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Clean Diesel Technology

Isuzu Motors está comprometida con atacar la polución ambiental en su punto más crítico de gestionar. En particular, la compañía hace esfuerzos para desarrollar motores diesel limpios.

 

Inventado hace más de un siglo, el motor diésel es un sistema de combustión interna extremadamente flexible que ha sido una fuente de poder indispensable por largo tiempo, usado en amplia variedad de aplicaciones desde autos, camiones, trenes y barcos hasta diferente tipo de maquinaria industrial. En línea con el crecimiento de su popularidad, también ha presentado a sus fabricantes dificultades para alcanzar progresivamente sistemas de emisión más limpios.

 

En Europa, los motores diésel han sido evaluados muy bien por mucho tiempo, pero en Japón o Norte América tiene un reconocimiento poco favorable. Por otro lado, debido a que combinan excelente eficiencia en el consumo de combustible con una relativa baja emisión de dióxido de carbono (Cox), los motores diésel tienen un inmenso potencial para ayudar a prevenir el calentamiento global y contribuir a la preservación del medio ambiente. Isuzu está intentando ir más allá en mejorar las ventajas de los motores diésel, que incluyen alto performance y durabilidad en adición a su alto potencial en eficiencia térmica equivalente a las celdas de combustible. Al mismo tiempo, la compañía está poniendo su energía en la investigación y desarrollo de un motor limpio con la meta de reducir las partículas de materia (PM por sus siglas en inglés) y los óxidos de nitrógeno (NOx). Actualmente tenemos motores diésel con tecnología de clase mundial, un portafolio completo de motores de alto rendimiento, una producción global con bases en cuatro regiones distintas, algo que no ha logrado otro fabricante de motores diésel Apoyado en estos activos y capacidades, Isuzu está determinada a convertirse en el fabricante de motores diésel número uno en el mundo en términos tanto de calidad como cantidad.

Amplio rango de aplicaciones

Motores diésel versátiles

ILos motores diésel son extremadamente versátiles en términos de sus aplicaciones. Una de las razones de esta flexibilidad es la potencia que entregan de unos cuantos caballos de fuerza. Los motores diésel son utilizados como fuentes de poder para cualquier vehículo, camión, embarcaciones, maquinaria de construcción, trenes hasta podadoras y generadores eléctricos para fábricas y edificios. Ningún otro motor de combustión interna empuja tan amplio rango de aplicaciones, lo que le permite a los motores diésel jugar un rol muy importante en nuestras necesidades diarias de potencia.

 

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Los motores diésel no desperdician combustible



ILos motores diésel son extremadamente versátiles en términos de sus aplicaciones. Una de las razones de esta flexibilidad es la potencia que entregan de unos cuantos caballos de fuerza. Los motores diésel son utilizados como fuentes de poder para cualquier vehículo, camión, embarcaciones, maquinaria de construcción, trenes hasta podadoras y generadores eléctricos para fábricas y edificios. Ningún otro motor de combustión interna empuja tan amplio rango de aplicaciones, lo que le permite a los motores diésel jugar un rol muy importante en nuestras necesidades diarias de potencia.

 

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Tecnologías para reducción de CO2

Sistemas de combustión de Motores Diésel

La calidad de combustión en un motor diésel depende de que tan rápido y cuán completamente se mezcla el combustible con el aire conforme se inyecta en la cámara de combustión. Dos sistemas básicos ha sido desarrollados para mejorar esta mezcla: Inyección directa e inyección indirecta.

Inyección Indirecta:

Actualmente se limita su uso a autos de pasajeros y camiones de servicio ligero, el diseño más popular cuenta con una cámara esférica en la cabeza del cilindro. El aire es forzado dentro de la cámara por el pistón y empieza a girar rápidamente, lo que promueve una buena mezcla cuando el combustible es inyectado. Se da una combustión preliminar de la mezcla y se eleva el calor, forzando a alta velocidad el combustible remanente aún no quemado dentro de la cámara, donde se mezcla bien con el aire y se da la combustión completa.

Ventajas:

  • Ideal para motores rápidos y de latas revoluciones.
  • Menor vibración y ruido

Desventajas:

  • Cámara adicional implica costos adicionales en el diseño y fabricación.
  • Área más grande conlleva pérdida de calor y reduce la economía de combustible.
  • Mayores temperaturas de operación desgasta las partes más rápidamente.

 

Inyección directa:
Introduce el combustible directamente dentro de la cámara de combustión, promueve la economía de combustible, pero el movimiento de aire no es lo suficientemente fuerte como para logar una mezcla ideal con el combustible. Esta debilidad es sobrellevada con cámaras y entradas de aire especialmente diseñadas, y por el uso de inyección de alta presión. Los motores diésel de inyección directa están ganando popularidad. Son ahora más usados en casi todos los camiones de 4 o más toneladas de capacidad de carga y también en una porción significativa de vehículos para pasajeros en Europa.

Ventajas:

  •       Reduce la pérdida de calor lo que resulta en una economía de combustible
  • Por diseño son durables y confiables, parcialmente porque es poco afectada por el calor o la distorsión por presión.
  • El motor enciende fácilmente y las bujías de pre calentamiento no son necesarias

Desventajas:

  •  Los diseños actuales producen más emisiones de NOx que los sistemas de inyección indirecta.
  • No es ideal para vehículos con altas revoluciones (autos de pasajeros) por las dificultades para crear un flujo de aire ideal.

 

Sistemas de combustión de Motores Diésel

Turbo cargador:


Es un mecanismo que incrementa la cantidad de aire suministrado a la combustión interna del motor a una presión más alta de la presión normal, es básicamente una turbina propulsada por los gases de escape. Al permitir que ingrese más aire al cilindro y manteniendo la emisión al mismo nivel, un turbo cargador puede mejorar la eficiencia de la combustión y mejorar la entrega de potencia.` I ntercooler: Es un dispositivo que enfría el aire suministrado, el cual es calentado conforme es comprimido en el turbo cargador. Entonces, se manda faire frio condensado al cilindro. Ventajas de los motores turbo cargados El turbo cargador puede suministrar un desplazamiento mayor al cilindro, este alto nivel de salida puede obtenerse con un pequeño volumen de escape. Alcanzado alto poder con poco volumen significa que el peso y tamaño del motor puede reducirse, y esto implica un vehículo más liviano y una mejorada eficiencia en consumo. Adicionalmente un motor turbo cargado puede generar 20% a 50% más de torque comparado con un motor sin turbo cargador del mismo desplazamiento. Estas ventajas hacen que los motores turbo cargados sean ideales para vehículos usados para largas distancias.

Tecnologías para reducción de PM

Sistemas de combustión de Motores Diésel

Para poder reducir las partículas y materia, es necesario crear una combustión completa mediante la pareja pulverización del combustible en la cámara de combustión. Para lograr esto, el combustible y aire deben mezclarse bien. La inyección de alta presión es una tecnología que mejora la mezcla de aire-combustible mediante la pulverización del combustible en la cámara de combustión por una gran fuerza que produce un alto grado de atomización. Una fina llovizna de combustible asegura un mezclado adecuado. Esta llovizna se mezcla con el aire dando como resultado una combustión más completa y eficiente.


El sistema de inyección de alta presión como el sistema de riel común controla la presión de inyección de combustible y el tiempo de forma óptima. Puede producir condiciones para la mezcla de combustible y aire que resultan en una combustión uniforme en el cilindro seguidas por la ignición y completar de forma rápida el ciclo de combustión.

Tecnologías para reducción simultánea de PM y NOx

 

Cuando la temperatura de la combustión es alta, y la mezcla de aire/combustible esta cerca de la combustión completa, se genera más NOx en la emisión. En otras palabras, cuanto más eficientemente se quema el combustible para obtener más entrega de potencia, mayor cantidad de NOx es generada. Sin embargo, si se baja la temperatura de combustión, resulta en una baja entrega de potencia y menos eficiencia en consumo de combustible. Así que para reducir la generación de NOx, el motor debe ser capaz de controlar el ciclo de combustión de una forma calma. El uso de un sistema electrónico que controle la cantidad de combustible que se inyecta y el tiempo, un motor diésel puede alcanzar una combustión bien balancead, y consecuentemente producir emisiones más limpias y bajas en NOx al mismo tiempo que mantiene el rendimiento óptimo.

 

Sistema de inyección de alta presión tipo de riel común
El sistema de inyección a alta presión de riel común de ISUZU entrega una inyección a alta presión que los sistemas convencionales de alta presión, reduce la cantidad de PM que se genera durante la combustión, y al mismo tiempo, el sistema elimina las emisiones de NOx usando la unidad de control electrónico (ECU) para ajustar con precisión absoluta la presión, tiempo y periodo.

Otras tecnologías para un diesel más limpio

Convertidor catalítico
Este oxida las PM y HC del escape del motor convirtiéndolas químicamente en sustancias inofensivas tales como CO2 y agua. Los gases de escape pasan a través de un catalizador de alta relación de purificación que se instala a medio camino del sistema de escape. Las partículas se reducen significativamente, el convertidor catalítico de ISUZU remueve las fracciones orgánicas solubles (SOF por sus siglas en inglés).
Convertidor Catalítico de NOx (en desarrollo)
Este dispositivo diseñado para convertir el NOx generado por el motor diésel en inofensivo nitrógeno, agua y CO2. ISUZU actualmente está investigando y desarrollado este tipo de catalizadores para diesel oil o urea como agentes reductores.

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Regeneración Continua DPF (en desarrollo)
La regeneración continua tipo DPF (Diesel Particle Filter) es un sistema que convierte el monóxido de nitrógeno (NO) en los gases de escape en dióxido de nitrógeno (NO2), que puede ser oxidad muy fácilmente en el convertidor catalítico, quema las partículas de materia (PM) atrapadas en el filtro. Este sistema no requiere ninguna fuente de energía para quemar las partículas PM.

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Vehículos de combustible alternativo

ISUZU esta desarrollando vehículos de bajos niveles de polución usando fuentes alternativas de energía. Estos vehículos no son solo un vital paso hacia adelante para lograr niveles más bajos de emisiones contaminantes, sino también contribuirán a una utilización más adecuada de los recursos limitados.Vehículos a Gas Natural Comprimido (CNG) Estos vehículos emiten muy bajas emisioens de NOx y monóxido de carbono (CO) e hidrocarbonos (HC) y virtualmente ninguna partícula (PM). Otra característica del gas natural, que su principal componente es metano, es que produce muy poco CO2. Isuzu produce convertidores catalíticos de tres vías para los vehículos CNG que logran un excelente rendimiento en lo que a emisiones se refiere.

 

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Ventajas
  • Cero emisiones de PM
  • Bajas emisiones de NOx
  • Muy bajas emisiones de CO2
Desventajas
  • Distancias de recorrido cortas
  • Tanque de combustible pesado

 

Vehículos Híbridos

Los vehículos híbridos son diseñados para baja polución y ahorro de energía usando fuentes de poder duales. ISUZU ELF diésel hybrid logra bajas emisiones de CO2 y un alto nivel de eficiencia en combustible mediante la generación de energía mientras el vehículo des acelera. El camión ELF Diesel Hybrid de ISUZU utiliza un sistema híbrido original de ISUZU, el cual ha sido optimizado para camiones de servicio liviano. El sistema logra excelentes niveles de economía comparado con otros vehículos híbridos, también entrega una rendimiento durable y seguro el cual es importante y requerido por las vehículos comerciales.

El camión ELF diesel hybrid de ISUZU tiene las siguientes características:

  • Está basado en el motor diésel 4HL1, asistido por un motor eléctrico, el sistema de cambio Smoother-E permite una regeneración de energía muy eficiente y un cambio automático entre los diferentes niveles de velocidad.
  • Por primera vez un camión liviano usa una batería de ión-litio, esta entrega 3 veces más tiempo de vida útil que una de níquel.
  • Un sistema de impulso paralelo es utilizado, en caso de falla en el sistema híbrido, pueda seguir conduciéndose el camión solo con el motor diésel.

 

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Ventajas

  • Mejorado rendimiento y bajas emisiones de CO2
  • Emisiones de escape reducidas durante el arranque y aceleración

Desventajas

  • Sistema aún complejo