Post extraído do nosso Curso "On-Line" em Tecnologias DIESEL:
O que é o que é, que quando um desapare o outro faz a festa?
Até soa como brincadeira de adivinha ou algo irrelevante.
Mas nesta gangorra, aonde um sobe e o outro desce é que grandes avaços em tecnologia de Powertrain (Motor + Pós-Tratamento) tem surgido.
Bom para a população que respira um ar de melhor qualidade. Bom para o planeta.
Mas ... como assim, bom para o planeta? Como assim gangorra? Quem é quem aí no tabuleiro?
Bora analisar a figura abaixo? Extraí do nosso Curso "On-Line" em Tecnologias Diesel! Link aqui: https://www.professorlodetti.com.br/
Slide do Curso "On-line" de Tecnologias DIESEL
Os sujeitos do Post são, de maneira lúdica, o casal ali na gangorra. Senhorirta NOx e Senhorito Particulado. Ambos são formados quando da combustão do motor Diesel. Combustão esta, que não deveria gerar sub-produtos pois a gente aprendeu na escola que: Hidrocarboneto + AR = CO2 e H2O.
Porém na natureza as coisas são entrópicas, irreversíveis e vemos então que na prática, a teoria é outra!
Pensemos no combustível, o óleo Diesel. Este, formado por uma "sopa" de moléculas de diferentes cadeias carbônicas. Cada qual, com as suas características próprias. Mais ou menos, como analogia, cada molécula tem o seu "CPF".
Quando injetado a altíssimas pressões (1600bar a 2400bar) dentro da câmara de combustão, encontra o ar atmosférico pressurizado e com temperatura de várias centenas de graus Celsius (~500C). Tem mais infos aqui no POST-05 https://www.professorlodetti.com.br/post/combust%C3%A3o-diesel
O problema é que nem tudo é bem misturado, que nem tudo queima completamente, que nem tudo a frente de chama alcança, que nem tudo o ar faz evaporar, que nem tudo dá tempo de queimar. Destes desarranjos, temos locais de alta temperatura que vão formar os óxidos de nitrogênio (NOx = NO + NO2) e vão formar Material Particulado = Carbono, Sulfatos, Cinzas . A combustão Diesel é heterogênea e globalmente com excesso de ar (Lambda bem alto)
A Senhorita NOx é um gás tóxico e contribuinte do "Smog" na atmosfera. Smog = Poluição atmosférica.
O Senhorito Material Particulado, oriundo da combustão rica e fria, é tido como cancerîgeno.
A Senhorita NOx surge, quando das altas temperaturas da combustão Diesel. Ela gosta muito de temperatura e do nitrogênio do ar.
O Senhorito Material Particulado, por sua vez, ao presenciar as temperaturas elevadíssimas da combustão Diesel, queima-se quase por completo.
Mnemônica da relação NOx e PM
Temos então a gangorra NOx-PM. Em inglês, chamamos NOx-PM "Trade-Off".
Então, se a combustão for um pouco mais fria, A Senhorita NOx sai de cena e, eis que quem aparece? Pois é, o Senhorito Material Particulado.
Face a isto, desenvolveram-se várias estratégias de combustão, funcionamento, controle de "Boost", recirculação dos gases de escape (EGR), pós-tratamento como o DOC, DPF, SCR, etc, etc, eticetera...
O que nos diz a Figura lá acima?
Ela diz que quando eu desejo eliminar o Senhorito Material Particulado, eu devo aumentar a temperatura da combustão. Assim, a minha seta vai para baixo e para a direita. Notem que o NOx aumenta e o "PM" cai. Neste caso, a estratégia foi aumentar o avanço da injeção. Este, aumenta a pressão de combustão e a taxa de dissipassão de calor "Heat Release". O resultado é uma combustão com temperatura elevadíssima, capaz de oxidar "queimar" quase todo o carbono presente no combustível.
O contrário também pode ser feito dentro do motor: Eu vou esfriar a temperatura global da combustão em recirculando uma parcela dos gases de escape (EGR = Exhaust Gas Recirculation). Com isto, "NOx" diminui e....quem faz a aparição? Isto mesmo, o Senhorito Material Particulado! Na figura, temos então a seta indo para cima e para a esquerda.
O conceito da combustão com EGR
Faça o curso "on-line": https://go.hotmart.com/N27477906M?dp=1
Mas.....tem como tirar ambos os sujeitos do cenário ao mesmo tempo?
Tem sim!
Por isso que usam-se tecnologias de Pós-Tratamento dos gases de escape.
Aqui, adota-se uma estratégia de combustão para eliminar um dos elementos dentro do motor e o outro elemento, fora do motor.
No caso de um motor EURO5 com SCR (....aquele que injeta ARLA32 no SCR = Seletor Catalítico de Redução): Tem-se uma combustão bem agressiva (Bem quente! Motor com pressão! Turbo cheio! Ponto elevado!) para eliminar o "PM".
Aqui temos um vídeo sobre Boost: https://youtu.be/t8VBmbc-jI8
Disto, resulta-se uma grande formação de NOx saindo do motor. Mas, a Senhorita NOx será logo eliminada ao entrar no SCR e reagir com o ARLA32.
Teremos no final, uma redução drástica de Material Particulado (oriunda da combustão do motor) e do NOx (oriunda do SCR).
Tá, mas e porque carga d'água diminui também CO2 em um motor EURO5 com SCR?
A resporta é que com uma combustão bem agressiva, o motor ganha em eficiência. Por sua vez, reduz o consumo de combustível e..... quando se diminui o consumo, também se diminui a emissão do CO2.....que é um gás de efeito estufa.
Bora ler novamente para fixar?? #Partiu!!
Abraços!
Professor Lodetti
Comentários