segunda-feira, 16 de novembro de 2020

Afinal, qual será o melhor provisão para o EGR?

Um sistema que suscita muita desconfiança, o EGR tem sido o método mais comum para controle das emissões de óxidos de nitrogênio em motores turbodiesel veiculares leves pela aparente simplicidade e por dispensar o fluido-padrão AdBlue/ARLA-32/ARNOx-32/DEF requerido pelo SCR. No entanto, o recrudescimento das normas de emissões já tem tornado mais comum em alguns mercados um uso combinado tanto do EGR quanto do SCR ou de um catalisador LNT (Lean NOx Trap) sólido a partir das normas Euro-6 e equivalentes. Mas de um modo geral, permanece relevante a questão em torno de qual seria a melhor forma de prover a recirculação de gases de escape pela qual o EGR atinge seus objetivos, com o recurso a uma válvula integrada ao sistema de escapamento para redirecionar parte do fluxo novamente à carga de admissão com ou sem passagem por um resfriador sendo ainda o mais comum, embora motores mais recentes com variação de fase no comando de válvulas tanto na fase de admissão quanto na de escape até possam recorrer ao que se convencionou mencionar como "EGR interno" por mais que tal solução seja particularmente incomum em motores Diesel.

Embora alguns possam supor que simplesmente diluir as câmaras de combustão com gases inertes de escape para reduzir a concentração de oxigênio e nitrogênio, que já seria suficiente para aproximar as proporções de ar e combustível necessárias à combustão completa, poderia trazer melhores resultados se tais gases recirculados fossem sempre refrigerados, na prática pode haver benefícios em usar EGR não-refrigerado especialmente em seguimento a uma partida a frio visando estabilizar a marcha-lenta mais cedo e durante a autolimpeza ou "regeneração" do filtro de material particulado. De fato, é cada vez mais crítico para o correto funcionamento dos dispositivos de controle de emissões e para atenuar dificuldades no uso de concentrações mais altas de biodiesel uma maior precisão no gerenciamento térmico do motor, e isso inclui eventualmente aproveitar uma parte da energia que seria dissipada na forma de calor mas que ainda teria aproveitamento para melhorar a eficiência durante um processo de combustão subsequente. Levando em consideração que não apenas altas pressões, mas o aquecimento aerodinâmico resultante da compressão das cargas de admissão é importante para que possa ocorrer a auto-ignição do óleo diesel ou de substitutivos, na prática a combinação entre uma energia térmica recuperada e a tendência que gases quentes tem a se expandir podem até favorecer a combustão em algumas condições.

Mas como seria de se esperar, o EGR também apresenta alguns efeitos colaterais indesejáveis, e que se mostram potencialmente problemáticos como uma acidificação mais intensa do óleo lubrificante e contaminação com partículas abrasivas, além de aumentar a incrustação de resíduos carbonizados no coletor de admissão ao serem misturados com vapores oleosos provenientes da ventilação positiva do cárter (PCV - "válvula antichama") no caso do EGR externo. A presença do "EGR interno" foi menos expressiva em motores Diesel para aplicações pesadas, destacando o motor Caterpillar C15 ACERT que foi usado em caminhões de origem americana como os Kenworth série K antes que passasse a ter somente motor Cummins X15 quando a produção passou a acontecer somente na Austrália que usa só o SCR para controle das emissões de NOx. De fato, nas aplicações pesadas o EGR foi mais rejeitado até em função de discrepâncias na qualidade do óleo diesel convencional com o "diesel rodoviário" mantendo a concentração de 500 partes por milhão de enxofre (S-500) enquanto dentro de perímetros urbanos o mais comum é encontrar o Diesel S10 com 10 partes por milhão de enxofre, e portanto não convém deixar de prestar atenção ao teor de enxofre independentemente de qual sistema EGR estiver em uso para evitar o risco de danos que compostos sulfurosos possam causar ao motor durante a recirculação de gases de escape.

Vale fazer uma menção à não-obrigatoriedade de viaturas militares serem enquadradas nas normas de emissões que se aplicam aos veículos civis, o que já pressupõe entre outras possibilidades suprimir ou anular o EGR em modelos originalmente dotado desse sistema e se fosse o caso até proporcionar uma sobrevida a motores hoje obsoletos no mercado civil como o 14B que equipava as últimas versões do Toyota Bandeirante, já levando em consideração a necessidade de adequar a frota à eventual utilização de combustíveis com especificações diferentes em situações de combate nas quais uma logística para manter o suprimento do óleo diesel convencional poderia ser muito perigosa ou onerosa. Além do teor de enxofre, também cabe considerar o índice de cetano que quantifica a intensidade de propagação da chama nas câmaras de combustão e também pode resultar no processo de combustão mais incompleto e com maior formação de fuligem caso esteja abaixo do padrão habitual, o que seria problemático também num motor equipado com filtro de material particulado. Em algumas situações, não é tão incomum viaturas de forças terrestres ou navais recorrerem a querosene de aviação, com o intuito de simplificar a logística em zonas conflagradas quando se faz necessário dar prioridade aos motores de aviões e/ou helicópteros que eventualmente até possam mas não sejam homologados para usar óleo diesel nem durante emergências.


Considerando fatores que vão desde um acesso relativamente fácil para desabilitar o sistema quando necessário (ainda que possa ser uma modificação ilegal), passando pela economia de escala em caso de seguir atualizando um motor como o Renault K9K 1.5dCi já conhecido no exterior desde a época que equipava o Renault Clio II enquando os brasileiros tinham que se conformar com o D4D de 1.0L a gasolina, o EGR externo pode não ser tão indesejável em aplicações atuais do K9K como o Dacia Dokker vendido na Argentina como Renault Nuevo Kangoo. No caso de um motor sem variação de fase, o que é especialmente compreensível tendo em vista que nos motores Diesel não é tão usual uma faixa de rotações muito ampla que necessite de recursos muito sofisticados para manter a elasticidade, nem teria como justificar qualquer tentativa de aplicar um "EGR interno". Enfim, apesar de ter efeitos colaterais e tornar-se algo a mais para requerer manutenção, um EGR externo ainda pode encontrar justificativas para que permaneça o método mais comum.

Um comentário:

  1. Para quem não gosta de ter que ficar limpando carcaça do EGR de tempos em tempos, o sistema interno direto pelo comando de válvulas é menos intolerável.

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Nem sempre é viável manter as relações de marcha originais após converter um veículo para Diesel, em função dos regimes de rotação diferenciados. Portanto, uma alteração das relações de diferencial ou até a substituição do câmbio podem ser essenciais para manter um desempenho adequado a todas as condições de uso e a economia de combustível.

It's not always viable to retain the stock gear ratios after converting a vehicle to Diesel power, due to different revving patterns. Therefore, some differential ratio or even an entire transmission swap might eventually be essential to enjoy a suitable performance in all driving conditions and the fuel savings.

Mais informação sobre relações de marcha / more info about gear ratios
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