Sistema de Inyección Electrónica Diesel

Fundamentos de los Motores Diesel …... 30 hr

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Diagnostico de Sistema de Inyección Electrónica Diesel…………………………...20 hr

Motor Diesel

FunciónCaracterísticasClasificaciónCombustiblesComponentesPrincipio de Funcionamiento

• SISTEMA DE INYECCION DIESEL ELECTRONICA

3.- bombas inyectores:4.- bombas, toberas, inyector:5.- Sistema common rail:

* principio de funcionamiento*componentes* ventajas y desventajas*sistema eléctrico y electrónico*aplicaciones

• BOMBAS LINEAL:Características y funcionamiento

Las bombas de inyección en línea están instaladas junto al motor, y son accionadas por el mismo motor de vehículo. Cada cilindro del motor está conectado a uno de los elementos de la bomba dispuestos en línea, por eso su nombre de bomba en línea. Este mecanismo de disposición de un elemento para cada cilindro garantiza la alta presión necesaria en vehículos medianos y pesados sometidos a condiciones extremas

• Componentes:Válvula de aspiración, cuerpo de la bomba, árbol de levas, entrada de combustible, bomba de alimentación (opcional), regulador o gobernador, salida de combustible, varilla de control.

Válvula de aspiraciónLa válvula de aspiración o de descarga permite la entrada del combustible hacia los inyectores.

Cuerpo de la bombaEl cuerpo de la bomba es donde se acoplan todos los elementos y se integran al funcionamiento de la misma, en algunas ocasiones también acopla la bomba elevadora

• Componentes:Válvula de aspiración, cuerpo de la bomba, árbol de levas, entrada de combustible, bomba de alimentación (opcional), regulador o gobernador, salida de combustible, varilla de control.

Válvula de aspiraciónLa válvula de aspiración o de descarga permite la entrada del combustible hacia los inyectores.

Cuerpo de la bombaEl cuerpo de la bomba es donde se acoplan todos los elementos y se integran al funcionamiento de la misma, en algunas ocasiones también acopla la bomba elevadora

• Árbol de levas El árbol de levas va soportado sobre rodamientos, es de acero forjado, templado y posee alta resistencia al desgaste, debe ir fijo con un pasador a un engrane a su vez conectado con el cigüeñal.

• Entrada del combustibleLa entrada del combustible se da por un componente llamado el émbolo de la bomba el cual introduce la cantidad suficiente de combustible al inyector

• Varilla de controlLa varilla de control hace girar todos los émbolos para variar la cantidad de combustible inyectado. Las horquillas de control son montadas en la varilla y se acoplan con las palancas en el extremo inferior de los émbolos.

• Válvula de entregaSe encuentra en la parte superior de la bomba, arriba del elemento de bombeo, posee una sección paralela que actúa como un pistón pequeño. Actúa como válvula de retención. Retiene el combustible en el tubo y en el inyector a baja presión. Pero produce una caída brusca de presión en el inyector al final del periodo de inyección (al final de la carrera efectiva del émbolo). Se cierra con rapidez por acción de su resorte y por la alta presión

• Acoplamiento para avance automático En las bombas de inyección en línea es posible instalar un acoplamiento para avance automático en el extremo delantero del árbol de levas de la misma, en lugar del acoplamiento normal para impulsión. Este sirve además para avanzar la inyección cuando aumenta la velocidad de rotación del árbol de levas.Se trata de un acople dividido con sus partes delantera y trasera conectadas por un mecanismo de avance centrífugo

Bomba lineal Bomba rotativaMejor rendimiento que las

bombas de desplazamientorotativo positivo con respecto aprecisión, velocidad y desgaste

Menor inercia y mas “livianas” para moverlas en relación a la lineal.

La presión de inyección oscila entre 60 y 150 atmósfera

Mayor sencillez mecánica

La bomba en linea esta constituida por tantos elementos de bombeo, colocados en linea, como

cilindros tenga el motor.

Este tipo de bombas no dispone de árbol de levas propio

Cuenta regulador de velocidad que puede ser centrífugo, neumático o hidráulico; un variador de

avance automático de inyección acoplado al sistema de arrastre de la bomba.

El campo de aplicación y el diseño de la bomba viene determinados por el nº de rpm, la potencia y el tipo de

construcción del motor diesel.

TIPOS DE BOMBA ROTATIVA• Evolución de la bomba rotativa de pistón axial:

izquierda.- Bomba mecánica del tipo VEcentro.- Bomba electrónica VP37; derecha.- Bomba electrónica VP30 PSG5

• Componentes de una bomba VE:1.- Válvula reguladora de presión en el interior de la bomba.2.- Grupo regulador del caudal de combustible a inyectar.3.- Estrangulador de rebose (retorno a deposito).4.- Cabezal hidráulico y bomba de alta presión.5.- Bomba de alimentación de aletas.6.- Variador de avance a la inyección.7.- Disco de levas.8.- Válvula electromagnética de parada

BOMBA ROTATIVA VE

• Aplicaciones• El campo de aplicación y el diseño de la bomba

viene determinados por el nº de rpm, la potencia y el tipo de construcción del motor diesel. Las bombas de inyección rotativas se utilizan principalmente en automoviles de turismo, camiones, tractores y motores estacionarios.

• A diferencia de la bomba de inyección en línea, la rotativa del tipo VE no dispone mas que de un solo cilindro y un solo émbolo distribuidor, aunque el motor sea de varios cilindros. La lumbrera de distribucción asegura el reparto, entre las diferentes salidas correspondientes al nº de cilindros del motor, del combustible alimentado por el émbolo de la bomba.

BOMBA ROTATIVA VP44

Desde su introducción en el año 1964 y tras un perfeccionamiento continuo, la bomba rotativa de inyección de émbolo axial se convirtió en la bomba de inyección más empleada en automóviles de turismo. La tradicional bomba rotativa de inyección regulada mecánicamente VE para inyección indirecta genera presiones de hasta 350 bar en el inyector. Las bombas VE regulada electrónicamente con mecanismo actuador eléctrico o con electroválvula de alta presión, son apropiadas también para la inyección directa y generan presiones de hasta 800 bar para motores de funcionamiento lento, y hasta1400bar para motores de funcionamiento rápido con una potencia de hasta 25kw por cada cilindro.

Funcionamiento: Fase de llenado: La electroválvula está abierta y el combustible entra a presión hacia la cámara de alta, mientras los émbolos se desplazan hacia afuera favoreciendo la entrada del combustible. Fase de alimentación:La electroválvula se cierra. Los émbolos por efecto del disco de levas empiezan a comprimirse y por tanto el combustible también. El combustible es mandado hacia el inyector correspondiente, siendo esto controlado por el eje distribuidor.

Inyectores:los inyectores tienen la misma estructura que en la bomba VE con control electrónico. La presión de inyección puede alcanzar valores de hasta 1600 bares. Retorno:los retornos se realizan desde el filtro, la bomba y los inyectores.

Gestión electrónica de la bomba:esta unidad de control recibe señal de sensor del ángulo de rotación; así como la de caudal de inyección, rpm motor, inicio de inyección. La UCE además controla la electroválvula de alta presión y la electroválvula del variador de avance.

Sensor de ángulo de rotación:este igual que el captador de fase. La misión de este sensor es conocer la posición del eje de la bomba y los grados de avance con los que está trabajando el motor.

Electroválvula reguladora de la alta presión: esta electroválvula controla la dosificación del caudal de combustible. Cuando más altas son las revoluciones mayor paso de caudal permite.

 Electroválvula del variador de avance:Dicha electroválvula tiene la función de corregir el avance que tiene el motor.

Mantenimiento:en el desmontaje de la bomba, antes de soltar la correa de la distribución; se debe utilizar el tornillo de bloqueo para no perder el calado de la bomba. Existe otra evolución de esta bomba; en la cual se incorpora en la parte superior dela bomba la UCE motor.

INYECTOR

II.- SISTEMA COMMON RAILDEFINICION.PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO.COMPONENTES.ESQUEMA DEL CIRCUITO DE

ALIMENTACION.ESQUEMA ELECTRONICO.FUNCION DEL INTECTOR.

• DEFINICION.La idea esencial que surge del diseño es lograr una pulverización mucho mayor que la obtenida en los sistemas de mecánica.Para optimizar el proceso de inflamación espontánea en la cámara. Para ello se recurre a hacer unos orificios mucho más pequeños, dispuestos radialmente en la punta del inyector (tobera), compensando esta pequeña sección de paso con una presión mucho mayor.

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO.El gasoil almacenado en el depósito de combustible a baja presión es aspirado por una bomba de transferencia accionada eléctricamente y enviado a una segunda bomba, en este caso, de alta presión que inyecta el combustible a presiones que pueden variar desde unos 300 bar hasta entre 1500 y 2000 bar al cilindro, según las condiciones de funcionamiento.

LINEA DE COMBUSTIBLE1. TANQUE DE COMBUSTIBLE.2. BOMBA Y PREFILTRO ADICIONAL DE BAJA PRESION.3. FILTRO PRINCIPAL (con calentador y sensores)4. BOMBA DE ALTA PRESION.5. RIEL COMMON RAIL (con sensor y actuador)6. INYECTORES.

1. TANQUE DE COMBUSTIBLE.

2. BOMBA DE BAJA Y PREFILTRO

2. FILTRO PRINCIPAL (con calentador y sensores)

3.- BOMBA DE ALTA PRESION

4. RIEL COMMON RAIL (con sensor y actuador)

6. INYECTORES.

Desde 2003, los automóviles comercializados por Fiat Group Automobiles disponen de una variante más sofisticada del sistema common-rail denominada MultiJet. Esta tecnología desarrollada y patentada por Magneti Marelli -(Grupo Fiat)- permite un mejor control de la mezcla -con hasta cinco inyecciones diferentes por ciclo-, lo que conlleva mejoras en los consumos, prestaciones y menor impacto ambiental. En 2009 se comenzaron a comercializar automóviles con MultiJet II, una segunda versión de este sistema con hasta 8 inyecciones, mejorando todos los parámetros de la anterior y sin tener que recurrir a filtros de particulas de escape, como en la gran mayoria del resto de marcas automotrices

• ETAPAS DE INYECCIONAntes del año 2002 en los sistemas common rail no contaba con la preinyección y post inyección.

Con el objetivo de disminuir el ruido característico delMotor diesel además de mejorar la potencia conservando el par motor.

Con la intención de minimizar la formación de ONX, de ideo la post inyección.

• Pre-inyeccion.• Comienzo y termino. Para un comienzo de la inyección previa mas avanzado de 40º

del cigüeñal antes del PMS. En la inyección previa se aporta al cilindro un pequeño caudal . La presión de compresión aumenta ligeramente mediante una

reacción previa o combustión parcial, con lo cual se reduce el retardo de encendido de la inyección principal.

Estos efectos reducen el ruido de combustión, el consumo de combustible y, en muchos casos, las emisiones.

En el desarrollo de presión sin inyección previa, la presión aumenta solo levemente antes del PMS en correspondencia con la compresión.

En función del comienzo de la inyección principal y de la separación entre la inyección previa y la inyección principal,

puede aumentar o disminuir el consumo especifico de combustible.

• Inyección principalCon la inyección principal se aporta la energía para el trabajo realizado por el motor. Asimismo es responsable esencialmente de la generación del par motor. Asimismo es responsable esencialmente de la generación del par motor. En el sistema "Common Rail" se mantiene casi inalterable la magnitud de la presión de inyección durante todo el proceso de inyección.

• La inyección posterior puede aplicarse para la dosificación de medios reductores (aditivos del combustible) en una determinada variante del catalizador NOx.

• La inyección posterior sigue a la inyección principal durante el tiempo de expansión o de expulsión hasta 200º del cigüeñal después del PMS. Esta inyección introduce en los gases de escape una cantidad de combustible exactamente dosificada.Contrariamente a la inyección previa y principal, el combustible no se quema sino que se evapora por calor residual en los gases de escape.

• Como consecuencia se reducen los valores NOx de los gases de escape.

Componentes1. Unidad de control2. Electroinyectores3. Bomba de suministro4. Bomba de alta presión5. Filtros de combustible6. Un riel en común7. Grupos de sensores (primarios y secundarios)8. Grupos de actuadores ( primarios y secundarios)9. Deposito de combustible

Sistema electrónicoGrupos de sensores primarios: Sensor de régimen o CKP para sincronizar las

inyecciones a los ciclos del motor. Sensor de fase o CMP para distinguir entre los

cilindros gemelos (p.ej. el 2 y el 3) cuál de ellos está en fase de compresión y cuál en escape, para inyectar en el cilindro que corresponde.

Sensor de pedal de acelerador, para detectar la carga requerida por el conductor y según la pendiente.

Sensor de presión de Rail o RPS, para detectar la presión en cada instante.

Grupo de sensores secundarios: Sensor de temperatura del motor o ECT para

compensar en el arranque en frío. Sensor de temperatura del gasoil para compensar

con gasóleo muy caliente. Caudalímetro másico de aire o MAF para controlar

el funcionamiento del EGR o Recirculación de gases de escape.

Sensor de presión de admisión del colector o MAP , para detectar la sobrealimentación del Turbo.

Grupo de actuadores primarios: Inyectores hidráulicos de mando

electromagnético, o piezoeléctrico. Regulador de presión del raíl. Regulador de caudal de entrada a la bomba de

alta presión.Grupo de actuadores secundarios: Electroválvula de regulación del EGR. Relé de control de los precalentadores. Mariposa de parada

VENTAJAS Y DESVENTAJASLa principal ventaja de este sistema es que se puede regular la presión en los inyectores en función de la carga motor, de una manera muy precisa, con que se obtiene una regulación del caudal óptima.Valores típicos de presión son 250 bar a ralentí, hasta 2000 bar a plena carga (no necesariamente a revoluciones máximas).

La óptima atomización del combustible por parte de los inyectores hidráulicos de mando electrónico, controlados por una centralita de inyección electrónica, y la alta presión a la que trabaja el sistema hacen que se aumente el par y por tanto la potencia en todo el rango de revoluciones, se reduzca el consumo de combustible y se disminuya la cantidad de emisiones contaminantes, en especial los óxidos de nitrógeno, el monóxido de carbono y los hidrocarburos sin quemar.Se puede elegir libremente cuándo inyectar, incluso realizar varias inyecciones en un mismo ciclo.