¿Cómo funciona el motor sin urea de Volkswagen?

El revolucionario motor MAN D08 tuvo su origen de diseño en Alemania y llega al país desde la planta de fabricación que Volkswagen Camiones y Buses tiene en Resende, Brasil. Actualmente, se presenta en dos versiones: de 4 cilindros (con potencias de 190 y 230 CV) y de 6 cilindros (275 CV). Llegó para equipar las gamas Constellation: Robust 15.190 y 17.230; Constellation 17.190; 17.280; 26.280 y 31.280, así como la gama Volksbus para sus modelos 15.190 OD; 17.230 OD; 17.280 OT y 18.280 OT. En nuestra visita a Volkswagen Service Akademie, recibimos una charla técnica de parte José Pandolfini, Gerente zonal de Postventa para VW Camiones y Buses, y de Pablo Carbone, Gerente zonal de Asistencia Técnica. Con ellos, aprendimos algo más sobre sus características, virtudes y diferencias con respecto a otros tipos de motores. En este primer informe, te detallamos cómo es su funcionamiento.

El motor MAN D08 posee una característica diferencial: no requiere el uso de urea. En Argentina, para cumplir las normas Euro 5 hubo que adecuarse a un funcionamiento que no genere demasiados residuos contaminantes, como la materia particulada y óxido de nitrógeno (NOx) que emanan los motores a combustión, y fue precisamente la tecnología libre de urea del MAN D08 la que conformó la gama Advantech presentada hace tres años.

A diferencia del sistema SCR presente en motores Cummins que equipan la línea pesada de Volkswagen, donde se le agrega al conjunto un sistema de tratamiento de gases de escape en base al compuesto químico urea (o también llamado Azul 32), en el sistema EGR del MAN D08 se reduce la temperatura de los gases de escape para conseguir una menor toxicidad. Mediante estudios de desarrollo se comprobó que los gases nocivos no llegan a generarse cuando se trabaja a una temperatura inferior a los 1.340 grados centígrados. Por lo tanto, para tener una menor formación de materia particulada y NOx, es necesario que los gases residuales estén por debajo de esa temperatura. ¿Cómo se logra esto? MAN utiliza una tecnología que permite, a través de la recirculación de gases, que el material residual alcance una temperatura por debajo de los 1.300 grados. Por eso es importante conocer cómo funcionan los diferentes circuitos que conviven en el motor: el de circulación del aire, de lubricación y de combustible.

 

# Circulación de aire

El motor toma aire a través del filtro, que ingresa por la tobera y se dirige al turbocompresor de dos etapas que se complementan de acuerdo a la exigencia. En la primera etapa (también conocida como ‘turbo chico’), el aire se comprime a bajas revoluciones a partir de las 750 rpm. Cuando se superan las 1.300/1400 vueltas al sobrecargar el esfuerzo motriz, el aire pasa a la segunda etapa (o también denominada ‘turbo grande’). En ambos casos, el siguiente paso es el ‘intercooler’ de enfriamiento, ya que el aire debe estar por debajo de los 80 grados centígrados. El siguiente paso es ingresarlo al múltiple de admisión y de ahí a los cilindros donde se realiza la combustión. Sin embargo, la particularidad que tiene el sistema EGR cuando el motor está a plena carga, es que existe un sensor específico que determina la cantidad de óxido de nitrógeno producto de la combustión. Cuando el sensor detecta abundancia de NOx, avisa a la centralita integrada del motor, y ésta abre la válvula EGR, una especie de ‘bypass’ que conecta brevemente el múltiple de escape con la entrada de la admisión (antes del ingreso al turbocompresor). Allí, se produce un control variable del tipo de recirculación mediante una segunda válvula eléctrica. El múltiple de escape reduce su temperatura por medio del líquido refrigerante del motor, se realiza un proceso de intercambio de calor, y los gases enfriados se mezclan con el aire que ingresa por el tubo de admisión, bajando así la temperatura del material de salida para adecuarse a la norma al reducir la emisión contaminante.

 

# Circulación de combustible

El sistema de inyección del motor MAN D08 está basado en el conocido Common Rail, una tecnología de inyección directa (los inyectores están ubicados dentro de la cámara de combustión). La entrada de combustible se realiza a través de una bomba de baja vinculada a una bomba de alta, para luego pasar por una pequeña bomba manual y el filtro de combustible (la famosa “pera”) que se encarga de mantener limpio todo el circuito y de ahí a la rampa de inyección para alcanzar los 1.800 bares de presión, a fin de atomizarse de la mejor manera en los ciclos de inyección. Al igual que el motor Cummins para la línea pesada, el MAN D08 dispone de dos pasos para la inyección. Una pre-inyección diminuta que genera un frente de llama y luego una inyección plena y principal al momento de la compresión. Vale aclarar que esta tecnología necesita de un combustible Grado 3, el Premium (menor a 15 ppm como máximo), para un mejor funcionamiento, ya que el 30% de los gases emanados por el escape se recuperan para su ‘filtrado’ y ‘enfriado’ en el intercambiador de calor. “Con la tecnología EGR, el usuario de Volkswagen obtiene mayor productividad y un mejor rendimiento operacional ya que no necesita de agregados químicos, que requieren una logística extra para el transporte y almacenamiento de la urea, así como de un costo extra debido a su consumo”, señalan desde VW.

 

# Circulación de lubricante

Aquí no hay nada desconocido. Cuando el motor trabaja a máxima exigencia, lo turbos del D08 alcanzan un régimen de más de 100.000 rpm. Para lubricarlo hace falta una película de aceite, ya que no existen rodamientos diseñados para esas altas velocidades. La capacidad de carga del aceite en la versión de 4 cilindros es de 18 litros y aumenta a 23 en el block de seis cilindros. El aceite recomendado para este desarrollo de MAN es el Rimula R6, un lubricante sintético 10W40 de la línea Shell y se reemplaza con un promedio de entre 25.000 o 40.000 kilómetros, según la aplicación. “Utilizar el aceite indicado es una parte fundamental para la vida útil de cada motor. Si se coloca uno de diferente grado o viscosidad, no es lo mismo un sintético que un semi-sintético o mineral, las partes que rozan dentro de un motor se verán afectadas con el tiempo, generando partículas y oxidación que luego se traduce en un desgaste prematuro, es decir, un problema que ninguna empresa de transporte desea tener”, apuntó Paolo Romorini, Asesor Técnico de Shell Argentina.