Marelli explica el funcionamiento de las válvulas EGR modernas

La recirculación de los gases de escape es una medida indispensable para la moderación de las emisiones de óxido de nitrógeno (NOx) que se forman durante la combustión con exceso de aire y con elevadas temperaturas. Un trabajo del que se encarga la popular válvula EGR (del acrónimo inglés «Exhaust Gas Recirculation»). En este artículo técnico, Magneti Marelli repasa el funcionamiento y las características de las válvulas EGR modernas.

Normalmente se recurre a la recirculación de los gases de escape durante el funcionamiento del motor a cargas parciales, mientras que a un régimen mínimo del motor no siempre se cumplen estas condiciones para la actuación de la válvula EGR.

El gas de escape introducido en la cámara de combustión se comporta de tal manera que reduce el porcentaje de oxígeno y limita la temperatura máxima de combustión por debajo de los 500°C. De hecho, los gases de escape reducen el pico de temperatura del ciclo termodinámico en la cámara de combustión, moderando la formación de óxido de nitrógeno a pesar del aumento insignificante de hidrocarburos no quemados y partículas.

Los dispositivos dedicados a la recirculación de los gases de escape han evolucionado con la sucesión de normativas europeas que han limitado progresivamente las emisiones de los óxidos de nitrógeno; así, las primeras EGR eran neumáticas mientras que los últimos sistemas se gestionan completamente de forma electrónica.

La precisa calibración de la apertura de la válvula EGR que demandan los sistemas actuales ha llevado a introducir un actuador eléctrico que, asistido por un sensor, verifica la posición de la apertura de la válvula. La necesidad de efectuar una recirculación de los gases de escape (incluso con el motor frío) ha requerido la introducción de una válvula by-pass del intercambiador de calor, que abre el paso a los gases quemados para alcanzar la temperatura óptima de funcionamiento.

Con la normativa Euro 6, se han generalizado los sistemas que permiten la recirculación de los gases de escape durante un rango más amplio de funcionamiento del motor. Así, a la válvula EGR ya presente (o EGR de alta presión) y que toma los gases de escape del colector de escape para reconducirlos al colector de admisión, se suma una segunda válvula: la EGR de baja presión. Ésta redirige al turbocompresor parte de los gases que pasan por el filtro DPF.

EGR tradicional (de alta presión)

La válvula está posicionada directamente debajo de los cilindros y antes de la turbina del turbocompresor. Los gases recuperados se redirigen directamente al conducto de aspiración, mezclándolos con aire de admisión. De esta manera, se reducen las emisiones de óxidos de nitrógeno (NOx)… aunque las temperaturas más altas en fase de admisión afectan negativamente al rendimiento del motor. Es aquí donde entra en juego la nueva válvula.

EGR (de baja presión)

Los gases de escape se recuperan del filtro antipartículas, se enfrían en un intercambiador y se mezclan con aire de admisión. Este gas es comprimido por el turbocompresor, enfriado en el intercooler y finalmente introducido en la cámara de combustión. A través de este proceso, se reduce la cantidad de oxígeno y por consiguiente las temperaturas de combustión, reduciendo drásticamente la formación de NOx.

El mal funcionamiento del sistema EGR afecta directamente a les emisiones contaminantes, con la consiguiente limitación de las prestaciones del motor, causando la desactivación de sistemas como el Start & stop y de las funciones que necesitan un control de la potencia generada, como es el caso del control de crucero adaptativo.

En el pasado, la obstrucción de la válvula provocada por los depósitos de carbono resultantes del uso de gasóleo de baja calidad, combinado con trayectos predominantemente urbanos, era la causa de fallo más frecuente. Pero la introducción de estrategias de gestión de válvulas EGR más avanzadas y la mejora de la calidad general del combustible han reducido sensiblemente esta problemática.

Válvulas EGR Magneti Marelli

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