2016-01-18

El motor del tractor y los gases de escape

En esta entrada, se ven algunos aspectos que, si bien hacen al diseño central del motor, como su cilindrada, cantidad de cilindros, no necesariamente influyen en la elección de un tractor.

Motores turboalimentados

 

Referencias: 1) filtro de aire; 2) toma de aire elevada; 3) múltiple de admisión; 4) gases de escape; 5) múltiple de escape; 6) turbina accionada por los gases de escape; 7) eje lubricado; 8) turbina accionada por la turbina de admisión; 9) conducto de aire filtrado.




 Los motores de aspiración turboalimentada y más aún los post enfriados, son más eficientes en la combustión del combustible respecto de los motores de aspiración normal. Por ello a igualdad de otras condiciones, consumen menos litros de gasoil por unidad de potencia generada y en igual sentido, su nivel de humo en el escape, siempre a igualdad de otras condiciones, es más limpio y más amigable con al ambiente que los motores de aspiración normal.





Figura Turboalimentado post enfriado. Con un radiador ubicado luego del turbo compresor, se enfrían los gases de admisión. Así se enfrían dichos gases, y se le reduce el volumen a fin de tener más moléculas de oxígeno por unidad de volumen.


En un apartado específico nos dedicaremos al análisis de los motores turbo post enfriados y como fue el proceso de evolución de los mismos como un recurso de base para reducir la emisión de gases nocivos al ambiente. Es importante señalar que durante los últimos 30 años, la inversión en desarrollo en la eliminación de la emisión de gases nocivos fue la más alta entre las realizadas por los fabricantes de motores. Obligados por las legislaciones impulsadas por los países centrales. Otro aspecto en este sentido es el desarrollo de la reducción catalítica selectiva.

Common rail

Otro punto de utilidad para conocer mejor sobre las prestaciones de los tractores modernos, y más precisamente de sus motores, es lo referente al sistema de inyección denominado “common rail”, figura 1.9. El mismo ofrece algunos beneficios como por ejemplo un mejor comportamiento de la máquina ante las variaciones de carga y menor consumo de combustible, respecto de los motores con sistemas de inyección más tradicionales (con bomba inyectora lineal o rotativa) a igualdad de otras condiciones. 

Este sistema de inyección está compuesto por dos filtros, dos bombas y un conducto común que lleva el gasoil a los inyectores con 6 orificios de distribución cada uno. Cuando el combustible llega al cilindro, lo hace con unos 1.600 kg /cm2 de presión -- se recuerda que en motores de inyección “convencional” la presión es de unos 300 kg /cm2-- y distribuido uniformemente en finas gotas de tamaño uniforme. 

Una computadora a través de sensores ubicados en diferentes puntos del circuito define la cantidad necesaria de gasoil a inyectar en cada instante durante el trabajo del motor.








Figura Common rail   Referencias: 1) válvula de admisión; 2) inyector; 3) activación electrónica del inyector; 4) línea de gasoil; 5) distribuidor (common rail); 6) bomba de inyección a ultra alta presión; 7) filtro de gasoil; 8) retorno; 9) gasoil; 10 sensor de nivel de gasoil; 11) cigüeñal



Con la inyección electrónica se maneja el el momento en que se inyecta el gasoil y el tiempo de duración de la inyección. Ya no es un momento y una inyección (punto 5 en el diagrama indicado). Pueden ser 7 inyecciones por ciclo.


Figura. Escape con reducción catalítica selectiva. Referencias: 1) válvula dosificador DEF; 2) un vapor ligero de fluido de escape DEF es agregado al flujo formando amoníaco (NH3); 3) catalítico SCR; 4) camisa del catalizador; 5) en ensamble del SCR; 6) el flujo del escape y amoníaco pasa al catalítico SCR donde reaccionan formando nitrógeno inofensivo al ambiente y agua; 7) reactor de descomposición, el flujo de escape entra al reactor de descomposición.


La reducción catalítica selectiva (SCR) es la técnica en la que se utiliza un fluido para el sistema de escape, basado en urea (DEF) y un convertidor catalítico, para reducir significativamente emisiones de óxidos de nitrógeno. Es la tecnología para reducir las emisiones de escapes al ambiente. Pequeñas cantidades de fluido para escapes diésel son inyectadas al flujo caliente de gases de escape, donde se vaporiza y se descompone formando amoníaco y dióxido de carbono. El amoníaco convierte  los óxidos de Nitrógeno en Nitrógeno gaseoso (N2) y agua (H2O).

La proporción de consumo respecto del diésel es 50:1, valor similar en los motores de toda marca.

No influye en los filtros y su duración. No es tóxico, ni contaminante ni inflamable. Es corrosivo al latón cobre y otros metales. No lo es al polietileno de alta densidad.

El tubo de escape no limita la visión desde cabina