Tecnologías de motores y mantenimiento posterior

Tecnologías para la eliminación de NOx

Recirculación de los gases de escape (EGR) 

La formación de óxidos de nitrógeno (NOx) peligrosos durante el proceso de combustión depende del nivel de oxígeno en el gas de la entrada de aire y de la temperatura de la combustión. La recirculación de un nivel controlado de gases del escape (EGR), que contienen menos oxígeno, de vuelta a la entrada de aire produce una mezcla de aire que tiene menor contenido de oxígeno y que absorbe más energía durante el proceso de combustión, lo cual, a su vez, disminuye la temperatura del gas en el cilindro. El resultado de la disminución del nivel de oxígeno y de la temperatura de combustión reduce en gran medida el nivel de NOx en los gases del escape.

Una LNT asiste de manera catalítica a la oxidación del óxido de nitrógeno (NO) a dióxido de nitrógeno (NO2) y almacena el NO2 en un sitio de retención adyacente como nitrato (NO3). El NO2 almacenado se elimina en un proceso de reducción de dos etapas al inducir temporalmente una rica condición de escape utilizando combustible adicional. En consecuencia, hay una pérdida en el consumo de combustible. Las trampas de NOx utilizan catalizadores de metal precioso para llevar a cabo la conversión de NO a NO2.

Tecnologías para la eliminación de NOx

El azufre del combustible o del lubricante puede reaccionar de manera catalítica con el oxígeno para formar dióxido de azufre SO2), que se puede atrapar y formar sulfatos estables. Estos sulfatos son más estables que los nitratos y brindan las capacidades de absorción del NO2 del sistema ineficaz. Las temperaturas excesivas necesarias para desulfatar el sistema tienden a degradar la trampa de NOx, lo que con el tiempo, reduce su rendimiento. El SO2 también se puede convertir de manera catalítica a sulfato en el sistema, lo que contribuye a las emisiones de partículas.

Los LNC se basan en la reducción catalítica del NOx a nitrógeno, utilizando hidrocarburos como reductor. Un LNC pasivo utiliza hidrocarburo del caudal de escape. El LNC activo enriquece el caudal de escape con combustible adicional, lo que obviamente implica una pérdida en el consumo de combustible. El LNC utiliza platino o zeolitas para reducir la temperatura a la que el NOx se reduce a nitrógeno en la presencia de hidrocarburos.

Reducción catalítica selectiva (SCR)

La SCR es una forma efectiva de eliminar las emisiones de NOx al utilizar una solución de urea (fuente de amoníaco) para reducir los óxidos de nitrógeno a nitrógeno. El proceso comienza con un DOC, que convierte una gran parte del NO a NO2 y elimina los hidrocarburos. La conversión de una gran parte del NO a NO2 disminuye la temperatura requerida para la próxima etapa de la reacción, donde el amoníaco presente en la urea se utiliza para reducir los óxidos de nitrógeno a nitrógeno y agua. Con frecuencia, se utilizan los catalizadores de titanio, vanadio o zeolita para los sistemas de SCR.

Tecnologías para la eliminación de partículas

La fracción de aceite soluble (SOF) se emite como una partícula cuando se condensa. Los DOC promueven la oxidación de hidrocarburos, SOF y monóxido de carbono (CO) a CO2 inocuo y agua.

Los DOC generalmente utilizan metal precioso como el platino o el paladio para catalizar las reacciones.

La DPF captura las partículas y evita su descarga desde el tubo de escape. Las partículas recogidas y el hollín se eliminan del filtro al quemarlos a una gran temperatura. Una DPF catalizada, como su nombre lo sugiere, utiliza un catalizador (a menudo metales preciosos como el platino, el paladio y el rodio) para ayudar a disminuir la temperatura requerida para este proceso. Los filtros catalizados para aditivos de combustible disminuyen la temperatura para quemar el hollín. Sin embargo, las cenizas del aditivo en el aceite de motor permanecen en el filtro después que las partículas se han quemado, por lo que contribuyen a las cenizas totales del filtro.

Las partículas se oxidan/queman con más facilidad ante la presencia del NO2 que del oxígeno, al disminuir la temperatura en la que tiene lugar la oxidación. Este descubrimiento permitió que se desarrollara la trampa de regeneración continua (CRT). La CRT contiene un flujo ascendente de DOC de una filtración particulada diesel, lo que convierte gran parte de los óxidos de nitrógeno en NO2. El NO2 se utiliza entonces para disminuir la temperatura para oxidar/quemar las partículas de la trampa.