Colegio De Estudios Cientficos y Tecnolgicos Del Estado De Chiapas

Tema: Proyecto final; Prototipo de un vehculo con el sistema de escape

Alumnos: Miranda Cajija Samuel, Toral Chias Alberto Idahir, Garca Moguel Roosbelt Enrique, Cham Ramos Daniel Alejandro, Gmez Ramos Marco

Antonio

Dirigido a: Profesores cecyt 34

Grado: 6

Grupo: A

Jueves 22 de Mayo del 2014

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NDICE

1._ Introduccin.1 2._ Descripcin del problema2 3._ Definicin de objetivos.2 4._ Desarrollo.2 4.1._ Procedimiento2 4.2._ El sistema de escape6 4.2.1._ Como se presenta.....6 4.2.2._ Para qu sirve6 4.2.3._ Componentes.....7 4.2.4._ Recirculacin de gases de escape10 4.2.5._ La sonda Lambda11 4.2.6._ Grficas.14 5._ Grado de innovacin14 6._ rea de impacto...15 7._ Factibilidad financiera....15 8._ Conclusin.15 9._ Bibliografas..15

1._Introduccin

Este proyecto se trata de ampliar un modelo ya dado de un vehculo donde cada equipo tendr la oportunidad de darle su toque especial y cada equipo realizar un sistema diferente del vehculo donde ya teniendo su prototipo tendr que anexarle es sistema que le haya tocado respectivamente por ejemplo: sistema de frenos, sistema elctrico, sistema de escape etc. Donde pracricamente cada equipo dara a conocer lo que ha aprendido en estos ltimos 5 semestres respectivamente y donde al anexar un sistema y dando a conocer para que sirve eses sistema y entre otras cosas.

Como fue mencionado previamente en nuestro caso y del teme que se hablara en este proyecto ser el sistema de escape que es uno de los sistemas ms complejos del vehculo. Comenzaremos con elementos bsicos del sistema. Funciones esencial del sistema de escape. Cmo se presenta y Para qu sirve. Tambin hablaremos de los elementos que conforman el sistema de escape, Gases de escape y contaminacin etc. Cabe mencionar que en este ltimo punto debe ser algo que nos debe de interesar a todos los humanos que vivimos en el planeta ya que todos respiramos del aire de la atmosfera y mientras ms contaminado se encuentre ser ms nocivo para la salud, como ya sabemos ya hay muchos casos de personas que han tenido daos en su salud por causas de los gases producidos en el proceso qumico donde se quema el combustible y el resultado de esto vienen siendo gases nocivos para la salud como son: carbonilla, hidrocarburos (HC), xido de nitrgeno y monxido de carbono.

Se hablaran acerca de los objetivos del sistema de escape los cuales son: Proteccin al medio ambiente, confort acstico y prestaciones del motor (potencia, par y consumo)

Un elemento muy importante del que se hablara sin duda es el catalizador ya que este se encarga de reducir en gran medida los gases producto de la combustin mencionada previamente.

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2._Descripcin del problema

En este proyecto tenamos el problema de realizar una maqueta donde con determinado material hacer piezas para nuestro prototipo, en el cual tenamos varias opciones, por ejemplo: madera, papel batera, triplay, aluminio etc.

En nuestro caso utilizaramos papel batera y prcticamente lo blindaramos con aluminio para darle una mayor resistencia y mejor presentacin pero ya teniendo las piezas para arar nuestro vehculo se nos presento el mayor reto o problema en respectivamente, tendramos que encontrar la forma de integrar un sistema a nuestro prototipo el cual vendra siendo el sistema de escape automotriz para lo cual tendramos que utilizar diferentes piezas, materiales, ideas, conocimientos, informaciones, etc. Para simular un sistema de escape lo mejor posible que posteriormente sera uno con el prototipo.

3._Definicin de objetivos

1._ Dar a conocer todo sobre el sistema de escape.

2._ Tener la creatividad, responsabilidad y puntualidad para realizar una maqueta.

3._ Tener los conocimientos para anexarle el sistema de escape.

4._ Preparar una buena exposicin.

4._ Desarrollo.

En este punto se describir detalladamente el procedimiento con el cual se realiz el prototipo y adems se dar a conocer informacin sobre el sistema automotriz realizado; contendr, ms que nada imgenes para explicar de manera mas clara todos los pasos seguidos para realizar este prototipo.

4.1._Procedimiento.

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1._ Conseguir el modelo del vehculo.

2._ Ampliarlo para ello en nuestro caso se hizo una ampliacin de 90 x 130 cm.

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3._ Copiar las piezas en determinado materia (papel batera) para darle una buena resistencia al vehculo

4._ Hacer el blindaje (Aluminio) para mayor resistencia, y que este tenga mayor presentacin.

5._ Sobre reescribir las piezas ahora con aluminio; en este punto fue necesario pegar las nuevas piezas en las anteriores que estaban hechas de papel batera y que el prototipo fuera tomando mas forma de el resultado final.

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6._ Probar que se pueda unir satisfactoriamente; para esto fue necesario unir todas las piezas para asegurarse de que no fura a haber alguna pieza defectuosa y el modelo pueda unirse lo mejor posible.

7._ Comenzar a anexar el sistema De escape. Utilizar determinados materiales para hacer las mangueras etc. Esto se muestra a continuacin.

8._ Cuando el sistema est completo armar el prototipo, y este estara ms completo.

9._ Pintar el vehculo. Esto como punto final de prototipo.

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4.2._El sistema de escape

El sistema de escape es un sistema con funciones muy decisivas:

1._ proteccin al medio ambiente

2._ Confort acstico

3._ Prestaciones del motor (potencia, par y consumo)

4.2.1._ Cmo se presenta?

La lnea de escape va desde el motor hasta la parte trasera del vehculo, que es su nica parte visible.

El conjunto de los elementos que constituyen la lnea de escape mide aproximadamente 3 metros y va enganchado bajo la caja del vehculo. Su forma vara en funcin de la motorizacin y del tipo de vehculo

4.2.2._ Para qu sirve?

1- Canalizar y evacuar los gases resultantes de la combustin del combustible. En un motor de explosin, los gases quemados son recogidos por el colector de escape y, despus, encaminados hacia el silencioso delantero, el silencioso trasero y la salida.

2- Asegurar la descontaminacin y la reduccin de los humos

La combustin desprende cuatro tipos de contaminantes nocivos: - el monxido de carbono, - los hidrocarburos, resultantes de una combustin incompleta, - los xidos de nitrgeno, - los humos especficos a los motores Diesel

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El catalizador se encarga de reducir estos contaminantes mediante reaccin qumica.

3-Reducir las emisiones trmicas

A la entrada del colector, los gases de combustin tienen una temperatura de orden de 900C. Este calor presentara un peligro si fuera evacuado directamente. El contacto con el aire, en toda la superficie de la lnea de escape, contribuye a reducir la temperatura.

4-Disminuir el nivel sonoro

Las explosiones provocadas por el ciclo del motor producen ruido. El papel del silencioso o silenciador es atenuar estos perjuicios acsticos

4.2.3._Componentes

1) Vlvula de escape

Fabricadas en acero especial de muy alta calidad, ms resistente al calor y corrosiones que el acero utilizado en las vlvulas de admisin.

Las vlvulas de escape son menos anchas (menor dimetro) que las de admisin para asegurar su rigidez. El vstago se hace hueco (aviacin) e incluso la cabeza para rellenarlos en parte con sodio (conductor del calor) consiguiendo rebajar la temperatura de funcionamiento unos 150C consiguiendo por tanto que la vida de las vlvulas se prolongue.

2) COLECTOR DE ESCAPE.

Conducto por el cual el aire quemado sale del interior de la cmara de combustin y es canalizado hacia el sistema de escape. Se fabrica en fundicin de hierro para que soporte las altas temperaturas de los gases de escape.

3) SILENCIADOR

El sonido del motor, es una onda formada por pulsos alternativos de alta y baja presin que se amortiguan en el silenciador de escape. Cuando la vlvula de escape se abre y el gas de escape se precipita hacia el tubo, golpea al gas de menor presin, detenido all.

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Esto genera una onda que se propaga, hasta la atmsfera por la salida de escape. La velocidad de la onda es mayor que la del propio gas.

En un silenciador de escape corriente, el gas llega al fondo y es reflejado hacia la cmara principal por una ventana. Luego, por tubos con orificios, sale hacia la ltima porcin del tubo de escape. Por otra parte, la cmara principal tambin se conecta a travs de un orificio con otro compartimento llamado resonador.

El resonador es el que controla las ondas de presin que van y vienen dentro del tubo de escape permitiendo que tengan las caractersticas ptimas para el funcionamiento de ese motor.

Cuando el gas de escape golpea al gas confinado en el resonador, produce una onda en direccin contraria que tiene frecuencia y amplitud parecida a la que viene desde el motor. Algunos sistemas de escape estn equipados con un resonador independiente, que se instala ms cerca de la salida.

Algunos silenciadores son construidos de manera que la carcasa absorbe parte de las pulsaciones. Una capa metlica ms gruesa en el exterior, luego una capa delgada de aislante y enseguida otra capa metlica fina.

4) CATALIZADOR

Situado en el interior del tubo de escape, reacondiciona los gases producidos en la combustin. Acelerador de la reaccin qumica que combina los compuestos de los gases de escape para obtener dixido de carbono y vapor de agua como elementos finales. Utiliza platino y rodio (tambin paladio) como elementos aceleradores de la reaccin qumica. En los catalizadores por oxidacin el monxido de carbono lo convierte en dixido de carbono al volverlo a combinar con el oxgeno. Los hidrocarburos tambin los hace combinar con el oxgeno obteniendo de nuevo dixido de carbono y vapor de agua. Los catalizadores por reduccin convierten los xidos de nitrgeno en nitrgeno y oxgeno libre que se utiliza en los procesos anteriores. Un catalizador de tres vas combina los sistemas anteriores pero necesita una temperatura superior a 400C para funcionar correctamente y que la mezcla de aire y gasolina sea la estequiomtrica. Tampoco puede ser utilizado con gasolina con plomo al anular este material la funcin de los elementos del catalizador.

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Tipos:

Oxidante: un solo monolito cermico que permite la oxidacin del CO y de los hidrocarburos.

De dos vas (reductor, de doble cuerpo): es un doble catalizador de oxidacin con toma intermedia de aire. El primer cuerpo acta sobre los gases ricos del escape reduciendo los NOx. El segundo lo hace sobre los gases empobrecidos gracias a la toma intermedia de aire, reduciendo el CO y los hidrocarburos.

Partes de un catalizador

Exteriormente es un recipiente de acero inoxidable, provisto de una carcasa-pantalla metlica antitrmica que protege los bajos de las altas temperaturas alcanzadas.

En su interior, contiene un soporte cermico o monolito, de forma oval o cilndrica, con una estructura de mltiples celdillas en forma de panal, con una densidad aproximada de unas 450 celdillas por pulgada cuadrada. La superficie de este monolito se encuentra impregnada con una resina que contiene elementos nobles metlicos, tales como Platino (Pt) y Paladio (Pd), que permiten la funcin de oxidacin, ms Rodio (Rh), que interviene en la reduccin. Estos metales actan como catalizadores, es decir, transforman los gases de escape

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5) Vlvula EGR

4.2.4._Recirculacin de gases de escape

Misin La recirculacin de gases de escape tiene dos misiones fundamentales, una es reducir los gases contaminados procedentes de la combustin o explosin de la mezcla y que mediante el escape salen al exterior. Estos gases de escape son ricos en monxido de carbono, carburos de hidrgeno y xidos de nitrgeno.

La segunda misin de la recirculacin de gases es bajar las temperaturas de la combustin o explosin dentro de los cilindros. La adicin de gases de escape a la mezcla de aire y combustible hace ms fluida a esta por lo que se produce la combustin o explosin a temperaturas ms bajas.

En la figura principal tenemos una vlvula seccionada y en ella podemos distinguir las siguientes partes:

- Toma de vaco del colector de admisin. - Muelle resorte del vstago principal - Diafragma - Vstago principal - Vlvula - Entrada de gases de escape del colector de escape - Salida de gases de escape al colector de admisin

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Esquema del sistema de recirculacin de los gases de escape EGR

1. Entrada de aire desde el exterior. 2. Filtro de aire. 3. Colector de admisin. 4. Colector de escape. 5. Vlvula de recirculacin EGR. 6. Conducto de recirculacin de gases

4.2.5._La sonda Lambda.

PARA QU SIRVE LA SONDA LAMBDA?

El principio de funcionamiento: Para ser ptima, la catlisis requiere una mezcla aire/combustible muy precisa que permita regular la temperatura del catalizador (entre 600 y 800). La funcin de la sonda Lambda: La sonda Lambda tiene como misin medir el contenido de oxgeno de los gases de escape e informar de ello al calculador. Este ltimo corrige la cantidad de gasolina suministrada al motor para obtener una mezcla ptima.

El canister.

Su funcin: Desde 1992, las instancias internacionales tienen en cuenta la emisin de vapores de hidrocarburos para luchar contra la contaminacin.

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El canister, u absorbedor, almacena los vapores de gasolina procedentes del depsito y permite que el motor los recicle. De este modo, no son emitidos al aire libre.

Descripcin: El canister va situado entre el depsito y el tubo de admisin. Contiene carbn activo, que tiene la propiedad de absorber los vapores de gasolina. Su fondo es permeable al aire.

3) GASES DE ESCAPE Y CONTAMINACIN

Emisiones del escape

Carbonilla: no es nociva, pero acta como condensador de sustancias ms perjudiciales.

Hidrocarburos: (HC) combustible incompletamente quemado. La mayor parte no son nocivos, pero algunos de ellos huelen mal e irritan los ojos y mucosas. Una elevada temperatura reduce el contenido de HC. Las emisiones de hidrocarburos contribuyen a la formacin de la niebla fotoqumica.

xidos de nitrgeno: (NO) aparecen en los gases de escape de motores diesel. Son principalmente el NO, incoloro e inodoro, y el NO2, de color rojizo y de olor picante e irritante. El NO2 ocasiona daos en los pulmones y se combina fcilmente con la hemoglobina de la sangre e impide que sta transporte el oxgeno.

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Existen posibilidades de eliminarlos, pero debe ser a base de construcciones de motor ms caras y consumos de combustible mayores.

Monxido de carbono: (CO) es incoloro e inodoro. Es nocivo debido a que se combina muy fcilmente con la hemoglobina de la sangre e impide que transporte el oxgeno. La consecuencia ltima es la asfixia.

Recirculacin de los gases (EGR)

El reciclado de los gases de escape, debido a la reduccin de la temperatura de combustin que produce, obtiene un efecto positivo sobre las emisiones de xidos de nitrgeno.

Como contrapartida podemos decir que una "relacin" demasiado alta de recirculacin, puede ser negativa respecto a la vida til del motor, la cual puede verse disminuida por polucin interna y desgaste.

Para disminuir la contaminacin, los constructores de automviles orientan su accin en torno a cuatro ejes principales:

1. La utilizacin de dispositivos de alimentacin de combustible y de encendido preciso y estable. 2. La reduccin de los contaminantes no quemados por medio del catalizador. 3. El reciclaje de los hidrocarburos procedentes de los gases del crter motor. 4. La absorcin de los vapores de gasolina del depsito

Calculo de emisiones contaminantes (Resumen) Se determinaron las emisiones en caliente de CO, NOx, SO2, TPS Y COVs para el trfico en una determinando ciudad. Las emociones de COVs fueron agrupadas en 5 categoras; metano, alcanos, alquenos, aromticos y aldehdos. El rea total de estudio fue de 360 km, en las que se encuentra la red de trfico. Para la estimulacin de las emisiones se desarrollo un modelo que calcula las emisiones en celdas con una resolucin espacial de 1 km cuadrado y genera promedios de emisiones cada hora.

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4.2.6._Graficas

5._Grado de innovacin

Los componentes fueron realizados con materiales en su mayora reciclados para hacerlo un proyecto ms ecolgico y ayudando al medio ambiente, se darn a conocer las piezas y los materiales utilizados.

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6._rea de impacto

Este proyecto se clasifica en el mbito tecnolgico donde el objetivo principal es dar a conocer los componentes fsicos del sistema de escape junto con una breve descripcin de estos, adems de ser un prototipo de un automvil para darle mas realismo.

7._Factibilidad financiera.

En este proyecto se consideraron los gastos de un total de $250 pesos, donde para el (los) interesados tendran que comprarlo con un precio mximo del 25 % extra.

8._Conclusin

Para concluir el tema podemos anexar que este proyecto es una buena opcin ya que adems de ser un modelo portable para cargarlo donde sea por su tamao practico se ha explicado detalladamente sobre la importancia que tiene el sistema de escape para las personas y el medio ambiente ya que sin este es muy probable que hubieran ms enfermedades caudadas por los gases de escape provenientes de los procesos de la combustin en la cmara de combustin del automvil, donde podramos tomar como ejemplo el monxido de carbono que es uno de los gases ms letales para la salud.

9._Bibliografas.

http://bvs.per.paho.org/bvsci/e/fulltext/medellin/vehiculos.pdf

http://es.wikipedia.org/wiki/Tubo_de_escape

http://es.wikipedia.org/wiki/Control_de_emisiones_vehiculares

http://www.sabelotodo.org/automovil/sisescape.html

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