Documente online.
Username / Parola inexistente
  Zona de administrare documente. Fisierele tale  
Am uitat parola x Creaza cont nou
  Home Exploreaza
Upload



















































DEPOLUAREA MOTORULUI DIESEL

tehnica mecanica


Notiuni introductive cu privire la depoluarea motoarelor Diesel




1.1.  Introducere

Ca si motoarele pe benzina, motoarele diesel sunt supuse unor norme de depoluare foarte severe. Emisiile poluante ale acestor motoare sunt în principal urmatoarele:

·      Oxidul de azot (NOx)

·      Monoxidul de carbon(CO)

·      Particulele solide.

Mijloacele utilizate pentru gestionarea poluarii sunt similare celor de la motoarele pe benzina, dar strategiile de comanda sunt diferite.

1.2. Oxizii de azot (NOx)

Oxizii de azot (NOx) sunt poluanti care provin dintr-o ardere la temperatura ridicata. Aceasta crestere de temperatura poate fi consecinta mai multor fenomene:

·      Un exces de aer

·      Un reglaj de avans aproximativ

·      O presiune de supraalimentare foarte importanta

·      Un raport volumetric gresit.

Doua mijloace permit diminuarea continutului de NOx din gazele de esapament:

·      Calculatorul optimizeaza punctul de avans în functie de sarcina si de regimul motor.

·      Sistemul E.G.R. (Reciclarea Gazelor de Esapament) coboara temperatura de ardere prin înlocuirea excedentului de oxigen cu gazele de esapament (gaze inerte).

1.2.1. Principiul de functionare al EGR-ului.

 

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

Calculatorul piloteaza o electrovana în mase secventiale. Cu cât vana este comandată 111d36b ; mai mult, cu atât depresiunea creata de pompa cu vid se aplica vanei EGR si o deschide. Cu cât vana se deschide, cu atât rata de recirculare este mai importanta.

                        1.2.2. Sinoptica EGR-ului.

Gestionarea electronica permite obtinerea unei rate de recirculare variabila care poate fi cartografiata în functie de mai multi parametri. În anumite cazuri, va fi posibila buclarea sistemului controlând pozitia reala a vanei EGR.

În cazul gestionarii electronice a vanei E.G.R, anumite informatii sunt esentiale pentru calculator:

Sarcina:

Informeaza calculatorul de cererea de sarcina determinând comandarea E.G.R.-ului numai la sarcini joase si interzice comanda vanei în deceleratie (se evita emisiile de fum).

Viteza vehiculului:

Informeaza calculatorul despre viteza vehiculului pentru strategia E.G.R-ului; de exemplu daca viteza vehiculului este nula si pedala acceleratie ridicata sau viteza motorului la relanti, atunci E.G.R se va dezactiva; când viteza devine mai mare de 40km/h E.G.R. este din nou activata; aceasta pentru a evita ancrasarea supapelor.

Regimul motor:

La fel ca si la informatia viteza vehicul, utila la strategia de comanda a vanei E.G.R.; în majoritatea cazurilor E.G.R.-ul nu mai este comandat peste 3000tr/min si sub un regim de minim 650 tr/min pentru a evita calarea motorului.

Temperaturile apei, aerului si motorinei:

Aceste informatii servesc la strategia de comanda a E.G.R.-ului; de exemplu daca temperatura apei de racire este prea mica se limiteaza  rata de gaz reciclat, altfel s-ar limita cresterea temperaturii motorului; în plus la rece exista mai putin NOx.

Presiunea atmosferica:

Informeaza asupra altitudinii pentru activarea vanei; cu cresterea altitudinii oxigenul se rarefiaza, temperatura de ardere scade, deci nu mi este utila comandarea vanei.

Pozitia vanei:

La vanele E.G.R. electrice, pozitia vanei este controlata printr-un captor de tip potentiometru care este integrat în aceasta. Acesta informeaza calculatorul de pozitia exacta a vanei, calculatorul determinând deschiderea reala precum si functionarea vanei. În caz de defectare a acestui captor vana nu mai poate fi comandata.


Debitmetrul de aer:

Este util la functionarea în bucla E.G.R. / DEBIMETRE D'AIR :

            1 - Calculatorul defineste debitul de aer necesar bunei functionari a motorului.

            2 - Calculatorul compara acest debit de aer necesar cu debitul de aer admis si masurat prin debitmetru. Se poate determina si cantitatea de gaze de esapament care poate fi reciclat fara sa influenteze performantele motorului.

            3 - Se controleaza raportul de deschidere a vanei cu debitmetrul (daca exista prea mult gaz reciclat, debitul de aer consumat va scadea).

1.2.3. Vana EGR cu comanda pneumatica.

Supapa permite trecerea gazului de esapament catre colectorul de admisie proportional cu deplasarea membranei. Pozitia membranei depinde de echilibrul realizat între efortul datorat arcului si efortul datorat depresiunii.

A  Admisie.

B  Supapa.

C  Membrana.

D  Intrare depresiune.

E  Evacuare.

1.2.4. Vana EGR cu comanda electrica.



Electrovana EGR este comandata printr-un semnal secvential de catre calculator care permite modularea deschiderii acesteia. Pozitia exacta este controlata printr-un potentiometru integrat.


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

Hidrocarburile (HC)

Exista doua tipuri de hidrocarburi (HC):

·      Hidrocarburile care provin din carburanti.

·      Hidrocarburile de tip lubrifiant motor.

Hidrocarburile provenite din carburant:

Sunt produse în timpul arderii defectuoase, si se regasesc în gazele de esapament datorita carburantului nears. Cauzele acestora pot fi:

·      Un exces de motorina: la ardere, datorat unui dozaj gresit.

·      O alimentare cu aer defectuoasa: filtru blocat sau alimentarea întepata mai ales la sarcina mare.

·      Un reglaj aproximativ al avansului: un avans prea scazut fata de avansul ideal, temperatura aerului si presiunea în cilindru nu mai sunt suficient de ridicate pentru arderea totala a motorinei (arderea prea târzie dupa PMS).

 

Hidrocarburile de tip lubrifiant:

Datorita uzurii motorului (etansarea interna), când segmentii motorului sunt uzati se pot regasi molecule de motorina în ulei care variaza rata de HC, luând parte la procesul de ardere.

Monoxidul de carbon (CO)

Monoxidul de carbon (CO) rezulta de asemenea datorita arderilor defectuoase.

Doua mijloace permit diminuarea continutului  în HC si CO din gazele de esapament:

·      Catalizatorul care transforma poluantii în gaze curate

·      Calculatorul optimizeaza dozajul si avansul.

1.4. Principiul de functionare a tobei catalitice.

Toba de oxidare este un catalizator care permite tratarea poluantilor HC/CO în oxidanti. Este compusa dintr-un suport de tip ceramic pe care este depusa o substanta continând metale pretioase (platina). Scopul acestei transformari chimice este obtinerea gazelor curate la evacuare.

Contrar catalizatorului de la motoarele cu benzina, la motoarele Diesel acestea nu se poat distruge, temperatura de evacuare fiind prea scazuta; numai îmbatrânirea ei si un reglaj defectuos al motorului pot diminua eficacitatea ei.

1.5. Particulele solide.

Motorina injectata în camera de ardere arde treptat oxigenul. Volumul de aer situat aproape de injector întâlneste o cantitate de combustibil foarte mare; când se produce aprinderea, prin ardere se consuma tot oxigenul disponibil si se formeaza un volum de gaz cald.

Acest volum se deplaseaza catre interiorul camerei si încalzeste motorina lichida fin pulverizata care se transforma într-o anumita proportie în calamina (carbon) prin piroliza (descompunere provocata de caldura).

Mai departe în camera, aerul nu mai gaseste motorina pentru ardere, aceasta fiind consumata si transformata anterior.

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


2. Controlul depoluarii la motoarele Diesel

2.1. Opacitatea

Opacitatea gazelor de esapament se datoreaza prezentei particulelor de carbon din acestea, particule  ce iau nastere in timpul procesului de combustie.

Cu cât numarul de particule de carbon este mai mare cu atât creste opacitatea gazelor de esapament si deci gradul de poluare este mai mare.

Masurarea opacitatii gazelor de esapament in controalele tehnice ale automobilelor s-a introdus în Germania incepând cu 01.12.1993 si cu 01.01.1996 în Elvetia.

În FIG.1 se prezinta evolutia normelor în ceea ce priveste gradul de poluare, pe principalele categorii de noxe, în grame per kilometru.

Aparatul pentru masurarea opacitatii gazelor de evacuare se numeste opacimetru, si permite determinarea opacitatii luminoase a unui gaz , pe baza principiului fluxului partial.

În FIG.2 se reda principiul de functionare al opacimetrului.

Aparatul se compune dintr-o camera de masura de forma unui tub cu lungimea de 182 mm si diametrul de 20 mm, camera ce este strabatuta de o proba de gaz prelevata din gazele de evacuare ale motorului.

Partea optica a opacimetrului se constitue dintr-un separator de fascicul, o lentila convergenta si o oglinda ce permite obtinerea unei lungimi de masura optice de 364 mm (dublul lungimii camerei de masura).

Fasciculul luminos utilizat are proprietatea de a actiona numai asupra particulelor de carbon aflate în suspensie in camera de masura.

Partea electronica a apratului se compune din trei blocuri:

- un bloc electronic capabil sa efectueze un algoritm pentru determinarea opacitatii

- un dispozitiv de comanda al ventilatoarelor si al circuitului de încalzire al camerei de masura

- un circuit electric de alimentare

Valoarea opacitatii exprimata în procente reprezinta nivelul de obscuritate pe o scara lineara de la 1 la 100 si se exprima în M-1 sau % care reprezinta un coeficient de absorbtie luminoasa.

Exemple:

      0  % = 0 m-1

      64 % = 2,5 m-1

        71 % = 3 m-1

      99 % = 11,31 m-1




2.2. Determinarea opacitatii

Pentru determinarea opacitatii se folosesc doua proceduri diferite:

·        Procedura destinata controlului tehnic (ITP) si controlului rutier pentru a determina daca automobilul este in stare buna de functionare (respecta normele în vigoare)

·        Procedura destinata determinarii opacitatii în vederea omologarii autovehiculului

2.3. Conditii impuse aparaturii de masurare

Opacimetrul pentru statiile ce efectueaza inspectia tehnica la autovehiculele echipate cu motoare DIESEL trebuie sa permita masurarea în flux partial conform R 24 CEE - ONU cu precizie de minim ±0,3 m-1.

Camera de masura a opacimetrului trebuie sa fie mobila.

Opacimetrul trebuie prevazut cu instrumente adecvate masurarii temperaturii de intrare a gazelor de evacuare cu posibilitatea de a afisa valoarea echivalenta a opacitatii la temperatura de 100°C, dispozitiv pentru masurarea temperaturii uleiului motor, dispozitiv pentru determinarea turatiei motorului (masurarea sa fie posibila indiferent de diametrul conductelor de injectie) si imprimanta.

Sonda de prelevare a gazelor trebuie sa aibe o lungime care sa nu depaseasca 1 m si un diametru de 10 mm pentru autovehiculele a caror masa totala maxima autorizata este de pâna la 3,5 tone.

Programul aparatului va fi conform cu prevederile RNTR si trebuie sa permita masurarea timpului de baza.

2.4. Efectuarea de masuratori

Determinarea se face cu opacimetrul prin accelerare libera între turatia de mers în gol încet si turatia de mers în gol maxima ( de regulator ) la regimul termic normal de functionare.

Prin turatia de mers în gol încet se întelege turatia minima de functionare stabila a motorului precizata de catre constructor, cu comanda acceleratiei în pozitia de repaus, cu consumatorii electrici deconectati, cu cutia de viteze în pozitia neutra si ambreiajul cuplat (în cazul cutiilor de viteze mecanice si semiautomate) sau cu cutia de viteze în pozitia ,,N" sau ,,P" (în cazul cutiilor de viteze automate).

Prin turatia de mers în gol maxima (de regulator) se întelege turatia de functionare stabila maxima a motorului stabilita de constructor, cu comanda aceleratiei actionata în pozitie extrema, cu consumatori electrici deconectati, cu cutia de viteze în pozitia neutra si ambreiajul cuplat (în cazul cutiilor de viteze mecanice sau semiautomate) sau cu cutia de viteze în pozitia ,,N" sau ,,P" (în cazul cutiilor de viteze automate).

Prin regim termic normal se întelege conditia termica a unui motor în concordanta cu specificatiile constructorului (în orice caz cu temperatura uleiului mai mare de 60°C).

Se vor respecta urmatoarele conditii ambientale:

- temperatura 5 - 30°C

- presiunea atmosferica 945 - 1025 mbari

Se va verifica daca tubulatura de evacuare a gazelor de esapament este completa si etansa (se verifica daca la obturarea evacuarii se creeaza contrapresiune).

Verificarea propriu-zisa

Se aduce motorul la regimul termic normal de functionare.

Înainte de efectuarea masuratorilor se recurge la curatirea sistemului de evacuare prin accelerare cel putin o data  pâna la turatia de mers in gol maxima ( de regulator ) care se mentine un timp de cel putin 2 secunde.

Se pregateste opacimetrul în conformitate cu instructiunile de utilizare.

Se introduce sonda de prelevare a gazelor în teava de evacuare cel putin 300 mm ( între 3 si 6 diametre ale tevii ), astfel încât extremitatea sa sa fie amplasata într-o sectiune rectilinie a tevii.

Cu motorul functionând la regimul de mers în gol încet se actioneaza progresiv si rapid, dar fara brutalitate, comanda acceleratiei pâna la pozitia extrema. Aceasta pozitie se va mentine pâna la interventia regulatorului de turatie conform instructiunilor de utilizare a opacimetrului. Dupa ce a fost obtinut acest regim se elibereaza comanda acceleratiei, motorul revenind la regimul de mers în gol încet, care se mentine cel putin 3 secunde sau conform instrutiunilor de utilizare ale opacimetrului.

Se efectueaza minim 3 masuratori ale opacitatii la accelerare libera

Indicele de opacitate retinut reprezinta media aritmetica a minim trei masuratori ale indicelui de opacitate în accelerare libera care îndeplinesc urmatoarele conditii:

- sunt mai mici decât valoarea admisa a indicelui de opacitate corespunzatoare motorizarii

- timpul de baza pentru fiecare masurare nu depaseste valoarea specificata

- între turatiile minime masurate la fiecare determinare nu exista diferente semnificative

- între indicii de opacitate masurati la fiecare determinare nu exista diferente mai mari de 0,5 m-1

În final se verifica indeplinirea conditiei privind valoarea maxima admisa pentru indicele de opacitate mediu.

2.5. Controale si interventii

Principalele surse de poluare ale motorului DIESEL sunt localizate la nivelul urmatoarelor elemente sau sisteme:

·        Sistemul de alimentare cu combustibil

·        Pompa de injectie

·        Injectoarele

·        Sistemul motor

·        Circuitul de reaspirare al vaporilor de ulei si al gazelor de carter

·        Sistemul de admisie al aerului si filtrul sau

·        Traiectul de evacuare al gazelor de esapament

Elementele componente ale sistemului de alimentare cu combustibil sunt urmatoarele:

- rezervorul

- conductele de legatura

- filtrul

- pompa de transfer cu supapa sa

Este cunoscut faptul ca sistemul de alimentare lucreaza în depresiune iar parametrul global ce caracterizeaza functionarea acestuia este presiunea în amontele si în avalul filtrului de combustibil.

Busonul rezervorului trebuie sa asigure legatura cu atmosfera pentru evitarea aparitiei depresiunii în rezervor cu efecte negative asupra debitului de combustibil aspirat de pompa de transfer si deci asupra dozei de motorina injectate in cilindrii.

Sorbul din rezervor trebuie sa asigure filtrarea primara a motorinei pentru a împiedica colmatarea rapida a filtrului de combustibil.

Conductele de legatura nu trebuie sa prezinte fisuri sau deformari ce au ca efect îngreunarea transportului de motorina.

Filtrul de motorina se va înlocui periodic functie de indicatiile constructorului sau ori de câte ori acest lucru se impune.

Neetansietatea sistemului de alimentare duce la desamorsarea acestuia cu efecte negative asupra functionarii motorului si asupra gradului sau de poluare.

Pompa de injectie reprezinta elementul care necesita un înalt grad de precizie în ceea ce priveste realizarea elementelor sale componente si a reglajelor pe care aceasta le reclama.

Din acest punct de vedere interventiile care se fac asupra pompei de injectie trebuiesc efectuate cu mare atentie si conform procedurilor de lucru prescrise de catre constructor.

La pompa de injectie EPIC singurul reglaj îl reprezinta punerea la punct a pompei, operatie care neefectuata corespunzator va duce la cresterea gradului de poluare al motorului.

Injectoarele sunt elementele care introduc motorina direct în camera de ardere si sunt caracterizate de urmatorii parametrii:

-         presiunea de injectie

-         forma jetului de combustibil



-         gradul de pulverizare

-         etanseitate interna

-         zgomot

Ridicarea acului la un injector este comandată 111d36b ; de presiunea de injectie realizata de catre pompa. Acest lucru impune un anumit taraj al injectoarelor la o valoare prescrisa de constructorul motorului pentru ca motorina sa fie trimisa în camera de ardere la momente si presiuni de injectie ce asigura o ardere eficienta cu un grad redus de poluare.

În acest sens se utilizeaza un dispozitiv de masurare a presiunii de refulare a injectorului, iar modificarea acestei valori se realizeaza prin introducerea sau scoaterea unor seibi de reglaj din interiorul injectorului. Dispozitivul pentru tarat injectoare va utiliza numai tipul de lichid INJECT  ELF  ED recomandat de firma RENAULT.

Daca injectoarele prezinta o diferenta a presiunilor de descarcare mai mare de 5 bari, atunci motorul va prezenta un ralanti instabil.

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

Jetul de motorina trebuie sa aibe forma conica, sa fie uniform distribuit si fara jeturi concentrate FIG.3.

Întreruperea injectiei sa se faca brusc iar pe timpul acesteia cand presiunea instalatiei este cu cel putin 20 bari mai mica decât presiunea de descarcare a injectorului ,,nasul" acestuia nu trebuie sa se umezeasca.

Datorita faptului ca o parte a injectorului se afla în camera de ardere, acesta se acopera cu un strat de calamina ce are ca efect perturbarea caracteristicilor injectorului. Pentru a elimina acest lucru se poate recurge la o curatire a injectorului, si totodata a intregului sistem de injectie folosind solutie adecvata, solutie cu care va functiona motorul.

În FIG.4 se prezinta schema de principiu a unei instalatii de alimentare ce utilizeaza solutie pentru curatarea echipamentului de injectie:

1 - rezervorul instalatiei

2 - racord pentru tur

3 - racord pentru retur

4 - robinet al conductei de tur

5 - robinet al conductei de retur

P - pompa de injectie

Pentru folosirea unei astfel de instalatii se va avea în vedere notita sa de utilizare ce este livrata împreuna cu instalatia.

Observatii:

·        în timpul interventiilor la injectoare si pompa de injectie se vor respecta cu strictete consemnele de curatenie prescrise de constructor

·        dupa demontarea injectoarelor obligatoriu se vor înlocui rondelele antiflacara respectând sensul de montaj al acestora si seibile de etansare, în caz contrar putându-se ajunge la supraîncalzirea injectorului ce va avea ca efect griparea acului injectorului, cresterea dozei de motorina injectate, distrugerea pistonului si a camerei de preardere.

O metoda rapida dar subiectiva de testare a ansamblului ac injector - diuza este urmatoarea FIG.5:

-         se introduce acul injector în corpul sau

-         se înclina ansamblul sub un unghi de 45°

Daca acul injectorului culiseaza usor sub efectul propriei greutati în corpul sau acest ansamblu este corespunzator.

Daca jocul dintre cele doua elemente este mare sau daca acul prezinta tendinte de gripaj este necesara înlocuirea acestui ansamblu. 

Un parametru global de apreciere a starii tehnice a motorului este presiunea de compresie, a carei valoare ne da o imagine de ansamblu asupra gradului de uzura si de poluare al motorului.

Determinarea presiunii de compresie se face cu ajutorul unui dispozitiv specializat (compresometru sau compresograf ) respectând anumite conditii de masurare:

-         motorul este adus la regim termic normal de functionare

-         se deconecteaza electrovana STOP ELECTRIC

-         se demonteaza injectoarele de pe chiulasa

-         se cupleaza aparatul de masura pe chiulasa

-         se aduce pe zero acul indicator al aparatului

-         se actioneaza demarorul pâna ce acul indicator se stabilizeaza

-         se citeste valoarea presiunii

Valorile presiunilor citite pentru fiecare cilindru al motorului precum si diferenta dintre valoarea maxima si minima a acestor presiuni  trebuie sa se încadreze în limitele prescrise de constructor.

În caz contrar este necesar sa se intervina la nivelul motorului pentru restabilirea starii tehnice corespunzatoare.

Totodata trebuie sa se acorde atentie si controlului calajului distributiei si al jocului termic la supape.

Datorita neetansarii perfecte a ansamblului piston- segmenti - cilindru în carterul motorului se acumuleaza o cantitate apreciabila de gaze arse incomplet care împreuna cu vaporii de ulei se amesteca si formeaza un produs chimic extrem de poluant. În plus presiunea creata în carter forteaza în elementele ce asigura etansarea ducând la deteriorarea lor si deversarea în atmosfera a produselor chimice nocive. Pentru evitarea celor mentionate mai sus se apeleaza la un sistem de reaspirare care are rolul de a prelua gazele de carter si a le introduce apoi în sistemul de admisie al motorului ocolind filtrul de aer. Vaporii de ulei amestecati cu gazele de carter vor fii separatii de acestea prin decantare si trimisi apoi în baia de ulei a motorului.

Functionarea necorespunzatoare a acestui sistem duce la cresterea exagerata a gradului de poluare al motorului. De aceea se impune mentinerea acestuia în bune conditii în ceeace priveste curatenia si etansarea sa.

Sistemul de admisie al motorului poate crea probleme de poluare în cazul în care acesta nu este întretinut corespunzator. Se impune mentinerea acestui sistem în bune conditii de curatenie si etansietate.

Filtrul de aer al sistemului de admisie trebuie înlocuit periodic functie de prescriptiile constructorului sau atunci când acest lucru se impune, nerespectarea acestora ducând la cresterea consumului de combustibil si a gradului de poluare al motorului datorita colmatarii filtrului.

Traiectul de evacuare al gazelor de esapament  trebuie  sa fie etans si sa nu prezinte deformari sau lovituri care pot duce la îngreunarea procesului de evacuare.

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












Document Info


Accesari: 9394
Apreciat:

Comenteaza documentul:

Nu esti inregistrat
Trebuie sa fii utilizator inregistrat pentru a putea comenta


Creaza cont nou

A fost util?

Daca documentul a fost util si crezi ca merita
sa adaugi un link catre el la tine in site

Copiaza codul
in pagina web a site-ului tau.




Coduri - Postale, caen, cor

Politica de confidentialitate

Copyright © Contact (SCRIGROUP Int. 2018 )