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La necesidad de controlar las emisiones de los automóviles dio lugar a la informatización del automóvil. Durante el proceso de combustión se crean hidrocarburos, monóxido de carbono y óxidos de nitrógeno que se emiten a la atmósfera por el tubo de escape. También se emiten hidrocarburos como resultado de la vaporización de la gasolina y del cárter del automóvil. La Ley de Aire Limpio de 1977 estableció límites a la cantidad de cada uno de estos contaminantes que podía emitir un automóvil. La respuesta de los fabricantes fue la adición de ciertos dispositivos de control de la contaminación y la creación de un motor autoajustable. En 1981 apareció el primero de estos motores autoajustables. Se llamaron sistemas de control de combustible por retroalimentación. Se instalaba un sensor de oxígeno en el sistema de escape que medía el contenido de combustible del flujo de escape. A continuación, enviaba una señal a un microprocesador, que analizaba la lectura y accionaba un dispositivo de mezcla de combustible o de aire para crear la relación aire/combustible adecuada. A medida que los sistemas informáticos progresaron, fueron capaces de ajustar la sincronización de la chispa de encendido, así como de hacer funcionar los demás controles de emisiones instalados en el vehículo. El ordenador también es capaz de monitorizar y diagnosticarse a sí mismo. Si se detecta un fallo, el ordenador alertará al operador del vehículo encendiendo una luz indicadora de mal funcionamiento. Al mismo tiempo, el ordenador registrará el fallo en su memoria, de modo que un técnico pueda recuperar más tarde ese fallo en forma de código que le ayudará a determinar la reparación adecuada. Algunos de los dispositivos de control de emisiones más populares instalados en el automóvil son: VÁLVULA EGR, CONVERTIDOR CATALÍTICO, BOMBA DE AIRE, VÁLVULA PCV, CAÑÓN DE CARBÓN.
Convertidor Catalítico
Las emisiones de los automóviles se controlan de tres maneras, una es promover una combustión más completa para que haya menos subproductos. La segunda es reintroducir el exceso de hidrocarburos en el motor para su combustión y la tercera es proporcionar un área adicional para que se produzca la oxidación o la combustión. Esta zona adicional se denomina catalizador. El catalizador se parece a un silenciador. Está situado en el sistema de escape por delante del silenciador. En el interior del catalizador hay bolitas o un panal de platino o paladio. El platino o el paladio se utilizan como catalizadores (un catalizador es una sustancia utilizada para acelerar un proceso químico). Cuando los hidrocarburos o el monóxido de carbono de los gases de escape pasan por el catalizador, se oxidan químicamente o se convierten en dióxido de carbono y agua. A medida que el convertidor trabaja para limpiar los gases de escape, desarrolla calor. Cuanto más sucio esté el tubo de escape, más duro trabajará el convertidor y más calor se desarrollará. En algunos casos, el convertidor puede verse iluminado por el calor excesivo. Si el convertidor trabaja tanto para limpiar un escape sucio, se destruirá a sí mismo. Además, el combustible con plomo recubre el platino o el paladio y hace que el convertidor sea ineficaz. Por eso, en Estados Unidos, todos los combustibles diseñados para motores de automóviles son ahora sin plomo.
Válvula PCV
El propósito del sistema de ventilación positiva del cárter (PCV), es tomar los vapores producidos en el cárter durante el proceso normal de combustión, y redirigirlos al sistema de admisión de aire/combustible para ser quemados durante la combustión. Estos vapores diluyen la mezcla de aire/combustible, por lo que tienen que ser cuidadosamente controlados y dosificados para no afectar al rendimiento del motor. Este es el trabajo de la válvula de ventilación positiva del cárter (PCV). Al ralentí, cuando la mezcla aire/combustible es muy crítica, sólo se permite la entrada de un poco de los vapores en el sistema de admisión. A alta velocidad, cuando la mezcla es menos crítica y las presiones en el motor son mayores, se permite la entrada de más vapores en el sistema de admisión. Cuando la válvula o el sistema están obstruidos, los vapores vuelven a entrar en la caja del filtro de aire o, en el peor de los casos, el exceso de presión empuja las juntas y crea fugas de aceite del motor. Si se utiliza la válvula incorrecta o el sistema tiene fugas de aire, el motor funcionará mal o, en el peor de los casos, el aceite del motor será aspirado.
Válvula EGR
El propósito de la válvula de recirculación de los gases de escape (EGR) es medir una pequeña cantidad de gases de escape en el sistema de admisión, lo que diluye la mezcla de aire/combustible para reducir la temperatura de la cámara de combustión. Una temperatura excesiva de la cámara de combustión genera óxidos de nitrógeno, que es un contaminante importante. Aunque la válvula EGR es el método más eficaz para controlar los óxidos de nitrógeno, en su propio diseño afecta negativamente al rendimiento del motor. El motor no fue diseñado para funcionar con gases de escape. Por esta razón, la cantidad de gases de escape que entran en el sistema de admisión tiene que ser cuidadosamente supervisada y controlada. Esto se consigue mediante una serie de interruptores eléctricos y de vacío y el ordenador del vehículo. Dado que la acción de la EGR reduce el rendimiento al diluir la mezcla de aire y combustible, el sistema no permite la acción de la EGR cuando el motor está frío o cuando el motor necesita toda la potencia.
Control de la evaporación
La gasolina se evapora con bastante facilidad. En el pasado, estas emisiones evaporativas se ventilaban a la atmósfera. El 20% de todas las emisiones de HC del automóvil proceden del depósito de gasolina. En 1970 se aprobó una legislación que prohibía la ventilación de los gases del depósito de gasolina a la atmósfera. Se desarrolló un sistema de control de evaporación para eliminar esta fuente de contaminación. La función del sistema de control de evaporación del combustible es atrapar y almacenar las emisiones de evaporación del tanque de gasolina y del carburador. Se utiliza un bote de carbón vegetal para atrapar los vapores del combustible. Los vapores del combustible se adhieren al carbón, hasta que el motor se pone en marcha, y el vacío del motor se puede utilizar para arrastrar los vapores al motor, para que puedan ser quemados junto con la mezcla de combustible y aire. Este sistema requiere el uso de un tapón de llenado del depósito de gasolina sellado. Este tapón es tan importante para el funcionamiento del sistema, que ahora se está integrando una prueba del tapón en muchos programas estatales de inspección de emisiones. Los coches anteriores a 1970 liberaban los vapores del combustible a la atmósfera mediante el uso de un tapón de gasolina ventilado. Hoy en día, con el uso de tapones sellados, se utilizan depósitos de gasolina rediseñados. El tanque tiene que tener el espacio para que los vapores se acumulen para que luego puedan ser ventilados al bote de carbón. Se utiliza una válvula de purga para controlar el flujo de vapor hacia el motor. La válvula de purga es operada por el vacío del motor. Un problema común con este sistema es que la válvula de purga se estropea y el vacío del motor introduce el combustible directamente en el sistema de admisión. Esto enriquece la mezcla de combustible y ensucia las bujías. La mayoría de los recipientes de carbón vegetal tienen un filtro que debe ser reemplazado periódicamente. Este sistema debe ser revisado cuando el kilometraje del combustible disminuye.
Inyección de aire
Como ningún motor de combustión interna es 100% eficiente, siempre habrá algo de combustible no quemado en el escape. Esto aumenta las emisiones de hidrocarburos. Para eliminar esta fuente de emisiones se creó un sistema de inyección de aire. La combustión requiere combustible, oxígeno y calor. Sin uno de los tres, la combustión no puede producirse. En el interior del colector de escape hay suficiente calor para apoyar la combustión, si introducimos algo de oxígeno, el combustible no quemado se encenderá. Esta combustión no producirá ninguna potencia, pero reducirá las emisiones excesivas de hidrocarburos. A diferencia de la cámara de combustión, esta combustión no está controlada, por lo que si el contenido de combustible en el escape es excesivo, se producirán explosiones, que suenan como estallidos. Hay momentos en los que, en condiciones normales, como la desaceleración, el contenido de combustible es excesivo. En estas condiciones querríamos cerrar el sistema de inyección de aire. Esto se logra mediante el uso de una válvula de desvío, que en lugar de apagar la bomba de aire, desvía el aire lejos del colector de escape. Dado que todo esto se hace después del proceso de combustión, este es un control de las emisiones que no tiene ningún efecto sobre el rendimiento del motor. El único mantenimiento que se requiere es una cuidadosa inspección de la correa de transmisión de la bomba de aire.