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Mercedes-Benz
7
OCTUBRE-DICIEMBRE 2010
la revista Comforp
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Acumulación de NOx (λ > 1):
En el modo de mezcla estratificada
alrededor de la bujía, continúa la oxida-
ción con oxígeno (O2) de los óxidos de ni-
trógeno (NOx) hasta que se convierten en
nitratos y se enlazan con el carbonato
de bario. Cuando el carbonato de bario
está saturado de NOx, la concentración
de óxidos de nitrógeno aumenta rápida-
mente detrás del el catalizador acumu-
lador de NOx.
El sensor de NOx detecta este hecho y
lo notifica a la unidad de control MED a
través del bus CAN de sensores. La uni-
dad de control MED cambia entonces del
modo estratificado al modo homogéneo
para que se lleve a cabo la regeneración.
Con una forma óptima de conducción,
pueden pasar más de 20 minutos hasta
que se tenga que regenerar.
Regeneración del catalizador de acu-
mulación de NOx (λ < 1):
Si los sensores de NOx indican que el ca-
talizador acumulador de NOx ha converti-
do los óxidos de nitrógeno, la unidad
de control MED conmutará el modo de
funcionamiento del motor, pasando del
modo estratificado al homogéneo (λ < 1).
En el modo homogéneo se enriquece la
mezcla (λ < 1) para que se produzca
monóxido de carbono (CO).
Este gas actúa como medio reduc-
tor para liberar el óxido de nitrógeno
combinado que aún está ligado y a conti-
nuación combinarlo con el oxígeno para
convertirlo en nitrógeno (N2) y bióxido de
carbono (CO2). Hasta después de haber
terminado la regeneración no se podrá
cambiar de nuevo al modo de mezcla po-
bre (estratificada).
El tiempo de regeneración depende
de:
• las señales de los sensores de NOx
• la duración del modo estratificado
una vez realizada la regeneración.
Desulfuración de los catalizadores
acumuladores de NOx:
Un problema del catalizador de acumu-
lación de NOx es el contenido en azufre
de la gasolina. El azufre contenido en los
gases de escape reacciona con el carbo-
nato de bario (BaCO3, material necesario
para la acumulación) produciendo sulfato
de bario (BaSO4). Por este motivo, con
el tiempo va disminuyendo la cantidad de
carbonato de bario necesario (es decir, la
capacidad para acumular NOx). Esto su-
cede incluso si hay concentraciones mí-
nimas de azufre en el combustible (una
proporción de azufre < 10 ppm = “libre
de azufre“).
El sulfato de bario (BaSO4) es muy re-
sistente a la temperatura, por lo que
sólo se elimina una proporción pequeña
del mismo en la regeneración de NOx. De
fábrica se ha introducido como dato de
referencia en la unidad de control MED
una proporción de azufre de 10 ppm en lo
que respecta a los países de distribución
de Europa Occidental.
Una carga de azufre demasiado alta se
reconoce por el hecho de que el modo de
mezcla estratificada dura menos tiempo.
Por ejemplo, si la carga de azufre es de-
masiado grande tras haber recorrido 10
000 km, el sistema pasará automática-
mente al modo homogéneo durante 15
minutos para enriquecer la mezcla. De
este modo, la temperatura en los cata-
lizadores acumuladores de NOx se eleva
hasta 600 - 800 °C y el azufre se des-
prende.
Sensor de NOx en el motor M272 DE
En los bajos del vehículo está instala-
do un sensor de NOx para cada una de
las líneas de escape con una unidad de
control firmemente unida. La calefacción
de los sensores se encarga de que éstos
estén rápidamente preparados para su
trabajo.
Los sensores de NOx registran la con-
centración de NOx (0 hasta 500 ppm),
así como la concentración de O2 en los
gases de escape.
El sensor de NOx detecta un daño
en el catalizador de acumulación de
NOx o un envenenamiento del mismo.
Se lleva a cabo una desulfuración cuan-
do la concentración de óxidos de nitró-
geno detrás del catalizador acumula-
dor de NOx alcanza un valor fijado a
intervalos cada vez menores de tiem-
po. La unidad de control MED dedu-
ce de esta información que los lugares
del catalizador destinados a acumular los
óxidos de nitrógeno están ocupados, por
lo que ya no se pueden almacenar más.
Principio de medición del sensor de
NOx en el motor M272 DE
El proceso de medición se compone de
los siguientes pasos:
1ª Cámara de medición (sonda lambda
de banda ancha)
En la primera minibomba se adapta el
contenido de oxígeno a un valor constan-
te estequiométrico (14,7 kg de aire: 1 kg
de combustible), y el valor lambda se re-
gistra por medio de la corriente de bom-
beo (función de sonda lambda en banda
ancha).
2ª Cámara de medición de O2
A continuación, la corriente de gas lle-
ga a la cámara de medición de O2 a tra-
vés de un canal difusor. En esta cámara
se extrae el oxígeno del gas objeto
de medición empleando una minibomba
de oxígeno.
3ª Cámara de medición de NOx
La corriente de gas (ya sin el oxígeno
(O2), pero con concentración de NOx)
llega a la cámara de medición de NOx a
través de otro canal de difusión.
En el electrodo de rodio de una ter-
cera minibomba (minibomba de NOx) se
produce un desdoblamiento en oxígeno
(O2) y nitrógeno (N2) de los óxidos de
nitrógeno contenidos en el gas que se
mide.
El oxígeno libre (O2) pasa a una co-
rriente de bombeo de oxígeno, a través
de la cual calcula la unidad de control
de NOx la concentración de NOx. La co-
rriente de bombeo de oxígeno es propor-
cional a la concentración de NOx en el
gas que se mide.
LEYENDA
N37/5 Unidad de control de NOx izquierda
N37/6 Unidad de control de NOx derecha
a
Cable del sensor
b
Conexión de alimentación de tensión y CAN S