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23.02.06 FORMACION TECNICA

CONTENIDO ELECTRICIDAD E INYECCIÓN ELECTRÓNICA PARA MOTORES DIESEL ELECTRÓNICA APLICADA INTENSIDAD ELÉCTRICA 1

Forma de medir la intensidad y otras magnitudes en un circuito Distintas formas de regular la intensidad en una electroválvula

NOCIONES DE ELECTRICIDAD Y ELECTRÓNICA APLICADA RECTIFICADORES DE TENSIÓN 24

Diodos rectificadores Diodos emisores de luz Diodos Tener

TDI TDI: EVOLUCIÓN DIESEL 27

Inyección indirecta Inyección directa

TDI: PRINCIPIO DE COMBUSTIÓN DIESEL 28 TDI: TIPOS DE INYECTORES 34

Inyector grupo GM Doble muelle

TDI: CHIPS TDI 36 Perfil de usuario Chips Efectos sobre la biela Efectos sobre el pistón

TDI: PRESIÓN INTERNA EN LA BOMBA 47 TDI: AUMENTO DE LA PRESIÓN DE INYECCIÓN 52 TDI: DOSIFICACIÓN DEL COMBUSTIBLE 53 TDI: AVANCE DE INYECCIÓN 58 TDI: CALENTADORES 60 TDI: TURBOS 68

Tipos de compresores Volumétricos, mandados mecánicamente por el motor Centrífugos, mandados mecánicamente por el motor Centrífugos, accionado por los gases de escape Centrífugos, accionado por los gases de escape de geometría variable Intercambiadores dinámicos de presión, tipo compres Comprobación y ajuste del soplado del turbo

TDI: SENSORES Y ACTUADORES 86 UCE Entrada de señales Salida de actuadores

COMMON RAIL COMMON RAIL: DIFERENCIA DE LOS DISTINTOS SISTEMAS 95

Diesel tradicional TDI y HDI COMMON RAIL: PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO 96

Principio de combustión Sistema hidráulico: bomba de cebado. Filtro de combustible. Bomba de alta

presión. Rampa de combustible. Inyectores COMMON RAIL: SISTEMA ELÉCTRICO 126

Entrada de señales Salida de señales

COMMON RAIL: ENFRIADOR RETORNO DE GASOIL 139 COMMON RAIL: CALENTADOR PARA LA CALEFACCIÓN 140 INYECTOR BOMBA INYECTOR BOMBA: INTRODUCCIÓN. 141

Datos técnicos. Aspectos generales. Arquitectura. Impulsión. Operación de inyección.

INYECTOR BOMBA: ALIMENTACIÓN DE COMBUSTIBLE. 146 Representación esquemática del circuito de combustible. Bomba de combustible y de alimentación de gasoil. Tubo distribuidor. Calentamiento del combustible. Refrigeración del combustible.

INYECTOR BOMBA: GESTIÓN DEL MOTOR. 158 Cuadro general del sistema. Esquema eléctrico y electrónico. Sensores. Actuadores. Sistema de precalentamiento. Esquema de funciones. Inyector bomba - Pre-inyección y combustión.

INYECTOR BOMBA: ALIMENTACIÓN DE COMBUSTIBLE. 175 Árbol de levas de inyectores bomba y mando de correa dentada.

INYECTOR BOMBA: AJUSTE DEL INYECTOR. 178 Funcionamiento inyector. Comprobaciones. Cuidados y precauciones.

23.02.06 1 FORMACION TECNICA

ELECTRÓNICA APLICADA: INTENSIDAD ELÉCTRICA Electricidad La electricidad podemos definirla como el movimiento de electrones por un conductor. Los electrones se desplazan desde el polo mas electro-negativo, es decir con exceso de electrones, hasta el polo mas electro-positivo, es decir falta de electrones.

Pero este sentido de circulación de electrones no ha de ser confundido con el sentido de circulación de la corriente eléctrica, tomado de forma convencional, ya que ésta circula en el sentido opuesto a los electrones. Por tanto siempre diremos que la corriente eléctrica circula desde el polo mas positivo al polo más negativo. Para que se produzca circulación de corriente en un circuito, tiene que cumplirse que ésta corriente eléctrica tenga un lugar por donde salir (polo positivo), un consumidor (resistencia) y un lugar por donde entrar (polo negativo). Podemos decir de esta manera, que aplicaremos una tensión a una resistencia haciendo que circule una intensidad o corriente eléctrica a través de ella.


Tensión La tensión eléctrica, denominada también diferencia de potencial, es la fuerza de empuje que se da a los electrones hacia el circuito eléctrico. La unidad con que se mide es el VOLTIO. Comparando el término con un circuito hidráulico, la tensión correspondería a la presión que se aplica a un fluido para que éste se desplace por un conducto. Observar que en el momento en que tapamos el conducto, no se produce descarga del fluido, por tanto sería la equivalencia a la tensión que nos ofrece una batería con los bornes desconectados, ya que por ésta no circulará ningún electrón.

Se le denomina diferencia de potencial a la resta entre las dos tensiones tomadas en cada polo o borne de la batería, desde un punto común.


Intensidad Se le denomina intensidad a la cantidad de electrones que circulan por el consumidor, cuando a éste se le aplica una tensión. La unidad utilizada para su medida es el AMPERIO.

Si lo comparamos con un circuito hidráulico, el cual está compuesto por un recipiente colocado a una cierta altura del suelo, un conducto colocado en la parte inferior del recipiente y un recipiente de retorno colocado a nivel del suelo, el fluido tenderá a circular por el conducto, ya que sobre él hay aplicada una presión debido al propio peso del fluido dentro del recipiente. La cantidad de fluido que circula por el conducto, será el equivalente a la cantidad de corriente que circulará por una resistencia o consumidor cuando le apliquemos una tensión en bornes del mismo.


En un circuito hidráulico, podemos considerar que todo el fluido que entra en un conducto, saldrá de él. Si el conducto se ramifica, la cantidad de fluido que entra en el conducto principal, será igual a la suma de la cantidad de fluido que sale por cada conducto.

Comparándolo con un circuito eléctrico, se cumplirá la misma regla, de forma que si a un cable que sale de una batería, le conectamos otros cables para dar alimentación a diferentes consumidores, obtendremos que: la intensidad que sale de la batería corresponde a la suma de las intensidades que circula por cada uno de los consumidores.


En caso de tener dos fuentes o recipientes que proporcionen fluido, podemos comprobar que si unimos la dos salidas, para obtener solo un conducto común, la cantidad de fluido que sale por este conducto común, será igual a la suma de la cantidad de fluido que sale de cada recipiente. De igual forma cuando puenteamos en paralelo dos baterías, la intensidad que circula por el consumidor, por ejemplo motor de arranque, será la suma de las intensidades que proporciona cada batería.


Resistencia Como su nombre indica, resistencia es el componente o efecto que se opone a la circulación de una corriente eléctrica en un circuito eléctrico. Su magnitud de medida es el OHMIO ( Ω ). El un circuito hidráulico la resistencia será el efecto que se produce cuando intercalamos en el conducto, un dispositivo que produce una disminución de la sección del conducto, de forma que produce una oposición a la circulación de fluido. Cuanto mayor sea la disminución de sección, menor será la circulación de fluido. Dentro del campo eléctrico, la resistencia es producida por el propio material que está fabricado el componente, según el valor de ésta resistencia, le costará pasar mas o menos a los electrones.

Aislante es cuando la resistencia es tan grande que no permite la circulación de ningún electrón. Continuidad es cuando hay vía libre para la circulación.


Un cable, ofrecerá mas o menos resistencia al circuito, en función del material de que esté fabricado, la longitud ( L ) y la sección ( S ) que tenga. Como característica tiene una resistencia específica ( ρ ) por metro lineal y mm2 de sección, quedando la relación de la forma siguiente: R = ρ x L / S Si en una instalación se utiliza tramos de diferentes secciones, tener en cuenta que la suma de la resistencia de cada tramo será la resistencia total, por tanto tendrá más importancia la sección mas pequeña, ya que esta puede hacer crecer considerablemente la resistencia total. Otra resistencia que nos encontramos en las instalaciones eléctricas, es la proporcionada por una conexión o empalme. Se tiene que mantener constante la sección utilizada en la instalación para no aumentar la resistencia.


Resistencia como componente

El componente está construido para ofrecer una resistencia en el circuito, para poder determinar una caída de tensión o limitación de intensidad necesaria para un circuito.


Circuito eléctrico Un circuito eléctrico está compuesto por los componentes mas esenciales, que serán, un generador de tensión, un consumidor, y los conductores que los une. En él podemos comprobar la relación entre TENSIÓN, RESISTENCIA E INTENSIDAD, aplicando la LEY DE OHM.


Forma de medir la intensidad y otras magnitudes en un circuito Introducción al polímetro La herramienta para comprobar las magnitudes eléctricas, es el polímetro, instrumento que conectándolo adecuadamente nos permitirá realizar todas las mediciones eléctricas. Tiene un selector por el cual podremos definir que magnitud quiere ser medida. Para cada magnitud, tenemos la posibilidad de seleccionar un rango de amplitud de medida. El rango, o escala de medida, elegido, nos permitirá determinar diferentes niveles de amplitud de la magnitud que estemos midiendo. Cada escala nos permite medir el valor desde 0 hasta la escala que hemos seleccionado. Cuando se elige una escala, en la pantalla observamos un conjunto de ceros y el punto. El valor que puede medir en esa escala es hasta que los ceros se convierten en 9 y aparece un 1 delante, ejemplo: Escala de 2 V. Escala de 20 V. En pantalla sale: .000 En pantalla sale: 0.00 Puede medir hasta 1.999 V Puede medir hasta 19.99 V Al tomar la medida de la pantalla, hay que tener en cuenta el posible punto, ya que este indica donde empieza los decimales y no siempre está en la misma posición, va variando según la escala elegida. Si la escala elegida supera en mucho al valor que vamos a medir, el dato será medido, pero la precisión será muy mala, de forma que no notaremos fluctuaciones pequeñas de la tensión. Si vamos a medir una tensión de 100 mV y elegimos una escala de 200 V, el valor que obtendríamos en pantalla, sería de 000, vemos que la precisión de la medida es mala y no permite medir una tensión de 0.1 V. En este caso elegiremos una escala de 200 mV, obteniendo en la pantalla 100, ahora si hay precisión, ya que puede medir hasta una tensión de 0.001 V.


Voltímetro Será utilizado para medir la tensión. Su magnitud es el VOLTIO. Antes de realizar una medición, habrá que seleccionar si la tensión es continua o alterna y la escala. Para su conexión se hará colocando las puntas del polímetro en bornes del punto donde se quiere medir la tensión. En caso de tomar una escala mas baja, lo observaremos por la indicación de “O.L.” o “1.” en el visualizador, inmediatamente subiremos la escala hasta obtener el valor adecuado.


Hay que tener en cuenta que si tomamos la tensión desde un punto de referencia común, masa, no quiere decir que el consumidor tenga en sus bornes esa tensión, ya que podemos tener diferentes componentes conectados en el circuito. Si que sería opción la medida de la tensión desde un punto común, masa, a cada extremo del consumidor y realizar la resta de las dos tensiones tomadas, esta resta si sería la tensión aplicada al componente.


Ohmiómetro Con él realizaremos la medida de resistencia. Su magnitud es el OHMIO ( Ω ). Según la escala elegida, podemos obtener múltiplos del Ohmio, es decir kilo y mega ohm, que son 1.000 y 1.000.000 ohm. respectivamente. Para proceder a la comprobación de la resistencia de un componente, cable o el dispositivo que lo requiera, tendremos que desconectarlo del circuito, de forma que cuando tomemos la medida no nos altere el valor otro componente conectado en el circuito. También es importante realizar esta operación para evitar producir daños en el propio polímetro, ya que podemos estar comprobando una resistencia en un componente que tiene aplicada una tensión, cosa que en caso de no dañar al polímetro, sí que falseará la señal, de forma que sea incorrecta la medida. Para determinar una escala de medida, también elegiremos la inmediatamente superior al valor que vamos a medir. En caso de disminuir demasiado, obtendremos la indicación de fuera de rango “ O.L.” o “ 1.”, en éste caso aumentaremos el rango.


Amperímetro Con este instrumento mediremos la intensidad que circula por un circuito. La magnitud es AMPERIOS. Para esta comprobación tendremos que conectar el amperímetro en serie con el circuito al cual le queremos medir su intensidad. Hay que seleccionar si la corriente a medir es alterna o continua. Cuando queremos realizar esta comprobación hay que tener en cuenta que la intensidad que puede aguantar el instrumento sea superior a la intensidad que queremos medir, de forma que si desconocemos el valor de la intensidad que vamos a medir tendremos que optar por NO medir la intensidad con el polímetro directamente.

En caso de intensidades grandes, lo mas adecuado es utilizar una PINZA AMPERIMETRICA, que es un instrumento con el cual no será necesario desconectar el circuito para medir la intensidad, sino que conectaremos la pinza alrededor del cable que queremos medir.


Tensiones / señal CUADRADA También se le denomina DIGITAL y es una señal con una forma cuadrada, de forma que solo puede tomar dos valores, una de 0 V y otra de un

nivel de tensión fijo, que puede ser 12V, 5V, etc., según el diseño. Es muy utilizada por sensores de tipo Hall, ópticos, etc. y como señal de mando de muchos dispositivos.

Nivel alto: Es cuando se produce el valor de tensión característico, 5 V, 12V, etc.. Nivel bajo: Es cuando la tensión que se obtiene es 0 V. Este tipo de señal nunca pasa a ser negativo. Si de esta señal es diferente el tiempo en que esta a nivel alto y el tiempo en que está a nivel bajo,se dice que no es simétrica, de forma que cuanto mayor tiempo dure el nivel alto de tensión, sin variar la tensión, mas parecido tendrá con una tensión continua. Este tipo de señal, es aplicada a electroválvulas de control, a actuadotes magnéticos, etc…... La señal cuadrada podemos medirla en forma de tensión, en continua, de forma que obtendremos un valor medio entre 0 y la tensión de nivel alto. La mejor manera de poder comprobar el tiempo en que está a nivel alto o a nivel bajo la señal, es con el valor DWELL.


DWELL o CICLO DE TRABAJO Valor Dwell, es el ciclo de trabajo de una señal cuadrada que tiene un nivel positivo y un nivel de 0 voltios, o sea masa.

Siendo:

tI tiempo de MASA.

T Período de SEÑAL Se observa que podemos aumentar la frecuencia sin variar el DWELL, si mantenemos la relación entre ellos. Podemos variar el DWELL, sin variar la frecuencia, si solo varía el tiempo de uno de los dos niveles de tensión.


Frecuencia Para realizar esta medición tendremos que tener el circuito conectado en condiciones normales, midiendo en bornes del dispositivo donde queremos obtener la frecuencia. El valor obtenido será en Herzios, Hz. Si el polímetro tiene la opción de medir en mas rangos de escalas, optaremos por la escala inmediatamente superior a la medida a tomar, en caso de desconocimiento, optaremos por la mayor, e iremos disminuyendo hasta encontrar el valor adecuado. Dwell o ciclo de trabajo Mide el ciclo de trabajo de una señal rectangular. La unidad que obtendremos será %. Para hacer las comprobaciones se ha de tener todo el circuito conectado, y hacer funcionar al componente o dispositivo a comprobar. La medida del valor Dwell se toma con referencia a masa, es decir, una pinza del polímetro (NEGRA) será colocada a masa, y la otra (ROJA) será colocada en el lugar donde se quiere comprobar.


Medidas críticas obtenidas: Dwell 0 %

- Indica que el punto donde se está tomando el valor siempre está a nivel positivo.

- No nos indica el valor de tensión, pero si que sabemos que no es 0 voltios, por tanto AUSENCIA DE MASA.

- Indica, por tanto, que en dicho punto no tenemos variación en la señal, o si la tenemos no llega nunca a 0 voltios.


Dwell 100% Diferentes posibilidades:

- Indica que todo el tiempo está cerrado a masa el punto de la comprobación.

- Si comprobamos un punto que esté AISLADO de masa o de positivo.

- Si el punto donde se está comprobando cierra y abre consecutivamente a masa, pero cuando se abre queda el circuito aislado de masa

y positivo. Aquí faltará el nivel positivo para que pueda medir.


Medida de intensidad con un osciloscopio Medida de la intensidad de arranque Medida de la intensidad relativa

Dependiendo del circuito a comprobar, la pinza amperimétrica puede tener una conversión diferente, por ejemplo 1A / 100 mV, asegurando una buena resolución en la medida.


Distintas formas de regular la intensidad en una electroválvula Una electroválvula se compone de una bobina, y su trabajo será proporcional a la intensidad que se le hace pasar por el circuito.

Al aplicarle una tensión a una bobina, en ésta, debido a su inductancia, provoca un aumento progresivo de la intensidad que atraviesa al circuito. Cuanto mayor sea la inductancia de la bobina mas tiempo tarda en aumentar la intensidad. Esta inductancia depende del material del núcleo de las espiras de la bobina, material de la bobina, etc..

INTENSIDAD DE PASO POR LA BOBINA TENSION APLICADA A LA BOBINA


Los métodos mas habituales para regular la intensidad de la bobina son:

- Resistencia variable en serie con la bobina. - Señal cuadrada modulada en ciclo de trabajo.

Resistencia variable en serie La suma de las dos resistencias (bobina de la electroválvula y resistencia variable), componen un circuito eléctrico que permiten aumentar o disminuir la intensidad del mismo. El valor de intensidad máximo queda limitado al valor de resistencia de la propia bobina.

Señal cuadrada modulada en ciclo de trabajo


Dependiendo de los valores de inductancia de la bobina, el tiempo empleado cambiará y la forma de la curva también. Por ejemplo esta señal hace referencia a la intensidad de una bobina de un inyector common rail.

En el canal A está representado la tensión aplicada a la bobina del inyector. En el canal B está representado la intensidad que pasa por ella. Con esta modulación se consigue mantener aplicada durante mas tiempo la intensidad en la bobina, sin aumentar la magnitud. En el circuito de control, reconoce el valor máximo de intensidad permitido y aplica su regulación.


NOCIONES DE ELECTRICIDAD Y ELECTRÓNICA APLICADA: RECTIFICADORES DE TENSIÓN Diodos rectificadores

El diodo es una unión de un compuesto P y otro N, por tanto PN, obteniéndose en el terminal P el Ánodo y en el terminal N el Cátodo, como en la figura:


El diodo polarizado en inversa se comporta como un completo aislante, y por tanto no conduce la corriente en este sentido.

Polarizado en directa el diodo se convierte en un conductor, por tanto ahora si circulará corriente

Para realizar esta conducción, como mínimo se tiene que aplicar una tensión umbral al diodo. Por tanto el diodo es un componente unidireccional. Este componente es muy utilizado en el vehículo, en el alternador como rectificador, en relés para impedir sobretensiones en el exterior del circuito, cuadros de instrumentos, etc..


Diodo emisor de luz LED Light Emitting Diode

El diodo LED es aquel que cuando es alimentado de forma directa, emite una luz, que puede ser visible o infrarroja. Para conectar un LED tenemos que conocer a que tensión umbral trabaja para conectar una resistencia de valor adecuada en serie, para evitar que se dañe.

Diodos ZENER Cuando se polariza en forma inversa, este tiene una tensión de saturación, llamada de zener.


TDI TDI: EVOLUCIÓN DIESEL – inyección directa e indirecta Las cámaras de combustión para motores Diesel se dividen en dos grandes grupos según se introduzca el combustible directamente en el interior del cilindro o en una cámara separada de elevada turbulencia comunicada con el cilindro por un paso de pequeñas dimensiones. Estos tipos son respectivamente: INYECCION DIRECTA Cámaras de combustión por inyección directa en las que el combustible es inyectado en la parte superior del cilindro; el perfil del pistón es específico para favorecer la turbulencia (cámara toroidal). De todas formas el nivel de turbulencia es muy bajo, por lo que se adopta un sistema de inyección de alta presión y unos inyectores con varios orificios. Para una mejor distribución del combustible, los inyectores pulverizan a través de unos orificios de 0,15 mm aproximadamente, con lo que la fabricación del inyector es muy costosa y delicada. Debido a las reducidas pérdidas de calor a través de las paredes y del notable exceso de aire con el que funciona este motor, el consumo específico es menor sobre todo cuando se adopta un sistema de sobrealimentación.

INYECCION INDIRECTA Precámaras de combustión: que han sido diseñadas para evitar sobre todo asperezas de funcionamiento. El lugar donde se realiza la combustión está formado por dos cámaras:

- Cámara principal: ubicada entre el pistón y la culata. - Cámara de alta turbulencia (pre-cámara): ubicada en la culata.

El combustible es inyectado por un inyector con un solo orificio situado en la pre-cámara de combustión. Una parte del combustible se quema en dicha pre-cámara provocando un aumento de presión; por lo tanto el combustible que todavía no se ha quemado es enviado hacia la cámara principal donde reacciona con el aire procedente de la admisión. Las presiones máximas en el pistón son mas bajas que en el caso de la inyección directa por lo que los órganos mecánicos están sometidos a un esfuerzo menor y el funcionamiento es más suave. Además la presión de inyección es mucho menor. De todas maneras al haber altísimas turbulencias en su interior, también existe más intercambio térmico con las paredes de la cámara y debido al enfriamiento de la misma, el rendimiento específico es cosiderablemente mas bajo y el consumo de combustible mas alto. Además por este mismo motivo se hace necesaria la instalación de bujías de precalentamiento por las dificultades de puesta en marcha en frío.


TDI: PRINCIPIO DE COMBUSTIÓN DIESEL Funcionamiento motor diesel

El funcionamiento de un motor Diesel es muy parecido al de un motor Otto convencional, pero con sustanciales diferencias. En efecto, si en un motor Otto se hacía necesaria la colaboración de un sistema de encendido por alta tensión para inflamar la mezcla, en un motor Diesel, el combustible es inflamado de forma espontánea dentro de la cámara, debido a las altas temperaturas existentes en la misma. Para conseguir esto, es necesario comprimir el aire de entrada hasta valores de 35 kg/cm, con lo cual la temperatura del aire en el interior de la cámara asciende hasta 500-600 grados centígrados. Por lo anteriormente dicho, podemos afirmar, pues, que el aire de entrada de admisión en un motor Diesel no requiere control de ningún tipo, sino que, lo que más interesa es que entre el máximo posible para efectuar un perfecto llenado del cilindro. También se puede deducir que el combustible entra en contacto con el aire de admisión solamente dentro del propio cilindro (por lo que podemos decir que el motor Diesel es alimentado por combustible, mientras que el motor Otto lo es por carburante). Asimismo se puede afirmar también que el motor Diesel es sometido a esfuerzos mecánicos notablemente mayores que un motor Otto, por lo que el coste de fabricación es notablemente mas alto. Además, el motor Diesel tiene un rendimiento combustible-calor-potencia suministrada, mucho mayor que un motor Otto, debido a que la combustión se realiza de forma mucho más lenta dentro del cilindro, añadiendo además la ventaja de que el combustible no tiene que entrar en el colector de admisión por lo que las pérdidas por evaporación del mismo son mínimas.

Línea discontinua: ciclo teórico. Línea continua: ciclo real.


Las fases en el ciclo real Diesel quedan como siguen:

- Compresión del aire de A a B’, con transmisión de calor por parte de las paredes (pistón del P.M.I. al P.M.S.). - Consiguiente combustión y suministro de calor de B’ a C’ (teóricamente a presión constante). - Expansión del fluido de C’ a D’, con cesión de calor a las paredes del cilindro. - Expulsión de los gases quemados de D’ a E y admisión de aire nuevo de E a A.

Debido a esta conformación, el ciclo Diesel, solo puede ser empleado en motores muy lentos, ya que la propiedad de combustión, es mucho más lenta que en un motor Otto. No obstante para solventar este problema, se adaptó el ciclo Diesel-Sabathé, en el cual se anticipa la inyección de combustible antes del P.M.S., pero en dos fases diferentes: Ciclo teórico Diesel-Sabathé.

- Combustión isocórica (a volumen constante) de F a G. - Combustión isobárica (a presión constante) de G a H.


CICLO DIESEL DE CUATRO TIEMPOS Al igual que en los motores Otto, los motores pueden dividirse en dos grandes grupos, de dos y de cuatro tiempos. Debido a que son los más usuales solamente se describirá el funcionamiento del ciclo de cuatro tiempos, que queda como sigue: Admisión: durante la bajada del pistón del P.M.S. al P.M.I., se produce la apertura de la válvula de admisión y la entrada de aire en el cilindro.

Compresión: ahora el pistón sube del P.M.I. hacia el P.M.S. El aire presente en el cilindro, al estar las válvulas cerradas, se comprime dentro de la cámara. Al no haber peligro de autoencendido, ya que el aire por si solo no es combustible, se puede elevar la compresión hasta valores no permisibles en un motor Otto. Debido a esta alta presión (30 a 40 bar), aumenta la temperatura del aire hasta aproximadamente 700 grados.

Combustión/Expansión: poco antes del P.M.S. el inyector introduce combustible finamente pulverizado dentro de la cámara. El encendido del combustible se produce debido a la alta temperatura del aire, iniciándose la combustión, lo cual provoca un aumento de la presión, por lo que el pistón cede hacia el P.M.I.

Escape: durante la bajada hacia el P.M.I. se abre la válvula de escape, y el cilindro se vacía de la mayor parte de los gases quemados. En la siguiente carrera de subida, el pistón acaba de expulsar completamente los gases a través de la válvula de escape.


DIFERENCIAS MOTOR DIESEL-OTTO En resumen, las principales diferencias entre un motor Otto y uno Diesel son las siguientes:

- En el motor Diesel la relación de compresión es mucho más alta por lo que la conversión de la energía calorífica en trabajo es mucho mayor que en el motor Otto.

- Debido a esto el consumo específico se ve también notablemente reducido. Mientras que un motor Otto necesita 300 gr. De combustible por CV generado, un motor Diesel se conforma con 175/197 gr por CV.

- Mayor par motor específico, debido a que la combustión se realiza a presión constante. - Menor emisión de gases nocivos. - Ausencia de sistema de encendido.

PROCESO DE COMBUSTIÓN En los motores Diesel, la combustión se realiza de forma espontánea ya que el combustible es inyectado directamente en la cámara de combustión, al final de la fase de compresión, donde encuentra las condiciones óptimas de temperatura y presión para provocar el autoencendido del mismo. La inyección de combustible empieza antes de que el pistón llegue al P.M.S. (ciclo Sabathé) y continúa después durante aproximadamente 35 grados de giro de cigüeñal. A medida que el combustible pulverizado entra en la cámara de combustión empieza a quemarse por efecto de las grandes temperaturas que hay en el interior. Esto se produce en cualquier punto de la cámara de combustión, por lo que no se produce un frente de llama como en los motores Otto, sino una combustión progresiva de las partículas de combustible conforme van siendo inyectadas. La transferencia de las masas (aire-combustible), necesaria para producir mezcla inflamable se realiza mediante difusión y turbulencia (inyección de combustible y entrada de aire aspirado). También influyen en el proceso de combustión los siguientes parámetros:

- Energía cinética del surtidor de combustible: esta es función de la caída de presión en los orificios de inyección de los pulverizadores y determina, junto a la apertura del cono surtidor, el campo de interacción aire-combustible, así como el tamaño de las gotas de pulverización. La energía del surtidor también esta influida por las características de envío de la bomba de inyección.

- Energía térmica: suministrada por las paredes de la cámara de combustión y por el aire comprimido sirve para que se evapore el combustible por capas o gotas.

- Volumetría de la cámara de combustión: dependiendo de su forma, puede utilizarse para la formación de turbulencias. - Movimiento ordenado de los gases: inducido en el interior de la cámara de combustión, normalmente en sentido rotatorio, mejora el flujo

de aire para el surtidor de combustible y aleja los gases quemados. - Combustión parcial en una cámara adyacente (precámara): produce una presión mayor respecto a la cámara principal, por lo que los

gases quemados y en parte oxidados, y el combustible evaporado son dirigidos por uno o más canales de conexión hasta la cámara de combustión principal, donde luego se mezclaran con el aire residual.


RETRASO DEL ENCENDIDO Analizando la combustión de cada una de las partículas de gasoil puede observarse que entre la inyección de la partícula y su combustión completa pasa un cierto tiempo que puede dividirse en dos intervalos:

- El primer intervalo corresponde al tiempo de retraso del encendido, durante el cual la partícula inyectada recibe del aire que la rodea el calor necesario para llegar a la temperatura de encendido.

- El segundo intervalo corresponde a la duración de la combustión de la partícula, que se quema con la velocidad de reacción propia de las condiciones de presión y temperatura existentes.

En el siguiente gráfico, el instante de inicio de la inyección (A), se sitúa antes del P.M.S. Tras un retraso físico y químico en el que la gota pulverizada tiene que calentarse, evaporarse, mezclarse con el aire, reaccionar con él y empezar a quemarse, se llega al punto (B), en el que la primera partícula empieza a quemarse. Durante el tiempo de retraso (AB), las masas inyectadas se acumulan en la cámara de combustión. Durante el calentamiento del motor el tiempo (AB) va reduciéndose drásticamente, ya que la presión aumenta exponencialmente.

Esto es muy favorable respecto al rendimiento del motor pero negativo de cara a los esfuerzos mecánicos que tiene que soportar la estructura (vibraciones, ruido, aspereza). En el instante (C) se ha completado a la combustión de las masas acumuladas durante el retraso (AB). El instante (D) representa el final de la inyección. El intervalo (DE) representa la post-combustión que debe ser lo mas corta posible debido a que provoca fallos de rendimiento. Al aumentar el retraso del encendido (AB), aumenta las partículas de combustible acumuladas, que al quemarse producen un aumento repentino de la presión y un funcionamiento áspero del motor. Si el retraso (AB) es muy grande, también lo será el aumento de presión lo que provocara detonación, advirtiéndose el golpeteo típico. El fenómeno es parecido al de los motores Otto pero, mientras en dichos motores se presentaba al final de la combustión, en el Diesel es al principio. Para reducir el riesgo de detonación es necesario reducir el tiempo entre la combustión y el inicio de la inyección.


Las variables que influyen en el retraso del encendido son:

- Geometría de los inyectores: se ha de conseguir que las gotas de combustible sean tan pequeñas (pulverización), que reaccionen con el aire lo antes posible. Por otra parte las gotas han de poseer una cierta masa (peso) para que el chorro de gasoil penetre lo suficiente y reaccione con la mayor cantidad de aire posible. - Turbulencia de la cámara (o precámara) de combustión: se han de conseguir remolinos que favorezcan los intercambios térmicos entre el aire y el gasoil. - Velocidad angular del motor: aumentando la velocidad angular del motor se reduce el tiempo para la combustión, por lo que se describe un mayor ángulo durante el tiempo de retraso, por lo que aumentan las masas acumuladas en el cilindro que pueden provocar detonaciones posteriores al P.M.S., con la consiguiente pérdida de rendimiento. - Relacion de compresion: cuanto mas elevada sea esta, menor sera el tiempo de retraso de encendido ya que la presión dentro de la cámara es mayor. Una relación excesivamente alta reduce notablemente la vida de los elementos mecánicos del motor. - Dosificación aire-combustible: el cual tiene un campo de utilización muy amplio que puede variar desde 20:1 hasta 60:1. De hecho no existen los problemas de encendido de los motores Otto, donde con dosificaciones bajas falta oxígeno para la combustión, y con dosificaciones altas el frente de llama se apaga. El tipo de combustión Diesel, donde cada gota se quema por si sola, hace que no existan límites en cuanto al encendido por lo que se producen condiciones con elevado exceso de aire (aprox. 25:1). De todas maneras existe un límite inferior en la dosificacion, en el cual el último combustible inyectado ya no encuentra oxígeno para reaccionar con él y debido a las altas temperaturas y presiones presentes en la cámara se convierte en hidrocarburos sin quemar y en particulas sólidas. Este fenómeno ocurre normalmente en fases de aceleración donde el enriquecimiento de combustible es mayor. El límite inferior de dosificación también aumenta al aumentar la velocidad de rotacion del motor por lo que se hace necesario elevar la velocidad de entrada del aire al motor a través de la creación de turbulencias.


TDI: TIPOS DE INYECTORES La misión de los inyectores es pulverizar el combustible y dar la forma al chorro emitido para producir la combustión de forma adecuada. Los inyectores de los motores diesel son de funcionamiento completamente mecánico. Funcionamiento del inyector El gasoil entra en el conducto (11) procedente de la bomba inyectora, llegando a través de la tobera (3), a la parte inferior del cono de la aguja del inyector (9). Cuando la presión de circuito alcanza el valor de tarado del muelle (6), la aguja del inyector empuja a la varilla (5), venciendo al muelle. En el momento en que la aguja del inyector se desplaza, abre el paso del gasoil y por tanto la pulveriza el gasoil. El gasoil que se desplaza entre la aguja del inyector y la tobera, sale por el orificio de retorno (10).


Inyector para inyección directa En este caso tenemos un inyector que tiene dos muelles, uno el primario y otro el secundario, los cuales permite realizar la inyectada en dos fases, haciendo que sea más suave la marcha del motor. Fases de funcionamiento 1ª Fase: Cuando llega el combustible con presión, lo primero que comprime la aguja es el muelle primario, realizando una altura inicial (A). Inicialmente se inyecta una pequeña cantidad de gasoil, debido a la pequeña altura desplazada. 2ª Fase: Cuando la aguja acaba la carrera (A), empieza a empujar al muelle secundario, por lo que tendrá que aumentar la presión de combustible para vencer la fuerza de este segundo muelle, esto hará el desplazamiento (B), realizando el resto de inyectada. Por tanto cuando la marcha es a carga de motor pequeña, se produce el funcionamiento solo con el muelle primario y cuando la carga es mayor, funciona con los dos muelles.


TDI: CHIPS TDI Perfil de usuario

Cada día es más frecuente la solicitud de aumentos de potencia por parte de los usuarios de vehículos, en ocasiones esta solicitud responde a necesidades de carga superiores en el vehículo, como puede ser el arrastrar una caravana, remolques, etc. En otras ocasiones, el aumento de potencia es simplemente para realizar un tipo de conducción diferente, ya sea para una conducción más deportiva o para seguir haciendo el mismo tipo de conducción y disponer de una reserva de potencia extra para utilizar en caso de que sea necesario. Algunas empresas dedicadas a la potenciación electrónica, remarcan entre las mejoras de esta modificación el ahorro de combustible, si bien es cierto que en ocasiones se ha demostrado que para un mismo tipo de conducción, el consumo de combustible es ligeramente inferior, no sería acertado realizar esta modificación basándose en el ahorro de combustible puesto que el desembolso que supone la modificación y la poca diferencia de consumo, hace que tengan que recorrerse miles de kilómetros para amortizar la modificación realizada. Además, lo normal al realizar un aumento de potencia en el vehículo, es utilizar la potencia extra conseguida por lo que la disminución de consumo ya no se produce. A raíz de la llegada de las gestiones electrónicas, conseguir una potencia extra en los vehículos es sensiblemente más sencillo, existiendo para ello dos principales técnicas, los Calculadores adicionales y la Modificación de los calculadores de origen, también conocido como “CHIPTUNING”. Estas técnicas se basan en la modificación de parámetros que recibe el calculador de gestión de motor o incluso en la variación del propio SOFTWARE del calculador.

Chips

Calculadores adicionales

Como calculadores adicionales se entienden aquellos que se intercalan en la instalación original del vehículo para interferir o modificar las señales que recibe el calculador de gestión de motor y obtener así unos parámetros por parte de la gestión que hagan aumentar el rendimiento del motor.


Estos calculadores adicionales suelen interferir en señales como la de temperatura de motor, temperatura de combustible, presión de combustible, posición del acelerador, señal de carga de motor, etc y en algunos de estos calculadores se puede variar el aumento de potencia deseado mediante un potenciómetro en la misma o incluso mediante jumpers. La mayoría de estos calculadores, incorporan el mismo tipo de conectores que el vehículo en el que se va a montar por lo que no es necesario intervenir en la instalación original del vehículo, lo que facilita el volver al estado original en caso de necesidad expresa.


El aumento de potencia en este tipo de modificación ronda los 15-20CV y unos 30Nm de par motor, aunque no siempre se consigue la ganancia que se indica en la propaganda de la modificación. Lo más adecuado para verificar realmente el aumento de potencia es acudir a un banco de potencia antes de la modificación y después de la misma para comparar los resultados y apreciar la respuesta efectiva de los elementos modificados.

DATOS DESPUÉS DE REPROGRAMAR

DATOS ANTES DE REPROGRAMAR


En ocasiones incluso se aseguran aumentos de potencia que posteriormente, tras instalarlos en el vehículo apenas se nota diferencia alguna, esto suele ocurrir en los sistemas más sencillos, que si bien son los más económicos, a menudo ni siquiera incorporan electrónica sino que están formados por un potenciómetro o una simple resistencia, sin posibilidad de asegurar el trabajo del sistema. Los precios de este tipo de modificaciones están entre los 80 euros de la resistencia para el sensor de temperatura de combustible, hasta los 600 euros de las centralitas con gestión electrónica. La mayoría de calculadores adicionales de este tipo se comercializan únicamente para motores diesel turbo alimentados por ser de los que más se nota el aumento de potencia.


CHIPTUNING En este caso el proceso es diferente, no se instalan componentes adicionales sino que se procede a modificar directamente el software de la unidad de gestión de motor. De esta forma se modifica la cartografía del sistema de inyección para adecuarla a una entrega mayor de potencia (en los motores de gasolina se modifica también el diagrama de encendido). Uno de los procesos que se utilizan para conseguir modificar el software de la unidad se conoce como “REVERSE ENGINEERING”. Este proceso consiste en “descargar” desde la unidad de motor y con ayuda de potentes emuladores, la cartografía de la gestión de motor para poder aislarla y retocar los puntos necesarios para conseguir el mayor rendimiento. Una vez modificada la cartografía, se introduce en la unidad de motor, sustituyendo el diagrama original. Para sustituir el software modificado por el original en la unidad de gestión de motor existen dos procesos según versiones: A -El primer proceso se realiza si la unidad de gestión de motor incorpora una EPROM del tipo “regrabable” conocida como EEPROM o también las llamadas FLASH EPROM, la operación consiste en borrar el software original y grabar el nuevo software modificado. Para ello se utiliza un ordenador con el programa adecuado para modificar y grabar el nuevo software a la unidad de gestión de motor a través del propio conector OBDII. Existen empresas que se dedican a vender el software modificado, de modo que se compra el software y se introduce de la forma indicada en la unidad de gestión de motor.


Con este tipo de modificaciones, lo normal es que el software original se guarde en un archivo para tener la opción de devolver el software al estado inicial en caso de que sea necesario. Además, hay que tener precaución con las revisiones oficiales de la casa, ya que en ocasiones se realizan actualizaciones de software para la unidad de control de motor y se han dado casos de incompatibilidad con los software modificados, por lo que es posible que se produzcan errores o incluso la inutilización de la unidad de control de motor. B -El segundo proceso se utiliza cuando la EPROM no es grabable, entonces lo que se hace es grabar el nuevo software modificado en una nueva EPROM y se sustituye la EPROM original de la unidad de gestión de motor. Este proceso es más complejo y delicado, pues requiere del desmontaje de la unidad y la sustitución de la EPROM, lo cual en la mayoría de los casos requiere de soldaduras muy pequeñas y delicadas que pueden llegar a dar problemas. Existen infinidad de cartografías para sustituir por la original en función de lo que se quiera obtener con la reprogramación. La reprogramación más adecuada es aquella que tiene en cuenta los valores de tolerancia de la mecánica del motor, la potencia, el par motor y el consumo de combustible, y encuentra el equilibrio óptimo entre todos estos valores.


A continuación se ven los valores obtenidos en un TDi de 130cv.

1 Curva par/potencia de origen 150CV-320 Nm (165 CV – 370 Nm) (de banco de potencia) 2 Reprogramación “normal” en un SEAT LEON TDI de 150 cv (187 Cv – 460 Nm) (de banco de potencia) 3 Reprogramación “más agresiva” en el mismo LEON TDI de 150cv (202 Cv – 500Nm) (de banco de potencia)


Últimamente se está ofreciendo la posibilidad de montar un switch por control remoto en la unidad de gestión de motor. Esto consiste en llevar en la unidad de gestión de motor dos software, el original y el modificado, de forma que con el mando a distancia se puede seleccionar con el contacto puesto la cartografía que queremos usar en ese momento. Este tipo de modificaciones rondan los 600 euros y los aumentos de potencia son considerables, moviéndose en los varemos de unos 30cv y 60Nm de par motor. La eterna pregunta sobre este tipo de modificaciones es si romperá el motor por el aumento de potencia. Es necesario tener en cuenta varios aspectos para poder responder esta pregunta, en primer lugar, no todos los motores son iguales, todos tienen unas reservas de seguridad de los componentes pero en ocasiones el margen de seguridad es mayor que en otras, hay motores que ya de por sí van bastante forzados de origen (No es lo mismo potenciar un 2.500cc con 100cv que un 1.400cc con 110cv). En segundo lugar el tipo de conducción también es determinante, a igualdad de condiciones y de exigencias al motor, con una conducción sensata, el motor no tiene porqué romperse antes, el problema es cuando se realiza una potenciación para circular el máximo tiempo posible con el acelerador a tope, entonces evidentemente el motor romperá antes, debido a los mayores esfuerzos mecánicos a que estará sometido durante un tiempo prolongado. Es conveniente recordar que toda modificación del vehículo puede llevar a una pérdida de garantía por parte del fabricante y por otro lado, cualquier aumento de potencia debería homologarse y comunicarse a la compañía aseguradora.


Efectos del CHIPTUNING sobre la biela, el pistón y otros organos En algunas ocasiones, en función de la nueva solicitación de potencia al motor, surgen una serie de problemas derivados de la mayor solicitación a la que son sometidos los componentes del motor. En este sentido, los componentes más afectados suelen ser los turbocompresores, el conjunto bulón-biela-pistón, los inyectores y la culata. BULON-BIELA-PISTON En el caso del conjunto bulón-biela-pistón, los daños más comunes suelen producirse debido al aumento de presiones a los que son sometidos estos elementos tras aumentar la potencia del motor. Esto se traduce en roturas, ruidos y holguras excesivas. Para minimizar este efecto, se pueden sustituir los casquillos de biela y del bulón, sustituyéndolos por unos reforzados, ya que es el punto más conflictivo. Si esto no fuese suficiente, una modificación bastante más costosa, sería la de sustituir estos elementos por unos más resistentes para evitar que se rompan por exceso de presiones.


TURBOCOMPRESOR: En los motores sobrealimentados, al realizar una potenciación, uno de los factores que se modifica es la presión de trabajo del turbocompresor (de ahí que se obtenga mucha más potencia al modificar un motor sobrealimentado), por lo que se está forzando al turbocompresor a trabajar a mayores revoluciones de las habituales, con los sobreesfuerzos que ello conlleva, tales como mayor temperatura, rozamiento, etc. Esta mayor solicitación, provoca normalmente una reducción en la vida útil del turbocompresor, si bien es cierto que en algunas ocasiones el turbocompresor trabaja con unos factores de seguridad elevados, que permiten esta nueva solicitación durante numerosas horas de funcionamiento, la duración del turbocompresor está siendo penalizada. Ya que el problema radica en que el turbocompresor está pensado para ser utilizado a una presión de funcionamiento concreta, con un caudal de aire determinado y trabajando en una zona de revoluciones de la turbina concreta, por ejemplo 1bar y 145000 rpm, y por tanto todo el turbocompresor está diseñado para trabajar con estas revoluciones, el daño surge al hacerlo trabajar a una presión mayor y por tanto subir su régimen de revoluciones, por ejemplo 1.2 bar y 155000 rpm, para la cual es posible que se salga de su margen de funcionamiento. Una posible solución es sustituir el turbocompresor por uno que esté diseñado para trabajar con mayores presiones y revoluciones, por ejemplo a 1.4 bar, y así al hacerlo trabajar constantemente a 1.2 bar, no habría peligro de averías del mismo debido a la solicitación de trabajo. En cuanto a la gestión de motor propiamente dicha, en ocasiones también se registran averías relacionadas con el turbocompresor debido a la potenciación realizada. Un claro ejemplo sería subiendo una pendiente prolongada con máxima carga de motor, en el que se enciende el testigo de avería y el vehículo queda limitado, quedando sin potencia. En la UCE se registra una avería similar a PRESIÓN COLECTOR ADMISIÓN.


OTROS COMPONENTES Existen otros componentes del motor que tras una potenciación importante, también se ven afectados, ya sea directa o indirectamente. La lista de elementos podría ser muy extensa, pero como principales afectados podríamos nombrar por ejemplo los cierres de estanqueidad del motor, junta de culata, retenes, etc.. Para asegurar el correcto funcionamiento de estos componentes existen kits con unas características reforzadas respecto a las de origen, que aseguran su correcto funcionamiento aún habiendo modificado la potencia del motor. También se encuentran problemas en ocasiones con el embrague del vehículo. Esto es debido a que el incremento de par motor obtenido tras la potenciación, en ocasiones supera el par capaz de transmitir el embrague en momentos puntuales y llega a patinar aún estando en perfectas condiciones. En este caso la solución pasaría por montar una prensa que ejerza mayor presión y si fuese necesario montar un disco de embrague de diferente material para mejorar la adherencia.


TDI: PRESIÓN INTERNA EN LA BOMBA – componentes bomba

VE MECANICA - SIN CONTROL ELECTRÓNICO O CONTROL PARCIAL - PRESION GENERADA POR EMBOLO AXIAL. - CORRECTOR DE AVANCE ELECTRICO. - AVANCE CONTROLADO EN VERSIONES MAS ACTUALES. - CAUDAL CON CORRECTOR Y MANDO MECÁNICO. - POSICIÓN PALANCA ACELERADOR PARA MANDO EGR. - CONTROL AVANCE POR SENSOR EN CAMARA EMBOLO

DISTRIBUIDOR. (SEGÚN VERSIÓN)

VE ELECTRONICA - CON CONTROL INTEGRAL - PRESION GENERADA POR EMBOLO AXIAL. - ACTUADOR PARA LA MODIFICACIÓN DE CAUDAL. - INFORMACIÓN DEL CAUDAL INYECTADO (POSICIÓN

CORREDERA). - CONTROL DEL AVANCE POR UNA ELECTROVALVULA.


Despiece de la bomba inyectora Bosch

1. Salida hacia el inyector. 2. Tornillo control calado. 3. Electroválvula de paro. 4. Conjunto de regulación de inercia. 5. Dispositivo compensador presión turbo. 6. Conjunto gestión de avance. 7. Embolo distribuidor 8. Disco de levas. 9. Disco de arrastre. 10. Porta rodillos y rodillos. 11. Eje de accionamiento. 12. Piñón de mando regulador inercia. 13. Bomba de alimentación de baja presión. 14. Eje del regulador. 15. Eje de control. 16. Mando de acelerador.


Se puede identificar diferentes partes dentro de la bomba inyectora:

- Bomba de alimentación de baja presión. - Regulación de caudal. - Regulación inercial. - Regulación de avance. - Distribución hacia los inyectores. - Parada motor. - Compensación del caudal de

combustible para motores turboalimentados.

Descripción de componentes 1. Eje de accionamiento, desde la distribución. 2. Bomba de alimentación de baja presión. 3. Regulador presión de transferencia. 4. Regulador inercial de régimen. 5. Embolo distribuidor. 6. Plato de levas. 7. Buje de arrastre plato de levas. 8. Muelle de retorno del émbolo de distribución. 9. Corredera de regulación de caudal 10. Mando acelerador. 11. Palanca mando corredera de regulación. 12. Electroválvula de parada. 13. Muelle intermedio. 14. Embolo corredera de avance. 15. Plato porta rodillos. 16. Vástago regulador inercial. 17. Válvula anti-retorno conducto inyectores.


Bomba de alimentación de baja presión. La bomba de alimentación o también llamada bomba de transferencia, es la encargada de generar la presión existente en el interior del cuerpo de la bomba. Esta presión es denominada Presión de transferencia, y es aproximadamente de 8 bares, limitado este valor por una válvula de regulación, la que hace descargar el circuito de presión hacia la entrada de la bomba. Esta bomba es de tipo de paletas y es arrastrada por el eje de accionamiento, es decir el mismo que mueve todo el mecanismo interno de la bomba inyectora. Nomenclatura: Válvula de regulación Presión de transferencia.

La válvula de regulación de presión está alojada en el interior de la bomba. Su misión es mantener estable la presión de transferencia.

1. Entrada combustible. 2. Salida de combustible. 3. Disco centrífugo porta paletas. 4. Paleta. 5. Eje de accionamiento. 6. Cubierta exterior de rozamiento. 7. Palanca acelerador.


Dispositivo de parada motor Este dispositivo es el encargado de permitir que el motor se pare. El dispositivo consta de una electroválvula que corta el paso del combustible, procedente de la bomba de alimentación, a la entrada del émbolo distribuidor.

1. Orificio de entrada (Presión de trasferencia) 4. Electroválvula de pare. 2. Embolo distribuidor. 5. Cámara de alta presión. 3. Cabeza distribuidora. Normalmente la tensión de alimentación de esta electroválvula es a través de contacto, aunque también nos podemos encontrar que el tenga una UEC intermedia, como puede ocurrir si el sistema dispone de inmovilizador. En sistemas mas primitivos, la acción de parar al motor se hacía desplazando el regulador de caudal. Con este movimiento se descargaba completamente la presión del gasoil del émbolo distribuidor y el motor se para por faltar caudal de inyección.


TDI: AUMENTO DE LA PRESIÓN DE INYECCIÓN Aumento de presión y dosificación de caudal El componente encargado de la regulación de caudal es la corredera de regulación. Cuando el eje de accionamiento gira, arrastrado por el cigüeñal, este mueve a la bomba de combustible de alimentación de baja presión, al regulador inercial y al disco de levas. Este disco de levas, por el lado de las levas, se arrastra por los rodillos del plato porta-rodillos (que solo tiene un pequeño movimiento rotacional, pero no gira completamente), y por el otro lado hace girar al émbolo de distribución. Este disco de levas proporciona movimiento rotatorio y lineal al émbolo de distribución. Sin acción de la leva. .

Accionamiento de la leva

El émbolo de distribución tiene por tanto dos movimientos:

- Movimiento rotatorio, para distribuir el combustible a cada uno de los cilindros del motor.

- Movimiento lineal, que hace comprimir el gasoil a una elevada presión, entre 130 y 200 bares.


Internamente el émbolo de distribución, está hueco, de forma que comunica un extremo del émbolo (El de compresión), con unos orificios realizados en los laterales, uno el de salida hacia el inyector, y otro el de descarga del circuito de compresión según la posición de la corredera de regulación de caudal.

1 Corredera de regulación. 2. Cabeza distribuidora. 3. Embolo distribuidor. 4. Racor de salida. 5. Válvula de envío.

Según la posición de la corredera de regulación, hace que se descargue el circuito de presión del émbolo de distribución antes o después, por tanto permitiendo inyectar mas o menos caudal a los inyectores. A continuación de describe varias fases de funcionamiento. TDI: DOSIFICACIÓN DEL COMBUSTIBLE Llenado de combustible a la cámara de alta presión:

El combustible entra dentro de la cámara de alta presión, a una presión de unos 8 bares, proporcionada por la bomba de alimentación o de transferencia, justo en el momento en que una de las ranuras lineales del émbolo de distribución queda orientado con el orificio de entrada. En esta posición se llena el interior del émbolo de distribución. En esta posición la salida de los inyectores están cerradas y la descarga por la corredera de regulación no se produce a excepción de que esté completamente desplazada a la posición de paro motor. En el momento en que gira un poco mas el eje del émbolo de distribución, se cerrará el paso de combustible de la bomba de transferencia hacia el interior del émbolo de distribución.


Envío del combustible al inyector a la presión de funcionamiento

Cuando el émbolo gira, se cierra la entrada de combustible (Baja presión), al mismo tiempo el émbolo se desplaza linealmente, lo que hace comprimir el combustible (Alta presión). También se pone en contacto el orificio interior del émbolo distribuidor con el inyector que corresponda, desviando la presión y caudal a ese inyector.

Limitación del caudal por la posición de la corredera

Una vez el orificio trasero del émbolo distribuidor llega a quedar descubierto por la corredera de regulación, el combustible que hay en su interior se descarga hacia el interior de la bomba, por lo que queda limitado el caudal de gasoil, y por tanto la velocidad del motor.


Regulación de caudal para las diferentes posiciones de acelerador Cuando accionamos el acelerador, ponemos en marcha el mecanismo de desplazamiento de la corredera de regulación. La posición de esta corredera, determinará la cantidad de gasoil que se devuelve al interior de la bomba sin que sea inyectado, de forma que cuanto mas cantidad descargue hacia el interior de la bomba menos gasoil será inyectado y viceversa. Posición Sin carga (Retención o incluso posición de paro mecánico). En esta posición todo el gasoil que intenta comprimir el émbolo distribuidor es descargado, por tanto no es inyectado nada.

En esta posición la corredera está completamente atrás, por lo que cuando el émbolo distribuidor se desplaza desde la posición mas lejana (PMI) hacia la cabeza (PMS), se encuentra enseguida con la descarga del circuito por el orificio trasero. Con esta posición el motor no se pondrá en marcha, en la bomba sin gestión electrónica, esta posición es forzada con el mecanismo de paro mecánico.


Posición plena carga (Pedal de acelerador pisado a fondo). En este caso todo el gasoil que es comprimido por el émbolo distribuidor es enviado al inyector. La corredera mantiene la posición más avanzada posible, de forma que la descarga de circuito del émbolo distribuidor no se realiza por los orificios traseros, sino directamente hacia el inyector correspondiente. Con esta posición se le solicita la máxima potencia al motor.

Posición para cargas intermedias (Posición intermedia del pedal de acelerador). En esta situación se recorta la cantidad inyectada por la

descarga parcial del gasoil por los orificios traseros del émbolo que quedan descubiertos por la corredera de regulación, limitando así el caudal. Distribución hacia los cilindros El elemento que se encarga de esta función es el émbolo distribuidor, que tiene interiormente un orificio que comunica el gasoil comprimido por el émbolo con la salida del inyector correspondiente en función de la posición rotacional. Estas salidas están comunicadas con los inyectores por medio de tuberías rigidas, para evitar pérdidas de presión en el circuito en el momento de inyectar.


Control electrónico del caudal (dosificación) Este componente consta de una bobina arrollada a un núcleo ferromagnénico fijo. En el interior de este núcleo ferromagnético hay otro núcleo ferromagnético móvil. Cuando se hace pasar una

corriente a través de la bobina, produce un campo magnético que da movimiento rotacional al núcleo ferromagnético móvil, que a su vez hace mover al eje de la excéntrica y ésta a la corredera. La UEC aplica una corriente de ciclo de trabajo y frecuencia variable, dependiendo del caudal que tenga que aportar a los inyectores. La unidad hace todas la variaciones de la posición de la corredera en función de la información enviada por los captadores y además realizando el corte en retención, el ajuste centrífugo de la posición de la corredera, etc. Cuando se desactiva toda la corriente del actuador, los muelles de recuperación hacen que la corredera quede en la posición de descarga máxima, es decir, no inyecta. Básicamente las correcciones ejercidas sobre este componente son para conseguir:

- Optimizar el combustible aportado en función de la temperatura del combustible.

- Limitar el par motor en función de la velocidad del vehículo y del régimen de giro del motor.

- Limitar los humos, en función del caudal de aire y régimen de giro.

- Limitar el régimen máximo, en función del captador de revoluciones. - Afinar la marcha del motor cuando se acciona el pedal de embrague al realizar un cambio de marcha y cuando se acciona el freno. - Regular el régimen de ralentí.

Para reconocer constantemente la posición obtenida del actuador de la corredera del caudal, se hace valer de la información del captador de posición de la corredera del caudal.


TDI: AVANCE DE INYECCIÓN Regulación de Avance En un motor diesel también se tiene que realizar el avance de inyección para determinadas condiciones de funcionamiento, para obtener un mayor rendimiento. El dispositivo que hace funcionar el sistema es de tipo hidráulico, dependiendo de la presión de transferencia enviada por la bomba de alimentación. Consta de un pistón oprimido por un muelle. A este pistón se le aplica la presión de transferencia, de forma que cuando ésta sea superior a la fuerza que ejerce el muelle, el pistón adquiere movimiento lineal. El pistón, con su movimiento lineal hace desplazar rotacionalmente al plato porta rodillos, de forma que cuando el pistón está en reposo no se realiza avance de inyección, y

cuando el pistón está completamente desplazado, el porta rodillo adquiere la posición de máximo avance. La presión de transferencia a partir de un determinado régimen es suficientemente grande como para vencer la fuerza del muelle del pistón de avance. Con el desplazamiento rotacional del plato porta rodillos, lo que hacemos es adelantar el momento de encuentro entre levas, del plato de levas, y el rodillo, y por tanto de adelante el momento en el que se produce el movimiento lineal del émbolo distribuidor. No se hacia variar el caudal inyectado, ya que no se actúa sobre la corredera.

Posición en reposo.

Posición de trabajo.

Se puede observar que el sistema no tiene ningún tipo de regulación de avance por condiciones de carga de motor, sino solo por el régimen de éste.

1. Anillos porta rodillos. 2. Carcasa de la bomba. 3. Muelle variador. 4. Orificio de entrada de gasoil 5. Patín. 6. Perno. 7. Pistón variador. 8. Rodillos. 9. Tapa.


Control electroválvula de avance En esta ocasión, el sistema consta de una electroválvula que actúa directamente sobre la presión del gasoil aplicado al pistón de avance, haciendo que esta presión se descargue cuando se aplique tensión a la válvula. Cuando se desactiva la tensión de la electroválvula (2), el obturador cierra el paso de descarga (C), por tanto en ese momento el pistón de avance tiene aplicada la máxima presión y el avance obtenido es máximo. Cuando la electroválvula (2) tiene aplicada tensión, da paso a la descarga de la presión en el pistón de avance (1), en ese momento el muelle empuja al pistón de avance en el sentido de retraso, por tanto el avance es mínimo.

Con una modulación adecuada de esta electroválvula, el avance se ciñe a una cartografía introducida en el programa de la UEC.


TDI: CALENTADORES y sistema de control Para la puesta en marcha del motor diesel, por su condición de funcionamiento por inflamación del gasoil, cuando se tiene que realizar el arranque, la cámara de combustión no tiene la temperatura suficiente como para inflamar el gasoil, por tanto sería muy difícil la puesta en marcha del motor a temperaturas bajas.

Para evitar este problema se ha optado por diversas técnicas para calentar la cámara de combustión antes, mientras y después del arranque del motor. Circuito básico de precalentamiento

1. Relé de mando de calentadores 2. Cuadro de instrumentos (Avisador). 3. Calentadores. 4. Clausor. 5. Motor de arranque. 6. Batería.


Relé de mando de calentadores Este componente tiene varias funciones: - Cierra el circuito para hacer pasar corriente (80A) a través de los calentadores durante un tiempo determinado desde que ponemos el contacto (Precalentamiento). - Mantiene la corriente por los calentadores mientras se acciona al motor de arranque. - Permite que siga pasando corriente por los calentadores después del arranque, durante un determinado tiempo (Postcalentamiento). - Comanda a la lámpara de control de precalentamiento para avisar al conductor cuando puede poner en marcha el motor. La lámpara enciende durante un determinado tiempo en función de la temperatura ambiente. Precalentamiento Tiempo necesario para que la cámara de combustión esté caldeada a una temperatura aproximadamente de 900 ºC. Postcalentamiento Tiempo necesario después de poner en marcha el motor, para conseguir una marcha mas regular del motor y una eliminación de humos.

A- Precalentamiento con el testigo encendido. B- Campo de tolerancia del precalentamiento con el testigo apagado. C- Precalentamiento con testigo apagado. Tiempo fijo de aproximadamente 15-20

Seg. D- Postcalentamiento con testigo apagado, de 10-20 Seg. desde que está en

marcha el motor. E- Testigo apagado y precalentamiento desactivado.


Bujías de incandescencia Las bujías de incandescencia o calentadores, como regla general, están colocados en la culata, de forma que la parte que se pone incandescente está en el interior de la cámara o precámara de combustión.

Nos podemos encontrar diferentes tipos de calentadores:


El principio de funcionamiento de los calentadores es el mismo, estando la diferencia en la forma física y en el tipo de resistencia que tiene.

Nomenclatura 1. Terminal 2. Aislante de fibra 3. Retén 4. Retén 5. Resistencia de control 6. Resistencia de calentamiento 7. Aislante de cerámica 8. Tubo de incandescencia 9. Electrodo 10. Cuerpo 11. Contratuerca Cuando el relé de calentadores cierra sus contactos, le aplica tensión al terminal 1. En esa situación le atraviesa una corriente (Aprox. 15 A) por las dos resistencias, 5 y 6, de forma que empiezan a calentarse. La resistencia 6 es la que se pondrá incandescente, y la resistencia 5 es la que hará de control de la intensidad para mantener estable la temperatura.


Conexión de las bujías de incandescencia Circuito en paralelo Normalmente se utiliza esta conexión, de forma que a todos los calentadores le lleva la tensión del mismo punto. Normalmente está previsto que el circuito tenga una caída de tensión de 1 voltio, de forma que en bornes de cada calentador tiene aplicado 11 V con el motor parado.

Circuito en serie En este caso cuando el relé de mando cierra el circuito, se le aplica la tensión al extremo de un calentador. Al estar conectados en serie, la intensidad que pasa por los calentadores es las misma, de forma que si un calentador se corta, dejará de funcionar todos. La tensión aplicada a cada uno de los calentadores es pequeña (Aprox. 3 V), debido a la caída de tensión realizada en cada uno de los calentadores. Algunos sistemas se pueden encontrar con una resistencia limitadora de intensidad en serie con el circuito.


Mando de los calentadores con temporización e intensidad variable. El sistema se compone de una UEC de precalentamiento, que actúa sobre el mando de dos relés para obtener una mayor o menor intensidad de paso por los calentadores. Esta variación de tiempo e intensidad la realiza en función de la temperatura del motor, la velocidad del vehículo y carga del alternador. 1. UEC de precalentamiento. 2. Relé de bujía de precalentamiento. 3. Sensor de temperatura. 4. Relé con resistencia en serie. 5. Alternador. 6. Relé de control de carga. 7. Cuadro de instrumento, con luz indicadora y señal de velocidad. 8. Calentadores. 9. Clausor. 10. Motor de arranque. 11. Batería.


Comprobaciones del sistema Las comprobaciones que se deben de realizar son las siguientes:

- Verificar el tiempo de calentamiento, dependiendo de la temperatura, velocidad del vehículo, carga del alternador, etc... - Verificar la intensidad que consume los calentadores. - Verificar la tensión aplicada en bornes del calentador.

Medida realizada con pinza amperimetrica, no de disparo. El consumo medido será la suma del consumo individual de cada calentador.


TDI: TURBOS Tipos de compresores

La función del compresor es incrementar la cantidad de aire suministrada al motor para aumentar sus prestaciones. Es una bomba de aire que coge el aire de la atmósfera y lo comprime, con objeto de cebar al motor con aire para obligarle a quemar una mayor cantidad de combustible por ciclo. Existen dos tipos de compresores:

- Volumétricos - Centrífugos

Volumétricos, son de accionamiento mecánico y existen varios tipos, aunque la base es similar en tres: Roots o Lysholm (Engranajes), de Zoller o Judson (Paletas) y Espiral o tipo G. Tienen un problema, ya que al estar accionados por el mismo motor, restan potencia a este y su régimen de giro está limitado.


Centrífugos, funcionan como una bomba centrífuga. A partir de una velocidad de rotación originada en una turbina, una rueda compresora, solidaria a la misma turbina, produce una compresión de aire y lo envía hacia los cilindros.

La gran ventaja de este tipo de compresor o Turbocompresor, es que al aprovecharse de los gases quemados de escape, no resta potencia al motor. Además, su velocidad de rotación, por lo tanto su capacidad de compresión es muy elevada ( de 100.000 a 150.000 rpm.).

El compresor va enlazado a la turbina mediante un eje sostenido por dos cojinetes flotantes.

Los cojinetes flotantes no tienen rozamiento mecánico, funcionan por presión de aceite, ya que si no seria imposible soportar las revoluciones tan elevadas a las que funciona el turbocompresor.


Volumétricos, mandados mecánicamente por el motor

Root Denominado también de LÓBULOS, se trata de dos rotores, que giran en sentido contrario, arrastrados por una correa por el movimiento del motor. El diseño de los lóbulos, puede ser diferente, aunque el principio de trabajo es el mismo, produce un desplazamiento del aire y fuerza a entrar en el motor con un caudal y presión determinada. El rendimiento de este compresor no es muy elevado, un 50 %, si bien permite una entrega a bajo régimen mas alta que un turbo convencional, ésta disminuye a medida que aumenta el régimen, debido a que el compresor ofrece un mayor freno al motor.


En el caso de Mercedes, instala el KOMPRESSOR, que es del tipo Lyshoim, cuyo diseño permite un mejor rendimiento (80%), y que se difiere por el diseño de los lóbulos.

El compresor está controlado se puede desacoplar del motor, con un embrague electromagnético, gestionado éste por la unidad de control de motor. Ésta también gestiona la apertura o cierre de la válvula de derivación o by-pass de forma que cuando se desembraga el compresor, se abre la válvula quedando el compresor fuera de servicio y por tanto un mínimo arrastre. En esta posición el motor

queda en aspiración normal. Cuando hay petición de carga al motor, se embraga y el rotor gira aumentando la presión. En esta posición de trabajo, la unidad controla el funcionamiento de la válvula by-pass para que la aceleración sea progresiva y constante.


Tipo G

Este tipo de compresores, está compuesto de dos piezas en forma de espiral, confrontadas una con respecto a la otra de forma excéntrica. Un eje se encarga de dar un movimiento excéntrico a una de ellas, con respecto a la otra. Este movimiento permite que internamente se genere un desplazamiento forzado del aire y por tanto un caudal y presión determinados.


Centrífugos, accionado por los gases de escape

Cuando el motor funciona, emite cierta cantidad de gases quemados que se encuentran a elevada temperatura y a presión. Este flujo de gases de escape acciona la rueda de la turbina. El movimiento de la turbina es comunicado directamente a la rueda del compresor mediante el eje de enlace. El compresor recoge aire de la atmósfera y lo comprime, enviándolo al motor.


El turbocompresor centrifugo Como ya hemos visto, el turbocompresor consta de tres partes fundamentales: Principio de funcionamiento Cuando el motor funciona, emite cierta cantidad de gases quemados que se encuentran a elevada temperatura y a presión.

Este flujo de gases de escape acciona la rueda de la turbina. El movimiento de la turbina es comunicado directamente a la rueda del compresor mediante el eje de enlace. El compresor recoge aire de la atmósfera y lo comprime, enviándolo al motor. Un motor turboalimentado posee dos fases de funcionamiento, una fase atmosférica y otra sobrealimentada. En efecto, para llegar a la fase sobrealimentada (Presión de admisión superior a la atmosférica), el turbo debe haber alcanzado cierto régimen de funcinamiento ( de Enganche), régimen que ronda las 60.000 rpm, lo cual puede corresponder a la mariposa totalmente abierta, a un régimen de 3.000 rpm. Con los regímenes de motor reducidos, el turbo posee un régimen muy reducido denominado “ de vigilancia “, de 5.000 a 6.000 rpm.

Debemos decir también, que la presencia en la canalización de escape del turbo, crea cierta contrapresión al escape. En la siguiente figura podemos observar el comportamiento del motor turbo en lo que a presiones y temperaturas se refiere:

950º2 Bares

800º1 Bar

100º1,5Bar

20º1 Bar

TURBINA COMPRESOR

TURBINA COMPRESOR

COJINETECENTRAL


Pero existen varios inconvenientes en este principio elemental de funcionamiento:

- La detonación, ya que la fuerte presión de sobrealimentación significa una compresión importante de aire, y esto provoca una temperatura de admisión elevada que favorece la detonación. Será necesario por tanto, montar un detector de picado para poder corregir el avance.

- El calentamiento del aire al ser comprimido, que hace que aumente su volumen. Para mejorar este efecto, se monta un intercambiador aire-aire o Intercooler. Se trata de un radiador para refrigerar el aire una vez comprimido y su misión es la de reducir la temperatura de este de 50º a 60º aproximadamente, mejorando así el llenado al aumentar la densidad de aire, disminuyendo la tendencia a la detonación, y aumentando la relación de compresión, que favorece las prestaciones del motor.

INTERCOOLER

DETECTOR DEPICADO


Adaptación del turbocompresor al vehículo En la práctica, podemos diferenciar varios tipos de montaje en función del sistema de alimentación que monte y de la posición relativa del turbo y la mariposa de gases. Así, podemos encontrarnos con los siguientes tipos: Tanto en los casos de montajes con carburador como en los de inyección, la tendencia hoy en día es montar la mariposa después del turbo. Esto proporciona dos ventajas, básicamente, que son:

- Mejor y más rápido tiempo de respuesta en aceleración,

- La posibilidad de montar un intercambiador, ya que al comprimir el turbo solo aire, no hay peligro de condensaciones de combustible.

CARBURADOR ASPIRADO

CARBURADOR

CARBURADOR SOPLADO

MARIPOSA ANTES DEL TURBO

MARIPOSA

INYECTOR

MARIPOSA DESPUES DEL TURBO

INTERCOOLER

CARBURADOR

INTERCOOLER

INYECTOR

MARIPOSA


El encendido en el motor turboalimentado Ya hemos visto la influencia que tiene el avance de encendido en los motores turboalimentados. Si existe un exceso de avance, aparece la detonación y existen riesgos de destrucción de elementos del motor. Si existe falta de avance, tenemos pérdidas de prestaciones y una elevación de la temperatura del escape, lo cual puede dar origen a la destrucción de la turbina o los cojinetes flotantes del turbocompresor. Por lo tanto llegamos a la conclusión de que la regulación del avance en un motor turbo debe ser mucho más precisa que en un motor atmosférico. Debido a que en el motor turbo el aire ya entra comprimido en el cilindro, hay que reducir la relación de compresión, que suele estar comprendida entre 6,5 y 8,5 a 1. Además se deben utilizar unas bujías frías debido a las altas temperaturas que se registran dentro de la cámara. Estos dos hechos hacen que el arranque y la marcha en frío sean difíciles, por lo tanto el sistema de encendido debe ser de altas prestaciones, electrónico y dotado de un sensor de Depresión-Presión, a fin de corregir el avance en función de este dato, sobre todo para evitar la detonación. Están dotados, como hemos dicho de un sensor de detonación y en la mayoría de los casos de un sensor de temperatura de agua. Así se comportaría el avance de encendido en función de la Depresión-Presión en los colectores:

DEPRESIÓNPRESIÓN

RETRASO

AVANCE


La regulación Cuanto más rápido funcione el motor, más incrementan su velocidad de rotación la turbina y el compresor, y de este modo el compresor aumenta la cantidad de aire suministrada al motor. El motor desarrolla un mayor potencia. Se genera un flujo de gases de escape cada vez más

importante y el turbo cada vez gira más deprisa. Este ciclo solo tiene un final, la rotura del motor o la del turbo. Es indispensable, por tanto pensar en un sistema de regulación o limitación de la presión del turbo. Su principio de funcionamiento es la de limitar la velocidad del turbo, derivando controladamente la salida de gases de escape, sin que pasen por la turbina en el momento que se alcance la presión máxima de soplado. A esta válvula se le denomina Wasted Gate, y se trata de un pulmón con un muelle tarado a la presión requerida, que recibe la presión por debajo de este , abriendo la válvula de descarga cuando la presión de soplado supera a la del tarado del muelle, derivando los gases de escape hacia una salida directa sin pasar por la turbina. En el caso de que la Wasted Gate fallase, un presostato de seguridad informaría al encendido para que este pudiera cortar la alimentación a la bobina de encendido y proteger al motor. El presostato es un interruptor accionado por presión, en este caso la sobrepresión del turbocompresor. En algunos sistemas, para que se produzca el corte del encendido, es necesario que, además de la señal del presostato, llegue información de presión en el colector, a través de un MAP. En el momento que coincida la señal del presostato con una presión superior a quinientos milibares medidos por el MAP, se producirá el corte de encendido.

WASTED GATE

ESCAPE ADMISION

PRESOSTATO

+15

UNIDAD

ENCENDIDO


Control electrónico de sobre presión (OVER BOOST) La E.V. de OVER BOOST, está controlada por la UEC, por una señal variable en función de las necesidades. Con la señal aplicada, la E.V. produce una disminución de la presión aplicada a la WASTED GATE, por tanto la válvula de descarga retardará su apertura, permitiendo en este momento un aumento de presión. Dependiendo de la unidad de control, esta electroválvula puede estar controlada por una señal cuadrada de ciclo de trabajo (dwell) variable o bien por una señal continua durante un determinado tiempo (segundos).

ESCAPE

VALVULAREGULACIONELECTRONICA

ADMISION

+15

1 – Llegada presión del colector de admisión 2 – Salida hacia la WASTED GATE 3 – Presión atmosférica (descarga)


Centrífugos, accionado por los gases de escape de geometría variable Como hemos visto la capacidad de compresión del aire de un turbocompresor cuando este gira a un régimen alto es completamente satisfactoria. Pero a regímenes bajos, debido a que la velocidad de los gases es baja, esta capacidad de compresión queda muy mermada. Para solucionar este problema, aparece el turbocompresor de Geometría Variable. Este turbocompresor geométricamente variable está compuesto por un compresor centrífugo y por una turbina con paletas móviles que, modificando el área de sección de paso de los gases de escape que llegan a la turbina regulan su velocidad.

Las paletas móviles, vinculadas mecánicamente al anillo de unión, están cerradas al máximo en los regímenes bajos. La rotación del anillo se efectúa mediante un tirante controlado mecánicamente por un accionador neumático, en función de la presión de funcionamiento del compresor. La presión es función del número de revoluciones, por lo tanto la orientación de las paletas y variación de secciones de paso también. Cuando el motor funciona a bajo régimen los gases de escape tienen poca velocidad. En la turbina variable , las paletas móviles están completamente cerradas y las pequeñas secciones de paso entre ellas aumentan la velocidad de los gases (Efecto Venturi) de entrada al rotor, consiguiendo así una mayor presión de soplado en bajas vueltas.

Cuando aumenta el régimen de rotación del motor, aumenta también la velocidad de salida de los gases. Aumenta la presión de soplado y esta mueve el accionador neumático, las paletas se mueven abriéndose, aumentando las secciones de paso. Se disminuye así la velocidad de los gases de escape que llegan a la turbina, adaptándose la velocidad de rotación del turbo a las nuevas condiciones de funcionamiento.


Control electrónico de presión de sobre alimentación VACIO CONSTANTE

MEMBRANA MANDO ALABES

PRESION ATMOSFERICA

DWELL VARIABLE

La señal aplicada sobre esta electroválvula corresponde a una depresión variable sobre la membrana de mando de los alabes, lo que supone un desplazable variable de los mismos y por tanto un rendimiento variable del turbo. Un aumento de Dwell sobre la electroválvula corresponde a un aumento de presión de soplado de turbo.


Válvula de recirculación de aire de admisión (BLOW OFF) La función de esta válvula es la recircular la presión de soplado cuando la mariposa de gases está cerrada, en retenciones, enviándola de nuevo hacia la admisión. Con ella se evita que pueda haber sobrealimentación cuando hay freno motor.

Veamos esta válvula en la figura siguiente, como va montada en el vehículo:

MEMBRANAMUELLE

TOMAVACIO

PRESIONTURBO

HACIAADMISION


Intercambiadores dinámicos de presión, tipo comprex Es una máquina dinámica de gas, en la cual se verifica un cambio de energía del gas de escape al aire fresco por medio de ondas de presión. Este cambio tiene lugar en las celdas del rotor, llamado también rodete celular, que debe ser accionado por el motor a través de correas trapezoidales para la regulación y mantenimiento del proceso de la onda de presión.

El cambio de energía se realiza en el rodete celular a la velocidad del sonido. Es función de la temperatura de los gases de escape y por ello depende principalmente del par motor y no del número de revoluciones. A relación constante de transmisión entre el motor y el sobrealimentador de onda de presión sólo es óptimo para un punto de trabajo. Incorporando “bolsas” apropiadas en los cuerpos del lado frontal se puede ampliar sin embargo el campo de buenos rendimientos a una zona amplia de funcionamiento, y con ello conseguir una buena característica de la presión de carga. A consecuencia del cambio de energía en el rotor a la velocidad del sonido, el compresor de onda de presión reacciona rápidamente a los cambios de estado. Los tiempos de reacción vienen determinados por los procesos de llenado de los tubos de aire y de gases de escape. El rodete celular del compresor de onda de presión es accionado por el cigüeñal del motor a través de correas trapezoidales. Para reducir el ruido, las celdas del rodete son de distintos tamaños. El rotor gira dentro de un cuerpo cilíndrico, en cuya cara frontal desembocan los conductos de aire y de gas, y además la entrada de aire a baja presión y el aire a alta presión por un lado, y el gas de escape a alta presión y la salida de gas a baja presión en el otro lado. El rotor lleva cojinetes flotantes. Los cojinetes se encuentran en el lado del aire. Esta conectado al circuito de aceite del motor. El compresor tipo Comprex utiliza la energía transmitida, por contacto directo, entre los gases de escape y los de admisión, mediante las ondas de presión y depresión generadas en los procesos de admisión y escape. El Comprex resulta de un tamaño bastante grande, y es accionado por el cigüeñal a través de una correa. Por ambas razones las posibilidades para elegir ubicación son muy reducidas. El sistema Comprex, al igual que los sistemas turbo, aprovecha la energía de los gases de escape.

Su principal ventaja es que responde con mayor rapidez a los cambios de carga del motor, por lo que éste tendrá un comportamiento más alegre.


Comprobación y ajuste A continuación vemos una lista de posibles averías que podemos encontrar en un motor turboalimentado, sin olvidar que la función del turbo es la de suministrar aire comprimido al motor y que por lo tanto se pueden presentar todos los defectos clásicos de encendido, carburación, inyección, etc.

Falta de Poténcia:

- El motor está defectuoso. - Hay una pérdida de aire, por alguna de las tuberías del circuito de alimentación o por el intercambiador de aire. Normalmente una

fuga en la sobrealimentación viene acompañada de un ruido de silbido. - Hay un cuerpo extraño dentro de alguno de los cárteres de turbina o de compresor. - Turbocompresor gripado en alguno de sus ejes. - La regulación queda abierta.

Humo azul en el escape

- Hay aceite en el escape:

- Bien por defecto de estanqueidad del cojinete central debido a una junta o a la obstrucción del retorno de aceite. - Bien por defecto de la junta del lado compresor, o el propio cojinete flotante.

Funcionamiento ruidoso o Vibraciones

- Hay una fuga. - El eje del turbo está desequilibrado por desgaste o defecto de engrase. - Las ruedas rozan sobre los cárteres. - Hay un objeto extraño dentro de los cárteres.

Presión excesivamente elevada

- La regulación está cerrada y bloqueada.


Control de la presión de sobrealimentación El control de la presión de sobrealimentación se realiza colocando un manómetro de presión en el circuito de aire, normalmente en el tubo que comunica la Wasted-Gate con la admisión. La medida se debe hacer en carretera y se mide la presión a la que corta la Wasted-Gate. El valor correcto depende del vehículo, pero suele oscilar entre los 600 mbs y los 900 mbs. La corrección de esta presión, siempre y cuando no exista un problema o avería en el sistema, se realiza actuando sobre el vástago de regulación, dándole más o menos presión al muelle interno de la Wasted-Gate, como se observa en la figura siguiente. Hay que recordar que la modificación de la cota de regulación de este vástago puede ocasionar daños al motor, ya que se modifica la presión de sobrealimentación. Cabe recordar, también, que el presostato de corte se encargará de cortar el encendido ante una presión de soplado excesiva. Control del presostato El presostato es un interruptor accionado por presión, por lo tanto, se comprobará entre sus bornes con el ohmnímetro. Los valores leídos serán:

- Infinito, cuando el presostato está abierto. - Resistencia de 0 a 0,5 ohm cuando el presostato está cerrado. Será necesario activarlo con la ayuda de un Miti-Vac.

Control de la válvula Over-Boost El control de la válvula moduladora de la presión de sobrealimentación u Over-Boost, se comprueba de la siguiente forma:

- Alimentación de positivo en uno de sus bornes. - Alimentación de masa pulsatoria proveniente de la unidad central.

Esta medida se realiza en porcentaje Dwell.

VASTAGODE REGULACION

VALVULADE DESCARGA

WASTED-GATE

SOBREALIMENTACION

MANOMETROPRESION

TURBO

Bars


TDI: SENSORES Y ACTUADORES UCE – control electrónico del sistema diesel

1. Inyector instrumentado. 2. Sonda de temperatura motor. 3. Captador PMS y RPM 4. Conjunto Bomba inyectora. 5. Relé de sobrepresión del turbo. 6. Válvula EGR. 7. Relé de calentadores. 8. Medidor de masa de aire. 9. Potenciometro del pedal de acelerador. 10. MAP 11. Interruptor de pedal de embrague. 12. Interruptor de pedal de freno. 13. UEC


CAPTADORES DEL SISTEMA Sensor de temperatura de agua La señal obtenida de este componente es utilizada para:

- Corregir la posición de la corredera de caudal. - Avance del momento de inyección. - Mando de la válvula de EGR. - Gestión del pre-postcalentamiento.

Esta compuesta por una resistencia variable con la temperatura del tipo NTC.

Sensor de temperatura de aire La señal de este componente es utilizada para: - Gestión sobre EGR. - Gestión del avance.

Es una resistencia variable con la temperatura, del tipo NTC. Este componente esta instalado en el circuito de admisión o integrada en caudalimetro o MAP

Sensor de temperatura de carburante

La señal de este componente es utilizada para:

- Gestión de la corredera del caudal. Es una resistencia variable con la temperatura del tipo NTC. Está colocado en el interior de la bomba inyectora.


Captador de velocidad del vehículo.

La señal obtenida de este captador sirve para:

- Gestión de la corredera de caudal. - Gestión del compresor de AA.

La situación de este componente puede ser en el cambio de velocidades como también en el cuadro de instrumentos. Los hay de diferentes tipos, como son Inductivo, Hall, Reed.

Captador de RPM y PMS La señal de este componente es utilizada para:

- Gestión del avance. - Actuador corredera de caudal. - Gestión de la EGR. - Gestión del Pre-postcalentamiento. - Mando compresor AA.

La ubicación del componente es normalmente en el volante motor o polea del cigüeñal. Pueden ser del tipo Hall e inductivo.

Interruptor de freno y de embrague

La señal de este interruptor se utiliza para:

- Gestión sobre la corredera de caudal (Suavidad de marcha y retención)

Está ubicado en el pedal de freno, a veces lleva dos, uno de señal y otro de confirmación. Está compuesto de un interruptor de lámina.


MAP o Captador de presión del colector de admisión.

Este componente envía la información de la presión del colector de admisión. En caso de ser un motor atmosférico, servirá para detectar la altitud. En caso de ser turboalimentado, indicará la presión de soplado del turbo. Esta información se utiliza para:

- Gestión de la corredera de caudal. - Control de la válvula de sobrepresión del

turbo. - Gestión del avance. - Válvula EGR.

Medidor de masa de aire Esta información indica a la unidad de control la cantidad de aire aspirado por el motor. La información es utilizada para:

- Gestión de la EGR. - Gestión del regulador de caudal.

Podemos encontrarnos diferentes tipos: Caudalímetro de aleta. Funcionamiento por potenciómetro. Caudalímetro de película caliente


Inyector instrumentado Este captador da una señal cada vez que se produce la apertura del inyector. La información de este captador es para: - Gestión de la válvula de avance. El inyector instrumentado se compone de un inyector normal pero con una bobina alojada alrededor del eje de la aguja del inyector. Hay dos tipos básicos de inyectores, uno para inyección indirecta y otro para la inyección directa, que se diferencia en la fases de funcionamiento y en la configuración externa.


Potenciometro del pedal de acelerador Consta básicamente de un potenciómetro que da una tensión variable con la posición del pedal de acelerador. Da la información de pedal de acelerador suelto. En algunas versiones puede enviar información de pedal a fondo. Es la única información que recibe la UEC del conductor para acelerar. La información que recibe, sirve para:

- Gestión sobre la corredera de caudal. - Corte en retención y ajuste fino de ralentí.


Posición de corredera de caudal. Este componente le envía la información de la posición de la corredera de caudal de la bomba inyectora. Con esta información la unidad puede hacer situar en un punto en concreto a la corredera de caudal en función de su posición obtenendo así una precisión en el caudal inyectado. Sin esta información, la unidad no controla a la corredera de caudal, por tanto el motor se parará. Hay dos tipos de captadores de posición, potenciómetro e inductivo. Captador por potenciómetro Cuando la bobina (2) hace mover a la corredera (3), también desplaza el cursor del potenciómetro (1), que dará una tensión variable según esa posición.


Captador Inductivo En este sistema consta de dos bobinas arrolladas a un núcleo fijo. Con el eje ferromagnético accionado por la leva del actuador de corredera, se haciendo variar el entrehierro del núcleo fijo. Con esa variación de entrehierro, se consigue variar la inducción entre las bobinas. En una de las bobinas tiene aplicado una corriente alterna, que se induce en la segunda bobina. La señal inducida está desfasada 180º y según la posición del eje ferromagnético, también cambia en amplitud.


ACTUADORES DEL SISTEMA Válvula de paro. Está gestionada por la UEC, de forma que

cuando se acciona el contacto, la unidad da alimentación a esta electroválvula. Cuando está accionada, da paso del gasoil a la presión de transferencia al émbolo distribuidor. Cuando paramos el motor, la UEC corta la alimentación de ésta, el gasoil se detiene y se para el motor. El paro del motor se lleva a cabo con el cierre de esta electroválvula y con la corredera de caudal.

Electroválvula de avance. Esta electroválvula funciona con una señal

variable en ciclo de trabajo, para conseguir un avance variable desde máximo hasta un mínimo. La UEC verifica el avance realizado comprobando el desfase entre la señal del inyector instrumentado y la del captador de PMS.


Actuador de corredera de caudal (Dosificación de combustible) Este componente consta de una bobina arrollada a un núcleo ferromagnénico fijo. En el interior de este núcleo ferromagnético hay otro núcleo ferromagnético móvil. Cuando se hace pasar una

corriente a través de la bobina, produce un campo magnético que da movimiento rotacional al núcleo ferromagnético móvil, que a su vez hace mover al eje de la excéntrica y ésta a la corredera. La UEC aplica una corriente de ciclo de trabajo y frecuencia variable, dependiendo del caudal que tenga que aportar a los inyectores. La unidad hace todas la variaciones de la posición de la corredera en función de la información enviada por los captadores y además realizando el corte en retención, el ajuste centrífugo de la posición de la corredera, etc. Cuando se desactiva toda la corriente del actuador, los muelles de recuperación hacen que la corredera quede en la posición de descarga máxima, es decir, no inyecta. Básicamente las correcciones ejercidas sobre este componente son para conseguir:

- Optimizar el combustible aportado en función de la temperatura del combustible.

- Limitar el par motor en función de la velocidad del vehículo y del régimen de giro del motor.

- Limitar los humos, en función del caudal de aire y régimen de giro. - Limitar el régimen máximo, en función del captador de revoluciones. - Afinar la marcha del motor cuando se acciona el pedal de embrague al realizar un cambio de marcha y cuando se acciona el freno. - Regular el régimen de ralentí.

Para reconocer constantemente la posición obtenida del actuador de la corredera del caudal, se hace valer de la información del captador de posición de la corredera del caudal.


COMMON RAIL COMMON RAIL: DIFERENCIA DE LOS DISTINTOS SISTEMAS

Diesel tradicional

TDI

HDI

Regulación mecánica del caudal y del avance. Solo dispone de avance variable con el régimen. En diferentes evoluciones se han incorporado electroválvulas para modificar el avance.

La distribución de la salida a los diferentes cilindros se realiza de forma mecánica. El control electrónico integral, permite cartografiar tanto el caudal como el avance en función de las necesidades. Tiene limitaciones mecánicas para poder aumentar la presión de inyección y poder repartir la fase de inyección debido al diseño de la leva. Si bien la evolución es considerable, no es suficiente para cumplir homologaciones.

La generación de la presión es mecánica, pero está controlado electrónicamente. De esta forma permite aumentar o disminuir según necesidades. El momento de inyección se puede cartografiar con una gran precisión. Se puede adquirir un caudal, un avance o una distribución del las inyectadas gracias al control electrónico. Todo esto permite cumplir homologaciones con exigencias bastantes severas.


COMMON RAIL: PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO Principio de combustión

El sistema Common Rail, se inició su estudio aproximadamente en 1980, para empezar a ser comercializado en vehículo turismo aproximadamente en 1997. El sistema en cuestión a sido adoptado por diferentes marcas de vehículo, denominando al sistema con diferentes siglas, como las indicadas a continuación:

Grupo Fiat JTD Renault DCI Mercedes CDI Grupo PSA HDI

La diferencia más notable de estos sistemas con respecto a los tradicionales sistemas con gestión electrónica, está en que no hay una bomba inyectora con salida independiente a cada cilindro, sino una bomba de alta presión que transmite ésta a una rampa de inyección, con funciones de acumulador de presión, en la que hay conectado unos inyectores que son accionados eléctricamente. En este caso, se puede asemejar este sistema a una inyección de gasolina multipunto. En la actualidad la exigencias de las normas de anticontaminación y el aumento de las prestaciones de los motores, obligan al fabricante a optimizar el sistema, en este caso el diseño sobre cámaras, motores 16 valvulas, sistemas multijet y la utilización de inyectores piezoelectricos, etc. permiten adquirir un comportamiento muy optimizado de un motor y cumplir las exigencias en el campo de anticontaminación. Diferentes marcas y sistemas, Bosch, Siemen, Delphi, Denso, etc., participan constantemente en los trabajos de los diferentes fabricantes, siendo utilizado diferentes marcas para el mismo fabricante. Combustión para el sistema COMMON RAIL. El sistema UNIJET, se caracteriza por fragmentar la inyección en 2 o 3 fases, como se ha indicado anteriormente. En el sistema MULTIJET, se caracteriza por realizar una fragmentación de la inyección en 4 o 5 fases, con el objetivo de distribuir el combustible inyectado para conseguir una mejor combustión y por tanto menor índice de contaminación. La cantidad necesaria a inyectar, será prácticamente la misma en un sistema que en otro, por tanto no se conseguirá un aumento de potencia, sino un mayor aprovechamiento de la combustión.


Sistema hidráulico Nomenclatura

1 Inyectores 2 Parte eléctrica de inyectores 3 Rampa de inyección de combustible 4 Bomba eléctrica de combustible 5 Filtro de combustible 6 Bomba de alta presión A Sensor de temperatura de combustible B Sensor de presión C Regulador de presión D Desactivador del 3er pistón


Bomba de cebado. Normalmente suele ser del tipo sumergida en el depósito. La bomba de alimentación tiene las funciones de mantener la baja presión en el circuito de alimentación y cebar a la bomba de alta presión.

1 Rotor bomba 2 Volumen de aspiración 3 Entrada combustible 4 Salida de combustible 5 Rodillo 6 Anillo exterior 7 Válvula de seguridad


Filtro de combustible.

Prefiltro de combustible Interior en el depósito de combustible, antes de que el combustible llegue a la bomba de alimentación de baja presión. El material filtrante tiene un tamaño de aproximadamente 300 m.

Filtro principal

El elemento filtrante es de aproximadamente 4 o 5 m, y tiene dispositivo para la decantación del agua. A parte de la función de filtrado, el conjunto de filtro (1), está dotado de una válvula termostática (3) y un regulador de presión (baja presión) (2).


Elemento termostático En función de la temperatura del gasoil, desvía el flujo de entrada del mismo hacia el calentador externo de gasoil. Una vez tenga temperatura el mismo, un elemento bimetal desvía el caudal de gasoil sin necesidad de atravesar el sistema de calentamiento.

Nomenclatura

A Entrada de combustible B Hacia el filtro C Salida hacia el circuito calentador de gasoil


Elemento calefactor Según el sistema, el elemento calefactor puede ser del tipo eléctrico o con intercambiador de calor del agua anticongelante. La misión es obtener una temperatura de trabajo del gasoil superior a 15 ºC.


Regulador de presión del circuito de baja Está incorporado en el interior del filtro de combustible. Se compone de una válvula tarada por la presión de un muelle, a una presión aproximada de 2,5 bar, desde la bomba de alimentación hasta la entrada de la bomba de alta presión.


Comprobación del circuito hidráulico de baja presión Para realizar la comprobación del circuito hidráulico, a parte de la comprobación visual de fugas, verificaremos la presión y caudal a la entrada de la bomba de alta presión. Con esta operación, realizaremos la verificación de la bomba de combustible sumergida en el depósito y el regulador de baja presión, insertado en el filtro de combustible. Los datos obtenidos serán comprobados con los característicos del sistema. La presión del circuito de alta, la existente en la rampa de inyectores, no podrá ser comprobada en condiciones normales, ya que es de un gran riesgo realizar la medida de esta presión por su elevado valor. Solo podrá ser comprobado por el valor obtenido del captador de presión ubicado en la rampa acumuladora de presión.


Bomba de alta presión. Este elemento es el encargado de suministrar la alta presión de combustible que será aplicada a la rampa de inyectores. La presión de trabajo de la misma está comprendida entre 200 y 1350 bares, en función de la posición de trabajo realizada por el regulador de presión, que es controlado por la UEC. El conjunto está equipado de un regulador de presión, y dependiendo del sistema, también tiene incorporado un dispositivo desactivador de uno de los pistones de carga. 1. Cilindro 2. Excéntrica 3. Válvula de admisión (Lámina) 4. Válvula de bola 5. Embolo de presión 6. Eje de la bomba 7. Entrada de gasoil a baja presión 8. Salida de alta presión 9. Retorno


Funcionamiento El accionamiento mecánico de la bomba es realizado por el cigüeñal, con una relación de transmisión de 0.5. Con este sistema la bomba de alta presión no necesita un calado mecánico con respecto a la distribución, ya que solo tiene la misión de generar la alta presión y no de distribuirla.


Componentes internos de la bomba de alta presión 1 Regulador de presión 2 Válvula de lubricación 3 Eje excéntrico 4 Pistón 5 Desactivador del 3 pistón a Salida de alta presión b Retorno c Entrada a baja presión


Lubricación La lubricación de la bomba de alta presión es realizada por el propio combustible, en el momento que atraviesa a la bomba. El sistema tiene una válvula que se desplaza por la presión del combustible, permitiendo mantener una lubricación del mecanismo, al permitir el paso por un calibre de la propia válvula, aunque no tengamos suficiente presión de alimentación. La válvula de lubricación está colocada en el racord de entrada de combustible.


Generación de la alta presión El eje de accionamiento actúa directamente sobre tres pistones, siendo la disposición de los mismos, de forma radial con respecto al eje. La función de los tres pistones es de generar la presión de trabajo hacia los inyectores. La generación de la presión tiene una fase de compresión cada 120º de eje de bomba. 1 Eje excéntrico 2 Pistón de alta presión 3 Válvula de lámina de admisión 4 Entrada de combustible 5 Salida de combustible 6 Válvula de bola de escape 7 Cilindro de alta presión 8 Muelle 9 Leva de transmisión


El eje de la bomba tiene mecanizado una excéntrica que acciona a una leva de transmisión, de forma que cuando el eje recibe movimiento rotacional, la leva de transmisión obtiene un movimiento radial, que acciona linealmente a los pistones, dando movimiento alternativo a los mismos. Con este movimiento, se abre y cierra unas válvulas de lámina, que permite el desplazamiento del gasoil y la compresión del mismo. El gasoil de entrada a la bomba es suministrado por la bomba de alimentación, a una presión aproximada de 2,5 Kg/cm2. Las diferentes fases de movimiento de la bomba es el siguiente:


Regulación de alta presión Este elemento tiene la función de regular la presión existente en la rampa de inyectores. El regulador consta de dos partes, una mecánica y otra eléctrica, ésta última, controlada por la UEC que gestiona al sistema. 1 Retorno 2 Procedente del pistón de presión 3 Salida hacia rampa de inyectores 4 Válvula esférica 5 Bobina actuador 6 Núcleo magnético 7 Muelle de carga 8 Conector eléctrico Cuando no hay señal en la bobina del actuador, la parte mecánica se encarga de mantener una mínima presión de trabajo, que es la proporcionada por el muelle de carga. Esta aproximadamente es de 100 bar. En función de la intensidad de paso aplicada a la bobina del actuador, se consigue un empuje del núcleo magnético hacia la válvula esférica, aumentando la fuerza resultante sobre ella. Esta fuerza corresponde a la suma de la fuerza del muelle mas la aportada por la corriente eléctrica aplicada a la bobina. La presión del gasoil, tiene que aumentar hasta vencer la fuerza aplicada sobre la válvula esférica para abrirla y descargarse por el retorno.


Dispositivo desactivador del tercer pistón de la bomba de alta presión Cuando el motor funciona con una carga débil, la presión de gasoil necesaria para esta condición de funcionamiento es baja. En algunos sistemas Common-Rail, dispone de un dispositivo que en esa situación de marcha mantiene inactivo el trabajo de uno de los pistones de la bomba de alta presión, con el objetivo de disminuir la potencia absorbida por la misma. Cuando la presión de trabajo sobre los inyectores no es elevada, la UEC que controla el sistema, le da una señal al actuador desactivador del tercer pistón, de forma que éste desplaza a una varilla que mantendrá abierta la válvula de admisión de uno de los pistones. En esta situación, este pistón no comprimirá el gasoil, y por lo tanto no absorberá potencia al motor. 1 Entrada gasoil (Baja presión) 2 Pistón 3 Válvula de admisión de lámina 4 Varilla de empuje 5 Conector eléctrico 6 Actuador desactivador 7 Válvula de salida 8 Salida gasoil (Alta presión) Cuando la UEC da señal al actuador, se desactiva el trabajo de un pistón. Cuando la UEC no da señal al actuador, la bomba trabaja normal, con el trabajo de los 3 pistones.


Gestión de la UEC sobre el regulador de presión y el actuador del desactivador del 3er pistón La gestión sobre estos dos elementos la realiza la UEC en función de las condiciones de funcionamiento del motor, es decir condición de carga y revoluciones, que nos determinará la cantidad de gasoil a inyectar (No el tiempo de apertura del mismo).


Regulador de presión La UEC envía una señal de ciclo de trabajo variable para modificar la fuerza de empuje sobre el núcleo magnético, de esta forma conseguirá modificar la presión de combustible aplicada sobre los inyectores. El circuito eléctrico que relaciona este componente con la UEC, es el siguiente: Comprobaciones

Resistencia de la bobina. Señal aplicada sobre la bobina DWELL en función del trabajo a realizar. Frecuencia. Cuanta mas intensidad se le aplica mas presión se consigue. Si la modulación es por masa, cuanto mas DWELL se aplica mas presión adquiere. Si la modulación es por positivo, cuanto mas DWELL se aplica menos presión se adquiere. Si se desconecta la presión del sistema es mínimo.


Actuador del desactivador del 3er pistón Este dispositivo está gestionado por la UEC, manteniendo activo o desactivo uno de los pistones, en las condiciones que tenga cartografiada la UEC. El mando del actuador es del tipo todo o nada, es decir, durante la activación se mantiene fija la señal de masa y cuando se desactive retira la señal de masa. Comprobaciones

Resistencia de la bobina. Señal aplicada sobre la bobina, valor de voltaje en el momento en que se activa o desactiva. Si se desconecta, el funcionamiento de la bomba es con 3 pistones.


Las condiciones de mando del actuador es la siguiente: - Con motor a ralentí o a mas de 2/3 de la plena carga, funciona con los tres pistones (No tiene señal de mando). - Con el motor en una condición intermedia, funciona con dos pistones (Tiene la señal de mando). - Depende de la cantidad de combustible necesaria para el funcionamiento del motor también actuará con 2 o 3 pistones.

A continuación se representa una tabla donde se observa las diferentes fases de funcionamiento.


Rampa de combustible. Este elemento tiene la función de hacer de acumulador de presión que será aplica a los inyectores. En este elemento, a parte de alojar los conductos de la bomba de alta presión y los conductos de los inyectores, tiene el sensor de temperatura y el sensor de presión de combustible, que se tratarán mas adelante. Para proceder al desmontaje de este elemento, siempre tendremos que tener la precaución de esperar que desaparezca la presión residual del circuito, dando un tiempo de seguridad de aproximadamente 30 segundos.


Inyectores Estos elementos proporcionan la cantidad de combustible necesaria para el funcionamiento del motor, pulverizando el combustible directamente en la cámara de combustión. Se compone de dos partes, una mecánica y otra hidráulica, que se describen a continuación. 1 Salida hacia el retorno 2 Filtro laminado, entrada de gasoil 3 Pistón de mando 4 Muelle del inyector 5 Aguja del inyector 6 Punta del inyector (Pulverización) 7 Conector 8 Válvula esférica de cierre 9 Aguja de la electroválvula de mando 10 Bobina de electroválvula de mando


Funcionamiento El inyector tiene aplicada a su entrada el gasoil a la presión correspondiente a la condición de funcionamiento, determinada por el regulador de presión en función de la señal enviada por la UEC. Una señal de mando aplicada a la bobina del inyector, libera mas o menos presión de la parte superior del pistón de mando del inyector. Debido a la diferencia de presión entre la parte posterior y anterior del pistón de mando del inyector, se produce un desplazamiento del mismo, realizando la apertura de la punta del inyector, pulverizando el gasoil. Apertura del inyector Cuando se aplica una señal en la bobina de mando del inyector, la electroválvula del mismo, abre la válvula esférica, permitiendo la descarga de la presión existente en la cámara de mando. Al descargar esta presión, disminuye la presión aplicada en la parte superior del pistón de mando. En esta situación la presión ejercida en la parte inferior del pistón, es mayor que la ejercida en la parte superior del mismo, dando movimiento al pistón de mando y abriendo los orificios de pulverización. El desplazamiento del la aguja del inyector, es aproximadamente 0.06 mm. El tiempo que está aplicada la señal, es proporcional a la cantidad de combustible inyectado.


Cierre del inyector Cuando la señal sobre la bobina de mando del inyector ha finalizado, el muelle de la electroválvula empuja a la aguja de la misma, manteniendo cerrada la válvula esférica. Esta válvula hace que el gasoil que entra en la cámara de mando, ejerza una presión en la parte superior del pistón del inyector de igual magnitud que la ejercida en la parte inferior del mismo, anulándose entre ellas, y manteniendo a la aguja del inyector en posición de cierre de los orificios de salida debido al esfuerzo ejercido por el muelle del inyector. La cantidad de gasoil inyectada depende de los siguientes parámetros: Caudal hidráulico del inyector (Diámetro de los orificios de inyección). Señal aplicada de la UEC a la electroválvula del inyector. Presión del gasoil en la rampa de inyectores.


Señal de mando sobre las bobinas La bobina de la electroválvula del inyector se excita en dos fases, una de activación y otra de mantenimiento. Fase de activación (a) En esta fase se produce una subida rápida de la aguja del inyector. Para esta fase, es necesaria una gran potencia eléctrica de accionamiento, para ello la UEC aplica en bornes de cada inyector una tensión de 80 V y una intensidad de 20 A aproximadamente para cada bobina. Esta fase está limitada a un tiempo aproximado de 0,3 mS. Fase de mantenimiento (b) Esta fase se inicia a continuación de la fase de activación, de forma que se limita la potencia aplicada para mantener abierto al inyector, durante un tiempo cartografiado según las condiciones de funcionamiento del sistema. En esta fase, la UEC aplica a los inyectores una tensión de 50 V con una intensidad de paso de 12 A aproximadamente. Fin del mando (c) Una vez se corta la señal hay un intervalo de tiempo para el cese de la intensidad y cierre del inyector.


Señal de mando y apertura del inyector La señal aplicada al inyector, desplaza al pistón de la electroválvula, que abre el paso y descarga el fluido de la cámara de mando, para dar movimiento a la aguja del inyector. Debido a que se produce carga y descarga del fluido por unos calibres, existe una demora de tiempo, que ya está previsto en la cartografía de la UEC.

Comb u s t i b l e i n

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esférica

Señal sobr e bobi na inyector

Inicio señal

Inicio inyección

Final señal

Final inyección


Fases de realizar la inyección La cantidad de combustible a inyectar, puede ser fragmentada en tres fases: · Inyección piloto. · Inyección principal. · Post-inyección (eventualmente). Inyección piloto Es una fase de inyección que se produce antes de la inyección principal, para reducir ruido de funcionamiento del motor. Para que la UEC gestione esta fase de funcionamiento, el motor tiene que girar a un régimen inferior a 3200 r.p.m. Se suprime la inyección piloto en caso de:

- Superar el régimen de 3200 r.p.m. - Alta presión en la rampa de inyectores sea

insuficiente. El tiempo de mando de la inyección piloto depende de la presión del carburante. Inyección principal La UEC calcula el inicio y el tiempo de la inyección principal, en función de:

- Duración de la inyección piloto. - Régimen de motor. - Presión en el colector de admisión. - Carga del motor.

Inhabilitándola en caso de:

- La presión en la rampa es inferior a 120 bares - Si se alcanza el régimen máximo del motor.

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Post-inyección La UEC controla esta fase para abrir los inyectores una vez ha acabado la fase de inyección principal, con el objetivo de mejorar la reacción en el catalizador. Las condiciones de funcionamiento de la post-inyección son las siguientes:

- Del régimen de motor - De la temperatura del aire - De la temperatura del motor - De la presión atmosférica

La post-inyección se suprime en caso de:

- Si la temperatura del catalizador no alcanza la de funcionamiento - Si la alta presión es insuficiente - Mal funcionamiento del caudalímetro - Mal funcionamiento de la EGR - Captador de presión del colector de admisión

Regularidad de funcionamiento La UEC tiene cartografiada una fase de funcionamiento, que tiene el objetivo de disminuir las vibraciones debidas al funcionamiento del motor al régimen de ralentí. Esta fase depende de:

- Régimen de motor - Posición del cigüeñal

La UEC modifica el caudal de carburante (Tiempo de inyección) en función del giro instantáneo de cada cilindro, consiguiendo una marcha homogénea individualmente por cilindro. Esta corrección oscila aproximadamente entre +/- 5 mg de carburante por inyectada.


SEÑALES DE INYECTOR Tensión e intensidad de mando Canal A Tensión Canal B Intensidad (valor multiplicar X 10 Amp.)

Modulada para alargar el tiempo de apertura

Intensidad del inyector Intensidad del inyector modulada para aumentar el caudal


Separación entre señal piloto y principal Señal efectuada en fase de carga de condensadores

En canal A, se observa la tensión que se va aplicando al inyector, pero sin tiempo suficiente para abrir al mismo. En cada fase de corte, se obtiene un incremento de tensión que se aprovecha en la siguiente fase de apertura del inyector.


COMMON RAIL: SISTEMA ELÉCTRICO

Nomenclatura 1 Potenciometro acelerador 2 Interruptor de freno y embrague 3 Sensor presión de combustible 4 Sensor temperatura de combustible 5 Sensor temperatura agua 6 Sensor presión colector de admisión 7 Caudalímetro 8 Sensor de fase 9 Sensor régimen de motor 10 Sensor velocidad vehículo 11 Regulador de presión 12 Electroinyectores 13 Sistema de calentadores 14 Bomba de combustible 15 Modulador de EGR


Algunos componentes son comunes a los sistemas TDi. Los actuadores del sistema Common Rail se han tratado anteriormente. Sensores sistema Common Rail

Sensor de presión de la rampa de inyectores Este elemento informa a la UEC de la presión en la rampa acumuladora, para servir de referencia en el ajuste del regulador de presión.

El rango de valores detectados por este elemento está entorno a la presión de 0 a 1500 bares, obteniéndose una tensión de salida variable entre 0,3 V y 4.65 V, según se indica en la gráfica. Comprobaciones Tensión de alimentación (procedente de la UEC. Tensión de salida variable con la presión. Comparar la tensión de salida del sensor con la señal del regulador de presión. Con el motor parado, comprobar la mínima tensión del captador. Esta se aproxima a o,3 bares. Al accionar el arranque observar un incremento de tensión, en caso de que esta no supere los 0,8 – 1 V, indica que la presión no es suficiente y por tanto el motor no se pondrá en marcha.


Sensores de temperaturas Sensor de temperatura de motor, Detecta la temperatura del agua anticongelante. Como regla general es del tipo NTC. Sensor de temperatura de aire, también es del tipo NTC, y está ubicada como regla general en el medidor de caudal de aire, enviando esta información para calcular la densidad y aire. Sensor de temperatura de combustible, es del tipo NTC, y está ubicado en la rampa acumuladora de presión o en el circuito de retorno de combustible, según el sistema y vehículo. Con esta información, la UEC determina la densidad del combustible.

Comprobaciones Resistencia del sensor, comparando con la temperatura del sensor. Tensión de referencia. Tensión en bornes de componente conectado, al variar su temperatura.


Sensor de presión del colector de admisión Este sensor indica a la UEC de la presión del colector de admisión, valor importante para los vehículos sobrealimentados. Este elemento genera una tensión proporcional a la presión detectada. La acción básica de la UEC en función de esta señal, es modificar la presión y el caudal de combustible a inyectar. Según el sistema también puede ser utilizada para controlar la presión de soplado del turbo, sea normal o de geometría variable.

Comprobaciones Tensión de alimentación. Tensión de salida variable con la presión aplicada. Comparar el trabajo del turbo (electroválvula de control) con la presión del conector de admisión.


Medidor de caudal de aire El medidor de caudal de aire es del tipo película caliente, y mide la masa de aire real que aspira el motor. Tiene incorporada la sonda de temperatura de aire. Normalmente está situado en el circuito de admisión antes del turbo, es decir la presión del aire que pasa a través del medidor de caudal esta a presión atmosférica.


Control del sistema

Comprobaciones Tensión de alimentación para la parte de potencia. Tensión de alimentación para el circuito electrónico. Masa eléctrica. Tensión de salida, proporcional a la cantidad de aire aspirada por el motor. Tener en cuenta que la cantidad de aire aspirada puede estar afectada por los elementos siguientes: Filtro de aire. Manguito de admisión.

EGR. Catalizador. Tubo de escape.


Captadores de posición motor Para detectar la posición de motor tiene dos captadores, uno de cigüeñal (RPM y PMS) y otro de árbol de levas (Fase). Las funciones básicas de los mismos son las siguientes:


Captador del volante motor Situado en el cigüeñal, envía la información de revoluciones y de PMS. En general es del tipo inductivo. La polea de cigüeñal está constituida por una rueda fónica de 60 dientes en la que se han rebajado dos de ellos (58+2), para reconocer PMS, siendo esta información de 114º antes del PMS.

Comprobaciones Inductivo. Resistencia de la bobina. Tensión alterna que genera al accionar el arranque. Aislamiento a masa de la bobina. Estado del apantallado (si tiene).


Captador de fase Está situado en el árbol de levas, y reconoce la posición del mismo, para controlar con precisión a los inyectores. Es del tipo Hall. Según el sistema de gestión de motor y vehículo, el captador de fase puede dar una señal cada vuelta de arbol de levas (dos vueltas de cigüeñal), o bien una señal compleja, con la que puede reconocer la posición del arbol de levas en medio giro del mismo, garantizando mas precisión de su posición.

Comprobaciones Hall. Tensión de alimentación. Señal de salida (cuadrada) al accionar el arranque. Sincronismo con el captador de PMS.


Sensor de velocidad del vehículo Este elemento informa a la UEC de la velocidad del vehículo, realizando así los ajustes pertinentes de mando sobre los inyectores para aportar una conducción suave. Según el sistema, también puede servir de información para controlar el velocímetro del cuadro. Función del sistema: • Reconoce que el vehículo está moviéndose. • En función de la velocidad del motor y la velocidad del

vehículo, determina la marcha que tiene seleccionada. • Mejora el régimen del ralentí con el vehículo en marcha. • Optimiza las fases de aceleración • Suaviza la marcha para reducir tirones. El tipo de captador utilizado (Hall, Inductivo, reed, etc.), depende del tipo del vehículo.

Comprobaciones Frecuencia en el Terminal de salida, proporcional a la velocidad del vehículo.


Sistema de antipolución Circuito de recirculación de gases E.G.R. Este elemento tiene la misión básica de disminuir el porcentaje de NOx emitido por el escape. El mando del sistema está controlado neumáticamente por una electroválvula moduladora que está gestionada por la UEC. La señal de mando de la electroválvula moduladora es de Dwell variable en función de la cantidad de gases de escape a introducir. La válvula neumática se acciona por depresión, generada por un depresor arrastrado por el motor.


Funcionamiento del sistema El sistema reconoce el funcionamiento de la EGR y el porcentaje de gases reciclado, comparando la señal emitida por el medidor de caudal de aire, ya que éste disminuirá su tensión cuando aumente los gases de escape reciclados.

Comprobaciones Resistencia de la E.V. Señal de mando sobre la E.V. Estanqueidad de la membrana. Desplazamiento de la válvula EGR y su estanqueidad en el cierre. Comparar trabajo de la EGR con la tensión de salida del caudalimetro.


Catalizador de oxidación El sistema antipolución correspondiente a las emisiones contaminante por el escape se compone de un catalizador de oxidación (DeNOx) con un filtro de partículas en el mismo catalizador. Esta distribución y tipo puede cambiar según marca y sistema. El funcionamiento del mismo es el siguiente: Los gases de escape, una vez finalizada la combustión, entran en el catalizador de oxidación. Estos gases de escape, compuestos básicamente por los elementos contaminantes CO, HC, NOx, etc., son divididos, de forma que los NOx serán absorbidos en el catalizador de NOx, primer elemento del catalizador. El resto de gases de escape, continuarán por el catalizador filtrándose las partículas (HC) por el mismo, segundo elemento del catalizador. Cuando los gases de escapen adquieran una cierta temperatura, aproximadamente 300ºC, las partículas que están en el filtro reaccionan con el NOx absorbido anteriormente, de forma que se oxidan para formar N2, CO2, H2O, disminuyendo así los compuestos contaminantes. La temperatura del catalizador se consigue de forma diferente según el fabricante, siendo las más habituales las siguientes: • Una resistencia calefactora, que hará calentar el mismo cuando se haga pasar una corriente eléctrica. • Utilizando las fases de post-inyección, que generarán un incremento de temperatura de los gases de escape. (Sistemas COMMON RAIL). El hecho de producir una oxidación de las partículas retenidas en el filtro de partículas del catalizador, hace que éste se obture con menos frecuencia y por tanto tenga una vida más larga. En algunos sistemas nos podemos encontrar que tega detector de presión diferencial del catalizador, captador que informará a la UEC del sistema del estado de taponamiento del filtro de partículas, para controlar y dosificar adecuadamente la fase de post-inyección, para acelerar la reacción química.El buen funcionamiento del sistema, se asegura si se utiliza Gasoil con bajo contenido de azufre, ya que si nos es así, el filtro de partículas tendría tendencia a taponarse, siendo entonces necesario proporcionar elevadas temperaturas para poder evacuar este azufre de catalizador. Estas elevadas temperaturas se conseguirán realizando fases de post-inyección, con el consecuente incremento de consumo de combustible. En caso de no eliminarse el azufre del gasoil, y para reducir el uso de la post-combustión, será necesario la utilización de un aditivo para que realice la función de limpieza.


COMMON RAIL: ENFRIADOR RETORNO DE GASOIL Refrigerado por aire Si el motor que equipa este sistema no requiere una gran cantidad de gradiente en la refrigeración del combustible, debido a que la presión y caudal de combustible sea inferior, cilindradas pequeñas, puede tener instalado un sistema de refrigeración de combustible - aire. El sistema es un radiador por el que pasa el combustible directamente y es refrigerado por aire, de esta forma queda desvinculado por completo con la refrigeración de motor.

Otro tipo de refrigeración combustible-agua


COMMON RAIL: CALENTADOR PARA LA CALEFACCIÓN Depende del mercado donde vaya a ser distribuido el vehículo, nos podemos encontrar que debido a la poca generación de energía calorífica del motor de inyección directa, la calefacción del interior del habitáculo se puede ver afectada cuando el motor lleva poco tiempo en marcha. Para evitar este problema, se coloca unas resistencias calefactoras, que en función de la temperatura del motor y carga del alternador, se ponen en marcha, gestionado por la UEC. Distribución esquemática de la gestión de los calentadores de refrigeración


INYECTOR BOMBA INYECTOR BOMBA: INTRODUCCIÓN.

Aspectos generales. Con el propósito de obtener un buen rendimiento del motor y cumplir una normativa muy estricta en anticontaminación, cada fabricante va optando por utilizar, aprovechar y mejorar las gestiones de los motores, en algunas ocasiones puede suponer una gran complejidad del sistema y en otras una gran sencillez. En esta ocasión corresponde al sistema inyector-bomba, un sistema sencillo, amoldado a una gestión electrónica que lo hace preciso a las exigencias. El sistema inyector bomba, es la descendencia directa de la bomba inyectora lineal, utilizando el propio árbol de levas (o uno específico), como impulsor de los émbolos de compresión de cada inyector. El inicio del sistema fue completamente mecánico, y evidentemente ha evolucionado aplicando electrónica en el sistema, es decir, un sistema con UEC que según los parámetros de funcionamiento del motor, controla el tiempo de apertura de los inyectores, y el avance del momento de inyección. En este apartado contemplaremos el sistema inyector-bomba controlado electrónicamente.


Arquitectura.

1 Válvula control aumento de presión de la

inyección 2 Pistón inyector bomba 3 Conducto de retorno 4 Conducto de entrada de combustible 5 Electroválvula de inyección 6 Aguja de inyección 7 Muelle tarado inyector 8 Leva 9 Balancín 10 Tornillo de ajuste holgura 11 Muelle de retorno del pistón


Impulsión. Este elemento es el encargado de generar la alta presión del combustible para realizar la inyección del mismo a la cámara de combustión. El momento y la cantidad de combustible a ser inyectada, está controlado por la UEC, gestionando una electroválvula unida al inyector bomba.

El sistema del inyector bomba, se compone de dos partes, una mecánica-hidráulica y otra eléctrica. La parte mecánica, por medio de una leva, se encarga de dar el movimiento necesario a un pistón para generar la presión de inyección. También dependiendo del sistema, se define las fases de la inyección, es decir, pre-inyección e inyección principal. La parte eléctrica, se encarga de dar la apertura y cierre del combustible para limitar la cantidad de combustible y el momento de inyección.


Operación de inyección. Fases de funcionamiento

Fase de llenado de combustible En esta fase, el combustible se introduce en el interior del pistón del inyector, a la presión de mando de la bomba de alimentación. En esta condición, la leva libera la presión del muelle (11) dando un movimiento ascendente al pistón, de forma que favorece la aspiración del combustible. La electroválvula de mando, está sin activar, por tanto en posición abierta, la válvula (1) da paso al combustible hacia el pistón del inyector.

Fase de descarga sin inyectar Esta fase se produce en el momento en que la leva empieza a desplazar el pistón para comprimir el combustible, cuando aún no se ha excitado la electroválvula (1), por tanto ésta no está cerrada, y el combustible es devuelto por el conducto de alimentación


Fase de inyección Esta fase se produce en el momento en que se inicia la inyección, es decir cuando se da señal a la electroválvula y cierra el paso (1) de descarga, por tanto empieza a incrementar la presión hasta que se produce la inyección.

Fase de fin de inyección En esta fase, ha finalizado la inyección (se ha desactivado la electroválvula), descargando la presión por la válvula (1), hacia el conducto de alimentación de combustible


INYECTOR BOMBA: ALIMENTACIÓN DE COMBUSTIBLE. Representación esquemática del circuito de combustible.

Los elementos hidráulicos que intervienen en el sistema equipado con inyector-bomba, son aproximadamente los que tenemos en un sistema convencional, a excepción del conjunto inyectores-bomba y la distribución de algunos componentes.

1 Bomba de combustible 2 Filtro de combustible 3 Unidad conjunto Inyectores-bomba 4 Enfriador combustible de retorno 5 Regulador de presión de combustible


Estructura circuito VW


Bomba de combustible y de alimentación de gasoil. Tiene la misión de generar la presión del sistema y el caudal necesario para el funcionamiento del motor. Dicha presión, no es la de inyección, sino la presión de alimentación del inyector. Nos podemos encontrar dos tipos de bombas, eléctricas o mecánicas. Bomba eléctrica En este apartado, nos encontramos una bomba eléctrica como las ya conocidas, e incluso nos podemos encontrar bombas bietapas, que permite empujar el combustible en dos etapas diferentes, una que genera una baja presión pero se encarga de desplazar el combustible hasta la bomba que comprimirá a éste a la presión del sistema.

Bomba Bietapa

1 Racor de purga 2 Salida de alta presión 3 Salida de baja presión 4 Retorno de baja presión 5 Aforador 6 Entrada combustible del

depósito 7 Cto. de bombeo

1 Rotor bomba 2 Volumen de aspiración 3 Entrada de combustible 4 Salida de combustible 5 Rodillo 6 Anillo exterior


Circuito bomba dos etapas

La bomba consta de dos elementos de

bombeo, uno que extrae el combustible y

lo hace llegar al filtro y otro elemento que

comprime el combustible procedente del

filtro que a su vez viene del elemento

anterior.


Bomba mecánica En otros sistemas, se toma la alternativa de generar la presión de alimentación del sistema, con una bomba arrastrada mecánicamente, normalmente por el árbol de levas. Este sistema, suele tener incorporado el depresor del servofreno.

1 Retorno de combustible 2 Entrada hacia los inyectores bomba 3 Salida de los inyectores bomba 4 Entrada de combustible desde el filtro


Descripción de la bomba mecánica Este tipo de bomba está compuesto por un rotor y de unas aletas de cierre (forzadas por un muelle). Con el movimiento del rotor, el combustible es transportado de una cámara de volumen mayor, a una cámara a volumen menor. En la propia bomba, se incorpora un regulador de presión, de forma que mantiene la presión de carga hacia el conjunto de inyectores bomba. 1 Conducto de retorno 2 Válvula de retorno (1 bar) 3 Orificio calibrado 4 Conducto de entrada 5 Válvula del regulador de presión (7,5 bar) 6 Aletas de cierre 7 Rotor 8 Aletas de cierre 9 Filtro tamiz 10 Alimentación hacia inyectores.


Fase de aspiración y compresión

El desplazamiento del rotor, origina el desplazamiento del combustible, realizando la compresión del mismo.


Regulador de combustible Este componente es el que encarga de mantener regulada la presión aplicada a la entrada del inyector bomba. El valor de la presión regulada, depende del sistema a tratar en función del tipo de bomba, siendo aproximadamente 4 bares para bombas eléctricas y 7,5 bares para bombas mecánicas, aunque siempre nos remitiremos a los valores específicos del sistema. Regulador externo Normalmente se utiliza en sistemas con bombas eléctricas. Regulador incorporado Normalmente se utiliza en sistemas con bombas mecánicas. La función básica es de seguridad.


Tubo distribuidor. Este conducto tiene la misión de repartir el combustible a todos los inyectores, de forma que sea homogénea la presión y la temperatura aplicada a cada uno de ellos. Uno de los sistemas utilizado para conseguir esta misión, es el compuesto por un conducto que permite una ranura anular al mismo y con la pared de su alojamiento en la culata.

EFECTOS DEBIDO A LAS VARIACIONES DE PRESION


Calentamiento del combustible.

Filtro de combustible Este elemento tiene la misión de evitar que entren impurezas en al sistema y evitar el que entre agua en el circuito de presión del sistema. Podemos encontrarnos que tengan un dispositivo térmico para aprovechar la temperatura del gasoil de retorno. También puede estar provisto del dispositivo detector de agua en el combustible. Filtros con dispositivo termostático. Válvula de retención

La válvula de retención está Instalada en el conducto de entrada de la bomba mecánica. Impide que el combustible que tenemos en el interior de la bomba mecánica se descargue cuando paramos el vehículo, evitando tener problemas de cebado.

El dispositivo bypass térmico corresponde a un sistema de aprovechamiento del combustible procedente del circuito de retorno cuando la temperatura del gasoil es baja. Con este elemento permite calentar rápidamente el combustible de entrada a la bomba.


Refrigeración del combustible. Este elemento tiene la misión de enfriar el combustible que retorna al depósito, para evitar posible daños en el depósito y en el medidor de nivel de combustible. Es necesario enfriar el combustible, ya que cuando este pasa por el funcionamiento del inyector bomba, adquiere una determinada temperatura por la elevada presión del combustible. Nos podemos encontrar dos tipos de sistemas Refrigerado por agua

Otro tipo de refrigeración combustible-agua


Refrigerado por aire Si el motor que equipa este sistema no requiere una gran cantidad de gradiente en la refrigeración del combustible, debido a que la presión y caudal de combustible sea inferior, cilindradas pequeñas, puede tener instalado un sistema de refrigeración de combustible - aire. El sistema es un radiador por el que pasa el combustible directamente y es refrigerado por aire, de esta forma queda desvinculado por completo con la refrigeración de motor.


INYECTOR BOMBA: GESTIÓN DEL MOTOR. Cuadro general del sistema.


Esquema eléctrico y electrónico.



Nomenclatura

1-CONECTOR U.E.C. 19-INTERRUPTOR RALENTI/INTERRUPTOR DE KICK-DOWN/POTENCIOMETRO DEL ACELERADOR

2-SONDA TEMPERATURA DE AIRE/ SENSOR DE PRESION ABSOLUTA

20-RELE BAJA POTENCIA RECALENTADOR LIQUIDO REFRIGERACION

3-CONECTOR AUTODIAGNOSIS 21-RELE ALTA POTENCIA RECALENTADOR LIQUIDO REFRIGERACION

4-ALTERNADOR 22-RELE PRINCIPAL 5-SENSOR R.P.M.-P.M.S. 23-BOMBA RECIRCULACIÓN DE AGUA 6-SENSOR DE FASE HALL 24-RELE RECIRCULACIÓN DE AGUA 7-CUADRO INSTRUMENTOS 25-RELE PRE/POSTCALENTAMIEN. BUJIAS 8-ELECTROVALVULA TRAMPILLA DE AIRE 26-CLAUSOR 9-RELE DE POSTVENTILACION 27-RECEPTOR DISPOSITIVO ANTIARRAN. 10-SONDA TEMPERATURA DE AGUA 28-BUJIAS CALENTAMIENTO LIQUIDO DE

REFRIGERACION 11-ELECTROVALVULA EGR 29-BUJIAS DE PRE/POSTCALENTAMIENTO 12-SONDA TEMPERATURA COMBUSTIBLE 30-INYECTORES/BOMBA 13-INTERRUPTOR PEDAL EMBRAGUE 31-BATERIA 14-ELECTROVALVULA DE LIMITACIÓN DE PRESION DE SOBREALIMENTACION

32-DEPRESOR

15-INTERRUPTOR LAMPARA DE FRENO/ INTERRUPTOR PEDAL DE FRENO

33-BOMBA DE COMBUSTIBLE

16-AIRE ACONDICIONADO 34-CONDUCTO RETORNO DE COMBUSTIBLE

17-MEDIDOR MASA DE AIRE 35-CONDUCTO ALIMENTACIÓN DE COMBUSTIBLE

18-MANDO REGULADOR DE VELOCIDAD


Sensores y actuadores Sonda de temperatura motor Sonda de temperatura combustible

Tipo NTC. Situada en el cuerpo del termostato. La unidad corrige:

El avance de inyección. El caudal de combustible. El tiempo de precalentamiento. Tiempo de excitación de la EGR.

Comprobación .........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

Tipo NTC Normalmente, están colocadas en conducto de retorno de combustible, detectando la temperatura de éste. La unidad utiliza esta información para:

Modificar el combustible a inyectar. Modificar el avance del momento de inyección.

Comprobación ............................................................................................................................................. .............................................................................................................................................


Medidor de caudal de aire aspirado Medidor de presión de colector de admisión y sonda de temperatura de aire

Es del tipo película caliente. Informa a la UEC de la cantidad (masa) de aire aspirado, para corregir el caudal de combustible a inyectar en función de ésta masa. También reconoce esa información para controlar la cantidad de gases de escape a recircular.

Comprobación ................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ ....................................................................................... ....................................................................................... ....................................................................................... .......................................................................................

Estos dos componentes, se encuentran ubicados en el mismo encapsulado, de forma que detecta directamente la presión del colector de admisión (Presión de soplado) y la temperatura del aire a introducir al motor. Sonda de temperatura de aire Del tipo NTC

Comprobación .................................................................................................................................................................................................................................................................... Sensor presión de colector de admisión Informa de la presión existente en el colector de admisión, para realizar: - Corrección de caudal de combustible a inyectar. - Control de la presión del turbo para el pilotaje de la válvula del mando del

mismo.

Comprobación


Potenciómetro de pedal de acelerador Captador de pedal de freno y de embrague

Este componente puede estar situado sobre el pedal de acelerador, siendo su construcción como es habitual. La información es utilizada para que la UEC reconozca la solicitud de par solicitada, para que modifique el caudal y avance de modo oportuno. Para esta información, se utiliza un poteciómetro y dos interruptores, uno de reposo y otro de pedal acelerado a fondo. En otras ocasiones, podemos encontrarnos dos potenciómetros opuestos, obteniendo dos salidas de tensión inversa para la misma evolución de movimiento de pedal de acelerador.

Comprobación ..............................................................................................................................................................................

La estructura de estos componentes, son similares, siendo unos conmutadores que se encargan de informar a la unidad de la situación detectada. Para el embrague y el freno (confirmación), el estado en reposo es cerrado, de forma que cuando se acciona alguno de estos pedales, abre el circuito (apareciendo la tensión de referencia). Para el freno, corresponde el mismo que hace encender las luces de freno, siendo en este caso su estado en reposo abierto y al accionar el freno cierra el circuito, aplicando 12 voltios a la unidad. De la información recibida de estos elementos, la unidad controla tanto el avance como el caudal para adquirir una marcha de funcionamiento suave y estable.

Comprobación .......................................................................................................................

1 Interruptor de freno 2 Confirmación de freno 3 Interruptor de embrague


SENSOR DE POSICION DE MOTOR En el sistema inyector bomba, necesitamos conocer la posición exacta del motor, para el mando individual de la señal de los inyectores, ya que estos se abren secuencialmente. Para ello requiere de un sensor de FASE, que ofrece la información del sincronismo del motor para reconocer el ciclo de trabajo, y poder determinar el orden de apertura de los inyectores. Un sensor de PMS y RPM le informa de una posición angular para determinar el momento exacto de apertura de cada inyectores. Captador de fase

Es del tipo HALL.

Reconoce la posición del árbol de levas. La unidad determina el sincronismo. En caso de fallo del captador, la unidad determina la fase de forma asincrónica en el momento del arranque, excitando al inyector 1 en cada PMS, y verificando el incremento de régimen que produce. Debido a que el incremento de régimen solo se produce en el momento en que está sincronizada la apertura del inyector, con el incremento de presión en el inyector y con la fase de compresión en el cilindro, la unidad la determina como fase y le sirve de sincronismo para resto de inyectores, que excitará de forma individual. Esto supone un retardo en el arranque y un funcionamiento irregular, con tendencia al picado. Para determinar la posición, el captador envía una secuencia de señales, que corresponde a 1 tetón (cilindro 4), 2 tetones con un ángulo mayor (cilindro 2), 2 tetones con un ángulo mediano (cilindro 1) y 2 tetones con un ángulo pequeño (cilindro 3). Cada conjunto de tetones está separados 90º.

Comprobación ...........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

CUATRO CILINDR

TRES CILINDR


Captador de PMS y RPM Este captador es del tipo inductivo.

Informa a la unidad de la posición de los PMS de cada pareja de cilindro (4 cilindros) o el de cada cilindro(3 cilindros), a parte de la información angular del cigüeñal. En base a esta señal y la de FASE, la unidad determina el momento de inyección. La información angular corresponde a la separación entre dientes, repartiendo la circunferencia en 60 dientes con falta de 2 + 2. En caso de fallo del captador, el motor no se pondrá en marcha.

Comprobación ..................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

CUATRO CILINDR

TRES CILINDR


Mando de calentadores Dispositivo necesario para la mejora de la puesta en marcha, funcionamiento del motor y la disminución de emisiones de humo, cuando el motor está frío. Básicamente la gestión se realiza en dos fases

- Pre-calentamiento Antes de la puesta en marcha del motor, dependiendo de la temperatura, normalmente inferior a 9º C.

- Post-calentamiento Fase de funcionamiento una vez puesto en marcha el motor. Normalmente es desactivado al acelerar el motor, desconectando el relé cuando el régimen de motor es superior a 2500 rpm.

El indicador de calentadores, tiene dos funciones: - Si luce al accionar el contacto, antes de arrancar,

indica el funcionamiento del sistema de precalentamiento.

- Si luce de forma intermitente, indica la presencia de una avería memorizada.


BOMBA REFRIGERANTE DE COMBUSTIBLE

La unidad controla el funcionamiento de la bomba eléctrica, en función de la

temperatura del combustible. Cuando éste alcanza los 70ºC, la unidad excita a la

bomba, hasta que la temperatura disminuya.

Comprobaciones .................................................................................................................................

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SISTEMA DE EGR CON CONTROL DE MARIPOSA DE GASES

1 Válvula EGR 2 Membrana de

accionamiento mariposa de gases

Dos electroválvulas independientes, se encarga del control de la mariposa y de la EGR en las primeras ediciones. Un bloque de válvulas, que dispone de las mismas integradas en su interior, corresponde a las ediciones mas nuevas. Con esta solución disminuye el número de elementos y tubos de conexión. El bloque de válvula consta de la entrada común de depresión, procedente del depresor, una común de toma atmosférica y una dirigida hacia un acumulador, donde se almacena de depresión aunque el motor esté parado, para asegurar esta función dispone de una válvula antirretorno, que se encarga de evitar que la presión del acumulador se descargue a través del depresor cuando éste deje de succionar.

Comprobación ..........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................


Chapaleta de admisión

La función de la chapaleta, es la siguiente: Cuando se detiene el motor (al quitar el contacto), la UEC acciona la electroválvula de la chapaleta, haciendo que ésta cierre y reduzca considerablemente el caudal de aire, permitiendo que el motor realice una parada suave, evitando las molestias sacudidas que se transfieren al interior. En otros sistemas, la chapaleta o mariposa de admisión, se utiliza para que en unas determinadas fases de funcionamiento del motor, la unidad la cierre un porcentaje y de esta forma se aumente la depresión en el colector de admisión, este hecho acompañado del control de la EGR, permite que se optimice el caudal de gases de escape que se introduce en la admisión, ya que se realiza por aspiración de los mismos.

Comprobación .............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................


Recirculación de gases de escape (EGR) Este sistema se utiliza para la reducción de los óxidos de nitrógeno, NOx. Los NOx, se generan por una elevada temperatura de combustión y con una mezcla con valor lambda 1. Evidentemente es inevitable la generación de dicho agente, ya que son dos causas que ocurren contantemente, la temperatura de combustión tiene que ser alta, sobre todo cuando el motor funciona a una cierta carga. El valor lambda 1 es inevitable, ya que si no fuese así, el sistema trabajaría de forma irregular. Forma de actuar para reducir el valor de NOx:

• Empobrecer considerablemente la mezcla. • Disminuir el rendimiento de la combustión.

La EGR en su fase de funcionamiento, introduce gases de escape en la admisión, de esta forma los gases de escape ocupan un volumen en los gases de admisión. Este volumen hará

reducir considerablemente

la relación de compresión y que a su vez reducirá el rendimiento de la combustión y por tanto la temperatura de esta.


La zona de trabajo, depende de la energía de esa combustión, en la grafica siguiente se observa la zona de trabajo de la EGR

Electroválvula neumática controlado por UEC En este sistema, la unidad de control de motor, aplica una señal de mando a la electroválvula de EGR. Esta seña es proporcional a la cantidad de gases de escape que van a ser recirculados, dato que dispone internamente la unidad de motor, en función de las condiciones de trabajo del mismo.

Comprobación .....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................


Control por aire aspirado La unidad de control de motor, gestiona la E.V. de EGR modulando una señal adecuada a la cantidad de gases a recircular. Para determinar si es correcta dicha cantidad de gases, se basa en la diferencia de aire que aspira el motor, ya que en el momento en que la EGR abre, el motor aspira la misma cantidad, pero en este caso dicha cantidad queda repartida entre los gases de escape y el aire, por tanto la cantidad de aire que mide el caudalimetro será inferior. Para determinar el correcto funcionamiento del sistema de EGR, la UEC tiene programada unos determinados valores de tensión de caudalimetro para cada una de las condiciones de funcionamiento del motor, verificando constantemente que dichos valores estén dentro de un margen de tolerancia, confirmará el correcto funcionamiento de la EGR. Con este procedimiento, podrá detectar una anomalía en algún componente del sistema, como puede ser la E.V., la EGR, Falta de vacío, rotura de un tubo, oclusión del conducto de la EGR etc..


Inyector bomba – inyección y preinyección En vehículos actuales, debido a los niveles de rumorosidad y las limitaciones en contaminación ambiental que cada vez son más severas, obligan a perfeccionar el sistema, necesitando realizar diferentes fases de funcionamiento, como es añadir una fase de preinyección, que supone inyectar combustible antes de que se produzca la inyección principal, para aumentar las presión en la cámara de combustión. Para realizar la fase de preinyección, se realiza por dos sistemas, uno mecánico, en este caso por la forma de la leva que acciona al inyector, y el otro eléctrico, que supone una señal hacia la electroválvula para que determine que caudal y en que momento realiza la preinyección, para posteriormente continuar con la inyección principal. Fase de llenado de combustible Fase de preinyección Fase de inyección principal Fase de final de inyección


INYECTOR BOMBA: ALIMENTACIÓN DE COMBUSTIBLE. Mando de correa dentada y árbol de levas de inyectores bomba.

Para generar una presión de inyección de 2000 bar se necesitan grandes fuerzas de accionamiento. Estas fuerzas conducen a cargas intensas en los componentes del mando de distribución por correa dentada. La correa dentada tiene una anchura de 30 mm. Con esta mayor superficie de apoyo es posible transmitir fuerzas más intensas.


INYECTOR BOMBA: AJUSTE DEL INYECTOR. Funcionamiento inyector.


Comprobaciones Señal de mando del inyector

Señal de mando

(tensión)

Intensidad de la bobina

Modulación de la

intensidad Inicio señal de mando


Cuidados y precauciones Cuando se ha de intervenir en los pasos de D y M de los inyectores, se ha de prestar especial atención en el montaje, ya que requiere de una cota y regulación de ajuste específica para que el vehículo funcione correctamente una vez se ponga en marcha. Un montaje inadecuado o desorientado supone que la pulverización del combustible no sea correcta e incluso sea inadecuada, tenido que ser compensada por la unidad de control. A su vez, una regulación incorrecta puede suponer la destrucción de algunos de los elementos de la cadena de empuje, balancín, inyector, soportes de árboles, etc...

1:_Girar el motor hasta que la pareja de inyectores que se van a desmontar estén lo mas libres posible de su balancín.

2:_Aflojar las tuercas y tornillos de ajuste.

3:_Aflojar el soporte del eje de la pareja de inyectores. Proceder desde el exterior al interior.

4:_Extraer el eje y los balancines.

5:_Afloja el taco de fijación del inyector.

6:_Extraer cuidadosamente el inyector con un desplazamiento lineal y suave.

7:_Proceder igual para la otra pareja de inyectores.


Para realizar el montaje, realizaremos las operaciones que se detallan, teniendo en cuenta y procediendo a la sustitución de tóricas y juntas del inyector. Los elementos a montar, se realiza a la inversa del procedimiento para el desmontar, teniendo la precaución de la posición de los inyectores y el ajuste del mismo, tal y como se explica:

1:_Encajar los inyectores cada uno en su posición, colocando las tóricas nuevas.

2:_Presentar el taco de fijación sin apretar firmemente, hasta que se confirme la cota ‘a’ para cada inyector, cota tomada tal y como se representa, y que se ha de confirmar para cada tipo de motor y para el tipo de inyector que tenga instalado. (notar de las dos imágenes, la tuerca es diferente).

Como referencia para el motor AJM, Con tuerca larga (arriba): Con tuerca corta(abajo):

Apretar tornillo de fijación del taco, al par de apriete específico. 3:_Montar todos los elementos, balancines, ejes, etc., aplicando el par de apriete específico.

4:_Dejar flojo el tornillo de ajuste del balancín con respecto al inyector, para proceder a su ajuste como se indica en la siguiente ilustración.

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5:_Dejar flojo el tornillo de ajuste del balancín con respecto al inyector. 6:_Colocar el comparador, en el cilindro 1, para después seguir según su orden de inyección.

7:_Girar el motor en orden de marcha hasta que el comparador indique la posición más baja (corresponde a la posición de lava más alta).

8:_Extraer el comparador y apretar el tornillo de ajuste hasta notar una resistencia clara, momento en que indica que el pistón del inyector a llegado a su tope. 9:_Una vez en ese punto, aflojar el tornillo de ajuste 225º. 10:_Volver a iniciar el ciclo con el resto de cilindros.

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