Técnicas del automóvil motores

los que las emisiones de CO y HC son relativamente bajas. Cuando se emplean catalizadores de dos vías en motores de mezcla rica, es preciso implantar conjuntamente un sistema de inyección de aire en el escape, necesario para facilitar la acción catalizadora y completar la combustión con la presencia de suficiente oxígeno. En otros casos, se combina con un sistema de recircula­ ción de los gases de escape, que reduce los NOx como ya se ha dicho, mientras que el converti­ dor catalítico hace lo propio con el CH y CO. Alte secundario Catalizador de oxKlación Alíe secundarlo Dos vías Catalizador de reducción (NOx) Tres vías con toma de aire Catalizador de oxidación (HC, CO) de oxt> dación y reducción Tres viasaiustado Figura 17.21 Los convertidores catalíticos de tres vías con toma de aire se conocen también con el nombre de catalizadores de bucle abierto. Están constituidos por dos monolitos cerámicos independientes, pero montados sobre la misma carcasa, entre los que se dispone la toma de aire. El primer monoli­ to cerámico realiza las reacciones de reducción, eliminando los NOx, mientras el segundo monoli­ to ejecuta las reacciones de oxidación que permiten la eliminación de los CO y CH. Para que las reacciones de reducción que tienen lugar en el primer catalizador sean eficaces, es preciso que exista déficit de oxígeno en los gases de escape, por lo que el motor debe trabajar con mezclas ricas, mientras que las reacciones de oxidación que tienen lugar en el segundo catalizador requie­ ren de oxígeno suficiente, para lo cual se inyecta aire en la entrada a este convertidor catalítico. Los convertidores catalíticos de tres vías con sonda Lambda (de bucle cerrado) utilizan un sistema de regulación de la mezcla de combustible y aire, ajustando el coeficiente de aire (A.) al valor más adecuado, con el que el motor genera el mínimo de contaminantes con el máximo rendimiento térmico. En este tipo de catalizadores se actúa sobre los tres contaminantes a la vez, y para que todas las reacciones se desarrollen de manera adecuada es preciso que el coeficiente de aire esté en el entorno de ^ = 1 (valor estequiométrico). Si la mezcla se empobrece, aumen­ tando el factor X, hasta salir del entorno citado, la cantidad de oxígeno en los gases de escape hace imposible las reacciones de reducción, con lo que aumentan considerablemente las emisio­ nes de NOx. Por el contrario, si la mezcla se enriquece, aumentando el factor Lambda en exce­ so, el déficit de oxígeno dificulta las reacciones de oxidación con el consiguiente aumento de las emisiones de CO y HC. Por estas causas, es preciso una regulación precisa del factor X, que debe ser mantenido en un entorno de 0,95 a 1,05. Los motores que ftincionan con mezclas pobres, como los de inyección directa de gasolina que se describen más adelante, generan gran cantidad de óxidos de nitrógeno que el catalizador convencional no puede reducir en su totalidad. En estos casos suele utilizarse un catalizador acumulador de NOx,, cuya estructura es similar a la del convencional, con la diferencia de que al recubrimiento de platino, paladio y rodio se le añaden aditivos especiales para acumular el óxi­ do de nitrógeno, como son los óxidos de potasio, calcio, estroncio, etc. El ftincionamiento de este tipo de catalizador se describe en el siguiente capítulo. El sistema más eficaz para el control de las emisiones contaminantes del motor es el menciona­ do catalizador de tres vías con sonda Lambda, la cual se ubica en el colector de escape, antes del catalizador, como muestra la Figura 17.22. La sonda Lambda mide el contenido de oxígeno de los gases de escape, antes de su tratamiento en el catalizador, lo cual es indicativo de la riqueza de la mezcla que se ha quemado en el motor. En fiinción de ello la sonda genera una señal eléctrica, que es enviada a la unidad de control electrónico para modificar el dosificado de la mezcla en el siste­ ma de alimentación, de manera que varíe continuamente y de forma alternativa desde mezcla rica a mezcla pobre, dentro de unos va ores acotados en el entorno de X, = 1. El catalizador efectúa prime­ ro la reducción de los NOx, para la que se requiere una carencia de oxígeno (mezcla rica) y segui-