Investigación de un sistema de gases de escape de automóviles

Aplicaciones
Investigación de un sistema de gases
de escape de automóviles con un filtro
para partículas
Comparador de masas CC30002 con una legibilidad de 1 mg
para un rango de pesada de 40 kg
Dada la proliferación de los motores diesel en la circulación es muy importante, tanto del
punto de vista de salud como del medioambiente, equipar estos motores con filtros para
partículas diesel. La investigación se realizó en el banco de ensayos de gases de escape
de motores del TestCenter de Horiba Europa en un proyecto de cooperación entre la Universidad Técnica de Darmstadt y la empresa Horiba Europe GmbH.
Ilustración y…
muestra
enfriamiento
dilución 1
dilución 2
…principio de funcionamiento del sistema de dilución
de flujo parcial mini.
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La orientación hacia el cliente y su asesoramiento y las actividades de investigación y
desarrollo constantes e intensivos son siempre
el centro de todos los esfuerzos. Los productos de alta calidad son excepcionales por su
gran precisión de medición, pocas reparaciones, larga duración y mantenimiento sencillo.
Entre los clientes de Horiba se encuentran
renombrados fabricantes de automóviles,
la industria suministradora de accesorios para
automóviles, consorcios químicos, empresas
industriales, universidades y numerosos institutos nacionales y regionales.
pado con aire acondicionado, un freno de
corrientes parásitas suministrado por
Schenck, una unidad de condicionamiento y
medición de combustible, diferentes sensores
analógicos y de temperatura, un equipo para
la medición bruta de gases de escape, un
túnel de dilución de corriente parcial, MDLT
(Micro-DiLution-Tunnel) y el TEOM con un
micro Diluter de Horiba. El TEOM suministra
informaciones sobre la concentración de la
masa de partículas, la masa total de partículas
y la relación de la masa de partículas en tiempo real; el micro Diluter es un sistema mini de
dilución de flujo parcial de gases de escape.
El banco de ensayos dinamómetro de rodillos
de gases de escape está equipado con aire
acondicionado, un chasis dino de 48” desplazable suministrado por Maha, y un equipo de
dilución avanzado (Mexa y CVS [Constant
Volume Sampler, muestra de volumen constante]) de Horiba. Además, se instaló un
equipo de medición de partículas propio de
Horiba, para cumplir al más alto nivel posible
con las diferentes necesidades de medición
de partículas en diesel y bencina.
El Test Center de Horiba Europe está compuesto de un banco de ensayos de gases de
escape de motores y un banco de ensayos
dinamómetro de rodillos de gases de escape.
El banco de ensayos de motores para el análisis de emisiones de gases de escape esta equi-
La automatización necesaria fue proporcionada por el VETS (vehicle emissions test system,
sistema de análisis de emisiones de vehículos),
que es suministrado por Horiba Automation
y que se ha impuesto mundialmente en los
bancos de ensayo dinamómetro de rodillos de
Desde hace muchos años, Horiba Europe
GmbH se conoce como un renombrado proveedor de servicios en el ámbito de la tecnología
de sistemas y medioambiental, de la medición
de emisiones de gases de escape y de la
analítica instrumental. Horiba Europe GMBH,
establecida en el año 1972 como una filial
de Horiba Ltd., Kyoto, Japón, se transformó en
corto tiempo en una de las direcciones más
conocidas para la industria automovilística,
química industrial y las universidades.
El comparador de masas CC30002 con un rango de medición de 40 kg y una resolución de 1 mg lleva a cabo brillantemente las pesadas del filtro para partículas diesel con el convertidor catalítico integrado (CDPF).
Aplicaciones
numerosos fabricantes de automóviles. De
acuerdo con las tareas a cumplir, este sistema
registra y documenta los datos medidos y
analiza e importa estos resultados en una
variedad de otras aplicaciones, fuera de controlar el banco de ensayo completo. También
se instaló un sistema para medición bruta de
gases de escape para facilitar, por ejemplo,
las mediciones del convertidor catalítico en
el vehículo.
Para el análisis del comportamiento de carga
se utilizó un filtro para partículas diesel con
convertidor precatalítico CDPF (filtro para
partículas diesel con un convertidor catalítico
de oxidación integrado). En el banco de ensayo de gases de escape de motores había a disposición un motor diesel de 1,7 l con un sistema de inyección de riel común para generar
emisiones de gases de escape de motores diesel. El motor diesel se hizo funcionar a una
velocidad y carga constantes. Para la acumulación de masa de partículas del flujo volumétrico de gases de escape se utilizó un TEOM
con micro Diluter y un medidor de flujo Pitot
de gases de escape de Horiba. Para determinar
la carga en el CDPF se usó un instrumento de
pesaje especial.
El CDPF se instaló en el sistema de gases de
escape próximo al motor, para utilizar el nivel
de temperatura más alto posible. Como también una parte de las partículas de emisión
diesel se quema en el convertidor catalítico,
fue necesario investigar la proporción que se
incrusta en el filtro para partículas diesel.
Con ayuda del micro Diluter, se extrajo un
caudal parcial definido de la corriente de flujo
volumétrico de gases de escape del CDPF. Este
flujo parcial se diluyó con aire ambiental
purificado en una relación determinada. El
TEOM analiza el contenido de partículas de
esta mezcla y suministra informaciones acerca de la concentración de masa de partículas,
la masa de partículas total y la relación de la
masa de partículas del gas de escape diluido
en tiempo real. Con el medidor de flujo Pitot
de gases de escape se determinó el flujo
volumétrico total de las emisiones de gases
de escape necesario para calcular la masa
de partículas total.
Antes de llevar a cabo esta investigación, se
presentaba el siguiente problema: el CDPF
tiene un peso total aproximado de 10 kg; sin
embargo, la carga de partículas debidas a las
emisiones de gases de escape es sólo de unos
pocos miligramos. Fue casi imposible encontrar una balanza que cargara más de 10 kg y
que pudiera pesar al mismo tiempo una carga
de partículas de unos pocos miligramos. Para
llevar a cabo esta tarea, Sartorius ofreció su
ayuda.
La empresa puso a disposición una balanza
especial, conocida como comparador de
masas del tipo CC30002 con un rango de
pesada de 40 kg y una resolución de 1 mg.
Los comparadores de masa tienen una resolución excepcionalmente alta y se caracterizan
por su excelente reproducibilidad. Esas dos
características permiten una determinación
de masa altamente exacta. Estos instrumentos
de pesaje especiales se utilizan principalmente
para la determinación de pesos en los institutos metrólogicos nacionales, las oficinas de
pesos y medidas, como también en los laboratorios de calibración estatales e industriales.
Aquí se utiliza a menudo el método A-B-B-A,
con el cual también se determinó la carga del
CDPF. En este método, la pesa de referencia
(A) de una masa conocida se compara repetida y sistemáticamente con una masa desconocida del CDPF (B). Esto se lleva a cabo
pesando la pesa y el CDPF alternadamente en
la secuencia siguiente A-B-B-A en el comparador de masas. Los resultados son calculados
por el comparador de masas y se obtiene la
diferencia de masa entre la pesa de referencia
y el CDPF. Así se determina la masa del CDPF
antes y después de la carga de partículas.
El filtro para partículas diesel a medir con el convertidor
catalítico de oxidación integrado.
El peso del CDPF puede determinarse a continuación en forma óptima por medio del comparador de masas electrónico CC30002. La
desviación estándar de los valores promedios
se situó en solamente 3 mg. Gracias al apoyo
digno de encomio de Sartorius, Horiba Europe
pudo llevar a cabo exitosamente su investigación de carga de partículas.
Código servicio de información: 189
Unidad de control con válvula.
Sistema de dilución de flujo parcial mini.
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