97



0,2

7

14

,3

26

0,0

9

0,9

95

0,0

3

14

,5 16

0,0

6

1,0

01

0,0

2

13

,1

4

0,3

6

1,0

18

0,0

4

14

,1

40

0,0

8

1,0

01


CALIBRACIÓN 0,7 MM

Champion

Bosch

NGK

DENSO

98



0,2

7

14

,3

26

0,0

9

0,9

95

0,0

3

14

,5 16

0,0

6

1,0

01

0,0

2

13

,1

4

0,3

6

1,0

18

0,0

4

14

,1

40

0,0

8

1,0

01



Champion

Bosch

NGK

DENSO

99

Figura 62. Gráfica Análisis de Gases a 2500rpm combustible 87 octanos variable bujía calibración electrodo a 1m con filtro de aire original


0,0

4

14

,5

14

0,1

6

1,0

06

0,0

1

14

,4

25

0,1

6

1,0

06

0,3

5

13

59

0,3

7

1,0

05

0

15 1

7

0,0

9

1,0

04


CALIBRACIÓN 1 MM

Champion

Bosch

NGK

DENSO

100


resultado que la bujía marca NGK es la que emite menor contaminación al

ambiente calibrado sus electrodos a 0,85mm y a 2500rpm ahora en la siguiente

tabla (tabla 6.8) vamos a combinar la bujía marca NGK calibrados sus

electrodos a 0,85mm con cuatro marca de filtros de aire diferentes, uno es el


101

Tabla 6.8 Análisis de resultado de valores de emisiones de gases utilizando la bujía marca NGK vs varias variables


BUJIA NGK

Filtro de aire SHANGAI (ORIGINAL) SAMURAI SHOGUN REDFIL

RPM 2500

Descripción 0,7mm

0,85mm 1mm 0,7mm

0,85mm

1mm 0,7mm

0,85mm 1mm 0,7mm

0,85mm

1mm Unidad de

medida

CO 0,02 0 0,35 0 0 0 0,01 0,03 0,01 0,02 0 0,35 ( %Vol )

CO2 13,1 15,4 13 14 15,4 14,2 14 15,2 14,4 13,1 15,4 13 ( %Vol )

HC 4 6 59 7 2 11 8 25 23 4 6 59 ( ppmVol )

O2 0,36 0,08 0,37 0,08 0,07 0,08 0,07 0,15 0,09 0,36 0,08 0,37 ( %Vol )

Lambda 1,018 1,003 1,005 1,004 1,003 1,003 1,002 1,005 1,003 1,018 1,003 1,005 ( - )


Luego de las pruebas de laboratorios determinamos mediante los valores arrojados que la bujía que emite menor emisión de gases

es la NGK calibrado sus electrodos a 0,85mm a 2500 rpm utilizando el filtro de aire SAMURAI.

102


electrodos de las bujías.

Figura 63.Gráfica Análisis de Gases a 2500rpm combustible 87 octanos variable filtros de aire con bujía NGK electrodo a 0,7mm


0,0

2

13

,1

4

0,3

6 1,0

18

0

14

7

0,0

8 1,0

04

0,0

1

14

8

0,0

7 1,0

02

0,0

2

13

,1

4

0,3

6 1,0

18


CALIBRACIÓN 0,7 MM

Original

Samurai

Shogun

Redfil

103



0

15

,4

6

0,0

8 1,0

03

0

15

,4

2

0,0

7 1,0

03

0,0

3

15

,2

25

0,1

5 1,0

05

0

15

,4

6

0,0

8 1,0

03



Original

Samurai

Shogun

Redfil

104

Figura 65. Gráfica Análisis de Gases a 2500rpm combustible 87 octanos variable filtros de aire con bujía NGK electrodo a 1mm


0,3

5

13

59

0,3

7

1,0

05

0

14

,2

11

0,0

8

1,0

03

0,0

1

14

,4

23

0,0

9

1,0

03

0,3

5

13

59

0,3

7

1,0

05


CALIBRACIÓN 1 MM

Original

Samurai

Shogun

Redfil

105

CAPÍTULO VII

EVALUACIÓN ECONÓMICA

7.1. COSTOS DIRECTOS

Los cotos directos son aquellos que pueden identificarse con un objeto de

costo, sin ningún tipo de reparto.

En esta investigación los costos directos son los repuestos que se compró para

la realización de las pruebas de laboratorio y los detallamos en la tabla a

continuación.

Tabla 7.1Costos directos

Descripción Marca Cantidad Valor unitario Sub total

Filtro de aire Original 1 $ 158,24 $ 158,24

Filtro de aire Samurai 1 $ 80,00 $ 80,00

Filtro de aire Redfil 1 $ 64,00 $ 64,00

filtro de combustible Shogun 1 $ 92,88 $ 92,88

Bujías oOriginal 1 $ 64,00 $ 64,00

Bujías Original 4 $ 51,28 $ 205,12

Bujías Bosch 4 $ 34,72 $ 138,88

Bujías NGK 4 $ 48,00 $ 192,00

Bujías Denso 4 $ 45,00 $ 180,00

Gasolina Extra 10 $ 1,00 $ 10,00

Super 10 $ 1,50 $ 15,00

$ 1.200,12 Autor: Danny Vásquez

7.2. COSTOS INDIRECTOS

Los costos indirectos son aquellos cuya identificación con un objeto de costos

específico es muy difícil, para imputar los costos indirectos es necesario recurrir

a algún tipo de mecanismo de asignación.

Para este proyecto los costos indirectos fueron los siguientes:

106

Tablas 7.2 Costos indirectos

Descripción Valor hora Cantidad

horas Valor total

Mano de obra pruebas de laboratorio $ 18 36 $ 648

Logística para compra de repuestos $ 12 8 $ 96

Equipos y herramientas utilizadas $ 50 30 $ 1.500

Servicio Básicos Taller $ 2 36 $ 72

$ 2.316 Autor: Danny Vásquez

La realización de esta investigación tuvo un costo total sumando los costos

directos más los costos indirectos es de $3.516,12 (tres mil quinientos diez y

seis 12/100 dólares americanos).

107

CAPÍTULO VIII

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

CONCLUSIONES

Con el desarrollo de este proyecto se cumplió con los objetivos planteados,

mediante la realización de pruebas de laboratorio lo que permitió determinar la

cantidad de emisiones de gases contaminantes que expulsa el vehículo

Chevrolet Sail 1.4 al ambiente utilizando diferentes filtros de aire, bujías de

encendido y éstas calibrados sus electrodos a tres diferentes medidas.

Se concluye lo siguiente:

Cuando el motor se encuentra a 700rpm con combustible de 92 octanos

las menor emisiones de gases contaminantes la tienen utilizando bujías

marca DENSO calibrados sus electrodos a 0,7mm y el filtro de aire

marca SAMURAI.

Cuando el motor se encuentra a 2500 rpm con combustible de 92

octanos las menor emisiones de gases contaminantes las tienen

utilizando bujías marca BOSCH calibrados sus electrodos a 1mm y el

filtro de aire ORIGINAL.

Cuando el motor se encuentra a 700 rpm con combustible de 87 octanos

la menor emisiones de gases contaminantes las tienen utilizando bujías

marca NGK con el electrodo calibrado a 0,85mm y el filtro de aire

ORIGINAL.

Cuando el motor se encuentra 2500 rpm con combustible de 87 octanos

la menor emisiones de gases contaminantes las tienen utilizando bujías

marca NGK con el electrodo calibrado a 0,85 mm y el filtro SAMURAI.

108

RECOMENDACIONES

En base a los resultados obtenidos y a las conclusiones emitidas de acuerdo a

las tabulaciones realizadas tanto a 700 rpm y 2500 rpm y considerando las

combinaciones de filtros y bujías se recomienda utilizar lo siguiente elementos

en el vehículo Chevrolet Sail 1.4. para tener la menor cantidad de emisiones de

gases contaminantes:

Bujías marca BOSCH

Calibración de los electrodos de las bujías a 1mm.

Filtro de aire ORIGINAL.

109

BIBLIOGRAFÍA

Libros:

Autor Libro Técnica en la comprobación “Comprobación de los gases de escape con los aparatos de medida Bosch” Presentación de Curso Técnico del Sail. Electrónica y Electricidad Automotriz Volumen 2. Manual Técnico Fuel Inyection Autor Jesús Rueda Santander. Técnica de gases de escape para motores de gasolina. Electrónica y Electricidad Automotriz Volumen 1. Manual del Automóvil Reparación y Mantenimiento. Curso Técnico del Sail. Stuttgar G. (1980).Tecnología del automóvil). Tomo 2 Alonso, J. (2003). Técnicas del automóvil. Inyección de gasolina y dispositivos anticontaminantes. Thompson. 2da. Edición. Madrid Alonso, J. (2004). Tecnologías avanzadas del automovil. Thompson. 4ta. Edición. Madrid Santander, J. (2005). Técnico mecánica y electrónica automotriz. Diseli. Tomo 1,2y 3. Colombia Castro, M. (2001). Inyección de gasolina. Edición Ceac Manual del automóvil reparación y mantenimiento. Edita Cultura S.A..Edición 2001. Madrid Electrónica y electricidad automotriz. México Digital Comunicación S.A. Volumen 1 y 2. México Rueda, J. (2005). Manual técnico de fuellinjection. Diseli. Tomo 1. Colombia Norbye J. (2004). Manual de sistemas de fuel injection. Prentice Hall CEAC. (2003). Manual del automóvil. Editorial CEAC Martínez, G. (2001). Manual del automóvil: el motor de gasolina. Tomo 1 Martínez, G. Manual práctico del automóvil. Editorial Cultural S.A.

110

Páginas web:

http://www.cise.com/portal/notas-tecnicas/item/302-an%C3%A1lisis-de-los-gases-de-escape-de-los-motores-de-combusti%C3%B3n-interna.html http://www.banrepcultural.org/node/92123

http://www.globaltech-car.com/detalle.php?idprd=79

http://aguilaslibres.superforos.org/t285-bujias-concepto-de-funcionamiento-y-nomenclatura-ngk http://es.wikipedia.org/wiki/Convertidor_catal%C3%ADtico

http://www.ocio.net/estilo-de-vida/ecologismo/lluvia-acida/

http://www.aficionadosalamecanica.net/ventilacion-positiva-carter.htm

www.naikontuning.com

Biblioteca virtual Luis Ángel Arango

http://e-auto.com.mx/manual_detalle.php?manual_id=229

Documents

UNIVERSIDAD INTERNACIONAL DEL ECUADORrepositorio.uide.edu.ec/bitstream/37000/462/1/T-UIDE-0440.pdfTabla 6.2 Análisis de resultado de valores de emisiones de gases utilizando la bujía