DESCRIPCIÓN DE LOS EQUIPOS DE MEDIDA EMPLEADOS

Se describen a continuación los diferentes equipos instalados en el laboratorio para la toma de medidas durante los ensayos. Primeramente se tratan los equipos que toman información de las condiciones de operación cada instante, mientras que por otro se describen los equipos de análisis de gases de escape.

7.2.1.EQUIPOS DE MEDICIÓN DE CONDICIONES DE OPERACIÓN.

Para la medición de los parámetros que definen la condición de operación del motor se han empleado multitud de equipos. Por un lado, se han tomado medidas mediante un PC, por otro se han empleado equipos conectados a sensores instalados en la propia celda que toman medidas directas de determinadas variables.

Medición mediante unidad de control electrónico.

Los automóviles modernos incorporan sofisticados sistemas de control electrónico basados en el empleo de multitud de sensores distribuidos por el vehículo que envían información de las condiciones de operación a una unidad de control electrónico que emplea esa información para comandar ciertos sistemas como la refrigeración, la inyección de combustible, la geometría del turbo (en el caso de turbos de geometría variable), etc. Gracias a ello, y mediante el software adecuado junto con un conector que permita la conexión con la clema OBD (On Board Diagnostics), se puede acceder a gran cantidad de datos de operación del motor. En este proyecto se ha empleado la toma de datos mediante software OBD para tomar las medidas de caudal de aire de admisión y presión de soplado de turbo.

Medición directa.

Por otro lado, hay variables que han sido controladas mediante el empleo de sensores y dispositivos acoplados físicamente al motor de manera directa. Las medidas de temperaturas se basan en el empleo de termopares insertados en las diferentes líneas de fluidos (refrigeración, aceite, aire de admisión y gases de escape), como ilustra la Figura 32, y visualizadas mediante displays electrónicos en la cabina.

Figura 32- Termopar insertado.

El caudal de gasóleo es medido mediante el empleo de un transmisor/controlador Type 8619 multiCELL acoplado a un sensor de caudal.

Figura 33- Transmisor/controlador de medición de caudal de gasóleo.

El par es medido mediante el empleo del freno tal y como se comentó en el apartado 7.1. La señal es visualizada mediante un display electrónico en la cabina de ensayos de la celda.

7.2.1.EQUIPOS DE MEDICIÓN DE EMISIONES.

El sistema de medición de las emisiones generadas durante la operación del motor en los ensayos será mediante el bloque de equipos de medición MIVECO PEMS 2.0 del Laboratorio de Motores Térmicos de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales de Madrid. Dicho bloque consiste en una agrupación de diferentes equipos de medición de gases que servirán para evaluar las emisiones de hidrocarburos, óxidos de nitrógeno, monóxido de carbono, dióxido de carbono y partículas. Los equipos se sirven de un tubo de muestreo implantado en la línea de gases de escape para la toma de medidas. Se describen a continuación los equipos del bloque empleados para la toma de datos de ensayos en este proyecto (Figura 34).

Analizador de CO, CO2 y O2.

El equipo empleado para medir estos gases será el SIGNAL 9000 MGA. Se trata de un equipo que emplea la tecnología de absorción de infrarrojos no dispersivos (NDIR), que es la tecnología recomendada por la Unión Europea y Estados Unidos para realizar medidas de CO encaminadas a la

homologación de motores. Los rangos de medida de este equipo son de 0-10000 ppm para el CO y de 0-20 % para el CO2.

Debido a que el vapor de agua absorbe energía infrarroja en la misma longitud de onda que el CO y por tanto causaría interferencias en su medida, es necesario condensar el vapor de la línea. Para ello, se instala un sistema Peltier que eliminará la humedad de los gases de escape para posibilitar la medición correcta de CO.

Analizador de NOx y O2.

Para la medición de NOx se emplea el equipo MEXA 720, de la marca HORIBA. Este equipo emplea un

sensor cerámico de zirconio como método de medida. Este sistema tiene una rápida respuesta y presenta una gran fiabilidad y durabilidad. El rango de medida de este equipo es de 0-5000 ppm de NOx.

Analizador de hidrocarburos.

En el caso del análisis de los hidrocarburos, se utiliza el equipo THERMO FID PT de MESS ANALYSENTECNIK, que emplea una llama de combustión de hidrógeno para quemar los componentes orgánicos, que generan iones negativos que se miden en la boquilla del quemador mediante el empleo de un electrodo que genera un potencial que los atrae. Esto proporciona una medida proporcional al contenido en carbono orgánico de la muestra. La línea que alimenta este equipo se encuentra calefactada para evitar la condensación de los gases. El rango de medida de este aparato es de 2-100.000 mg de carbono orgánico/ m3_.

Analizador de partículas.

El equipo empleado para el análisis de la concentración de partículas en los gases de escape es el MPM-4 de Maschinenbau Haldenwang GmbH & Co., no incorporado en el bloque MIVECO PEMS 2.0. Este equipo emplea un láser para medir la opacidad de la muestra y emplear dicha medida para evaluar la concentración de partículas en ella mediante correlaciones. El rango de medida del equipo es de 0,01-700 mg/m3_{, detectando partículas por debajo de los 100 nanómetros.}

Tubo de muestreo.

El tubo de muestreo de la instalación de gases de escape se instala en la línea de gases de escape del motor de tal forma que permita extraer muestras de los gases que serán enviadas a los equipos. Este tubo posee dos salidas de gases, una calefactada que alimenta al equipo de análisis de hidrocarburos, y otra línea fría que servirá para alimentar a los demás equipos. La Figura 35 muestra el tubo de muestreo empleado.

Figura 35- Tubo de muestreo de gases de escape.