Cualificación�técnica. Información�de�producto. Motor�B37/B47.
BMW�Service
Indicaciones�generales Símbolos�utilizados En�el�presente�suplemento�se�utilizarán�los�siguientes�símbolos�y�representaciones�esquemáticas�para una�mejor�comprensión�o�poner�de�relieve�información�especialmente�importante:
Contiene�información�e�indicaciones�de�seguridad�importantes�de�cumplimiento�obligatorio�que�se deben�tener�en�cuenta�para�garantizar�la�correcta�función�del�sistema. Actualidad�y�versiones�para�países�específicos Los�vehículos�del�Grupo�BMW�responden�a�las�más�elevadas�exigencias�de�seguridad�y�calidad.�Las demandas�cambiantes�en�áreas�como�la�protección�del�medio�ambiente,�las�ventajas�para�el�cliente, el�diseño�o�la�construcción�impulsan�un�desarrollo�continuo�de�los�sistemas�y�componentes.�Por ello,�el�contenido�de�este�suplemento�puede�presentar�ciertas�divergencias�respecto�a�los�vehículos disponibles�durante�la�cualificación. Este�suplemento�describe�básicamente�los�vehículos�con�volante�a�la�izquierda�en�la�versión�para Europa.�En�los�vehículos�con�el�volante�a�la�derecha,�algunos�elementos�de�mando�o�componentes están�dispuestos�de�forma�algo�distinta�a�lo�mostrado�en�los�gráficos�de�este�suplemento.�Puede haber�otras�divergencias�debidas�a�las�variantes�de�equipamiento�específicas�de�cada�mercado�o�país. Fuentes�de�información�adicionales Podrá�encontrar�más�información�sobre�cada�uno�de�los�temas�en: •
el�manual�de�instrucciones
•
la�Integrated�Service�Technical�Application�(aplicación�técnica�de�servicio�integrado).
Contacto:�
[email protected] ©2013�BMW�AG,�Múnich Sólo�está�permitida�la�reproducción,�total�o�parcial,�con�la�autorización�por�escrito�de�BMW AG,�Múnich La�información�contenida�en�este�suplemento�es�un�componente�de�la�cualificación�técnica�del�Grupo BMW�y�está�destinada�a�sus�instructores�y�participantes.�Cualquier�modificación�o�ampliación�de�los datos�técnicos�se�debe�consultar�en�los�correspondientes�sistemas�de�información�actuales�del�Grupo BMW. Persona�de�contacto: Sebastian�Riedel Tel.:�+49�(0)�89�382�65044 Correo�electrónico:�
[email protected] Estado�de�la�información:�Noviembre�2013 Cualificación�técnica.
Motor�B37/B47. Índice. 1.
Historia............................................................................................................................................................................................................................................................ 1 1.1. W17�Motor�(Toyota)........................................................................................................................................................................................... 2 1.2. W16�Motor�(PSA).................................................................................................................................................................................................. 3 1.3. Motor�N47TU............................................................................................................................................................................................................... 4
2.
Introducción.......................................................................................................................................................................................................................................... 6 2.1. Denominación�del�motor........................................................................................................................................................................... 6 2.1.1. Identificación�del�motor..............................................................................................................................................6 2.2. Aspectos�destacados......................................................................................................................................................................................8 2.3. Estructura�modular..........................................................................................................................................................................................10 2.4. Datos�técnicos....................................................................................................................................................................................................... 14 2.5. Diagramas�de�potencia.............................................................................................................................................................................14 2.5.1. Diagrama�de�plena�cargaB37C15K0................................................................................................ 15 2.5.2. Diagrama�de�plena�cargaB37C15U0................................................................................................ 16 2.6. Acústica�del�motor.......................................................................................................................................................................................... 16 2.6.1. Modelos...........................................................................................................................................................................................16 2.6.2. Acústica........................................................................................................................................................................................... 17 2.6.3. Active�Sound�Design�(sistema�de�sonido�activo).......................................................... 22
3.
Mecánica�del�motor............................................................................................................................................................................................................ 24 3.1. Cárter�del�motor.................................................................................................................................................................................................. 24 3.1.1. Tapa�de�culata....................................................................................................................................................................... 24 3.1.2. Culata.................................................................................................................................................................................................. 29 3.1.3. Cárter�del�cigüeñal........................................................................................................................................................ 32 3.1.4. Cárter�de�aceite.................................................................................................................................................................. 38 3.2. Mecanismo�del�cigüeñal........................................................................................................................................................................ 44 3.2.1. Cigüeñal.......................................................................................................................................................................................... 44 3.2.2. Biela....................................................................................................................................................................................................... 52 3.2.3. Émbolos.......................................................................................................................................................................................... 53 3.2.4. Árboles�del�diferencial............................................................................................................................................. 56 3.2.5. Árboles�del�diferencial�del�motor�B37............................................................................................ 64 3.2.6. Árbol�del�diferencial�del�motor�B47.................................................................................................... 70 3.2.7. Polea..................................................................................................................................................................................................... 74 3.2.8. Transmisión�por�cadena........................................................................................................................................ 76 3.3. Accionamiento�de�válvulas................................................................................................................................................................. 79 3.3.1. Datos�técnicos......................................................................................................................................................................80 3.3.2. Árbol�de�levas........................................................................................................................................................................ 80 3.3.3. Balancín�de�rodillos...................................................................................................................................................... 82 3.3.4. Compensación�hidráulica�del�juego�de�válvulas..............................................................82 3.3.5. Válvulas.............................................................................................................................................................................................83 3.4. Transmisión�por�correa.............................................................................................................................................................................84
Motor�B37/B47. Índice. 3.5.
Insonorización......................................................................................................................................................................................................... 86 3.5.1. B37�Motor................................................................................................................................................................................... 86 3.5.2. B47�Motor................................................................................................................................................................................... 87
4.
Alimentación�de�aceite................................................................................................................................................................................................ 88 4.1. Circuito�de�aceite.............................................................................................................................................................................................. 88 4.1.1. Alimentación�de�aceite�regulada�por�campo�característico........................... 90 4.1.2. Colector�de�admisión................................................................................................................................................ 92 4.1.3. Compresor�de�celdas�de�alas.......................................................................................................................92 4.1.4. Módulo�de�filtrado�de�aceite.......................................................................................................................... 98 4.1.5. Inyectores�de�aceite................................................................................................................................................ 100
5.
Sistema�de�refrigeración...................................................................................................................................................................................... 103 5.1. Circuito�de�refrigeración..................................................................................................................................................................... 103 5.1.1. Esquema�del�sistema:�principio�de�funcionamiento............................................. 103 5.1.2. Esquema�del�sistema�del�vehículo...................................................................................................104 5.1.3. Módulo�de�refrigeración.................................................................................................................................... 105 5.1.4. Bomba�de�líquido�refrigerante.................................................................................................................106 5.1.5. Bomba�de�líquido�refrigerante�conmutable........................................................................ 107 5.1.6. Depósito�de�compensación........................................................................................................................ 111 5.1.7. Refrigerador�de�recirculación�de�los�gases�de�escape..................................... 113 5.1.8. Líquido�refrigerante.................................................................................................................................................. 114
6.
Sis.�aire�asp.�y�gases�de�escape........................................................................................................................................................... 115 6.1. Sistema�de�aire�de�admisión...................................................................................................................................................... 117 6.1.1. Silenciador�de�aspiración................................................................................................................................ 118 6.1.2. Regulación�de�presión�de�sobrealimentación.................................................................118 6.1.3. Refrigeración�del�aire�de�sobrealimentación.................................................................... 119 6.1.4. Válvula�de�mariposa................................................................................................................................................. 120 6.1.5. Sistema�de�aspiración.......................................................................................................................................... 121 6.2. Sistema�de�escape..................................................................................................................................................................................... 122 6.2.1. Colector�de�escape.................................................................................................................................................. 122 6.2.2. Turbocompresor�de�gases�de�escape........................................................................................ 123 6.2.3. Recirculación�de�los�gases�de�escape....................................................................................... 127 6.2.4. Tratamiento�posterior�de�los�gases�de�escape............................................................. 132
7.
Alimentación�de�depresión.............................................................................................................................................................................. 145 7.1. Vista�general�del�sistema..................................................................................................................................................................145 7.1.1. Función........................................................................................................................................................................................ 146 7.1.2. Bomba�de�depresión..............................................................................................................................................146 7.1.3. Válvula�de�conmutación�electrónica.............................................................................................. 148
Motor�B37/B47. Índice. 8.
Sistema�de�combustible........................................................................................................................................................................................149 8.1. Gasóleo..........................................................................................................................................................................................................................149 8.2. Alimentación�de�combustible.................................................................................................................................................... 149 8.2.1. Mando�de�la�bomba�de�combustible............................................................................................ 151 8.2.2. Bomba�de�combustible...................................................................................................................................... 152 8.2.3. Filtro�de�combustible.............................................................................................................................................152 8.3. Tratamiento�del�carburante........................................................................................................................................................... 153 8.3.1. Reguladores�del�sistema�de�alta�presión............................................................................... 155 8.3.2. Bomba�de�alta�presión........................................................................................................................................ 157 8.3.3. Inyector.........................................................................................................................................................................................158 8.3.4. Common-Rail..................................................................................................................................................................... 165 8.3.5. Tubería�de�aceite�de�fugas........................................................................................................................... 166
9.
Sistema�eléctrico�del�motor............................................................................................................................................................................167 9.1. Esquema�eléctrico�del�sistema�del�motor�B47.............................................................................................. 167 9.1.1. Esquema�del�sistema�eléctrico�del�motor............................................................................ 171 9.2. electrónica�digital�diésel�DDE................................................................................................................................................... 174 9.2.1. Funciones�del�sistema�electrónico�digital�diésel�7.01....................................... 174 9.3. Sistema�de�precalentamiento....................................................................................................................................................177 9.3.1. Sensor�de�presión�de�la�cámara�de�combustión........................................................ 179
Motor�B37/B47. 1.�Historia. Los�motores�nuevos�de�BMW�se�introducirán�a�partir�de�marzo�de�2014�en�el�MINI�F56.�Por�ello,�la descripción�de�los�motores�en�este�suplemento�se�basa�en�los�modelos�de�MINI.�Los�motores�nuevos se�introducirán�en�los�modelos�de�BMW�más�adelante.�No�obstante,�tanto�las�descripciones�técnicas como�el�material�gráfico�contenido�en�esta�información�del�producto�se�podrán�seguir�utilizando�para los�futuros�lanzamientos�de�BMW. La�historia�de�los�motores�diésel�de�MINI�se�remonta�al�año�2003.�El�primer�motor�diésel�de�MINI, con�la�denominación�W17,�procedía�de�Toyota�y�llegó�a�MINI�en�marzo�de�2003.�Gracias�a�una actualización�técnica�del�motor�W17�en�el�año�2005�fue�posible�cumplir�las�especificaciones�de�la normativa�sobre�emisiones�de�gases�de�escape�EURO�4. En�el�año�2007�se�cambió�de�proveedor�de�motores.�Los�motores�de�la�siguiente�generación,�con�la denominación�W16,�fueron�suministrados�por�PSA�Peugeot�Citroën�y�presentaban�dos�niveles�de potencia�diferentes.�Con�este�cambio,�MINI�pasó�a�usar�por�primera�vez�un�filtro�de�partículas�diésel. Esta�nueva�tecnología�también�contribuyó�a�reducir�las�emisiones�de�partículas�y,�por�tanto,�a�un mayor�cuidado�de�nuestro�medio�ambiente. A�mediados�de�2010,�MINI�recibió�su�primer�motor�diésel�BMW.�Gracias�a�las�estrategias�MINI MINIMALISM�y�BMW�EfficientDynamics,�se�consiguió�aumentar�la�potencia�y�el�par�y�reducir�a�la�vez el�consumo.�Con�el�motor�N47TU�se�logró�por�primera�vez�reducir�las�emisiones�de�CO2�por�debajo�de los�100 g/km.�También�hizo�posible�el�cumplimiento�de�las�normativas�sobre�emisiones�de�gases�de escape�EURO�5.�En�total�entraron�en�acción�tres�niveles�de�potencia�diferentes. En�este�suplemento,�las�estrategias�MINI�MINIMALISM�y�BMW�EfficientDynamics�reciben�la denominación�conjunta�de�estrategia�EfficientDynamics. El�presente�documento�describe�las�particularidades�de�los�nuevos�motores�diésel�de�3�y�4�cilindros�y sirve�de�apoyo�para�los�servicios�técnicos.�Debido�a�sus�grandes�similitudes,�la�descripción�de�ambos motores�se�recoge�en�un�único�documento.�Las�imágenes�mostradas�corresponden�al�motor�diésel de�3�cilindros.�Las�diferencias�con�respecto�al�motor�diésel�de�4�cilindros�se�ilustran�y�se�explican�de manera�específica.�Los�puntos�en�común,�por�el�contrario,�no�se�vuelven�a�repetir.�En�este�documento se�distingue�entre�ambos�motores�de�la�manera�siguiente: •
B37�=�motor�diésel�de�3�cilindros
•
B47�=�motor�diésel�de�4�cilindros
•
Bx7�=�motor�diésel�de�3�o�4�cilindros
1
Motor�B37/B47. 1.�Historia. 1.1.�W17�Motor�(Toyota) Motor Serie�de�modelos Modelos
R50 MINI�ONE�D
Potencia�en�[kW] a�[rpm]
55 4.000
Par�motor�en�[Nm] a�[rpm]
180 2000
Diseño�constructivo y número�de�cilindros
Serie 4
Cilindrada�en�[cm³]
1363
Diámetro/carrera en�[mm]
73/81,5
Compresión
18,5�:�1
Válvulas�por�cilindro Período�de implantación Gestión�del�motor Motor Serie�de�modelos Modelos Potencia�en�[kW] a�[rpm] Par�motor�en�[Nm] a�[rpm]
2 03/03�–�09/05 DDE6 W17D14O1 R50 MINI�ONE�D 65 3800 190 1800�–�3000
Diseño�constructivo y número�de�cilindros
Serie 4
Cilindrada�en�[cm³]
1364
Diámetro/carrera en�[mm]
73/81,5
Compresión
17,9�:�1
Válvulas�por�cilindro Período�de implantación Gestión�del�motor
2
W17D14O0
2 08/05�–�11/06 DDE6
Motor�B37/B47. 1.�Historia. 1.2.�W16�Motor�(PSA) Motor Serie�de�modelos Modelos
W16D16U0 R56 MINI�ONE�D
Potencia�en�[kW] a�[rpm]
66 4.000
Par�motor�en�[Nm] a�[rpm]
215 1.750
Diseño�constructivo y número�de�cilindros
Serie 4
Cilindrada�en�[cm³]
1560
Diámetro/carrera en�[mm] Compresión Válvulas�por�cilindro Período�de implantación Gestión�del�motor Motor Serie�de�modelos Modelos Potencia�en�[kW] a�[rpm] Par�motor�en�[Nm] a�[rpm]
75/88,3 18�:�1 4 03/07�–�07/10 DDE6.08 W16D16O0 R55,�R56 MINI�COOPER�D 80 4.000 240�(260�Overboost) 1750�–�2000
Diseño�constructivo y número�de�cilindros
Serie 4
Cilindrada�en�[cm³]
1560
Diámetro/carrera en�[mm] Compresión Válvulas�por�cilindro Período�de implantación Gestión�del�motor
75/88,3 18�:�1 4 08/07�–�08/10 DDE6.08
3
Motor�B37/B47. 1.�Historia. 1.3.�Motor�N47TU Motor Serie�de�modelos Modelos Potencia�en�[kW] a�[rpm] Par�motor�en�[Nm] a�[rpm]
R55,�R56,�R60 MINI�ONE�D 66 4.000 215 1.500�–�2.500
Diseño�constructivo y número�de�cilindros
Serie 4
Cilindrada�en�[cm³]
1598
Diámetro/carrera en�[mm]
78/83,6
Compresión
16,5�:�1
Válvulas�por�cilindro Período�de implantación Gestión�del�motor Motor Serie�de�modelos Modelos Potencia�en�[kW] a�[rpm] Par�motor�en�[Nm] a�[rpm]
4 a�partir�de�08/10 DDE7.01 N47C16U1 R55,�R56, R57,�R60,�R61 MINI�COOPER�D 82 4.000 270 1750�–�2250
Diseño�constructivo y número�de�cilindros
Serie 4
Cilindrada�en�[cm³]
1598
Diámetro/carrera en�[mm]
78/83,6
Compresión
16,5�:�1
Válvulas�por�cilindro Período�de implantación Gestión�del�motor
4
N47C16K1
4 a�partir�de�09/10 DDE7.01
Motor�B37/B47. 1.�Historia. Motor Serie�de�modelos Modelos Potencia�en�[kW] a�[rpm] Par�motor�en�[Nm] a�[rpm]
N47C20K1 R55,�R56, R57,�R60,�R61 MINI�COOPER�D 82 4.000 270 1750�–�2250
Diseño�constructivo y número�de�cilindros
Serie 4
Cilindrada�en�[cm³]
1995
Diámetro/carrera en�[mm]
84/90
Compresión Válvulas�por�cilindro Período�de implantación Gestión�del�motor Motor Serie�de�modelos Modelos Potencia�en�[kW] a�[rpm] Par�motor�en�[Nm] a�[rpm]
16,5�:�1 4 a�partir�de�03/11 DDE7.01 N47C20U1 R55,�R56,�R57, R58,�R59,�R60,�R61 MINI�COOPER�SD 105 4.000 305 1750�–�2700
Diseño�constructivo y número�de�cilindros
Serie 4
Cilindrada�en�[cm³]
1995
Diámetro/carrera en�[mm]
84/90
Compresión Válvulas�por�cilindro Período�de implantación Gestión�del�motor
16,5�:�1 4 a�partir�de�03/11 DDE7.2.1
5
Motor�B37/B47. 2.�Introducción. 2.1.�Denominación�del�motor En�la�documentación�técnica�se�utiliza�la�denominación�del�motor�para�una�identificación�inequívoca del�mismo.�A�menudo�no�se�usa�más�que�una�denominación�breve,�como�se�recoge�en�la�tabla siguiente. Posición
Significado
Índice
Explicación
1
Desarrollo�del�motor
N,�B W
Motor�de�BMW�Group Motor�de�otro�fabricante
2
Tipo�de�motor
3 4
Motor�en�línea�de�3�cilindros Motor�en�línea�de�4�cilindros
3
Modificación�del concepto�de�motor básico
7 8
Inyección�directa�de�gasóleo�con turboalimentación Inyección�directa�turbo�Valvetronic�TVDI
4
Principio�de funcionamiento�o combustible�y�posición de�montaje
A B C D K
Motor�de�gasolina�en�montaje�transversal Motor�de�gasolina�en�montaje�longitudinal Motor�diésel�en�montaje�transversal Motor�diésel�en�montaje�longitudinal Gasolina,�montaje�horizontal
5�+�6
Cilindrada�en�1/10�litros
12 15 16 20
1,2 litros�de�cilindrada 1,5 litros�de�cilindrada 1,6�litros�de�cilindrada 2,0�litros�de�cilindrada
7
Clases�de�potencia
K U M O T S
Más�pequeño Inferior Central Superior Top Super
8
Versión�mejorada relevante�para homologación
0 1 2
Nuevo�desarrollo Primera�versión�mejorada Segunda�versión�mejorada
2.1.1.�Identificación�del�motor La�identificación�del�motor�de�7�caracteres�está�situada�en�el�cárter�del�cigüeñal.�Los�primeros 6�caracteres�de�la�identificación�del�motor�se�derivan�de�la�denominación�del�motor.�La�única diferencia�entre�ambos�radica�en�el�séptimo�carácter.�El�séptimo�carácter�de�la�identificación�del�motor corresponde�al�número�de�prueba�del�permiso�de�autorización�de�tipo. Encima�de�la�identificación�del�motor�está�grabado�el�número�correlativo�del�motor.�A�través�de�estos dos�números,�el�fabricante�puede�identificar�el�motor�de�manera�inequívoca.
6
Motor�B37/B47. 2.�Introducción.
Identificación�del�motor�B37
Índice
Explicación
1
Número�de�motor
2
Identificación�del�motor
7
Motor�B37/B47. 2.�Introducción.
Identificación�del�motor�B47
Índice
Explicación
1
Número�de�motor
2
Identificación�del�motor
2.2.�Aspectos�destacados Se�trata�de�la�primera�ocasión�en�la�que�el�BMW�Group�utiliza�un�motor�diésel�de�3�cilindros.�Los nuevos�motores�diésel�de�3�cilindros�constituyen�el�relevo�de�los�pequeños�N47,�motores�de�4 cilindros�con�una�cilindrada�de�1,6 l.�Estos�nuevos�motores�cuentan�con�una�amplísima�gama�de variantes�de�accionamiento�y�de�montaje.�En�consecuencia,�ofrecen�las�posibilidades�siguientes: •
Montaje�longitudinal Para�vehículos�de�tracción�trasera Para�vehículos�de�tracción�integral
•
Montaje�transversal Para�vehículos�de�tracción�delantera Para�vehículos�de�tracción�integral
•
Caja�de�cambios�manual
•
Caja�de�cambios�automática.
La�reducción�del�número�de�cilindros�conlleva�las�ventajas�siguientes:
8
Motor�B37/B47. 2.�Introducción. •
menor�peso,
•
menos�masa�móvil,
•
menor�necesidad�de�espacio�para�el�montaje,
•
reducción�del�rozamiento�interno�del�motor.
El�gráfico�siguiente�proporciona�una�vista�general�de�las�características�distintivas�de�tipo�visual�entre ambos�motores�Bx7�en�lo�tocante�a�su�posición�de�montaje.
Características�distintivas�de�la�posición�de�montaje
Índice
Explicación
A
Posición�de�montaje�longitudinal
B
Posición�de�montaje�transversal
1
Refrigerador�de�recirculación�de�los�gases�de�escape
2
Colector�de�admisión
3
Módulo�de�filtrado�de�aceite
4
Bomba�de�líquido�refrigerante�con�soporte�para�grupos�auxiliares
Los�motores�Bx7�se�derivan�de�los�conocidos�N47.�En�comparación�con�los�motores�N,�la�nueva generación�de�motores�B�se�caracteriza�por�una�cantidad�notablemente�superior�de�piezas�comunes�y piezas�que�ofrecen�sinergias�con�la�familia�de�motores�de�gasolina�B38/B48. Esta�generación�de�motores�nuevos�destaca�sobre�todo�por�un�reducido�consumo�de�combustible�y por�sus�bajas�emisiones�de�gases�de�escape�(EURO�6).�Para�conseguir�un�consumo�de�combustible tan�comedido�se�utiliza�un�sistema�common-rail�con�un�inyector�de�válvula�electromagnética perfeccionado�y�2000 bar�de�presión�de�inyección�del�combustible,�una�bomba�de�aceite�con regulación�por�campo�característico,�un�bulón�del�pistón�con�recubrimiento�de�carbono�"diamond9
Motor�B37/B47. 2.�Introducción. like"�y�unas�superficies�de�deslizamiento�del�cilindro�con�proyección�de�hilo�por�arco�voltaico.�También constituye�una�novedad�para�los�motores�diésel�de�BMW�el�uso�de�engranajes�superpuestos�de tipo�tijera�en�el�árbol�del�diferencial.�El�aspecto�más�destacado�de�los�motores�diésel�de�4�cilindros de�la�clase�de�potencia�superior�es�su�turbocompresor�de�gases�de�escape�con�rodamiento.�Otra medida�adicional�de�la�estrategia�EfficientDynamics�que�se�aplica�en�todos�los�motores�es�el�uso�de un�sistema�automático�de�arranque�y�parada�del�motor�y�de�la�regulación�inteligente�del�generador. También�se�dispone�opcionalmente�de�un�sistema�de�supervisión�de�la�presión�reinante�en�la�cámara de�combustión�y�de�una�bomba�de�líquido�refrigerante�conmutable. La�tabla�siguiente�proporciona�una�visión�general�de�las�distintas�variantes�del�motor�y�sus correspondientes�componentes�y�sistemas. Motor
B37
B37 optimizado en�cuanto al�CO2
B47
B47 Categoría de�potencia superior
Sistema�common-rail
2000 bar
2000 bar
2000 bar
2000 bar
Inyector�de�válvula electromagnética�CRI 2.20
x
x
x
x
Bomba�de�aceite controlada�por�campo característico
x
x
x
x
Bulón�del�pistón�con recubrimiento
x
x
x
x
Superficies�de deslizamiento�del cilindro�con�proyección de�hilo�por�arco�voltaico
x
x
-
-
Engranajes superpuestos�de�tipo tijera�en�el�árbol�del diferencial
x
x
-
-
Turbocompresor�de gases�de�escape�con rodamiento
-
-
-
x
Sensor�de�presión�de�la cámara�de�combustión
-
x
x
x
Bomba�de�líquido refrigerante�conmutable
-
x
-
-
2.3.�Estructura�modular La�estrategia�EfficientDynamics�de�la�generación�de�motores�N�supuso�la�llegada�de�un�gran�número de�tecnologías�nuevas�y�variadas�al�mundo�de�los�motores�BMW.�En�la�generación�de�motores�B,�esta estrategia�persigue�además�una�simplificación�del�Servicio�Postventa.
10
Motor�B37/B47. 2.�Introducción.
Estrategia�Efficient�Dynamics�de�la�generación�de�motores�Bx7
Denominación
Explicación
BMW�Efficient�Dynamics
Estrategia�EfficientDynamics
More�Performance
Más�potencia
Less�fuel�consumption
Menos�consumo�de�combustible
Less�CO2�emission
Menos�emisiones�de�CO2
En�la�nueva�generación�de�motores,�Efficient�Dynamics�también�significa�más�potencia,�menos consumo�y�menores�emisiones�de�CO2.�Con�la�estrategia�modular�adicional�se�aspira�a�lograr�otros objetivos,�como�reducir�los�costes,�aumentar�la�flexibilidad�y�mejorar�la�satisfacción�del�cliente.
11
Motor�B37/B47. 2.�Introducción.
Estrategia�modular�de�la�generación�de�motores�Bx7
Denominación
Explicación
Modular
Estrategia�modular
More�customer�satisfaction
Mayor�satisfacción�del�cliente
More�flexibility
Más�flexibilidad
Less�costs
Reducción�de�los�costes
La�estrategia�modular�está�destinada�a�provocar�distintos�efectos�a�lo�largo�del�proceso�completo�de creación�del�producto,�así�como�durante�todo�su�ciclo�de�vida.�Así,�p.�ej.,�los�costes�de�investigación y�de�fabricación�se�pueden�reducir�mediante�el�uso�de�procesos�estandarizados.�En�la�producción�se reduce�la�complejidad�de�planificación�y�ejecución�del�proceso�de�fabricación.�En�el�Servicio�Postventa se�simplifica�la�gestión�del�almacén�gracias�a�una�menor�variedad�piezas�y,�además,�aumenta�la seguridad�de�la�manipulación�de�los�productos. La�nueva�generación�de�motores�se�caracteriza�por�contar�por�un�gran�número�de�piezas�comunes�y piezas�que�ofrecen�sinergias�con�la�familia�de�motores�de�gasolina�B38/B48.�Un�componente�tiene�la consideración�de�pieza�común�si,�pese�a�no�ser�una�pieza�normalizada,�se�utiliza�sin�cambio�alguno�en varios�productos�distintos.�Por�su�parte,�las�piezas�con�sinergias�son�idénticas�en�cuanto�al�modo�de funcionamiento,�pero�es�preciso�adaptarlas�a�las�distintas�necesidades�de�cada�motor. Los�gráficos�siguientes�proporcionan�una�visión�general�de�las�piezas�comunes�y�las�piezas�con sinergias�de�la�nueva�generación�de�motores.
12
Motor�B37/B47. 2.�Introducción.
Sinopsis�de�piezas�comunes�y�piezas�con�sinergias
Índice
Explicación
A
Piezas�comunes
B
Piezas�con�sinergias
B37
Motor�diésel�de�3�cilindros
B38
Motor�de�gasolina�de�3�cilindros
B47
Motor�diésel�de�4�cilindros
B48
Motor�de�gasolina�de�4�cilindros
1
Cárter�de�aceite
2
Tapa�de�cierre�del�cárter�del�cigüeñal
3
Cárter�del�cigüeñal
4
Árbol�del�diferencial
5
Bomba�de�aceite�y�bomba�de�vacío
6
Bomba�de�líquido�refrigerante
7
Módulo�de�filtrado�de�aceite
8
Transmisión�por�cadena
9
Transmisión�por�correa
10
Radiador�de�aceite�del�motor 13
Motor�B37/B47. 2.�Introducción. La�base�que�permite�aplicar�una�estructura�modular�es�el�uso�de�interfaces�comunes.�A�ello�se�debe que�los�motores�B37/B38�compartan�una�misma�pieza�bruta�para�el�cárter�del�cigüeñal;�únicamente su�mecanizado�define�si�esta�va�destinada�a�un�motor�de�gasolina�o�a�uno�diésel.�Las�posiciones�de�las piezas�montadas�en�el�cárter�del�cigüeñal�son�idénticas�para�los�cuatro�motores�(B37,�B38,�B47,�B48). De�este�modo�se�ha�conseguido�reducir�el�número�de�herramientas�especiales�diferentes.
2.4.�Datos�técnicos En�esta�información�del�producto�se�describen�las�tres�variantes�de�motor�siguientes. B37C15K0
B37C15U0
B47C20O0
Potencia�en�[kW] y�régimen�de revoluciones correspondiente�en [r.p.m.]
70/4000
85/4000
Par�en�[Nm]�y�régimen de�revoluciones correspondiente�en [r.p.m.]
220/1750�–�2250
270/1750�–�2250
Diseño�constructivo/ número�de�cilindros
Línea/3
Línea/3
Línea/4
Cilindrada�en�[cm³]
1496
1496
1995
Carrera/diámetro�en [mm]
84/90
84/90
84/90
Relación�de compresión
16,5�:�1
16,5�:�1
16,5�:�1
Válvulas�por�cilindro
4
4
4
Introducción�a�partir de
03/2014
03/2014
07/2014
Gestión�del�motor
DDE�7.01
DDE�7.01
DDE�7.01
En�el�momento�de�la�redacción�de�este�documento�no�se�dispone�de�diagramas�de�potencia�oficiales para�el�motor�diésel�de�4�cilindros.
2.5.�Diagramas�de�potencia Los�diagramas�siguientes�muestran�una�comparación�directa�entre�las�curvas�de�potencia�de�ambas generaciones�de�motores.�Además�de�entregar�valores�superiores�de�potencia�y�de�par,�los�motores nuevos�cumplen�las�especificaciones�sobre�emisiones�de�los�gases�de�escape�EURO�6.
14
Motor�B37/B47. 2.�Introducción. 2.5.1.�Diagrama�de�plena�cargaB37C15K0
Diagrama�de�plena�carga�del�N47C16K1�y�el�B37C15K0
15
Motor�B37/B47. 2.�Introducción. 2.5.2.�Diagrama�de�plena�cargaB37C15U0
Diagrama�de�plena�carga�del�N47C16U1�y�el�B37C15U0
2.6.�Acústica�del�motor 2.6.1.�Modelos La�tabla�siguiente�ofrece�una�visión�general�de�los�modelos�en�los�que�se�ofrece�el�nuevo�motor.
16
Motor�B37/B47. 2.�Introducción. Modelo
Normativa sobre�emisión de�gases�de escape
Código�de desarrollo
Motor
Lanzamiento comercial
MINI�ONE�D
EURO�6
F56
B37C15K0
03/2014
MINI�COOPER�D
EURO�6
F56
B37C15U0
03/2014
MINI�COOPER SD
EURO�6
F56
B47C20O0
07/2014
2.6.2.�Acústica Una�característica�especial�de�los�nuevos�motores�diésel�de�3�cilindros�que�los�diferencia�de�los�de�4 cilindros�es�su�acústica.�El�sonido�de�los�motores�diésel�de�3�cilindros�entusiasma�por�su�sorprendente carácter�deportivo.�Para�poder�entender�el�origen�de�estas�diferencias�acústicas�es�preciso�echar�un vistazo�a�la�mecánica�del�motor�y�comparar�las�particularidades�de�diseño�de�ambos�motores.�Los gráficos�siguientes�ilustran�el�motivo�de�las�diferencias�en�el�sonido.
17
Motor�B37/B47. 2.�Introducción.
Distancia�del�encendido�del�motor�B47
Índice
Explicación
1
Muñones�de�cojinete�de�biela�del�cilindro�1
2
Muñones�de�cojinete�de�biela�del�cilindro�2
3
Muñones�de�cojinete�de�biela�del�cilindro�3
4
Muñones�de�cojinete�de�biela�del�cilindro�4
El�gráfico�muestra�un�motor�en�línea�de�4�cilindros�con�una�distancia�del�encendido�de�180°�y�un�orden de�encendido�1–3–4–2.�Una�vuelta�del�cigüeñal�(360°)�da�lugar�a�2�ciclos�de�trabajo�de�este�motor�en línea�de�4�cilindros.
18
Motor�B37/B47. 2.�Introducción.
Distancia�del�encendido�del�motor�B37
Índice
Explicación
1
Muñones�de�cojinete�de�biela�del�cilindro�1
2
Muñones�de�cojinete�de�biela�del�cilindro�2
3
Muñones�de�cojinete�de�biela�del�cilindro�3
El�gráfico�muestra�un�motor�en�línea�de�3�cilindros�con�una�distancia�del�encendido�de�240°�y�un�orden de�encendido�1–3–2.�Una�vuelta�del�cigüeñal�(360°)�da�lugar�a�1,5�ciclos�de�trabajo�de�este�motor�en línea�de�3�cilindros. Así�pues,�las�diferencias�acústicas�se�deben�a�que�las�distancias�del�encendido�son�distintas.
19
Motor�B37/B47. 2.�Introducción.
Oscilaciones�acústicas�de�los�motores�Bx7
Índice
Explicación
A
Oscilación�acústica�del�motor�de�4�cilindros
B
Oscilación�acústica�del�motor�de�3�cilindros
La�comparación�de�las�oscilaciones�acústicas�generadas�por�el�proceso�de�encendido�en�ambos motores�permite�concluir�que�estos�tienen�sonidos�diferentes.�El�sonido�del�motor�de�4�cilindros transmite�una�sensación�de�suavidad�y�armonía,�mientras�que�el�motor�de�3�cilindros�se�percibe�como más�deportivo�y�áspero.
20
Motor�B37/B47. 2.�Introducción.
Diagrama�acústico
Índice
Explicación
A
Motor�de�6�cilindros
B
Motor�de�4�cilindros
C
Motor�de�3�cilindros
Hz
Frecuencia�dominante�de�encendido�[f]
rpm
Revoluciones�por�minuto
Las�frecuencias�dominantes�de�encendido�[f]�se�pueden�calcular�de�la�manera�siguiente: •
Motor�de�6�cilindros�(orden�de�encendido�3) f�=�régimen�de�revoluciones�del�motor�:�60�∙�3
•
Motor�de�4�cilindros�(orden�de�encendido�2) f�=�régimen�de�revoluciones�del�motor�:�60�∙�2
•
Motor�de�3�cilindros�(orden�de�encendido�1,5) f�=�régimen�de�revoluciones�del�motor�:�60�∙�1,5.
El�gráfico�anterior�muestra�la�evolución�de�la�acústica�a�lo�largo�de�toda�la�gama�de�régimen�del motor.�Llama�la�atención�la�similitud�acústica�entre�el�motor�de�3�cilindros�y�el�motor�de�6�cilindros. Esta�se�debe�a�que�ambos�motores�tienen�un�orden�de�encendido�impar.�Tal�como�se�ha�explicado anteriormente,�el�motor�de�3�cilindros�ejecuta�1,5�ciclos�de�trabajo�cada�vuelta�del�cigüeñal.�El�motor de�6�cilindros�ejecuta�3�ciclos�de�trabajo�en�el�mismo�período,�es�decir,�exactamente�el�doble.�Debido a�que�comparten�un�orden�de�encendido�impar,�el�motor�de�3�cilindros�tiene�la�misma�característica acústica�que�un�motor�de�6�cilindros.
21
Motor�B37/B47. 2.�Introducción. Sinopsis�de�la�distancia�del�encendido Motor
número�de�cilindros
Orden�de�encendido
Distancia�del encendido
B37
3
1–3–2
240°
B47
4
1–3–4–2
180°
2.6.3.�Active�Sound�Design�(sistema�de�sonido�activo) Según�el�modelo�de�vehículo�y�su�equipamiento,�el�sistema�de�audio�puede�ayudar�a�adaptar�la acústica�del�motor.�El�Active�Sound�Design�(ASD,�sistema�de�sonido�activo)�modifica�la�característica sonora�del�vehículo�haciendo�uso�del�sistema�de�audio�que�este�tiene�montado.�Para�ello�amplifica�las componentes�acústicas�que�el�motor�genera�de�por�sí.�No�se�imita�la�acústica�del�motor�de�3�cilindros, sino�que�se�genera�el�sonido�que�el�cliente�espera�oír,�es�decir,�un�sonido�deportivo�pero�a�la�vez�típico de�un�4�cilindros. El�gráfico�siguiente�proporciona�una�vista�general�del�sistema.
Estructura�de�bus�del�ASD
22
Motor�B37/B47. 2.�Introducción. Índice
Explicación
1
Régimen�de�revoluciones�del�motor
2
Solicitación
3
Señal�de�audio�del�ASD
4
Altavoces
5
Señal�de�audio�de�la�Headunit
ASD
Active�Sound�Design�(sistema�de�sonido�activo)
BDC
Body�Domain�Controller
DDE
Electrónica�digital�diésel
Headunit
Unidad�de�mando�de�las�funciones�de�entretenimiento�e�Infotainment
K-CAN/K-CAN2
Controller�Area�Network�de�la�carrocería�(2)
PT-CAN
Controller�Area�Network�de�la�propulsión
La�unidad�de�control�del�motor�DDE�(sistema�electrónico�digital�diésel)�envía�información�sobre�el régimen�de�revoluciones�del�motor�y�la�solicitación�al�Body�Domain�Controller�(BDC)�a�través�del�CAN de�propulsión.�El�BDC�transmite�esta�información�del�CAN�de�propulsión�al�K-CAN/K-CAN2.�A�través del�K-CAN/K–CAN2,�los�datos�llegan�a�la�unidad�de�mando�del�Active�Sound�Design�(ASD).�La�unidad de�mando�ASD�genera�una�señal�de�audio�a�partir�de�esa�información.�La�señal�de�audio�es�modulada con�la�señal�de�audio�de�la�Headunit�y�el�resultado�se�envía�a�los�altavoces.�Estos�lo�emiten�finalmente, de�manera�que�el�conductor�percibe�un�sonido�del�motor�que�varía�en�función�de�la�situación�de conducción.
El�sistema�de�diagnóstico�ISTA�permite�suprimir�el�volumen�del�ASD.
23
Motor�B37/B47. 3.�Mecánica�del�motor. 3.1.�Cárter�del�motor
Cárter�del�motor�B37
Índice
Explicación
1
Tapa�de�culata
2
Culata
3
Junta�de�culata
4
Cárter�del�cigüeñal
5
Cárter�de�aceite
3.1.1.�Tapa�de�culata La�tapa�de�culata�sella�la�culata�hacia�arriba.�Una�función�importante�de�la�tapa�de�culata�es�la regulación�de�la�presión�del�cárter�del�cigüeñal.�La�ventilación�de�la�caja�del�cárter�del�cigüeñal�está integrada�en�la�tapa�de�la�culata.�La�ventilación�de�la�caja�del�cárter�del�cigüeñal�desempeña�las funciones�siguientes:
24
Motor�B37/B47. 3.�Mecánica�del�motor. •
Regulación�de�la�presión�interna�del�motor
•
Limpieza�de�los�bases�blow-by
•
Retorno�de�los�gases�blow-by�a�la�zona�de�aspiración.
Sistema�de�ventilación�de�la�caja�del�cárter�del�cigüeñal�regulado�por�depresión�del�motor�Bx7
Índice
Explicación
1
Turbocompresor�de�gases�de�escape
2
Refrigerador�de�aire�de�sobrealimentación
3
Válvula�reguladora�de�la�presión
4
Separador�de�lengüeta�elástica
5
Canal�blow-by
6
Canal�de�retorno�de�aceite
7
Filtro�de�aire 25
Motor�B37/B47. 3.�Mecánica�del�motor. Mientras�el�motor�está�en�funcionamiento,�se�produce�un�paso�de�gases�(conocidos�como�gases blow-by)�del�cilindro�al�compartimento�del�cigüeñal.�Estos�gases�blow-by�contienen�combustible�sin quemar�y�todos�los�componentes�de�los�gases�de�escape.�Una�vez�en�el�compartimento�del�cigüeñal se�mezclan�con�el�aceite�de�motor�allí�presente,�que�se�encuentra�en�parte�en�forma�de�neblina aceitosa. El�caudal�de�gases�blow-by�depende�del�régimen�de�revoluciones�del�motor�y�de�la�solicitación. Sin�la�ventilación�de�la�caja�del�cárter�del�cigüeñal,�el�compartimento�del�cigüeñal�se�encontraría sometido�a�sobrepresión.�Esta�sobrepresión�afectaría�a�todos�los�espacios�huecos�conectados�con�el compartimento�del�cigüeñal�(p.�ej.,�el�canal�de�retorno�de�aceite,�el�pozo�de�cadenas,�etc.)�y�provocaría la�salida�de�aceite�a�través�de�los�puntos�de�sellado. La�ventilación�de�la�caja�del�cárter�del�cigüeñal�evita�este�problema.�Por�una�parte�conduce�los gases�blow-by�ya�prácticamente�libres�de�aceite�de�motor�hasta�el�tubo�de�aire�puro�previo�al turbocompresor�de�gases�de�escape�y,�por�otra,�devuelve�las�gotas�de�aceite�que�se�han�separado�de los�gases�a�través�de�un�tubo�de�retorno�de�aceite�hasta�el�cárter�de�aceite�del�motor.�Además,�y�con la�ayuda�de�una�válvula�reguladora�de�presión,�la�ventilación�de�la�caja�del�cárter�del�cigüeñal�también impide�que�se�acumule�un�valor�excesivo�de�sobrepresión�en�la�carcasa.
26
Motor�B37/B47. 3.�Mecánica�del�motor.
Sinopsis�de�la�purga�de�aire�del�motor�B37
Índice
Explicación
1
Turbocompresor�de�gases�de�escape,�lado�del�compresor,�entrada
2
Conexión�de�los�gases�blow-by�al�tubo�de�aire�puro
3
Válvula�reguladora�de�la�presión
4
Turbocompresor�de�gases�de�escape,�lado�del�compresor,�salida
5
Turbocompresor�de�gases�de�escape,�lado�de�la�turbina,�entrada
6
Turbocompresor�de�gases�de�escape,�lado�de�la�turbina,�salida
7
Retorno�de�aceite�de�los�gases�blow-by 27
Motor�B37/B47. 3.�Mecánica�del�motor. Índice
Explicación
8
Conducción�de�los�gases�blow-by�hacia�la�tapa�de�culata
9
Tubo�de�aire�puro�con�orificio�de�conexión�en�el�filtro�de�aire
10
Tapa�de�cierre�de�la�boca�de�llenado�de�aceite
11
Tapa�de�culata�con�separador�de�aceite�integrado�para�gases�blow-by
El�motor�Bx7�Motor�está�equipado�con�un�sistema�de�ventilación�de�la�caja�del�cárter�del�cigüeñal regulado�por�depresión.�Con�la�ayuda�de�la�válvula�reguladora�de�presión,�se�ajusta�en�el�cárter�del cigüeñal�un�valor�de�depresión�de�37 mbar.�Debido�a�la�potencia�de�aspiración�del�turbocompresor de�gases�de�escape,�el�tubo�de�aire�puro�también�se�encuentra�sometido�a�depresión.�La�diferencia de�presión�entre�el�tubo�de�aire�puro�y�el�cárter�del�cigüeñal�provoca�que�los�gases�blow-by�sean aspirados�hacia�la�tapa�de�culata.
Preste�atención�a�la�limpieza�siempre�que�efectúe�el�llenado�de�aceite�de�motor.�Limpie�la�boca�de llenado�de�aceite�antes�de�enroscar�la�tapa�de�cierre.�La�presencia�de�residuos�de�aceite�de�motor�en la�tapa�de�cierre�puede�provocar�un�diagnóstico�erróneo�del�sistema�de�ventilación�de�la�caja�del�cárter del�cigüeñal.
Modo�de�funcionamiento�de�la�separación�del�aceite�del�motor�Bx7
Índice
Explicación
A
Gas�blow-by�sin�limpiar�(mezclado�con�aceite)
B
Aceite�del�motor
C
Gas�blow-by�limpio
1
Primera�cámara�de�reposo
28
Motor�B37/B47. 3.�Mecánica�del�motor. Índice
Explicación
2
Separador�fino
3
Segunda�cámara�de�reposo
4
Válvula�reguladora�de�la�presión
5
Tapa�de�cierre�de�la�boca�de�llenado�de�aceite
6
Conexión�de�gas�blow-by�al�tubo�de�aire�puro
7
Lengüetas�elásticas
Los�gases�blow-by�sin�limpiar�llegan�a�través�de�una�abertura�hasta�la�tapa�de�culata.�En�la�primera cámara�de�reposo�se�filtran�las�impurezas�gruesas.�Seguidamente,�los�gases�blow-by�pasan�al separador�fino.�Por�medio�de�lo�que�se�conoce�como�separadores�de�lengüetas�elásticas,�las partículas�de�aceite�más�pesadas�quedan�separadas�de�los�gases.�Las�partículas�de�aceite�chocan contra�la�pared�interior�de�la�tapa�de�culata�y,�desde�esta,�retornan�al�circuito�de�aceite.�Los�gases blow-by�limpios�son�conducidos�hasta�una�segunda�cámara�de�reposo.�Este�paso�es�necesario�para que�pierdan�su�elevada�velocidad�de�caudal�y,�así,�impedir�que�puedan�arrastrar�gotitas�de�aceite.
3.1.2.�Culata La�culata�sella�la�cámara�de�combustión�hacia�arriba.�Es�por�tanto�un�componente�fundamental�de todo�motor.�En�ella�se�produce�el�cambio�de�carga�entre�la�mezcla�de�aire�exterior�y�gas�y�los�gases de�escape.�De�ahí�que�influya�en�el�desarrollo�de�potencia,�en�el�par,�en�el�comportamiento�de�las emisiones�de�los�gases�de�escape,�en�el�consumo�de�combustible�y�en�la�acústica.�La�culata�se caracteriza�por�las�propiedades�técnicas�siguientes: •
Material:�AlSi7MgCU0,5
•
Soporte�de�árboles�de�levas
•
Sistema�de�refrigeración�de�corriente�transversal
•
Cuatro�válvulas�por�cilindro
•
Disposición�de�las�válvulas�en�paralelo�(ejes�paralelos�respecto�a�los�ejes�de�cilindro)
•
Canal�tangencial�y�de�turbulencia�espiroidal.
29
Motor�B37/B47. 3.�Mecánica�del�motor.
Sinopsis�de�la�culata�del�motor�B37
Índice
Explicación
1
Soporte�de�árboles�de�levas
2
Culata
Soporte�de�árboles�de�levas La�culata�tiene�atornillado�el�soporte�de�árboles�de�levas.�El�soporte�de�árboles�de�levas�aloja�el árbol�de�levas�de�admisión�y�el�árbol�de�levas�de�escape.�El�soporte�de�árboles�de�levas�se�fabrica en�fundición�a�presión�de�aluminio.�Unos�conductos�de�aceite�situados�en�el�interior�del�soporte�de árboles�de�levas�conducen�el�aceite�de�motor�hasta�los�puntos�de�lubricación�de�ambos�árboles�de levas.
30
Motor�B37/B47. 3.�Mecánica�del�motor. Colectores�de�cambio�de�gas
Colectores�de�cambio�de�gas�en�la�culata�del�motor�Bx7
Índice
Explicación
1
Colectores�de�escape
2
Válvulas�de�escape
3
Inyector
4
Válvula�de�admisión
5
Canal�de�turbulencia�espiroidal
6
Bujía�de�incandescencia
7
Canal�tangencial
Los�canales�de�admisión�pueden�ser�de�turbulencia�espiroidal�o�tangenciales;�estos�favorecen�unos resultados�óptimos�en�cuanto�a�formación�de�la�mezcla�y�llenado�del�cilindro.�El�canal�de�turbulencia espiroidal�y�el�canal�tangencial�se�separan�en�el�equipo�de�aspiración�y�avanzan�por�separado�en�la culata. Los�canales�de�escape�de�cada�cilindro�se�reúnen�ya�en�la�culata,�de�modo�que�solo�un�canal�de escape�desemboca�en�el�colector�de�escape. Concepto�de�refrigeración�de�la�culata Los�motores�Bx7�cuentan�con�culatas�con�sistema�de�refrigeración�de�corriente�transversal.�En el�sistema�de�refrigeración�de�corriente�transversal,�el�líquido�refrigerante�fluye�desde�el�lado�de escape�caliente�al�lado�de�admisión�frío.�Esto�tiene�la�ventaja�de�que�en�toda�la�culata�predomina�una distribución�de�calor�homogénea.�Además,�también�se�evitan�pérdidas�de�presión�en�el�circuito�de refrigeración. 31
Motor�B37/B47. 3.�Mecánica�del�motor. Junta�de�culata Para�hacer�frente�a�las�elevadas�exigencias�de�los�motores�Bx7�se�utiliza�una�junta�metálica�de�tres capas.
Junta�de�culata�del�motor�B37
Índice
Explicación
1
Junta�metálica�de�tres�capas
2
Zona�de�sellado�del�pozo�de�cadenas
3
Identificación�del�grosor�de�la�junta�de�culata
4
Zona�de�sellado�de�la�cámara�de�combustión�del�cilindro�3
5
Zona�de�sellado�de�la�cámara�de�combustión�del�cilindro�2
6
Zona�de�sellado�de�la�cámara�de�combustión�del�cilindro�1
La�junta�de�culata�se�puede�pedir�en�tres�grosores�distintos�en�función�de�la�correspondiente�medida de�prominencia�de�los�pistones.�El�grosor�de�la�junta�de�culata�se�señala�por�medio�de�agujeros:�un agujero�corresponde�a�la�junta�más�delgada,�mientras�que�tres�agujeros�indican�que�se�trata�de�la�junta más�gruesa.
No�está�permitido�volver�a�montar�por�segunda�vez�una�junta�de�culata�que�ya�haya�sido�utilizada. Al�sustituir�la�junta�de�culata,�preste�atención�a�que�su�grosor�sea�el�correcto�para�la�medida�de prominencia�de�los�pistones.
3.1.3.�Cárter�del�cigüeñal El�cárter�del�cigüeñal�tiene�el�cometido�de�albergar�la�culata,�alojar�el�mecanismo�del�cigüeñal�e integrar�las�superficies�de�deslizamiento�del�cilindro.�El�cárter�del�cigüeñal�contiene�además�varios canales�de�aceite�y�de�líquido�refrigerante�que�sirven�para�lubricar�y�refrigerar�los�componentes. 32
Motor�B37/B47. 3.�Mecánica�del�motor. La�tabla�siguiente�proporciona�una�visión�general�de�los�datos�técnicos�de�las�distintas�variantes�de motor. Datos�técnicos
Unidad
B37C15K0
B37C15U0
B47C20O0
Cilindrada
[cm³]
1496
1496
1995
Orificio
[mm]
84
84
84
Carrera
[mm]
90
90
90
Volumen�de�cada�cilindro individual
[cm³]
498,75
498,75
498,75
Altura�del�bloque
[mm]
289
289
289
16,5�:�1
16,5�:�1
16,5�:�1
91
91
91
Relación�de�compresión Distancia�entre�cilindros
[mm]
Particularidades�del�cárter�del�cigüeñal�del�B37: El�diseño�de�este�cárter�del�cigüeñal�es�totalmente�nuevo;�en�él�se�han�tenido�en�cuenta�los�distintos requisitos�de�los�motores�diésel�y�de�gasolina�con�el�fin�de�obtener�una�única�pieza�bruta�común�para ambos�tipos. •
Variantes�para�motores�de�gasolina�y�diésel�a�partir�de�una�geometría�de�pieza�bruta�de fundición
•
Diferenciación�de�las�variantes�de�montaje�(así�como�de�las�variantes�para�motor�diésel�o�de gasolina)�mediante�mecanizado�distinto�del�cárter�del�cigüeñal
•
Cárter�del�cigüeñal�de�aluminio�macizo�AlSiMgCu0,5�con�tratamiento�térmico
•
Superficies�de�deslizamiento�del�cilindro�fabricadas�mediante�proyección�de�hilo�por�arco voltaico
•
Sombrerete�sinterizado�de�peso�optimizado�con�dientes�de�estampar
•
Revestimiento�de�dos�piezas�para�proporcionar�una�refrigeración�óptima,�incluso�a�las temperaturas�más�elevadas
•
Tipo�constructivo�"closed�deck"�y�"deep�skirt"�para�resistir�de�manera�segura�solicitaciones elevadas
•
Conductos�de�aceite�para�la�utilización�de�una�bomba�de�aceite�con�regulación�por�campo característico
•
Alojamiento�del�árbol�del�diferencial�en�un�túnel�colado�previamente,�en�el�cárter�del�cigüeñal directamente.
33
Motor�B37/B47. 3.�Mecánica�del�motor. Proyección�de�hilo�por�arco�voltaico�(LDS)
Uso�del�procedimiento�de�proyección�de�hilo�por�arco�voltaico�en�BMW
Por�primera�vez�en�los�motores�diésel�de�BMW,�los�casquillos�de�fundición�gris�usados�anteriormente han�sido�reemplazados�por�unas�superficies�de�deslizamiento�de�los�cilindros�obtenidas�por proyección�en�caliente.�El�procedimiento�de�proyección�de�hilo�por�arco�voltaico�es�conocido�por�sus siglas�en�alemán�LDS�(Lichtbogen-Drahtspritzen).�Este�procedimiento�consiste�en�calentar�un�hilo metálico�buen�conductor�de�la�electricidad�hasta�que�se�funde�en�un�arco�voltaico.�Acto�seguido,�la masa�fundida�se�proyecta�a�alta�presión�sobre�la�camisa�de�cilindro.�Se�genera�así�una�capa�de�material a�base�de�hierro�de�tan�solo�0,3 mm�de�espesor�que�es�extraordinariamente�resistente�al�desgaste�y que�ofrece�una�buena�transferencia�de�calor�desde�las�cámaras�de�combustión�al�cárter�del�cigüeñal�y, por�último,�a�los�canales�de�refrigeración.�Las�ventajas�de�la�tecnología�LDS�son: •
Peso�reducido
•
Alta�resistencia�al�desgaste
•
Buena�derivación�térmica�hacia�el�cárter�del�cigüeñal
•
Menor�rozamiento�interno�del�motor�gracias�a�sus�excelentes�propiedades�de�deslizamiento.
Debido�al�escaso�grosor�del�material�aplicado�mediante�el�procedimiento�de�proyección�de�hilo�por arco�voltaico,�las�superficies�de�deslizamiento�del�cilindro�no�se�pueden�mecanizar�a�posteriori. Particularidades�del�cárter�del�cigüeñal�del�B47:
34
•
Cárter�del�cigüeñal�de�aluminio�macizo�AlSi8Cu3�con�tratamiento�térmico
•
Estructura�"closed�deck"�y�"deep�skirt"�para�resistir�de�manera�segura�solicitaciones�elevadas
•
Alojamiento�de�los�árboles�del�diferencial�en�dos�túneles�colados�previamente,�en�el�cárter�del cigüeñal�directamente
Motor�B37/B47. 3.�Mecánica�del�motor. •
Superficies�de�deslizamiento�del�cilindro�en�fundición�gris�en�bloque
•
Sombrerete�sinterizado�de�peso�optimizado�con�dientes�de�estampar
•
Revestimiento�de�dos�piezas�para�proporcionar�robustez�incluso�a�las�temperaturas�más elevadas
•
Conductos�de�aceite�para�la�utilización�de�una�bomba�de�aceite�con�regulación�por�campo característico.
A�diferencia�del�motor�B37,�la�superficie�de�deslizamiento�del�cilindro�del�B47�no�utiliza�la�proyección de�hilo�por�arco�voltaico.�Las�geometrías�de�las�piezas�brutas�de�fundición�de�los�motores�de�4 cilindros�(B47,�B48)�son�distintas�entre�sí. Vista�general�de�las�piezas�montadas Vista�general�del�cárter�del�cigüeñal�del�motor�Bx7.
Vista�lateral�del�cárter�del�cigüeñal�del�motor�Bx7
Índice
Explicación
A
Cárter�del�cigüeñal�del�motor�B47
B
Cárter�del�cigüeñal�del�motor�B37
C
Lado�de�la�transmisión�por�correa
D
Lado�del�embrague
1
"Closed�deck"
2
Superficie�de�sellado�de�la�bomba�de�líquido�refrigerante
3
Superficies�de�deslizamiento�del�cilindro
4
Salida�de�líquido�refrigerante
5
Conexión�de�la�bomba�de�alta�presión�CP4.1
35
Motor�B37/B47. 3.�Mecánica�del�motor. Índice
Explicación
6
Orificio�para�el�sensor�de�presión�de�aceite
7
Orificio�del�canal�de�depresión
8
Orificio�para�la�válvula�reguladora�de�campo�característico�de�la�bomba�de aceite
9
Superficie�de�sellado�del�módulo�del�filtro�de�aceite
En�el�gráfico�anterior�se�puede�apreciar�claramente�que�los�distintos�componentes�se�encuentran�en las�mismas�posiciones�del�cárter�del�cigüeñal.�Debido�al�planteamiento�modular�aplicado,�este�es�el caso�también�de�los�motores�(de�gasolina)�B38�y�B48. "Closed�deck" Debido�a�las�elevadas�presiones�de�encendido,�el�cárter�del�cigüeñal�está�cerrado�hacia�arriba.�El�tipo constructivo�conocido�como�"closed�deck"�reduce�la�deformación�de�la�superficie�de�la�cámara�de combustión.
Vista�inferior�del�cárter�del�cigüeñal�del�motor�Bx7
36
Motor�B37/B47. 3.�Mecánica�del�motor. Índice
Explicación
A
Cárter�del�cigüeñal�del�motor�B47
B
Cárter�del�cigüeñal�del�motor�B37
1
Alojamiento�del�árbol�del�diferencial�1
2
Superficie�de�deslizamiento�del�cilindro
3
Sombrerete�principal�con�dientes�de�estampar
4
Bancada�de�cojinete
5
Orificios�de�ventilación
6
Alojamiento�del�árbol�del�diferencial�2
7
Alojamiento�del�árbol�del�diferencial
Alojamiento�del�árbol�del�diferencial Una�diferencia�notable�entre�el�cárter�del�cigüeñal�del�motor�de�3�cilindros�y�el�de�4�cilindros�es�la cantidad�de�árboles�del�diferencial.�La�variación�en�el�número�de�cilindros�provoca�que�las�fuerzas que�actúan�sobre�el�cárter�del�cigüeñal�difieran.�Estas�fuerzas�se�ven�reducidas�por�el�uso�de�dos árboles�del�diferencial�rotativos�en�el�motor�diésel�de�4�cilindros�y�por�uno�solo�en�el�motor�diésel�de�3 cilindros.�El�capítulo�"Árboles�del�diferencial"�explica�estas�particularidades�de�manera�más�detallada. Tipo�constructivo�"deep�skirt" El�tipo�constructivo�que�se�conoce�como�"deep�skirt"�se�caracteriza�por�tener�un�cárter�del�cigüeñal con�unos�laterales�que�bajan�bastante. Sombrerete�principal�estampado Los�sombreretes�principales�con�estampado�ya�se�han�utilizado�en�el�motor�N47.�Lo�importante�es la�unión�de�forma�obtenida�con�el�primer�apriete,�que�estampa�el�cárter�del�cigüeñal�y�que�encaja exactamente�con�los�sombreretes�principales�montados.�De�ahí�que�no�esté�permitido�sustituir�el sombrerete�principal,�ni�siquiera�de�una�bancada�de�cojinete�a�otra.
Los�sombreretes�principales�del�cigüeñal�cuentan�con�unos�dientes�de�estampar�y�no�se�permite�su sustitución. Orificios�de�ventilación Las�cámaras�de�los�cilindros�están�interconectadas�por�medio�de�orificios�de�ventilación�situados bajo�las�superficies�de�deslizamiento�del�cilindro.�De�este�modo,�las�corrientes�de�aire�generadas�por el�movimiento�de�subida�y�bajada�de�los�pistones�se�pueden�evacuar�más�fácilmente�a�través�de�los orificios�de�ventilación.�Con�ello�se�reduce�el�volumen�de�gases�blow-by,�pues�las�corrientes�de�aire no�llegan�hasta�la�zona�en�la�que�se�recoge�el�aceite.�Además,�el�desplazamiento�del�volumen�de�aire�a través�de�los�orificios�de�ventilación�facilita�el�movimiento�de�subida�y�bajada�de�los�pistones.
37
Motor�B37/B47. 3.�Mecánica�del�motor. 3.1.4.�Cárter�de�aceite El�cárter�de�aceite�está�fabricado�en�fundición�a�presión�de�aluminio. El�cárter�de�aceite�desempeña�las�funciones�siguientes: •
Zona�de�recogida�del�aceite�de�motor�de�retorno
•
Componente�de�refuerzo�del�conjunto�motor-caja�de�cambios
•
Alojamiento�del�tubo�guía�de�la�varilla�de�nivel�de�aceite,�del�sensor�de�nivel�de�aceite�y�del tornillo�de�vaciado�de�aceite
•
Conexión�de�los�soportes�pendulares�en�caso�de�montaje�transversal.
Vista�lateral�del�motor�B37
Índice
Explicación
1
Puntos�de�fijación�del�cárter�del�cigüeñal�a�la�caja�de�cambios
2
Tapa�de�la�caja�de�distribución
3
Tapón�de�cierre�del�orificio�del�dispositivo�pasador
4
Puntos�de�fijación�del�cárter�de�aceite�a�la�caja�de�cambios
5
Cárter�de�aceite
6
Soporte�pendular�(solo�para�montaje�transversal)
7
Sensor�de�nivel�de�aceite
8
Varilla�del�nivel�de�aceite
38
Motor�B37/B47. 3.�Mecánica�del�motor. El�sellado�del�bloque�motor�se�efectúa�en�la�zona�de�la�tapa�de�la�caja�de�distribución�(lado�del�cambio) y�el�cárter�del�cigüeñal�con�una�junta�de�silicona�Loctite�5970�(tomada�de�N47,�N57). A�través�de�un�orificio�situado�en�el�cárter�de�aceite,�el�motor�se�puede�desenchufar�a�fin�de�ajustar�los tiempos�de�distribución.�Durante�el�montaje�del�cárter�de�aceite�con�la�caja�de�cambios�desmontada, se�debe�prestar�atención�a�que�la�superficie�de�apoyo�de�la�caja�de�cambios�en�el�cárter�de�aceite�y�en la�tapa�de�la�caja�de�distribución�se�encuentren�en�un�mismo�plano.�Para�conseguirlo,�utilice�siempre la�herramienta�especial�correspondiente.�Si�existe�una�franquicia�entre�ambas�superficies�al�apretar�los tornillos�de�fijación�de�la�caja�de�cambios,�el�cárter�de�aceite�puede�resultar�dañado. Pese�al�uso�de�un�sensor�de�nivel�de�aceite,�los�motores�Bx7�también�cuentan�adicionalmente�con�una varilla�del�nivel�de�aceite.�De�este�modo,�el�nivel�de�aceite�se�puede�comprobar�de�manera�rápida�y�sin complicaciones�en�el�Servicio�Postventa.
El�motor�únicamente�se�puede�desenchufar�si�el�cárter�de�aceite�está�montado. B37�Motor
Cárter�de�aceite�del�motor�B37
Índice
Explicación
1
Soporte�pendular�(solo�montaje�transversal)
2
Tornillo�de�vaciado�de�aceite
3
Cárter�de�aceite
4
Sensor�de�nivel�de�aceite
39
Motor�B37/B47. 3.�Mecánica�del�motor. Índice
Explicación
5
Nervaduras�de�refuerzo
6
Conexión�del�soporte�pendular�al�cárter�de�aceite
7
Retorno�de�aceite�al�cárter�de�aceite
8
Tapa�de�cierre�del�cárter�del�cigüeñal�(lado�de�la�correa)
En�caso�de�montaje�transversal�del�motor�se�utiliza�un�soporte�pendular.�Las�fuerzas�generadas durante�la�propulsión�en�caso�de�montaje�transversal�son�desviadas�mediante�nervaduras�de�refuerzo hacia�la�carcasa�del�cárter�de�aceite. El�aceite�de�motor�empleado�para�lubricar�el�turbocompresor�de�gases�de�escape�vuelve�al�cárter�de aceite�a�través�de�un�retorno�de�aceite�situado�en�el�cárter�del�cigüeñal.
Tapa�de�cierre�del�cárter�del�cigüeñal�del�motor�B37
Índice
Explicación
1
Retén�radial�de�eje
2
Tapa�de�cierre�del�cárter�del�cigüeñal
3
Junta�de�elastómero
4
"Triple�frontera"�entre�la�tapa�de�cierre�del�cárter�del�cigüeñal,�el�cárter�del cigüeñal�y�el�cárter�de�aceite
El�sellado�por�el�lado�de�la�correa�se�efectúa�con�una�tapa�de�cierre�del�cárter�del�cigüeñal�que�tiene integrada�una�junta�de�elastómero.�Tras�retirar�la�tapa�de�cierre�del�cárter�del�cigüeñal,�esta�se�debe sustituir.�El�retén�radial�de�eje�está�integrado�en�la�tapa�de�cierre�del�cárter�del�cigüeñal�y�no�se�puede sustituir�por�separado.�La�zona�de�sellado�de�la�"triple�frontera"�entre�la�tapa�de�cierre�del�cárter�del cigüeñal,�el�cárter�del�cigüeñal�y�el�cárter�de�aceite�se�debe�considerar�como�especialmente�crítica desde�el�punto�de�vista�de�las�inestanqueidades.�Por�esta�razón,�el�procedimiento�de�montaje�de�la tapa�de�cierre�del�cárter�del�cigüeñal�se�debe�llevar�a�cabo�conforme�a�la�versión�actual�del�manual�de reparaciones.
40
Motor�B37/B47. 3.�Mecánica�del�motor. A�fin�de�evitar�inestanqueidades�en�el�motor,�la�tapa�de�cierre�del�cárter�del�cigüeñal�se�debe�renovar siempre�que�sea�desmontada.�Para�impedir�que�el�retén�radial�de�eje�situado�en�la�tapa�de�cierre�del cárter�del�cigüeñal�sufra�algún�daño,�se�debe�utilizar�la�herramienta�especial�prevista�para�tal�fin.
Junta�del�cárter�de�aceite�del�motor�B37
Índice
Explicación
1
Retén�radial�de�eje
2
Cárter�de�aceite
3
Varilla�del�nivel�de�aceite
4
Cordón�de�silicona
5
Superficie�de�sellado�del�cárter�de�aceite
6
Zona�de�superficie�de�sellado�de�la�tapa�de�cierre�del�cárter�del�cigüeñal�sin bisel
La�silicona�utilizada�Loctite�5970�requiere�la�presencia�de�un�bisel�en�torno�al�borde�interior�de�la�zona de�la�superficie�de�sellado�del�cárter�de�aceite.�Al�atornillar,�el�material�de�sellado�sobrante�puede escapar�de�manera�controlada�hacia�la�zona�previamente�acondicionada�(bisel).�Así�se�evita�que�el chapoteo�del�aceite�provoque�el�desprendimiento�del�material�de�sellado.�En�la�zona�de�sellado�de la�tapa�de�cierre�del�cárter�del�cigüeñal�no�hay�ningún�bisel�en�el�lado�interior�del�cárter�de�aceite. Esta�zona�no�se�sella�con�material�de�sellado�de�silicona�Loctite�5970,�sino�por�medio�de�una�junta�de elastómero�integrada�en�la�tapa�de�cierre�del�cárter�del�cigüeñal.
41
Motor�B37/B47. 3.�Mecánica�del�motor. Si�se�desmonta�el�cárter�de�aceite�pero�la�tapa�de�cierre�del�cárter�del�cigüeñal�permanece�en�el�cárter del�cigüeñal,�ya�no�se�puede�garantizar�la�hermeticidad�de�la�zona�de�la�superficie�de�sellado�de�la�tapa de�cierre�del�cárter�del�cigüeñal.�En�este�caso�se�debe�aplicar�la�silicona�Loctite�Fase�en�torno�a�toda la�zona�de�la�superficie�de�sellado�del�cárter�de�aceite�(véase�el�gráfico�siguiente�para�un�motor�de�4 cilindros).�En�el�manual�de�reparaciones�puede�consultar�este�procedimiento�con�más�detalle. B47�Motor
Junta�del�cárter�de�aceite�del�motor�B47
Índice
Explicación
1
Retén�radial�de�eje
2
Cárter�de�aceite
3
Varilla�del�nivel�de�aceite
4
Cordón�de�silicona
5
Superficie�de�sellado�del�cárter�de�aceite
El�cárter�del�cigüeñal�constituye�otra�diferencia�más�entre�el�motor�B37�y�el�B47,�ya�que�está�cerrado de�manera�totalmente�hermética�en�el�B47.�De�ahí�que�no�sea�necesario�usar�una�tapa�de�cierre del�cárter�del�cigüeñal�en�el�lado�de�la�correa.�El�retén�radial�de�eje�que�sella�la�polea�se�encuentra directamente�en�el�cárter�del�cigüeñal. El�bisel�del�lado�interior�del�cárter�de�aceite�rodea�toda�la�zona�del�cárter�de�aceite.�Por�tanto,�el�cordón de�silicona�de�sellado�se�debe�utilizar�igualmente�en�toda�la�zona�de�la�superficie�de�sellado.
42
Motor�B37/B47. 3.�Mecánica�del�motor. Principio�del�sellado�del�cárter�de�aceite
Diagrama�esquemático�de�funcionamiento�de�la�junta�del�cárter�de�aceite
Índice
Explicación
A
Componentes�sin�cordón�de�silicona
B
Componentes�con�cordón�de�silicona
C
Componentes�atornillados�con�junta�de�silicona
1
Cárter�del�cigüeñal
2
Cordón�de�silicona
3
Cárter�de�aceite�con�bisel
4
Salida�de�silicona�a�través�de�la�unión�roscada�hacia�el�espacio�acondicionado en�el�cárter�de�aceite
Para�una�estanqueidad�sin�fisuras�en�un�caso�de�servicio,�se�deberá�proceder�exactamente�según�las instrucciones�de�reparación.
43
Motor�B37/B47. 3.�Mecánica�del�motor. 3.2.�Mecanismo�del�cigüeñal 3.2.1.�Cigüeñal Sinopsis�del�motor�B37
Cigüeñal�del�motor�B37
Índice
Explicación
K
Lado�del�embrague,�cigüeñal
1
Piñón�de�accionamiento�de�la�bomba�de�alta�presión
2
Rueda�dentada�de�cigüeñal
3
Rueda�dentada�del�árbol�del�diferencial
4
Bomba�de�aceite�y�bomba�de�vacío
5
Bomba�de�aceite�del�piñón�de�accionamiento�del�árbol�de�levas
La�cadena�de�distribución�del�motor�B37�se�encuentra�en�el�lado�del�embrague,�tal�como�sucedía�ya en�los�motores�N47.�El�árbol�del�diferencial,�por�su�parte,�es�accionado�en�el�lado�opuesto,�el�lado�de�la correa,�mediante�ruedas�dentadas.
44
Motor�B37/B47. 3.�Mecánica�del�motor. Sinopsis�del�motor�B47
Cigüeñal�del�motor�B47
Índice
Explicación
K
Lado�del�embrague,�cigüeñal
1
Piñón�de�accionamiento�de�la�bomba�de�alta�presión
2
Rueda�dentada�del�árbol�del�diferencial�1
3
Rueda�dentada�de�cigüeñal
4
Rueda�dentada�del�árbol�del�diferencial�2
5
Rueda�dentada�intermedia�(cambio�del�sentido�de�giro,�árbol�del�diferencial�2)
6
Bomba�de�aceite�y�bomba�de�vacío
7
Piñón�de�accionamiento�del�árbol�de�levas�de�la�bomba�de�aceite�y�la�bomba de�vacío
A�diferencia�de�lo�que�ocurre�en�el�motor�B37,�el�motor�B47�tiene�tanto�la�cadena�de�distribución�como el�accionamiento�de�los�árboles�del�diferencial�en�el�lado�del�embrague�del�cigüeñal.
45
Motor�B37/B47. 3.�Mecánica�del�motor. Cigüeñal
Unidad
Fabricación
B37�Motor
B47�Motor
Forjado
Forjado
Diámetro�del�muñón de�cojinete�principal
[mm]
55
55
Muñón�de�cojinete principal�ancho
[mm]
25
25
Diámetro�del�muñón de�cojinete�de�biela
[mm]
45
50
Carrera�del�muñón�de cojinete�de�biela
[mm]
90
90
[°]
120
180
Cantidad�de contrapesos
4
4
Cantidad�de�puntos de�apoyo�de�cojinete principal
4
5
Posición�del�cojinete axial
Cojinete�3
Cojinete�3
Ángulo�acodado
46
Motor�B37/B47. 3.�Mecánica�del�motor. Alojamiento�del�cigüeñal�del�motor�B37
Sinopsis�de�semicojinetes�del�motor�B37
Índice
Explicación
A
Semicojinete�de�biela�en�la�bancada�de�cojinete
B
Semicojinete�en�el�sombrerete�principal
C
Cojinete�de�guiado�axial
K
Lado�del�embrague
1
Cigüeñal,�cojinete�principal
2
Muñón�de�cojinete�de�biela
3
Contrapesos
4
Bancada�de�cojinete
5
Sombrerete�principal
Los�contrapesos�dan�lugar�a�una�simetría�de�masas�en�torno�al�eje�del�cigüeñal,�con�lo�que�favorecen el�funcionamiento�uniforme�del�motor.
47
Motor�B37/B47. 3.�Mecánica�del�motor. El�cigüeñal�se�aloja�en�varios�semicojinetes�diferentes.�Los�semicojinetes�situados�en�la�zona�del asiento�principal�que�no�está�expuesta�a�solicitación�disponen�de�orificios�de�aceite�y�de�una�ranura�en su�perímetro�para�el�suministro�de�aceite�nuevo. Los�semicojinetes�del�cigüeñal�del�motor�B37�y�del�motor�B47�difieren�en�los�aspectos�siguientes: •
B37�Cojinete�de�cigüeñal Asiento�principal�=�aluminio,�cojinete�de�dos�materiales Sombrerete�principal�=�aluminio,�cojinete�de�dos�materiales
•
B47�Cojinete�de�cigüeñal Asiento�principal�=�aluminio,�cojinete�de�dos�materiales Sombrerete�principal�=�galvanización,�cojinete�de�tres�materiales.
Debido�a�sus�pequeñas�tolerancias,�todo�contacto�con�los�semicojinetes�se�debe�llevar�a�cabo�con�la máxima�limpieza. En�la�zona�central�de�alojamiento�del�cigüeñal�se�encuentra�el�cojinete�de�guiado�axial.�Este�cojinete sostiene�el�cigüeñal�en�la�dirección�axial�y�debe�absorber�las�fuerzas�longitudinales�que�se�puedan generar,�p.�ej.,�al�accionar�el�embrague.
Antes�de�completar�el�motor�se�debe�comprobar�el�juego�axial�del�cojinete�guiándose�por�el�manual de�reparaciones.�Un�valor�excesivo�del�juego�axial�del�cojinete�puede�dar�lugar�a�averías�o�daños�en�los componentes. Determinación�de�los�semicojinetes El�cigüeñal�solo�puede�desempeñar�de�manera�satisfactoria�su�cometido�principal,�consistente�en absorber�el�movimiento�ascendente�y�transformarlo�en�un�movimiento�de�giro,�si�se�encuentra�alojado correctamente.�Para�ello�se�debe�ajustar�una�cota�mediante�el�uso�de�semicojinetes�del�cigüeñal�de distintos�grosores.
Clasificación�de�semicojinetes�del�motor�B37
48
Motor�B37/B47. 3.�Mecánica�del�motor. Índice
Explicación
1
Orificio
2
Árbol
En�el�diseño�se�distinguen�tres�tipos�de�ajustes: •
Ajuste�de�juego
•
Ajuste�de�paso
•
Ajuste�prensado.
El�ajuste�se�puede�contemplar�como�la�relación�entre�las�medidas�de�un�orificio�y�un�eje.�En�este�caso, el�cárter�del�cigüeñal�representa�el�orificio�y�el�cigüeñal�representa�el�eje.�Esta�es�la�razón�de�que�los números�de�clasificación�de�los�semicojinetes�se�encuentren�tanto�en�el�cárter�del�cigüeñal�como en�el�cigüeñal.�La�cota�debe�ser�objeto�de�lo�que�se�conoce�como�un�ajuste�de�juego.�Los�ajustes de�juego�se�caracterizan�por�presentar�una�medida�mínima�del�orificio�que�siempre�es�superior�a�la medida�máxima�del�eje.�Gracias�a�ello�se�obtiene�entre�el�eje�y�el�orificio�el�juego�necesario�para�alojar el�cigüeñal.
Clasificación�de�los�semicojinetes�del�asiento�principal
49
Motor�B37/B47. 3.�Mecánica�del�motor. Índice
Explicación
I
Asiento�principal�1
II
Asiento�principal�2
III
Asiento�principal�3
IV
Asiento�principal�4
K
Lado�del�embrague
R
Lado�de�la�correa
1
Cárter�del�cigüeñal
2
Letras�estampadas
En�el�cárter�del�cigüeñal�están�estampadas�las�letras�que�permiten�determinar�los�tamaños�de�los semicojinetes�del�asiento�principal.�Para�su�clasificación�se�utilizan�las�letras�siguientes: •
A�=�orificio�mínimo�(semicojinete�más�delgado)
•
B�=�orificio�mediano�(semicojinete�mediano)
•
C�=�orificio�máximo�(semicojinete�más�grueso).
La�letra�K�representa�el�lado�del�embrague�del�cárter�del�cigüeñal.�También�sirve�para�determinar�el orden�de�asignación�del�recuento. Si�la�K�está�situada�delante�de�las�letras�estampadas,�la�primera�letra�del�código�hace�referencia�al semicojinete�del�asiento�principal�4,�que�se�encuentra�en�el�lado�del�embrague.�Las�letras�siguientes, leídas�de�izquierda�a�derecha,�hacen�referencia�sucesivamente�a�los�asientos�principales�3,�2�y�1.�Las posiciones�marcadas�con�un�"0"�hacen�las�veces�de�comodín�para�motores�de�mayor�tamaño�y�se pueden�ignorar�para�la�determinación�de�los�semicojinetes. La�asignación�de�las�letras�a�los�puntos�de�apoyo�da�lugar�a�la�combinación�siguiente: •
K�=�lado�del�embrague
•
Asiento�principal�1�=�A
•
Asiento�principal�2�=�B
•
Asiento�principal�3�=�B
•
Asiento�principal�4�=�C.
Si�no�hay�ninguna�K�delante�de�las�letras�estampadas,�la�primera�letra�del�código�hace�referencia�al semicojinete�del�asiento�principal�1,�que�se�encuentra�en�el�lado�opuesto�al�embrague,�en�el�lado�de la�correa.�Las�letras�siguientes,�leídas�de�izquierda�a�derecha,�hacen�referencia�sucesivamente�a�los asientos�principales�2,�3�y�4. La�asignación�de�las�letras�a�los�puntos�de�apoyo�da�lugar�a�la�combinación�siguiente:
50
•
Asiento�principal�1�=�C
•
Asiento�principal�2�=�B
•
Asiento�principal�3�=�B
•
Asiento�principal�4�=�A.
Motor�B37/B47. 3.�Mecánica�del�motor.
Clasificación�de�los�semicojinetes�del�sombrerete�principal
Índice
Explicación
I
Sombrerete�principal�1
II
Sombrerete�principal�2
III
Sombrerete�principal�3
IV
Sombrerete�principal�4
K
Lado�del�embrague
R
Lado�de�la�correa
1
Cigüeñal
2
Cifras�estampadas
En�el�cigüeñal�están�estampadas�las�cifras�que�permiten�determinar�los�tamaños�de�los�semicojinetes del�sombrerete�principal.�Para�su�clasificación�se�utilizan�las�cifras�siguientes: •
1�=�eje�más�grueso�(semicojinete�más�delgado)
•
2�=�eje�mediano�(semicojinete�mediano)
•
3�=�eje�más�fino�(semicojinete�más�grueso).
El�cigüeñal�no�se�identifica�con�la�letra�K�delante�de�las�cifras�estampadas.�La�primera�cifra�del�cigüeñal hace�referencia�al�sombrerete�principal�1,�que�se�encuentra�en�el�lado�opuesto�al�embrague,�en�el�lado de�la�correa.�Las�cifras�siguientes,�leídas�de�izquierda�a�derecha,�hacen�referencia�sucesivamente�a�los sombreretes�principales�2,�3�y�4. 51
Motor�B37/B47. 3.�Mecánica�del�motor. La�asignación�de�las�cifras�a�los�puntos�de�apoyo�da�lugar�a�las�combinaciones�siguientes: •
Sombrerete�principal�1�=�1
•
Sombrerete�principal�2�=�2
•
Sombrerete�principal�3�=�2
•
Sombrerete�principal�4�=�3.
La�combinación�de�letras�y�cifras�se�puede�descifrar�por�medio�de�una�tabla�que�se�incluye�en�el manual�de�reparaciones.�Los�códigos�de�colores�ayudan�a�determinar�los�tamaños�correctos�de�los semicojinetes.
3.2.2.�Biela Sinopsis�de�datos�de�las�bielas: Biela
Unidad
Ojo�de�biela Longitud�de�la biela
Biela�del�motor�Bx7
52
[mm]
B37C15K0
B37C15U0
B47C20O0
fisurado
fisurado
fisurado
142,5
142,5
138
Motor�B37/B47. 3.�Mecánica�del�motor. Índice
Explicación
1
Émbolos
2
Superficie�que�transfiere�la�fuerza
3
Bulón�del�pistón�(recubrimiento�de�carbono�"diamond-like")
4
Casquillo�del�cojinete�de�la�biela�con�conformación�del�orificio
5
Biela
6
Casquillo�de�biela
7
Ojo�de�biela�pequeño�(forma�trapezoidal)
8
Ojo�de�biela�grande�(fisuración)
9
Tornillos�de�biela�del�sombrerete�de�biela
10
Semicojinete�de�la�biela
11
Semicojinete�del�sombrerete�de�biela
Se�utilizan�las�conocidas�bielas�fisuradas.
Si�se�monta�un�sombrerete�de�biela�en�el�lado�erróneo�o�en�otra�biela,�la�estructura�de�fisura�de�ambas piezas�se�destruye�y�el�sombrerete�de�biela�no�queda�montado�en�posición�centrada.�En�tal�caso�se debe�sustituir�todo�el�juego�de�la�biela�por�otras�piezas�nuevas.�En�caso�de�servicio�se�deben�tener�en cuenta�los�pares�de�unión�prescritos�y�las�especificaciones�de�ángulo�de�giro�que�figuran�en�el�manual de�reparaciones. Clasificación�por�pesos Para�garantizar�un�funcionamiento�correcto�del�motor,�las�bielas�se�clasifican�en�categorías�de�peso.�El ojo�de�biela�grande�y�el�pequeño�se�pesan�por�separado�y�se�asignan�a�distintas�categorías�en�función de�su�peso.
En�caso�de�servicio�se�deben�utilizar�exclusivamente�bielas�de�la�misma�categoría�de�peso.�De�ahí que�para�efectuar�reparaciones�solo�se�disponga�de�juegos�de�biela�completos.�Estos�juegos�están formados�por�la�cantidad�correspondiente�de�bielas�de�una�misma�clase�de�peso.
3.2.3.�Émbolos Sinopsis�de�los�datos�del�pistón: Unidad
B37C15K0
B37C15U0
B47C20O0
Altura�de�compresión
[mm]
42
42
47
Altura�del�alma�de fuego
[mm]
10
10
9,12
53
Motor�B37/B47. 3.�Mecánica�del�motor.
Pistón�del�motor�Bx7
Índice
Explicación
1
Cavidad�de�la�cámara�de�combustión
2
Cabeza
3
1.º�segmento
4
2.º�segmento
5
3.º�segmento
6
Bulón�del�pistón
7
Vástago�del�pistón
8
Alma�anular
9
Alma�de�fuego
54
Motor�B37/B47. 3.�Mecánica�del�motor. Segmentos
Segmentos�de�pistón�del�motor�Bx7
Índice
Explicación
A
Segmento�rectangular�con�borde�inferior�vivo
B
Aro�con�talón
C
Segmento�rascador�de�aceite�con�muelle�de�gusanillo
1
Superficie�de�sellado�de�la�pared�del�cilindro
2
Superficie�de�contacto
3
Superficie�de�sellado�en�el�flanco�de�la�ranura�para�segmento�del�pistón
Los�segmentos�de�pistón�están�situados�en�las�ranuras�para�segmentos�de�los�distintos�pistones�y llevan�a�cabo�las�tareas�siguientes: •
Sellado�de�la�cámara�de�combustión
•
Evacuación�del�calor�generado�por�la�combustión�hacia�la�superficie�de�deslizamiento�del cilindro
•
Dosificación�del�aceite�lubricante�entre�el�segmento�de�pistón�y�la�superficie�de�deslizamiento del�cilindro.
Para�cumplir�estas�funciones�es�necesario�que�los�segmentos�de�pistón�estén�en�contacto�con�la pared�del�cilindro�y�el�flanco�de�la�ranura�para�segmento�del�pistón.�El�apoyo�contra�la�pared�del�cilindro se�consigue�gracias�a�la�fuerza�elástica�de�efecto�radial�del�segmento.�El�segmento�rascador�de�aceite cuenta�adicionalmente�como�soporte�con�un�muelle. Los�segmentos�giran�en�las�ranuras�durante�el�funcionamiento�del�motor�y�modifican�así�la�posición del�golpe.�Este�fenómeno�se�debe�a�la�fuerza�lateral�que�actúa�sobre�los�segmentos�del�pistón�en�el momento�del�cambio�de�apoyo.�De�esta�forma�las�ranuras�quedan�libres�de�sedimentos.�Además,�se impide�que�la�unión�del�segmento�de�pistón�lime�la�superficie�de�deslizamiento�del�cilindro. 55
Motor�B37/B47. 3.�Mecánica�del�motor. Al�igual�que�todos�los�motores�diésel�de�BMW,�los�motores�Bx7�cuentan�con�dos�segmentos�de compresión�y�un�segmento�rascador�de�aceite. El�aro�rectangular�está�situado�en�la�primera�ranura�para�segmento�del�pistón�y�se�utiliza exclusivamente�como�un�segmento�de�compresión. El�anillo�de�pistón�de�nariz�también�es�un�segmento�de�compresión.�Su�saliente�genera�un pronunciado�borde�rascador�que�permite�regular�la�cantidad�de�aceite.�El�destalonaje�del�saliente provoca�que�el�borde�de�avance�aparte�el�aceite�desprendido;�así�se�evita�la�formación�de acumulaciones�de�aceite�que�podrían�menoscabar�el�efecto�de�rascado.
El�anillo�de�pistón�de�nariz�se�debe�montar�en�la�posición�correcta.�El�resalte�debe�quedar�orientado hacia�abajo.�En�caso�de�hacerlo,�se�dañaría�el�motor. El�tercer�segmento,�el�segmento�rascador�de�aceite�con�muelle�de�gusanillo,�únicamente�se�encarga de�desprender�aceite.�Con�las�dos�almas,�y�en�especial�gracias�al�biselado,�se�genera�una�presión superficial�elevada�que�favorece�el�efecto�de�rascado.�Los�pequeños�orificios�en�el�contorno�facilitan�el transporte�del�aceite�desprendido�hacia�la�ranura�anular�del�pistón.�En�dicha�ranura�se�han�dispuesto unos�pequeños�orificios�que�posibilitan�el�retorno�del�aceite.�El�muelle,�situado�en�una�ranura�redonda de�alojamiento�del�segmento�de�fundición,�actúa�de�manera�uniforme�en�todo�el�contorno,�con�lo�que consigue�reforzar�la�alta�presión�superficial,�entre�otros�aspectos.
En�estado�montado�no�se�puede�apreciar�si�el�segmento�rascador�de�aceite�está�dañado�o�roto.�Las consecuencias�no�resultan�perceptibles�en�la�marcha�hasta�que�se�ha�recorrido�un�cierto�kilometraje.
3.2.4.�Árboles�del�diferencial Debido�al�modo�de�funcionamiento�del�motor�alternativo,�durante�la�marcha�se�generan�en�el�cárter del�motor�unas�oscilaciones�no�deseadas�que�se�pueden�llegar�a�propagar�hasta�el�habitáculo.�A�fin de�contrarrestar�este�efecto�negativo,�desde�el�motor�M47D20TU�BMW�monta�unos�componentes conocidos�como�árboles�del�diferencial.�Hasta�ahora,�su�funcionamiento�consistía�en�la�amortiguación de�las�fuerzas�de�inercia�libres�para�aumentar�el�confort�de�marcha.�Sin�embargo,�además�de�las fuerzas�de�inercia�también�actúan�unos�pares�que�repercuten�de�manera�negativa�en�el�confort de�marcha.�La�intensidad�de�las�fuerzas�de�inercia�libres�y�de�los�pares�libres�depende�del�diseño constructivo�del�motor�y�de�su�número�de�cilindros.
56
Motor�B37/B47. 3.�Mecánica�del�motor.
Sistema�de�árboles�del�diferencial�de�los�motores�B37/B47
Índice
Explicación
A
Árboles�del�diferencial�para�la�reducción�de�las�fuerzas�de�inercia�libres�en�el motor�B47
B
Árbol�del�diferencial�para�la�reducción�de�las�fuerzas�de�inercia�libres�en�el motor�B37
La�compensación�de�las�masas�permite�contrarrestar�los�desequilibrios�debidos�al�diseño.�Por�su parte,�la�compensación�de�los�desequilibrios�derivados�del�proceso�de�fabricación�se�denomina equilibrado.�El�cometido�de�la�compensación�de�las�masas�consiste�en�mejorar�las�propiedades�de suavidad�de�marcha�y�el�comportamiento�acústico�del�motor�mediante�la�neutralización�de�las�fuerzas de�inercia�libres�y�de�los�pares�libres.�De�ahí�que�a�continuación�nos�adentremos�brevemente�en�las características�especiales�de�las�fuerzas�y�los�pares. Fuerzas
Fuerza�estática
57
Motor�B37/B47. 3.�Mecánica�del�motor. Índice
Explicación
F1
Primera�fuerza,�con�sentido�de�actuación�hacia�arriba
F2
Segunda�fuerza,�con�sentido�de�actuación�hacia�abajo
S
Estática
1
Intensidad�de�la�fuerza
2
Punto�de�aplicación
Las�fuerzas�son�invisibles�y�únicamente�se�pueden�percibir�a�través�de�los�efectos�que�provocan.�Se pueden�caracterizar�por�un�punto�de�apoyo�y�un�sentido�de�actuación.�Su�estado�puede�ser�dinámico o�estático.�Las�fuerzas�se�representan�por�medio�de�una�flecha�(vector).�La�punta�de�la�flecha�indica�el sentido�de�actuación�de�la�fuerza�en�cuestión.�En�el�otro�extremo�de�la�flecha,�opuesto�a�la�punta�de esta,�se�encuentra�el�punto�de�apoyo.�La�intensidad�de�la�fuerza�se�determina�por�medio�de�la�longitud de�la�flecha.�La�unidad�física�de�la�fuerza�es�el�[N]�y�su�símbolo�de�fórmula�es�una�[F]. El�gráfico�anterior�muestra�dos�fuerzas�que�actúan�con�la�misma�intensidad�en�sentidos�exactamente opuestos.�El�sistema�se�encuentra�en�equilibrio�(estático),�ya�que�las�dos�fuerzas�se�anulan mutuamente. Pares
Par�estático
58
Motor�B37/B47. 3.�Mecánica�del�motor. Índice
Explicación
F1
Fuerza�de�apoyo�[F]
F2
Fuerza�grande�en�sentido�contrario�[F]
F3
Fuerza�pequeña�en�sentido�contrario�[F]
M1
Par�de�apoyo�[M]
M2
Par�en�sentido�contrario�[M]
r1
Brazo�de�palanca�pequeño�[r]
r2
Brazo�de�palanca�grande�[r]
Cuando�una�fuerza�es�transmitida�a�su�punto�de�apoyo�a�través�de�un�brazo�de�palanca�se�genera un�par.�La�unidad�física�del�par�es�el�[Nm]�y�su�símbolo�de�fórmula�es�una�[M].�La�magnitud�del�par depende�del�brazo�de�palanca�y�de�la�fuerza�que�actúe�sobre�el�punto�de�apoyo.�La�relación�entre estos�factores�queda�descrita�por�la�siguiente�fórmula�matemática: •
M�=�F�x�r
El�gráfico�anterior�muestra�dos�pares�que�se�anulan�mutuamente.�Si�la�fuerza�de�apoyo�aumentara�y�la fuerza�en�sentido�contrario�no�se�incrementara�en�idéntica�magnitud,�estos�dos�pares�dejarían�de�estar en�equilibrio.�El�remolque�caería�al�suelo.�A�fin�de�restablecer�el�equilibrio�estático�en�el�sistema,�se debería�incrementar�la�fuerza�en�sentido�contrario�o�bien�alargar�el�brazo�de�palanca�sobre�el�que�esta actúa. Fuerzas�oscilantes�y�rotativas Los�movimientos�de�subida�y�bajada�del�pistón�y�de�la�biela�están�asociados�a�una�fuerza�oscilante, mientras�que�el�movimiento�de�giro�del�cigüeñal�se�asocia�a�una�fuerza�rotativa.�Estas�dos�fuerzas diferentes�también�provocan�oscilaciones�no�deseadas�durante�el�funcionamiento�del�motor.
59
Motor�B37/B47. 3.�Mecánica�del�motor.
Fuerzas�oscilantes�del�motor�B37
Índice
Explicación
F1
Fuerza�dirigida�hacia�arriba
F2
Fuerza�dirigida�hacia�abajo
1
Émbolos
2
Biela
En�un�motor�alternativo,�las�fuerzas�oscilantes�son�generadas�por�el�cambio�de�sentido�del�movimiento cuando�se�alcanza�el�punto�muerto�superior�o�el�inferior.�Las�masas�de�inercia�del�pistón�y�de�la�biela dan�lugar�a�una�fuerza�dirigida�hacia�arriba�o�hacia�abajo.�Por�esta�razón,�cuanto�más�pequeñas�son�las masas�del�pistón�y�de�la�biela�tanto�menor�es�la�intensidad�de�las�fuerzas�oscilantes�generadas. Para�poder�reducir�el�consumo�de�combustible�conforme�a�la�estrategia�EfficientDynamics�se�ha procedido�a�incrementar�la�potencia�por�cilindrada�total.�Gracias�al�uso�de�turbocompresores�de�gases de�escape,�con�la�misma�cilindrada�se�obtiene�más�potencia.�Esto�conlleva�la�exposición�del�pistón y�la�biela�a�unas�presiones�de�encendido�superiores,�por�lo�que�su�estructura�debe�ser�más�maciza. En�consecuencia,�las�masas�de�los�componentes�aumentan�y,�por�tanto,�también�lo�hacen�las�fuerzas oscilantes.
60
Motor�B37/B47. 3.�Mecánica�del�motor.
Fuerzas�rotativas�del�motor�B37
Índice
Explicación
A
Carrera�del�pistón�(desplazamiento�del�muñón�de�cojinete�de�biela)
Fx
Fuerzas�rotativas
1
Muñón�de�cojinete�de�biela
2�+�3
Contrapesos
Para�poder�transformar�el�movimiento�rotativo�del�cigüeñal�en�un�movimiento�de�subida�y�bajada�del pistón,�los�muñones�de�cojinete�de�biela�que�alojan�el�ojo�de�biela�grande�están�situados�fuera�del eje�de�rotación�del�cigüeñal.�El�desplazamiento�de�los�muñones�de�cojinete�de�biela�da�lugar�a�un desequilibrio�en�el�giro�del�cigüeñal.�Estos�desequilibrios�que�se�generan�se�pueden�contrarrestar mediante�el�uso�de�contrapesos.
61
Motor�B37/B47. 3.�Mecánica�del�motor.
Contrapesos�del�cigüeñal�del�motor�B37
Índice
Explicación
F1
Fuerza�dirigida�hacia�la�izquierda�del�peso�del�cigüeñal
F2
Fuerza�dirigida�hacia�la�derecha�del�peso�del�cigüeñal
Las�fuerzas�de�inercia�rotativas�se�pueden�neutralizar�totalmente�colocando�contrapesos�en�el cigüeñal.�Una�parte�de�los�pesos�del�cigüeñal�se�usa�también�para�reducir�las�fuerzas�de�inercia oscilantes�(cambio�de�sentido�del�movimiento�del�pistón�y�de�la�biela).�Si�todas�las�fuerzas�de inercia�oscilantes�se�redujeran�mediante�el�acoplamiento�de�contrapesos�en�el�cigüeñal,�las�fuerzas o�pares�(según�el�diseño�constructivo�y�el�número�de�cilindros)�se�neutralizarían�en�los�puntos muertos�superior�e�inferior�del�pistón.�No�obstante,�esto�daría�lugar�a�que�las�fuerzas�de�inercia�de�los contrapesos�actuaran�en�dirección�lateral�en�la�posición�intermedia�del�pistón�(pistón�situado�entre el�punto�muerto�superior�y�el�punto�muerto�inferior).�En�consecuencia�aparecerían�vibraciones�que,�a través�del�cojinete�de�cigüeñal,�se�propagarían�al�cárter�del�cigüeñal�y,�finalmente,�a�todo�el�vehículo. La�solución�a�este�conflicto�consiste�en�el�uso�de�árboles�del�diferencial�y�en�una�cuidadosa determinación�de�los�contrapesos�del�cigüeñal.
62
Motor�B37/B47. 3.�Mecánica�del�motor. Pares�oscilantes
Pares�oscilantes
Índice
Explicación
A
Motor�de�3�cilindros
B
Motor�de�4�cilindros
M
Par
Este�ejemplo�ilustra�la�influencia�del�diseño�constructivo�del�motor�sobre�las�fuerzas�o�pares�que�se generan�durante�su�funcionamiento. Si�se�observa�el�cigüeñal�desde�el�lateral,�las�diferencias�entre�ambos�motores�resultan�patentes.�En el�motor�de�3�cilindros,�las�posiciones�de�los�muñones�de�cojinete�de�biela�dan�lugar�a�un�par�en�el cigüeñal�durante�el�funcionamiento�del�motor.�Este�par�es�absorbido�por�el�cojinete�de�cigüeñal�y transmitido�al�cárter�del�cigüeñal.�Aparecen�unas�vibraciones�molestas�en�el�vehículo. Las�fuerzas�que�actúan�sobre�el�cigüeñal�del�motor�de�4�cilindros�durante�el�funcionamiento,�por�el contrario,�se�anulan�mutuamente.�Por�tanto,�no�se�generan�pares�libres. Órdenes Las�fuerzas�de�inercia�que�aparecen�se�clasifican�en�"órdenes".�Cuantas�más�veces�se�genera�una fuerza�de�inercia�libre�por�cada�revolución�del�motor�(360°),�tanto�mayor�es�el�orden�de�esta. •
1. �orden�=�una�vez�por�cada�vuelta�del�cigüeñal
•
2.º�orden�=�dos�veces�por�cada�vuelta�del�cigüeñal.
er
er
En�la�fabricación�de�motores�solo�se�tienen�en�cuenta�el�1. �y�el�2.º�orden.�Las�fuerzas�y�pares�libres se�clasifican�de�la�manera�siguiente:
63
Motor�B37/B47. 3.�Mecánica�del�motor. •
Fuerzas�de�inercia�de�1. �orden
•
Fuerzas�de�inercia�de�2.º�orden
•
Pares�de�inercia�de�1. �orden
•
Pares�de�inercia�de�2.º�orden.
er
er
La�tabla�siguiente�proporciona�una�sinopsis�de�las�fuerzas�y�pares�que�se�generan�en�función�del diseño�constructivo�y�del�número�de�cilindros. Diseño constructivo y�número�de cilindros
Fuerzas�de er inercia�de�1. orden
Fuerzas�de inercia�de�2.º orden
Pares�de er inercia�de�1. orden
Pares�de inercia�de�2.º orden
Motor�en�línea de�3�cilindros
—
—
X
X
Motor�en�línea de�4�cilindros
—
X
—
—
Motor�en�línea de�6�cilindros
—
—
—
—
Los�datos�que�se�recogen�en�la�tabla�proporcionan�información�sobre�las�fuerzas�y�pares�que�se generan�en�cada�orden.�Las�fuerzas�y�pares�que�aparecen�en�el�2.º�orden�son�de�menor�intensidad�que er los�del�1. �orden. La�tabla�permite�deducir�que�el�mejor�diseño�constructivo�del�motor�en�lo�tocante�a�la�suavidad de�su�funcionamiento�es�el�motor�en�línea�de�6�cilindros.�En�este,�todas�las�fuerzas�se�neutralizan mutuamente.�De�ahí�que�este�diseño�constructivo�del�motor�no�precise�la�adopción�de�ninguna medida�adicional�para�neutralizar�las�masas�rotativas�y�oscilantes.
3.2.5.�Árboles�del�diferencial�del�motor�B37 Tal�como�puede�apreciarse�en�la�tabla�anterior,�el�motor�en�línea�de�3�cilindros�no�genera�fuerzas�de inercia�libres.�El�gráfico�siguiente�ilustra�el�motivo.
64
Motor�B37/B47. 3.�Mecánica�del�motor.
Fuerzas�de�inercia�del�motor�B37
Índice
Explicación
F1
Fuerza�de�inercia�oscilante�y�rotativa�cuyo�sentido�de�actuación�apunta�hacia un�ángulo�del�cigüeñal�de�0°
F2
Fuerza�de�inercia�oscilante�y�rotativa�cuyo�sentido�de�actuación�apunta�hacia un�ángulo�del�cigüeñal�de�120°
F3
Fuerza�de�inercia�oscilante�y�rotativa�cuyo�sentido�de�actuación�apunta�hacia un�ángulo�del�cigüeñal�de�240°
1
Fuerzas�de�inercia�en�equilibro�(estático)
La�disposición�de�los�muñones�de�cojinete�de�biela�a�intervalos�uniformes�de�120°�del�ángulo�del cigüeñal�provoca�que�todas�las�fuerzas�generadas�sobre�el�cigüeñal,�cada�una�con�su�sentido�de actuación�correspondiente,�se�neutralicen�mutuamente.�Así�pues,�si�se�observa�desde�delante,�el cigüeñal�se�encuentra�en�situación�de�equilibrio�(estático). Si�se�contempla�desde�el�lateral,�la�representación�de�las�distintas�fuerzas�es�la�siguiente.
65
Motor�B37/B47. 3.�Mecánica�del�motor.
Vista�lateral�de�los�pares�de�inercia�del�motor�B37
Índice
Explicación
F1
Fuerza�dirigida�hacia�abajo
F2
Fuerza�dirigida�hacia�arriba
M1
Par
r
Brazo�de�palanca
1
Punto�neutral�para�el�par
Las�posiciones�de�los�muñones�de�cojinete�de�biela�provocan�que�los�pares�que�actúan�en�el�motor er B37�sean�de�1. �y�2.º�orden. er
Dado�que�los�pares�libres�de�1. �orden�son�de�mayor�intensidad�que�los�de�2.º�orden,�en�el�caso�del er motor�B37�el�objetivo�se�limita�a�neutralizar�los�pares�de�inercia�libre�de�1. �orden.
66
Motor�B37/B47. 3.�Mecánica�del�motor.
Vista�en�planta�del�modo�de�funcionamiento�del�árbol�del�diferencial�del�motor�B37
67
Motor�B37/B47. 3.�Mecánica�del�motor. Índice
Explicación
F1
Fuerza�de�inercia�libre�del�cigüeñal
F2
Fuerza�de�inercia�libre�del�árbol�del�diferencial
M1
Par�del�cigüeñal
M2
Par�del�árbol�del�diferencial
r
Brazo�de�palanca
Vista�lateral�del�modo�de�funcionamiento�del�árbol�del�diferencial�del�motor�B37
68
Motor�B37/B47. 3.�Mecánica�del�motor. Índice
Explicación
1
Cigüeñal
2
Árbol�del�diferencial
F1
Fuerza�del�árbol�del�diferencial�dirigida�hacia�arriba
F2
Fuerza�del�árbol�del�diferencial�dirigida�hacia�abajo
M1
Par�del�cigüeñal
M2
Par�del�árbol�del�diferencial
Se�utiliza�un�árbol�del�diferencial�que�gira�con�el�mismo�régimen�de�revoluciones�que�el�cigüeñal.�Los dos�pesos�del�árbol�del�diferencial�se�encuentran�en�los�lados�exteriores�del�árbol�del�diferencial�a�fin de�generar�un�par�elevado�con�el�menor�peso�posible.�Del�alojamiento�radial�se�encargan�dos�cojinetes de�agujas,�lubricados�por�el�aceite�salpicado�del�cárter�de�aceite. Indicaciones�del�Servicio�Postventa
Rueda�superpuesta�de�tipo�tijera�del�árbol�del�diferencial�del�motor�B37
Índice
Explicación
1
Anillo�de�retención
2
Arandela
3
Rueda�loca�(lado�interior)
4
Arandela�elástica
5
Rueda�fija�(lado�exterior)
La�rueda�del�árbol�del�diferencial�está�dividida�en�dos:�una�rueda�fija�y�una�rueda�loca.�La�rueda�fija�está unida�al�eje�y�sirve�ante�todo�para�transmitir�la�fuerza.�La�rueda�loca�está�alojada�de�forma�radial�en�la rueda�fija.�Un�resorte�pretensado,�que�se�soporta�por�un�lado�en�la�rueda�fija�y�por�el�otro�en�la�rueda loca,�separa�los�flancos�de�diente�de�la�rueda�loca�y�de�la�rueda�fija�en�los�dientes�de�la�rueda�motriz del�cigüeñal.�Con�ello�se�logra�una�compensación�perfecta�del�juego�en�los�flancos�de�los�dientes�y, por�tanto,�un�giro�más�silencioso�de�las�ruedas�dentadas�de�dientes�rectos.�Las�ruedas�dentadas�de dientes�rectos�permiten�reducir�las�pérdidas�de�rendimiento�en�comparación�con�las�ruedas�dentadas de�dientes�oblicuos. 69
Motor�B37/B47. 3.�Mecánica�del�motor. La�conexión�del�eje�y�la�rueda�dentada�se�efectúa�por�medio�de�un�cono,�de�manera�análoga�a�la empleada�en�el�motor�N47.
Rueda�del�árbol�del�diferencial�del�motor�B37�con�el�seguro�para�transporte
Siempre�que�efectúe�trabajos�en�el�árbol�del�diferencial,�tenga�en�cuenta�que�la�rueda�dentada�de�este está�pretensada.�La�rueda�dentada�pretensada�se�suministra�con�un�seguro�para�transporte�que�se debe�retirar�antes�de�llevar�a�cabo�el�montaje.�El�procedimiento�correcto�para�el�Servicio�Postventa�se puede�consultar�en�la�versión�actual�del�manual�de�reparaciones. El�ajuste�correcto�del�árbol�del�diferencial�es�una�condición�previa�imprescindible�para�la�neutralización de�las�oscilaciones.�En�el�Servicio�Postventa,�una�herramienta�especial�permite�fijar�el�árbol�del diferencial�en�su�posición�de�montaje�prescrita.
Si�el�árbol�del�diferencial�se�ajusta�de�manera�incorrecta,�el�motor�puede�sufrir�daños.�Por�ello, ajuste�siempre�el�árbol�del�diferencial�siguiendo�las�indicaciones�de�la�versión�actual�del�manual�de reparaciones.
3.2.6.�Árbol�del�diferencial�del�motor�B47 En�el�motor�en�línea�de�4�cilindros�se�generan�fuerzas�de�inercia�libres�de�2.º�orden.�El�gráfico er siguiente�ilustra�cómo�se�compensan�mutuamente�las�fuerzas�de�1. �orden.
70
Motor�B37/B47. 3.�Mecánica�del�motor.
er
Fuerzas�de�inercia�de�1. �orden�del�motor�B47
Índice
Explicación
F1
Fuerza�de�inercia�oscilante�y�rotativa�cuyo�sentido�de�actuación�apunta�hacia un�ángulo�del�cigüeñal�de�0°
F2
Fuerza�de�inercia�oscilante�y�rotativa�cuyo�sentido�de�actuación�apunta�hacia un�ángulo�del�cigüeñal�de�0°
F3
Fuerza�de�inercia�oscilante�y�rotativa�cuyo�sentido�de�actuación�apunta�hacia un�ángulo�del�cigüeñal�de�180°
F4
Fuerza�de�inercia�oscilante�y�rotativa�cuyo�sentido�de�actuación�apunta�hacia un�ángulo�del�cigüeñal�de�180°
1
Fuerzas�de�inercia�en�equilibro�(estático) er
Si�se�observa�el�cigüeñal�desde�delante�se�puede�apreciar�que�todas�las�fuerzas�de�1. �orden�se neutralizan�mutuamente.�Sin�embargo,�aparecen�fuerzas�de�inercia�de�2.º�orden�que�se�pueden explicar�de�la�manera�siguiente:
71
Motor�B37/B47. 3.�Mecánica�del�motor.
Fuerzas�de�inercia�de�2.º�orden�del�motor�B47
Índice
Explicación
A
Línea�de�posición�del�pistón�1
B
Línea�de�posición�del�pistón�2
C
Carrera�de�elevación�del�pistón�1
D
Carrera�de�elevación�del�pistón�2
1
Pistón�1
2
Pistón�2
3
Ángulo�del�cigüeñal�0�°
4
Ángulo�del�cigüeñal�45°�tras�el�punto�muerto�superior
Tal�como�se�puede�apreciar�en�el�gráfico�anterior,�dos�pistones�se�encuentran�a�la�vez�en�la�posición�de punto�muerto�superior�y�en�la�de�punto�muerto�inferior.�Si�se�gira�el�cigüeñal�45°�en�sentido�contrario a�las�agujas�del�reloj�y�se�comparan�las�posiciones�de�ambos�pistones,�se�hace�patente�que�la�carrera que�han�recorrido�los�dos�pistones�no�coincide.�El�pistón�1,�que�ha�iniciado�su�movimiento�desde 72
Motor�B37/B47. 3.�Mecánica�del�motor. la�posición�de�punto�muerto�superior,�ha�recorrido�más�distancia�que�el�pistón�2,�que�partía�de�la posición�de�punto�muerto�inferior.�Dado�que�los�dos�pistones�han�recorrido�una�carrera�diferente�en el�mismo�tiempo,�sus�velocidades�no�pueden�haber�coincidido.�Esta�diferencia�de�velocidad�provoca una�aceleración�y�deceleración�de�las�masas�oscilantes�y�conlleva�la�generación�de�oscilaciones�no deseadas.�Como�este�proceso�se�repite�dos�veces�por�cada�vuelta�del�cigüeñal,�se�habla�de�fuerzas�de inercia�de�2.º�orden.
Árboles�del�diferencial�del�motor�B47
Índice
Explicación
1
Rueda�motriz�del�cigüeñal
2
Cojinete�de�agujas
3
Cigüeñal
4
Árbol�del�diferencial
5
Rueda�dentada�de�accionamiento�del�árbol�del�diferencial
6
Rueda�dentada�intermedia
En�el�gráfico�anterior�se�representa�el�cárter�del�cigüeñal�desde�el�lado�de�entrega�de�la�fuerza. El�motor�B47�cuenta�con�dos�árboles�del�diferencial�que�giran�al�doble�de�velocidad�que�el�cigüeñal. Las�ruedas�dentadas�de�los�árboles�del�diferencial�tienen�48�dientes.�La�rueda�dentada�del�cigüeñal tiene�96�dientes. 73
Motor�B37/B47. 3.�Mecánica�del�motor. En�el�motor�B47�se�montan�actualmente�ruedas�dentadas�de�dientes�oblicuos.�La�ventaja�del�dentado oblicuo�radica�en�que�los�flancos�de�los�dientes�apenan�emiten�ruido�al�girar�los�engranajes. El�ajuste�correcto�de�ambos�árboles�del�diferencial�es�una�condición�previa�imprescindible�para�la neutralización�de�las�oscilaciones.�En�el�Servicio�Postventa,�una�herramienta�especial�permite�fijar�los árboles�del�diferencial�en�su�posición�de�montaje�prescrita.
Si�el�ajuste�de�un�árbol�del�diferencial�respecto�al�otro�se�efectúa�de�manera�incorrecta,�el�motor�puede sufrir�daños.�Por�ello,�ajuste�siempre�ambos�árboles�del�diferencial�siguiendo�las�indicaciones�de�la versión�actual�del�manual�de�reparaciones. Una�rueda�intermedia�situada�entre�el�cigüeñal�y�el�árbol�de�equilibrado�derecho�permite�invertir�el sentido�de�giro�de�este.�En�su�estado�original,�la�rueda�intermedia�presenta�un�recubrimiento�especial sobre�los�flancos�de�los�dientes.�Este�recubrimiento�permite�ajustar�el�juego�en�el�flanco�de�los�dientes entre�el�eje�intermedio,�el�árbol�de�equilibrado�y�el�cigüeñal�durante�el�montaje�de�los�árboles�del diferencial�en�el�Servicio�Postventa.�Un�ajuste�incorrecto�del�juego�en�el�flanco�de�los�dientes�puede dar�lugar�a�ruidos�procedentes�de�las�ruedas�dentadas�durante�el�funcionamiento�del�motor.
Para�ajustar�los�árboles�del�diferencial�se�debe�montar�una�rueda�dentada�con�recubrimiento�que�sea nueva.
3.2.7.�Polea En�el�extremo�delantero�del�cigüeñal�de�los�motores�Bx7�se�utiliza�una�polea�con�un�amortiguador�de vibraciones�de�torsión.�El�amortiguador�de�vibraciones�de�torsión�desempeña�las�funciones�siguientes:
74
•
reducción�de�las�vibraciones�torsionales�del�cigüeñal,
•
reducción�de�las�irregularidades�de�giro�de�los�grupos�auxiliares.
Motor�B37/B47. 3.�Mecánica�del�motor.
Amortiguador�de�vibraciones�de�torsión�del�motor�Bx7
Índice
Explicación
1
Polea
2
Cojinete�de�deslizamiento
3
Goma�de�desacoplamiento�de�la�polea
4
Polea�desacoplada�del�buje
5
Buje�de�presión
6
Buje�del�amortiguador�de�vibraciones�de�torsión
7
Goma�del�amortiguador�de�vibraciones�de�torsión
8
Anillo�volante
75
Motor�B37/B47. 3.�Mecánica�del�motor. Amortiguador�de�vibraciones�de�torsión El�amortiguador�de�vibraciones�de�torsión�se�compone�de�un�buje,�un�elemento�de�goma,�que proporciona�la�amortiguación,�y�un�anillo�volante,�que�hace�las�veces�de�masa.�La�interacción�del elemento�de�goma�y�el�anillo�volante�reduce�las�oscilaciones�torsionales�del�cigüeñal.�Gracias�a�ello disminuyen�tanto�las�emisiones�de�ruido�del�motor�como�la�solicitación�del�cigüeñal. Polea�desacoplada La�polea�desacoplada�resulta�muy�importante�para�que�el�accionamiento�de�los�grupos�auxiliares sea�uniforme.�La�polea�está�separada�del�buje�por�la�goma�de�desacoplamiento.�La�goma�de desacoplamiento�admite�torsiones�bastante�acusadas.�Mediante�este�desacoplamiento�de�la�polea respecto�al�buje,�las�fuerzas�que�actúan�sobre�la�transmisión�de�correa�se�reducen�notablemente.
A�fin�de�evitar�que�la�polea�desacoplada�sufra�daños,�no�está�permitido�hacer�funcionar�el�motor�sin�la correa�de�distribución.
3.2.8.�Transmisión�por�cadena Con�respecto�a�la�transmisión�por�cadena�de�los�motores�Bx7,�cabe�mencionar�las�siguientes particularidades�y�datos�significativos:
76
•
Transmisión�por�cadena�en�el�lado�de�entrega�de�fuerza�del�motor
•
Transmisión�por�cadena�de�dos�componentes�para�el�accionamiento�de�la�bomba�de�alta presión�y�de�los�árboles�de�levas
•
Cadenas�simples�de�casquillos�fijos
•
Accionamiento�de�la�bomba�combinada�de�aceite�y�vacío�mediante�una�cadena�separada
•
Rieles�tensores�y�rieles�guía�hechos�de�plástico
•
Tensor�de�cadena�hidráulico�con�pretensado�elástico.
Motor�B37/B47. 3.�Mecánica�del�motor.
Transmisión�por�cadena�del�motor�B37
Índice
Explicación
1
Cadena�de�distribución�superior
2
Piñón�de�accionamiento�del�árbol�de�levas�de�admisión
3
Riel�guía�superior
4
Riel�tensor�superior
5
Cadena�de�distribución�inferior
6
Piñón�de�accionamiento�de�la�bomba�de�alta�presión
7
Inyector�de�aceite
8
Riel�tensor�inferior
9
Riel�guía�inferior
10
Cigüeñal�con�rueda�transmisora�multipolar�para�el�sensor�del�cigüeñal
11
Cadena�de�la�bomba�de�aceite�y�de�vacío
77
Motor�B37/B47. 3.�Mecánica�del�motor. Índice
Explicación
12
Piñón�de�accionamiento�del�árbol�de�levas�de�la�bomba�de�aceite�y�de�vacío
13
Tensor�de�cadena�inferior
14
Tensor�de�cadena�superior
15
Rueda�dentada�del�árbol�de�levas�de�escape
Una�ventaja�de�la�transmisión�por�cadena�situada�en�el�lado�de�entrega�de�la�fuerza�radica�en�que�las vibraciones�torsionales�son�considerablemente�menores�en�este�extremo�gracias�a�la�masa�de�inercia de�la�caja�de�cambios.�Esto�supone�una�enorme�descarga�para�la�transmisión�por�cadena. En�general�se�intenta�que�la�longitud�de�la�cadena�de�distribución�que�no�dispone�de�guiado�sea�lo más�corta�posible.�La�cadena�de�distribución�se�tensa�siempre�por�el�lado�no�sometido�a�carga.�Esto se�realiza�mediante�un�riel�tensor�sobre�el�que�actúa�un�tensor�de�cadena.�De�la�lubricación�se�encarga un�inyector�de�aceite�que�rocía�la�cadena�de�distribución�con�aceite�de�motor.�En�los�motores�Bx7,�la bomba�combinada�de�aceite�y�de�vacío�también�es�accionada�por�el�cigüeñal�a�través�de�una�cadena de�accionamiento. Los�motores�Bx7�están�equipados�con�lo�que�se�conoce�como�cadenas�de�casquillos�simples. En�una�cadena�de�casquillos�fijos,�los�flancos�de�los�dientes�del�piñón�de�accionamiento�siempre tocan�los�casquillos�fijos�en�la�misma�posición.�Por�este�motivo,�en�estas�transmisiones�por�cadena es�especialmente�importante�una�correcta�lubricación.�Para�un�mismo�paso�y�fuerza�de�rotura,�las cadenas�de�casquillos�tienen�una�superficie�articulada�mayor�que�las�cadenas�de�rodillos�equivalentes. Esto�supone�una�menor�presión�en�las�superficies�articuladas�y,�en�consecuencia,�un�menor�desgaste en�las�articulaciones. La�cadena�de�distribución�está�sometida�a�elongación�por�diferentes�motivos.�Se�puede�deber�a�las condiciones�de�funcionamiento�(dilatación�por�calor),�a�procesos�de�asentamiento�(rodaje)�o�bien�al desgaste.�Los�motores�Bx7�utilizan�una�nueva�generación�de�cadenas�que�reducen�el�desgaste�a�tan solo�una�fracción�de�los�valores�conocidos�anteriormente.�Para�que�la�cadena�de�distribución�alcance la�vida�útil�del�motor,�el�rodillo�tensor�y�la�guía�deben�estar�adaptados�al�motor.�El�tensor�de�cadena�se encarga�de�que�la�cadena�de�distribución�esté�siempre�pretensada�con�una�carga�determinada�en�la parte�no�sometida�a�solicitación,�independientemente�del�modo�de�funcionamiento.�Adicionalmente, tiene�efecto�de�amortiguación�y�reduce�las�oscilaciones�a�un�valor�admisible.�En�los�motores�Bx7 se�utilizan�tensores�de�cadena�hidráulicos.�En�este�caso,�el�elemento�responsable�de�acoplar�el�riel tensor�a�la�cadena�es�el�émbolo�del�tensor�de�cadena.�El�aceite�del�tensor�de�cadena�alcanza�mediante una�válvula�de�retención�el�valor�de�amortiguación�previsto.�En�combinación�con�los�tensores�de cadena�hidráulicos�y�los�rieles�tensores�con�un�revestimiento�deslizante�de�plástico,�la�transmisión�por cadena�está�exenta�de�mantenimiento�durante�toda�la�vida�útil�del�motor.�Como�guía�se�utilizan�rieles de�plástico�con�distintas�curvaturas�en�función�de�la�trayectoria�de�la�cadena.�Los�rieles�tensores�son guías�que�el�tensor�de�cadena�empuja�contra�la�cadena�de�distribución.�Para�ello,�en�un�extremo�tienen un�alojamiento�giratorio.
78
Motor�B37/B47. 3.�Mecánica�del�motor. 3.3.�Accionamiento�de�válvulas
Accionamiento�de�válvulas�del�motor�Bx7
Índice
Explicación
1
Árbol�de�levas�de�escape
2
Balancín�de�rodillos
3
Elemento�de�compensación�hidráulica�del�juego�de�válvulas
4
Muelle�de�válvula
5
Válvula�de�escape
6
Árbol�de�levas�de�admisión
7
Válvula�de�admisión
Los�motores�cuentan�con�un�accionamiento�de�válvulas�conocido�como�DOHC.�Se�trata�de�unas�siglas en�inglés�que�significan�"doble�árbol�de�levas�superior";�así�pues,�el�motor�tiene�las�válvulas�dispuestas en�la�culata�y�cuenta�con�dos�árboles�de�levas�situados�en�la�parte�superior.�El�accionamiento�de 79
Motor�B37/B47. 3.�Mecánica�del�motor. válvulas�de�este�motor�está�formado�por�un�árbol�de�levas�de�admisión�y�un�árbol�de�levas�de�escape. El�movimiento�vertical�de�la�leva�se�transmite�a�las�válvulas�mediante�un�balancín�de�rodillos.�La compensación�hidráulica�del�juego�de�válvulas�garantiza�que�el�contacto�entre�la�leva�y�el�rodillo�no tenga�juego.
3.3.1.�Datos�técnicos La�tabla�siguiente�muestra�los�datos�técnicos�del�accionamiento�de�válvulas�de�los�motores�Bx7. Explicación
Unidad
Admisión
Escape
Diámetro�de�válvulas
[mm]
27,2
24,6
Carrera�de�válvula�máx.
[mm]
8,5
8,5
Inclinación
[°�del�cigüeñal]
100
105
La�válvula�se�abre
[°�del�cigüeñal]
352,4
140,7
La�válvula�se�cierra
[°�del�cigüeñal]
567,1
363,9
Duración�de�la�apertura de�la�válvula
[°�del�cigüeñal]
214,7
223,1
3.3.2.�Árbol�de�levas Al�igual�que�en�el�motor�N47TU,�los�motores�Bx7�disponen�de�dos�árboles�de�levas�montados.�Estos se�caracterizan�por�tener�los�perfiles�de�levas�unidos�a�los�perfiles�de�los�árboles�por�medio�de�un método�conocido�como�procedimiento�Presta.�Permiten�obtener�una�reducción�de�peso�en�torno�al 30 %�–�40 %�en�comparación�con�los�árboles�de�levas�convencionales�no�montados.�Otra�ventaja respecto�a�los�árboles�de�levas�de�fabricación�convencional�es�la�libertad�de�elección�de�la�calidad�de�la superficie.�A�fin�de�conservar�la�resistencia�al�desgaste�necesaria�y,�al�mismo�tiempo,�la�posibilidad�de absorber�oscilaciones�torsionales,�los�árboles�de�levas�convencionales�se�sometían�a�una�operación de�templado�de�la�capa�marginal.�Esta�solución�representaba�no�obstante�un�compromiso�entre�la elasticidad�del�perfil�del�árbol�y�la�dureza�del�perfil�del�árbol�de�levas.�En�consecuencia,�los�árboles disminuían�con�el�tiempo�por�la�falta�de�dureza�o�bien�terminaban�rompiéndose�por�una�elasticidad insuficiente.�Los�árboles�de�levas�montados�no�necesitan�satisfacer�este�compromiso,�por�lo�que resultan�perfectos�para�adaptar�óptimamente�su�característica.�Esto�significa�que�el�árbol�propiamente dicho�es�especialmente�elástico�para�poder�absorber�las�oscilaciones�torsionales,�mientras�que�el perfil�de�levas�fijado�por�presión�presenta�una�superficie�de�gran�dureza. El�árbol�de�levas�está�formado�por�un�tubo,�las�levas�y�las�ruedas�dentadas.�Los�puntos�de�apoyo�se mecanizan�en�el�tubo�directamente.�El�alojamiento�axial�se�efectúa�por�medio�de�un�anillo�de�cojinete axial�en�la�rueda�dentada�y�una�ranura�en�el�soporte�de�árboles�de�levas.�Las�ruedas�dentadas�se caracterizan�por�los�aspectos�siguientes: •
geometría�de�sensor�para�la�función�del�transmisor�de�árbol�de�levas
•
brida�de�fijación�para�el�piñón�de�accionamiento�del�árbol�de�levas
•
tuerca�de�dos�caras�para�ajustar�los�tiempos�de�distribución.
Para�poderlo�sujetar�y�hacerlo�girar�durante�el�proceso�de�montaje�y�los�trabajos�de�reparación,�el�árbol de�levas�de�escape�dispone�de�un�hexágono�interior.�La�alimentación�de�aceite�de�los�puntos�de�apoyo tiene�lugar�a�través�del�soporte�de�árboles�de�levas. 80
Motor�B37/B47. 3.�Mecánica�del�motor.
Árboles�de�levas�del�motor�B37
Índice
Explicación
1
Soporte�de�árboles�de�levas
2
Árbol�de�levas�de�admisión
3
Árbol�de�levas�de�escape
4
Rueda�dentada�del�árbol�de�levas�de�escape
5
Piñón�de�accionamiento�del�árbol�de�levas�de�admisión
6
Rueda�dentada�del�árbol�de�levas�de�admisión
El�accionamiento�del�árbol�de�levas�de�admisión�se�efectúa�a�través�de�la�transmisión�por�cadena.�El árbol�de�levas�de�escape�es�accionado�por�la�rueda�dentada�del�árbol�de�levas�de�admisión�y�por�la rueda�dentada�del�árbol�de�levas�de�escape.�El�ajuste�del�árbol�de�levas�de�admisión�y�del�árbol�de levas�de�escape�durante�el�proceso�de�montaje�se�lleva�a�cabo�mediante�unas�marcas�situadas�en�la cara�frontal�de�la�rueda�dentada. El�piñón�de�accionamiento�del�árbol�de�levas�está�atornillado�al�árbol�de�levas�de�admisión�con�tres tornillos.�El�piñón�de�accionamiento�del�árbol�de�levas�dispone�de�unos�orificios�longitudinales�que permiten�ajustar�los�tiempos�de�distribución.�Esta�triple�unión�roscada�se�encuentra�accesible�sin necesidad�de�hacer�girar�el�árbol�de�levas.
81
Motor�B37/B47. 3.�Mecánica�del�motor. 3.3.3.�Balancín�de�rodillos En�el�balancín�de�rodillos,�el�movimiento�de�la�leva�no�se�transmite�mediante�una�superficie�de deslizamiento,�sino�mediante�un�rodillo�alojado�con�rodamientos.�Así�se�consigue�una�reducción�de la�fricción�en�comparación�con�los�balancines�de�rodillos�de�superficies�de�deslizamiento�o�con�los accionamientos�de�válvulas�por�taqué.�Este�efecto�resulta�especialmente�apreciable�a�bajos�regímenes de�revoluciones�del�motor,�que�son�los�más�relevantes�para�la�reducción�del�consumo.�No�obstante, una�reducción�de�la�fricción�también�conlleva�un�descenso�del�efecto�de�amortiguación�de�las�levas.
3.3.4.�Compensación�hidráulica�del�juego�de�válvulas Se�utilizan�los�componentes�ya�conocidos�de�la�compensación�hidráulica�del�juego�de�válvulas.
82
Motor�B37/B47. 3.�Mecánica�del�motor. 3.3.5.�Válvulas
Válvula�del�motor�Bx7
Índice
Explicación
1
Piezas�cónicas
2
Junta�de�vástago�de�válvula
3
Platillo�de�muelle�de�válvula�inferior
4
Canal�de�intercambio�de�gases
5
Anillo�de�asiento�de�válvula
83
Motor�B37/B47. 3.�Mecánica�del�motor. Índice
Explicación
6
Culata
7
Guía�de�válvula
8
Muelle�de�válvula
9
Platillo�de�muelle�de�válvula�superior
Ambos�motores�Bx7�usan�las�válvulas�ya�conocidas�del�motor�N47.�Se�trata�de�piezas�comunes.
3.4.�Transmisión�por�correa
Transmisión�de�correa�en�caso�de�montaje�transversal�del�motor�Bx7
Índice
Explicación
A
Con�compresor�del�aire�acondicionado
B
Sin�compresor�del�aire�acondicionado
1
Correa�de�distribución
2
Alternador
3
Bomba�de�líquido�refrigerante
4
Compresor�del�climatizador
5
Amortiguador�de�vibraciones�torsionales
6
Polea�de�desviación
7
Rodillo�tensor
84
Motor�B37/B47. 3.�Mecánica�del�motor. La�distribución�de�la�correa�difiere�según�si�el�motor�se�monta�en�posición�longitudinal�o�transversal. En�cualquier�caso,�se�trata�de�lo�que�se�conoce�como�accionamiento�de�una�sola�correa,�en�el�que todos�los�grupos�auxiliares�son�accionados�por�una�correa�única. A�lo�largo�de�su�vida�útil,�la�correa�de�distribución�está�sujeta�a�elongación�debido�a�la�dilatación�y�la dilatación�por�calor.�Para�que�esta�pueda�transferir�el�par�necesario�durante�toda�su�vida�útil,�debe hacer�contacto�con�las�poleas�siempre�a�una�determinada�fuerza�constante.�Para�ello�se�aplica�la tensión�de�la�correa�mediante�un�rodillo�tensor�automático�que�compensa�su�dilatación�durante�toda�la vida�útil. La�correa�de�distribución�es�una�pieza�común�compartida�por�los�motores�de�gasolina�y�diésel.�Se utiliza�una�correa�unificada�que�tiene�6�nervaduras�(6�PK).
Para�montar�la�correa�se�necesita�usar�una�herramienta�especial.�Se�debe�seguir�el�procedimiento detallado�en�el�manual�de�reparaciones.
85
Motor�B37/B47. 3.�Mecánica�del�motor. 3.5.�Insonorización 3.5.1.�B37�Motor
Insonorización�en�caso�de�montaje�transversal�del�motor�B37C
Índice
Explicación
1
Cubierta�de�motor
2
Estera�de�absorción
3
Cubierta�insonorizante�delantera
4
Cubierta�insonorizante�del�cárter�de�aceite
La�cubierta�de�motor�tapa�este�por�su�parte�superior�y,�a�fin�de�garantizar�un�diseño�del�motor homogéneo�y�característico�de�BMW,�debe�cumplir�unas�determinadas�exigencias.�La�colocación�de un�tejido�en�la�parte�inferior�constituye�una�medida�acústica�adicional. 86
Motor�B37/B47. 3.�Mecánica�del�motor. Todas�las�cubiertas�deben�cumplir�las�especificaciones�acústicas�prescritas�y�se�montan�de�forma desacoplada�en�diversas�piezas�del�motor.�La�estera�de�absorción�tiene�una�función�adicional�de sellado�para�proteger�la�zona�de�los�inyectores�contra�la�entrada�de�suciedad�y�humedad.
3.5.2.�B47�Motor
Insonorización�en�caso�de�montaje�longitudinal�del�motor�B47D
Índice
Explicación
1
Cubierta�de�motor
2
Estera�de�absorción
3
Cubierta�insonorizante�delantera
4
Cubierta�insonorizante�trasera
5
Cubierta�insonorizante�del�cárter�de�aceite
Los�componentes�de�cubierta�se�distinguen�por�la�posición�de�montaje�y�en�función�del�período�de fabricación.
¡Preste�siempre�atención�al�montaje�correcto�de�todas�las�cubiertas��La�colocación�incorrecta�de�una cubierta�puede�dar�lugar�a�ruidos�molestos.
87
Motor�B37/B47. 4.�Alimentación�de�aceite. 4.1.�Circuito�de�aceite
Representación�esquemática�del�circuito�de�aceite�del�motor�Bx7
Índice
Explicación
1
Colector�de�admisión
2
Bomba�de�aceite�y�bomba�de�vacío
3
Elemento�regulador�(interno�de�la�bomba)
3�a
Cámara�para�la�regulación�de�segundo�nivel�(funcionamiento�de�emergencia)
3�b
Cámara�para�la�regulación�por�campo�característico�(funcionamiento�normal)
4
Válvula�limitadora�de�presión�(interna�de�la�bomba)
5
Válvula�de�retención�(solo�para�montaje�longitudinal)
6
Radiador�de�aceite�del�motor
7
Válvula�de�derivación�del�radiador
88
Motor�B37/B47. 4.�Alimentación�de�aceite. Índice
Explicación
8
Filtro�de�aceite
9
Válvula�de�desvío�del�filtro
10
Válvula�de�alivio�del�filtro�de�aceite�(solo�para�montaje�longitudinal)
11
Válvula�reguladora�de�campo�característico
12
Tensor�de�cadena�inferior
13
Tensor�de�cadena�superior
14
Sensor�de�presión�de�aceite
15
Puntos�de�lubricación�de�la�culata
16
Puntos�de�lubricación�del�cárter�del�cigüeñal
17
Válvulas�de�refrigeración�de�pistón
En�este�sistema�de�lubricación�a�presión�en�circuito�cerrado,�la�bomba�de�aceite�aspira�el�aceite presente�en�el�cárter�de�aceite�a�través�de�un�colector�de�admisión�y�lo�suministra�al�circuito.�El�aceite circula�a�través�del�radiador�de�aceite�del�motor,�que�tiene�integrado�el�filtro�de�aceite�de�corriente principal,�y�a�continuación�llega�hasta�el�canal�principal�de�aceite,�que�discurre�por�el�bloque�motor en�paralelo�al�cigüeñal.�Los�canales�llevan�a�los�cojinetes�principales�del�cigüeñal.�Los�muñones�de cojinete�de�biela�reciben�su�alimentación�de�aceite�de�los�cojinetes�principales,�ya�que�el�cigüeñal presenta�unos�orificios�específicos�para�ello. Una�parte�del�aceite�es�separada�por�el�canal�principal�de�aceite�y�derivada�a�los�puntos�de�engrase�de la�culata.�Una�vez�que�el�aceite�de�motor�ha�circulado�a�través�de�los�consumidores,�puede�volver�al cárter�de�aceite�directamente�a�través�de�los�canales�de�retorno�o�bien�por�goteo.
A�fin�de�proteger�los�diversos�componentes�del�motor�contra�el�desgaste�y�posibles�sobrecargas, únicamente�se�permite�el�uso�de�aceites�de�motor�homologados�por�BMW.�Asegúrese�además�de cumplir�los�intervalos�correctos�para�el�servicio�de�cambio�de�aceite.�El�nivel�de�aceite�se�puede comprobar�con�una�varilla�del�nivel�de�aceite.
89
Motor�B37/B47. 4.�Alimentación�de�aceite. 4.1.1.�Alimentación�de�aceite�regulada�por�campo�característico
Esquema�del�sistema�de�alimentación�de�aceite�regulada�por�campo�característico�del�motor�Bx7
Índice
Explicación
A
Señal�del�sensor�de�presión�de�aceite
B
Control�de�la�válvula�reguladora�de�campo�característico
1
Canal�principal�de�aceite�hacia�el�sensor�de�presión�de�aceite
2
Sensor�de�presión�de�aceite
3
Unidad�de�mando�del�sistema�electrónico�digital�diésel�(DDE)
4
Compresor�de�celdas�de�alas
5
Caudal�de�aceite�para�la�regulación�del�compresor�de�celdas�de�alas
6
Válvula�reguladora�de�campo�característico
Por�primera�vez�se�monta�un�compresor�de�celdas�de�alas�con�regulación�por�campo�característico en�los�motores�diésel�de�BMW.�Esta�medida�permite�regular�la�presión�del�aceite�en�función�de�las necesidades.�Con�ello�ha�sido�posible�reducir�la�potencia�de�accionamiento�de�la�bomba�de�aceite�y, por�tanto,�disminuir�el�consumo�de�combustible. Regulación�de�diagrama�característico La�válvula�reguladora�de�campo�característico�es�una�válvula�proporcional�que�permite�ajustar�de manera�continua�la�posición�de�la�compuerta�de�la�válvula.�Este�sistema�garantiza�que�el�motor�reciba la�alimentación�de�aceite�óptima�para�su�punto�de�funcionamiento.
90
Motor�B37/B47. 4.�Alimentación�de�aceite.
Sinopsis�de�la�válvula�reguladora�de�campo�característico�del�motor�Bx7
Índice
Explicación
A
Desarrollo�de�la�tensión,�máxima�capacidad�de�alimentación
B
Desarrollo�de�la�tensión,�mínima�capacidad�de�alimentación
C
Desarrollo�de�la�tensión,�capacidad�de�alimentación�al�50 %
1
Conducto�de�aceite�hacia�el�compresor�de�celdas�de�alas
2
Conducto�de�aceite�procedente�del�filtro�de�aceite
3
Anillo�obturador
4
Bobina�magnética
5
Conexión�eléctrica
6
Compuerta�de�la�válvula
7
Filtro
El�sensor�de�presión�de�aceite�está�conectado�al�canal�principal�de�aceite�y�entrega�el�valor�real�de la�presión�de�aceite�al�sistema�electrónico�digital�diésel�(DDE).�A�partir�del�régimen�de�revoluciones del�motor�y�del�caudal�de�inyección�de�combustible,�el�DDE�calcula�el�valor�nominal�de�la�presión de�aceite�necesaria.�En�función�de�la�desviación�que�se�ha�calculado�respecto�al�valor�nominal,�se envía�a�la�válvula�reguladora�de�campo�característico�una�señal�de�ajuste�(señal�modulada�en�amplitud de�impulsos).�La�señal�modulada�en�amplitud�de�impulsos�determina�si�la�compuerta�de�la�válvula 91
Motor�B37/B47. 4.�Alimentación�de�aceite. reguladora�de�campo�característico�se�ha�de�abrir�más�o�menos.�A�través�de�un�regulador�hidráulico,�la posición�de�la�compuerta�de�la�válvula�varía�la�excentricidad�y,�por�tanto,�el�caudal�de�alimentación�de�la bomba�de�aceite�de�caudal�variable;�de�esta�manera�se�regula�la�presión�del�aceite�de�motor�en�el�canal principal�de�aceite.�El�regulador�hidráulico�es�alimentado�con�aceite�puro�por�el�circuito�de�aceite. Para�facilitar�el�desmontaje,�la�válvula�reguladora�de�campo�característico�se�ha�dotado�de�unas lengüetas�de�desmontaje.
4.1.2.�Colector�de�admisión La�bomba�de�aceite�aspira�a�través�del�colector�de�admisión�el�aceite�que�se�encuentra�en�el�cárter de�aceite.�El�colector�de�admisión�está�colocado�de�tal�forma�que�la�abertura�de�aspiración�siempre quede�por�debajo�del�nivel�de�aceite�en�cualquier�condición�de�funcionamiento.�El�tubo�de�aspiración de�aceite�tiene�integrado�un�tamiz�que�impide�que�las�partículas�gruesas�de�suciedad�lleguen�hasta�la bomba�de�aceite.
Colector�de�admisión�del�motor�Bx7
El�colector�de�admisión�es�un�componente�aparte�que�se�atornilla�a�la�bomba�de�aceite.
4.1.3.�Compresor�de�celdas�de�alas La�bomba�de�aceite�desempeña�un�rol�fundamental�en�los�motores�de�combustión�modernos. El�alto�valor�de�potencia�y�el�enorme�par�desde�regímenes�de�motor�bajos�obligan�a�garantizar�la fiabilidad�de�la�presión�del�aceite.�Ello�se�debe�a�las�elevadas�temperaturas�de�los�componentes�y�a la�carga�considerable�que�deben�soportar�los�cojinetes.�Por�otra�parte,�para�conseguir�un�consumo de�combustible�reducido�es�preciso�utilizar�una�bomba�de�aceite�de�rendimiento�optimizado.�Existen diferentes�tipos�de�bombas�de�aceite�que�cumplen�estos�requisitos. Se�utiliza�un�compresor�de�celdas�de�alas�totalmente�variable.�De�su�accionamiento�se�encarga�el cigüeñal�a�través�de�una�cadena.�La�desmultiplicación�es�21�:�23�(cigüeñal�:�bomba�de�aceite).�El caudal�de�suministro�teórico�es�de�27,4 cm³�por�cada�revolución�de�la�bomba�de�aceite. El�compresor�de�celdas�de�alas�tiene�integrada�una�bomba�de�vacío.
92
Motor�B37/B47. 4.�Alimentación�de�aceite.
Compresor�de�celdas�de�alas�del�motor�Bx7
Índice
Explicación
1
Canal�de�depresión�de�la�bomba�de�vacío
2
Entrada�del�canal�de�regulación�por�campo�característico�a�la�cámara�de regulación�por�campo�característico
3
Entrada�del�canal�de�regulación�de�segundo�nivel�a�la�cámara�de�regulación�de segundo�nivel
4
Salida�de�presión�de�la�bomba�de�aceite
5
Válvulas�de�escape�de�la�bomba�de�vacío
6
Carcasa
7
Moldura�de�sellado
8
Cámara�de�la�regulación�de�segundo�nivel�(funcionamiento�de�emergencia)
9
Moldura�de�sellado
10
Resorte�anular�de�ajuste
11
Canal�de�aspiración
12
Anillo�guía
13
Árbol�de�accionamiento
93
Motor�B37/B47. 4.�Alimentación�de�aceite. Índice
Explicación
14
Paleta
15
Rotor
16
Cámara�de�funcionamiento�por�regulación�de�campo�característico
17
Anillo�de�ajuste
Descripción�del�funcionamiento Tal�como�se�aprecia�en�el�gráfico,�un�rotor�con�paletas�gira�en�el�sentido�contrario�a�las�agujas�del�reloj en�torno�al�eje�de�la�bomba�dentro�de�un�cilindro�de�mayor�tamaño.�Su�posición�excéntrica�da�lugar a�un�espacio�hueco�en�forma�de�hoz.�Dado�que�las�paletas�son�presionadas�por�la�fuerza�centrífuga contra�el�cilindro�y�que�hacen�contacto�con�este�de�forma�hermética,�a�la�derecha�se�forma�un�espacio que�se�va�ensanchando�(lado�de�admisión)�y�a�la�izquierda�se�forma�un�espacio�que�se�va�estrechando (lado�de�presión).�El�lado�de�admisión�y�el�lado�de�presión�desembocan�en�unas�grandes�aberturas practicadas�en�la�carcasa.�Estas�están�diseñadas�de�tal�forma�que,�por�una�parte,�las�paletas�no�se enganchen�y�que,�por�otra,�no�se�genere�una�presión�de�retención�en�el�interior�del�compresor�de celdas�de�alas. El�compresor�de�celdas�de�alas�dispone�de�dos�circuitos�de�regulación�independientes,�a�fin�de garantizar�un�funcionamiento�normal�(funcionamiento�con�regulación�por�campo�característico)�y�un funcionamiento�de�emergencia�(funcionamiento�de�regulación�de�segundo�nivel). Funcionamiento�normal
Circuito�de�aceite,�funcionamiento�normal
94
Motor�B37/B47. 4.�Alimentación�de�aceite. Este�circuito�de�regulación�funciona�con�una�válvula�reguladora�externa�de�campo�característico. El�sistema�electrónico�digital�diésel�DDE�capta�el�valor�real�de�la�presión�por�medio�del�sensor�de presión�de�aceite�y�lo�compara�con�una�presión�nominal�guardada�en�el�campo�característico.�Una señal�modulada�en�amplitud�de�impulsos�permite�excitar�la�válvula�reguladora�de�campo�característico y�ajustar�así�la�presión�nominal.�Una�modificación�de�la�presión�de�aceite�en�la�cámara�de�regulación por�campo�característico�conlleva�una�variación�simultánea�de�la�presión�de�aceite�en�el�canal�principal de�aceite.�Un�aumento�de�la�presión�de�aceite�en�la�cámara�de�regulación�de�campo�característico provoca�que�el�anillo�de�ajuste�sea�presionado�contra�el�resorte�anular�de�ajuste,�con�lo�que�la excentricidad�de�la�bomba�se�reduce.�El�resultado�es�un�menor�caudal. Funcionamiento�de�emergencia
Circuito�de�aceite�en�funcionamiento�de�emergencia
Este�circuito�de�regulación�funciona�de�forma�autónoma�y�no�necesita�ningún�elemento�actuador.�Este circuito�de�regulación�tiene�el�cometido�de�mantener�el�nivel�de�presión�de�aceite�del�compresor�de celdas�de�alas�a�un�nivel�superior�constante�a�lo�largo�de�toda�la�gama�de�revoluciones.�Para�ello,�la presión�de�aceite�es�conducida�directamente�desde�el�canal�principal�de�aceite�hasta�la�cámara�de regulación�de�segundo�nivel.�Esto�provoca�un�desplazamiento�del�anillo�de�ajuste�hacia�el�resorte anular�de�ajuste�y,�por�tanto,�una�reducción�del�caudal.�Debido�a�la�ausencia�de�elementos�actuadores, no�se�puede�influir�en�el�funcionamiento�de�este�circuito�de�regulación�ni�desconectarlo.
95
Motor�B37/B47. 4.�Alimentación�de�aceite.
Principio�de�funcionamiento�del�compresor�de�celdas�de�alas�del�motor�Bx7
Índice
Explicación
A
Capacidad�de�alimentación�mínima
B
Capacidad�de�alimentación�máxima
La�capacidad�de�alimentación�mínima�solo�se�puede�conseguir�en�el�funcionamiento�con�regulación por�campo�característico. La�capacidad�de�alimentación�máxima�se�puede�conseguir�tanto�en�el�funcionamiento�con�regulación por�campo�característico�como�en�el�funcionamiento�con�regulación�de�segundo�nivel. A�fin�de�obtener�los�niveles�de�presión�exigidos,�la�superficie�de�regulación�de�segundo�nivel�y�la superficie�de�regulación�por�campo�característico�se�han�ejecutado�con�tamaños�diferentes.�El�tamaño de�la�superficie�de�regulación�por�campo�característico�y�la�constante�elástica�del�resorte�anular�de ajuste�son�determinantes�para�la�presión�mínima�a�la�que�el�compresor�de�celdas�de�alas�puede�llegar. Las�bombas�con�este�planteamiento�jamás�pueden�alcanzar�la�posición�de�alimentación�nula�durante el�funcionamiento.�Para�desplazar�el�anillo�de�ajuste�se�necesita�disponer�siempre�de�una�presión determinada�en�la�superficie�de�regulación�de�campo�característico�que�actúe�en�oposición�al�resorte anular�de�ajuste.�Cuanto�más�grande�sea�la�superficie�de�regulación�por�campo�característico,�y�cuanto más�blando�sea�el�resorte�anular�de�ajuste�del�anillo�de�ajuste,�tanto�menor�será�la�presión�de�aceite mínima�a�la�que�el�compresor�de�celdas�de�alas�pueda�llegar. La�superficie�de�regulación�de�segundo�nivel�y�la�constante�elástica�del�resorte�anular�de�ajuste�son determinantes�para�la�presión�de�aceite�máxima�que�se�puede�generar�con�el�compresor�de�celdas de�alas.�Cuanto�más�pequeña�sea�dicha�superficie,�y�cuanto�más�duro�sea�el�resorte�anular�de�ajuste, tanto�mayor�será�la�presión�máxima�de�aceite�que�se�pueda�alcanzar.�Esto�se�debe�a�que�la�fuerza�que la�presión�de�aceite�ejerce�sobre�el�resorte�anular�de�ajuste�es�menor.
96
Motor�B37/B47. 4.�Alimentación�de�aceite. Válvula�limitadora�de�presión
Válvula�limitadora�de�presión�del�circuito�de�aceite�del�motor�Bx7
Índice
Explicación
A
Presión�de�aceite�<�11 bar
B
Presión�de�aceite�>�11 bar
C
Caudal�de�aceite�de�motor
1
Válvula�limitadora�de�presión�cerrada
2
Válvula�limitadora�de�presión�abierta
La�válvula�limitadora�de�presión�tiene�la�función�de�proteger�contra�sobrecargas�el�compresor�de celdas�de�alas�y�el�circuito�de�aceite.�Esta�válvula�se�abre�cuando�la�presión�de�aceite�es�>�11 bar�y devuelve�el�aceite�de�motor�sobrante�al�cárter�de�aceite.�Un�ejemplo�del�uso�de�la�válvula�se�produce�al arrancar�el�motor�cuando�la�temperatura�exterior�es�baja�(valores�<�0 °C),�ya�que�entonces�la�viscosidad del�aceite�de�motor�es�muy�alta.
97
Motor�B37/B47. 4.�Alimentación�de�aceite. 4.1.4.�Módulo�de�filtrado�de�aceite
Módulo�del�filtro�de�aceite�del�motor�Bx7
Índice
Explicación
1
Radiador�de�aceite
2
Carcasa�del�filtro�de�aceite
3
Tapa�del�filtro�de�aceite
4
Pieza�hexagonal�para�abrir�la�tapa�del�filtro�de�aceite
5
Pieza�hexagonal�para�abrir�el�tornillo�de�vaciado�de�aceite
El�módulo�del�filtro�de�aceite�es�una�pieza�común�cuya�carcasa�y�todas�las�válvulas,�el�elemento�de filtro,�las�juntas�y�los�elementos�de�fijación�presentan�siempre�una�misma�ejecución.�Debido�al�espacio de�montaje,�la�carcasa�del�filtro�de�aceite�está�dispuesta�en�la�culata�transversalmente.�El�acceso�para labores�de�servicio�se�lleva�a�cabo�desde�la�parte�inferior�del�vehículo.�Un�tornillo�de�vaciado�de�aceite permite�al�empleado�del�Servicio�Postventa�evacuar�todo�el�aceite�de�motor�del�módulo�del�filtro�de aceite�antes�de�abrir�la�tapa�del�filtro�de�aceite.
98
Motor�B37/B47. 4.�Alimentación�de�aceite. En�el�Servicio�Postventa�se�deben�tener�en�cuenta�los�pares�de�apriete�prescritos�para�el�tornillo�de vaciado�de�aceite�y�la�tapa�del�filtro�de�aceite.�Cada�vez�que�efectúe�un�cambio�de�filtro�de�aceite sustituya�además�los�anillos�toroidales�correspondientes�y�el�tornillo�de�vaciado�de�aceite�del�módulo del�filtro�de�aceite.�El�material�necesario�para�ello�se�incluye�en�el�kit�de�filtro�de�aceite�del�Servicio Postventa. A�fin�de�evitar�reparaciones�innecesarias�del�motor�provocadas�por�fugas�aparentes,�antes�del�montaje es�recomendable�limpiar�la�rosca�y�el�correspondiente�asiento�de�sellado�del�tornillo�de�vaciado�de aceite�y�de�la�tapa�del�filtro�de�aceite�con�un�paño�sin�pelusas.
Sinopsis�de�válvulas�del�módulo�del�filtro�de�aceite�del�motor�Bx7
Índice
Explicación
1
Válvula�de�desvío�del�filtro
2
Válvula�de�desvío�del�intercambiador�de�calor 99
Motor�B37/B47. 4.�Alimentación�de�aceite. Válvula�de�desvío�del�filtro La�válvula�de�desvío�del�filtro�garantiza�que�el�aceite�de�motor�llegue�a�los�puntos�de�lubricación�del motor�en�caso�de�que�el�filtro�esté�obstruido.�Se�abre�cuando�la�presión�diferencial�entre�la�entrada�y�la salida�del�filtro�de�aceite�es�de�2,5 bar�±�0,3 bar. Válvula�de�desvío�del�intercambiador�de�calor Esta�válvula�tiene�la�misma�función�que�la�válvula�de�desvío�del�filtro.�Si�la�presión�de�aceite�aumenta porque�el�intercambiador�de�calor�aceite-agua�está�obstruido,�la�válvula�de�desvío�del�intercambiador de�calor�se�abre�cuando�la�presión�de�aceite�es�de�2,5 bar�±�0,3 bar,�con�lo�que�el�aceite�lubricante puede�llegar�hasta�los�puntos�de�lubricación�aunque�sea�sin�refrigerar. Debido�a�su�disposición�en�la�culata,�no�se�precisa�ninguna�válvula�de�retención.�Después�de�detener el�motor,�no�es�necesario�que�el�filtro�se�vacíe�gracias�a�su�posición.
4.1.5.�Inyectores�de�aceite Refrigeración�de�pistones
Refrigeración�de�pistones�del�motor�Bx7
Índice
Explicación
1
Cabeza
2
Canal�de�refrigeración
3
Inyectores�de�aceite
Para�poder�disipar�eficazmente�el�calor�de�la�cabeza�del�pistón,�la�zona�de�segmentos�cuenta�con�un canal�de�refrigeración.�Un�inyector�de�aceite�suministra�aceite�de�refrigeración�a�la�parte�inferior�del pistón.�Al�hacerlo,�alcanza�exactamente�un�orificio�del�pistón�que�conduce�directamente�al�canal�de 100
Motor�B37/B47. 4.�Alimentación�de�aceite. refrigeración.�El�movimiento�del�pistón�hace�que�el�aceite�circule�consiguiendo�un�efecto�de�"batido". El�aceite�oscila�en�el�canal,�mejorando�así�el�efecto�de�refrigeración,�ya�que�el�movimiento�permite�que absorba�más�calor.�El�aceite�vuelve�al�compartimento�del�cigüeñal�por�un�orificio�de�salida. Válvula�de�refrigeración�del�pistón
Válvula�de�refrigeración�del�pistón�del�motor�Bx7
Índice
Explicación
1
Carcasa
2
Válvula
3
Muelle�de�compresión
El�inyector�de�aceite�y�la�válvula�de�refrigeración�del�pistón�forman�una�unidad.�La�presión�de�aceite mínima�para�abrir�las�válvulas�de�refrigeración�del�pistón�es�de�1,8 bar.�Si�la�presión�en�el�circuito de�aceite�es�inferior�a�1,8 bar,�los�inyectores�de�aceite�no�reciben�aceite�lubricante�para�refrigerar�la cabeza�del�pistón.�Los�motivos�son�los�siguientes: •
Si�la�presión�de�aceite�fuese�demasiado�baja,�el�aceite�no�llegaría�de�todos�modos�a�la�cabeza del�pistón
•
Así�se�evita�que,�cuando�la�presión�de�aceite�es�insuficiente,�los�inyectores�de�aceite provoquen�una�pérdida�adicional�de�presión
101
Motor�B37/B47. 4.�Alimentación�de�aceite. Transmisión�por�cadena
Inyector�de�aceite�para�la�lubricación�de�la�cadena�del�motor�Bx7
Índice
Explicación
A
Cadena�de�distribución�desde�la�bomba�de�alta�presión�hacia�el�árbol�de�levas
B
Cadena�de�distribución�desde�el�cigüeñal�hacia�la�bomba�de�alta�presión
C
Cadena�de�accionamiento�de�la�bomba�de�aceite�y�de�vacío
1
Orificio�para�el�aceite�de�lubricación�destinado�a�la�cadena�de�distribución�que va�del�cigüeñal�a�la�bomba�de�alta�presión
2
Orificio�para�el�aceite�de�lubricación�destinado�a�la�cadena�de�distribución�que va�de�la�bomba�de�alta�presión�al�árbol�de�levas
3
Orificio�para�el�aceite�de�lubricación�destinado�a�la�cadena�de�distribución�que va�del�cigüeñal�a�la�bomba�de�alta�presión
Para�conseguir�una�lubricación�óptima�de�la�cadena�de�distribución�se�monta�un�inyector�de�aceite central.�A�diferencia�del�inyector�de�aceite�para�la�refrigeración�de�la�cabeza�del�pistón,�la�lubricación de�la�cadena�no�dispone�de�ninguna�válvula�dentro�del�inyector�de�aceite.�Si�la�presión�de�aceite�es suficiente,�el�aceite�es�rociado�sobre�las�dos�cadenas�de�distribución�(cadena�de�distribución�entre�el cigüeñal�y�la�bomba�de�alta�presión�y�cadena�de�distribución�entre�la�bomba�de�alta�presión�y�el�árbol de�levas)�a�través�de�unos�pequeños�orificios.�La�cadena�de�accionamiento�de�la�bomba�de�aceite�y�de vacío�se�lubrica�con�el�aceite�salpicado�dentro�del�cárter�de�aceite. 102
Motor�B37/B47. 5.�Sistema�de�refrigeración. A�fin�de�proteger�contra�el�sobrecalentamiento�las�piezas�del�motor�expuestas�a�carga�térmica,�así como�el�aceite�de�motor�y�el�aceite�de�la�caja�de�cambios,�se�utiliza�líquido�refrigerante�para�enfriarlos. Una�bomba�mecánica�de�líquido�refrigerante�hace�circular�el�líquido�refrigerante�en�el�circuito�de refrigeración.�El�calor�cedido�al�líquido�refrigerante�es�entregado�de�nuevo�al�aire�ambiente�a�través�del radiador�de�líquido�refrigerante.�Un�electroventilador�complementa�el�rendimiento�del�radiador.
5.1.�Circuito�de�refrigeración 5.1.1.�Esquema�del�sistema:�principio�de�funcionamiento
Principio�del�circuito�de�refrigeración�del�motor�B37C
Índice
Explicación
1
Radiador�de�líquido�refrigerante
2
Ventilador�eléctrico
3
Termostato
4
Bomba�de�líquido�refrigerante
5
Sensor�de�temperatura�de�líquido�refrigerante
6
Cárter�del�motor
7
Refrigerador�de�recirculación�de�los�gases�de�escape
8
Intercambiador�de�calor�de�la�calefacción
103
Motor�B37/B47. 5.�Sistema�de�refrigeración. Índice
Explicación
9
Intercambiador�de�calor�de�aceite�de�motor-líquido�refrigerante
10
Tubería�de�purga�de�aire�procedente�de�la�culata
11
Depósito�de�compensación
12
Tubería�de�purga�de�aire�desde�el�radiador�de�líquido�refrigerante
5.1.2.�Esquema�del�sistema�del�vehículo
Circuito�de�refrigeración�del�vehículo�para�el�motor�B37C
104
Motor�B37/B47. 5.�Sistema�de�refrigeración. Índice
Explicación
A
Líquido�refrigerante�frío
B
Líquido�refrigerante�templado
C
Líquido�refrigerante�caliente
I
Flujo�de�líquido�refrigerante�desde�el�radiador�de�líquido�refrigerante�hacia�la bomba�de�líquido�refrigerante
II
Líquido�refrigerante�caliente�que�fluye�del�motor�al�radiador
III
Líquido�refrigerante�templado�que�fluye�al�termostato�(circuito�cerrado)
IV
Líquido�refrigerante�que�fluye�del�refrigerador�de�recirculación�de�los�gases�de escape�a�la�bomba�de�líquido�refrigerante
1
Bomba�de�líquido�refrigerante�con�soporte�para�grupos�auxiliares
2
Radiador�de�líquido�refrigerante
3
Depósito�de�compensación
4
Intercambiador�de�calor�de�la�calefacción
5.1.3.�Módulo�de�refrigeración
Módulo�de�refrigeración�del�motor�Bx7
Índice
Explicación
1
Refrigerador�de�aire�de�sobrealimentación
2
Condensador�del�climatizador
3
Radiador�de�líquido�refrigerante
4
Ventilador�eléctrico
105
Motor�B37/B47. 5.�Sistema�de�refrigeración. 5.1.4.�Bomba�de�líquido�refrigerante
Sinopsis�de�la�bomba�de�líquido�refrigerante�con�termostato�del�motor�Bx7
Índice
Explicación
A
Líquido�refrigerante�frío
B
Líquido�refrigerante�templado
C
Líquido�refrigerante�caliente
1
Canal�de�refrigeración�procedente�del�cárter�del�cigüeñal
2
Soporte�de�los�grupos�auxiliares
3
Entrada�del�depósito�de�compensación,�el�refrigerador�de�recirculación�de�los gases�de�escape�y�el�intercambiador�de�calor�de�la�calefacción
4
Entrada�del�radiador
5
Termostato
6
Canal�de�refrigeración�hacia�el�cárter�del�cigüeñal
106
Motor�B37/B47. 5.�Sistema�de�refrigeración. La�bomba�de�líquido�refrigerante�y�el�termostato�forman�una�unidad.�La�carcasa�de�la�bomba�de�líquido refrigerante�está�fabricada�en�aleación�de�aluminio�(ALSi9Cu3),�mientras�que�la�rueda�de�aletas�y�la tapa�del�termostato�son�de�plástico.
5.1.5.�Bomba�de�líquido�refrigerante�conmutable
Soporte�para�grupos�auxiliares�con�bomba�de�líquido�refrigerante�y�termostato�del�motor�B37
Índice
Explicación
A
Bomba�de�líquido�refrigerante�sin�elemento�de�conmutación
B
Bomba�de�líquido�refrigerante�con�elemento�de�conmutación
Los�motores�B47�utilizan�exclusivamente�bombas�de�líquido�refrigerante�sin�elemento�de conmutación. En�los�motores�B37�se�utilizan�dos�bombas�de�líquido�refrigerante�diferentes.�Los�modelos�con equipamiento�opcional�que�incluyen�medidas�optimizadas�en�cuanto�a�las�emisiones�de�CO2�disponen de�una�bomba�de�líquido�refrigerante�conmutable.�Todos�los�demás�modelos�utilizan�la�bomba�de líquido�refrigerante�sin�elemento�de�conmutación.
107
Motor�B37/B47. 5.�Sistema�de�refrigeración.
Bomba�de�líquido�refrigerante�conmutable�del�motor�B37
Índice
Explicación
A
Líquido�refrigerante�frío
B
Líquido�refrigerante�templado
C
Líquido�refrigerante�caliente
1
Polea
2
Varillaje
3
Elemento�de�conmutación
4
Tubería�de�depresión
5
Conexión�eléctrica
6
Válvula�de�conmutación�electrónica
7
Conexión�para�alimentación�de�depresión
8
Cápsula�de�depresión
108
Motor�B37/B47. 5.�Sistema�de�refrigeración. La�estructura�básica�de�la�bomba�de�líquido�refrigerante�con�elemento�de�conmutación�y�sin�él�es idéntica.�Las�diferencias�únicamente�son�apreciables�en�la�válvula�de�conmutación�eléctrica,�en�la tubería�de�depresión�con�cápsula�de�depresión�y�en�el�varillaje�con�elemento�de�conmutación.
Elemento�de�conmutación�de�la�bomba�de�líquido�refrigerante�abierto
Índice
Explicación
A
Líquido�refrigerante�frío
B
Líquido�refrigerante�templado
C
Líquido�refrigerante�caliente
1
Cápsula�de�depresión
2
Rueda�de�la�bomba
3
Elemento�de�conmutación
4
Canal�de�refrigeración�hacia�el�refrigerador�de�recirculación�de�los�gases�de escape
5
Canal�de�refrigeración�hacia�el�cárter�del�cigüeñal
6
Canal�de�refrigeración�procedente�del�cárter�del�cigüeñal
Mientras�la�cápsula�de�depresión�no�presente�signos�de�depresión,�el�elemento�de�conmutación�de la�bomba�de�líquido�refrigerante�permanece�abierto.�En�este�estado,�el�circuito�de�refrigeración�es idéntico�al�de�los�vehículos�sin�bomba�de�líquido�refrigerante�conmutable.
109
Motor�B37/B47. 5.�Sistema�de�refrigeración.
Elemento�de�conmutación�de�la�bomba�de�líquido�refrigerante�cerrado
Índice
Explicación
A
Líquido�refrigerante�frío
B
Líquido�refrigerante�templado
C
Líquido�refrigerante�caliente
1
Cápsula�de�depresión
2
Rueda�de�la�bomba
3
Elemento�de�conmutación
4
Canal�de�refrigeración�hacia�el�refrigerador�de�recirculación�de�los�gases�de escape
5
Canal�de�refrigeración�hacia�el�cárter�del�cigüeñal
6
Canal�de�refrigeración�procedente�del�cárter�del�cigüeñal
Por�medio�de�la�válvula�de�conmutación�eléctrica,�el�sistema�electrónico�digital�diésel�(DDE)�puede conectar�la�depresión�reinante�en�la�conexión�de�la�alimentación�de�depresión�a�la�cápsula�de depresión.�La�depresión�tira�del�varillaje�hacia�la�cápsula�de�depresión.�De�este�modo,�el�canal de�refrigeración�que�va�hacia�el�cárter�del�cigüeñal�por�el�lado�de�presión�de�la�bomba�de�líquido refrigerante�queda�cerrado�por�el�elemento�de�conmutación. En�la�fase�de�calentamiento�del�motor,�el�radiador�de�líquido�refrigerante�está�separado�del�circuito cerrado�por�el�termostato.�El�líquido�refrigerante�solo�circula�a�través�del�circuito�de�refrigeración�del cárter�del�cigüeñal�(circuito�de�refrigeración�pequeño).
110
Motor�B37/B47. 5.�Sistema�de�refrigeración. El�elemento�de�conmutación�cierra�el�circuito�de�refrigeración�hacia�el�cárter�del�cigüeñal.�El�circuito de�refrigeración�hacia�la�válvula�de�recirculación�de�gases�de�escape�no�se�puede�cerrar�y�sigue abierto�de�manera�permanente.�Con�el�cierre�del�canal�de�refrigeración�hacia�el�cárter�del�cigüeñal, queda�un�circuito�de�refrigeración�mínimo�que�circula�a�través�del�refrigerador�de�recirculación�de�los gases�de�escape�y�del�radiador�de�aceite�del�motor.�De�este�modo�se�mantiene�el�funcionamiento�del refrigerador�de�recirculación�de�los�gases�de�escape�y,�por�medio�del�aceite�de�motor�que�circula�a través�del�radiador�de�aceite�del�motor,�el�líquido�refrigerante�alcanza�más�rápidamente�la�temperatura de�funcionamiento. La�bomba�de�líquido�refrigerante�conmutable�acorta�la�fase�de�calentamiento,�lo�que�a�su�vez�reduce�el consumo�y�las�emisiones�de�sustancias�nocivas. La�polea�de�la�bomba�de�líquido�refrigerante�está�unida�a�esta�de�forma�fija�y�no�se�puede�desacoplar de�la�bomba�de�líquido�refrigerante.�Pese�al�accionamiento�a�través�de�la�polea,�las�pérdidas�de rendimiento�al�cerrar�el�lado�de�presión�son�despreciables.�A�medida�que�el�régimen�de�revoluciones del�motor�aumenta,�la�dinámica�de�la�circulación�del�líquido�refrigerante�va�variando�de�tal�modo�que�la fuerza�de�accionamiento�mediante�la�rueda�de�la�bomba�disminuye. En�caso�de�inestanqueidad�del�sistema�de�depresión�o�de�avería�de�la�válvula�de�conmutación eléctrica,�el�circuito�de�refrigeración�ya�no�se�puede�interrumpir.�En�este�caso,�el�circuito�de refrigeración�se�regula�exclusivamente�a�través�del�termostato.
5.1.6.�Depósito�de�compensación
Depósito�de�compensación�del�motor�Bx7
111
Motor�B37/B47. 5.�Sistema�de�refrigeración. Índice
Explicación
1
Conexión�del�depósito�de�líquido�refrigerante
2
Conexión�de�la�tubería�de�purga�de�aire�procedente�de�la�culata
3
Conexión�de�la�tubería�de�purga�de�aire�procedente�del�radiador�de�líquido refrigerante
4
Tapa�de�cierre
5
Indicador�óptico�del�nivel�de�llenado�"Mínimo"
6
Indicador�óptico�del�nivel�de�llenado�"Máximo"
El�depósito�de�compensación�actúa�como�depósito�de�reserva�de�líquido�refrigerante.�Hace�posible que�el�volumen�de�líquido�refrigerante�presente�en�el�circuito�de�refrigeración�sea�siempre�suficiente. La�tapa�de�cierre�disponen�de�una�válvula�de�sobrepresión�que�limita�la�presión�reinante�en�el�sistema. La�tapa�de�cierre�no�se�debe�abrir�jamás�si�el�motor�aún�está�caliente.�El�riesgo�de�sufrir�quemaduras no�es�el�único�motivo�para�ello.�En�las�zonas�del�circuito�de�refrigeración�situadas�a�mayor�altura, p.�ej.,�la�culata,�se�pueden�formar�burbujas�de�gas�a�causa�de�la�pérdida�de�presión.�En�estos puntos�no�se�puede�garantizar�una�disipación�térmica�suficiente.�En�consecuencia,�se�produce�un sobrecalentamiento. El�depósito�de�compensación�cuenta�con�un�indicador�óptico�del�nivel�de�llenado.�El�nivel�de�llenado se�puede�consultar�cuando�el�depósito�está�abierto.�Si�el�llenado�es�correcto,�el�nivel�se�encuentra entre�el�mínimo�y�el�máximo.
¡No�abra�jamás�la�tapa�de�cierre�si�el�motor�está�caliente�
112
Motor�B37/B47. 5.�Sistema�de�refrigeración. 5.1.7.�Refrigerador�de�recirculación�de�los�gases�de�escape
Circuito�del�refrigerador�de�recirculación�de�los�gases�de�escape�del�motor�Bx7
Índice
Explicación
A
Circuito�de�refrigeración�del�sistema�electrónico�de�la�válvula�de�recirculación de�gases�de�escape
B
Circuito�del�refrigerador�de�recirculación�de�los�gases�de�escape
1
Válvula�de�recirculación�de�gases�de�escape
2
Entrada�del�refrigerador�de�recirculación�de�los�gases�de�escape�(alimentación del�sistema�de�refrigeración)
3
Intercambiador�de�calor
4
Salida�del�refrigerador�de�recirculación�de�los�gases�de�escape�(retorno�del sistema�de�refrigeración)
El�circuito�del�refrigerador�de�recirculación�de�los�gases�de�escape�se�divide�en�dos�circuitos�distintos y�tiene�las�funciones�siguientes: •
refrigeración�del�sistema�electrónico,
•
refrigeración�de�los�gases�de�escape.
La�válvula�de�recirculación�de�gases�de�escape�regula�el�retorno�de�los�gases�de�escape�al�sistema de�aire�de�admisión�y�está�dispuesta�antes�del�refrigerador�de�recirculación�de�los�gases�de�escape (montaje�en�caliente).�Está�expuesta�por�tanto�a�una�gran�solicitación�térmica,�por�lo�que�se�debe refrigerar�a�fin�de�proteger�los�componentes�electrónicos.
113
Motor�B37/B47. 5.�Sistema�de�refrigeración. Los�gases�de�escape�circulan�a�través�del�paquete�del�intercambiador�de�calor�en�dirección longitudinal.�De�este�modo,�los�gases�de�escape�entregan�energía�térmica�al�líquido�refrigerante�del circuito�de�refrigeración�que�circula�a�través�del�refrigerador�de�recirculación�de�los�gases�de�escape.
5.1.8.�Líquido�refrigerante Se�utiliza�el�conocido�líquido�refrigerante�a�base�de�silicato.�El�líquido�refrigerante�no�está�sujeto�a intervalos�de�cambio.�Se�ha�diseñado�de�modo�que�su�llenado�sirva�para�toda�la�vida�útil�del�motor.�No obstante,�si�se�llevan�a�cabo�trabajos�que�exigen�abrir�el�circuito�de�refrigeración,�el�líquido�refrigerante debe�ser�sustituido.�El�procedimiento�exacto�para�purgar�el�aire�del�circuito�de�refrigeración�se�puede consultar�en�la�versión�actual�del�manual�de�reparaciones.
Si�el�aire�del�sistema�de�refrigeración�no�se�purga�correctamente,�el�motor�puede�sufrir�daños.�Por ello,�siga�siempre�las�instrucciones�para�purgar�el�aire�recogidas�en�la�versión�actual�del�manual�de reparaciones.
114
Motor�B37/B47. 6.�Sis.�aire�asp.�y�gases�de�escape.
Esquema�del�sistema�de�aire�de�aspiración�y�del�sistema�de�escape�del�motor�B37
Índice
Explicación
1
B37�Motor
2
electrónica�digital�diésel�DDE
3
Silenciador�de�aspiración
4
Medidor�de�masa�de�aire�por�película�térmica
5
Refrigerador�de�aire�de�sobrealimentación
6
Sensor�de�temperatura�de�aire�de�sobrealimentación
7
Válvula�de�mariposa 115
Motor�B37/B47. 6.�Sis.�aire�asp.�y�gases�de�escape. Índice
Explicación
8
Sensor�de�presión�de�sobrealimentación
9
Regulador�de�válvulas�de�turbulencia
10
Sensor�de�temperatura�de�los�gases�de�escape�posterior�al�refrigerador�de recirculación�de�los�gases�de�escape
11
Refrigerador�de�recirculación�de�los�gases�de�escape
12
Válvula�de�derivación�de�la�recirculación�de�los�gases�de�escape
13
Válvula�de�recirculación�de�gases�de�escape
14
Sensor�de�contrapresión�de�gases�de�escape�previo�al�turbocompresor�de gases�de�escape
15
Turbocompresor�de�gases�de�escape�con�geometría�variable�de�turbina�(VNT)
16
Carcasa�del�catalizador�y�el�filtro�de�partículas�diésel
17
Sensor�de�temperatura�de�los�gases�de�escape�previo�al�catalizador
18
Sonda�lambda�de�banda�ancha�previa�al�catalizador
19
Sensor�de�presión�diferencial�del�filtro�de�partículas�diésel
20
Sensor�de�temperatura�de�los�gases�de�escape�posterior�al�catalizador
21
Sonda�lambda�de�banda�ancha�posterior�al�filtro�de�partículas�diésel
22
Catalizador�de�bloqueo
23
Silenciador�final
116
Motor�B37/B47. 6.�Sis.�aire�asp.�y�gases�de�escape. 6.1.�Sistema�de�aire�de�admisión
Sistema�de�aire�de�aspiración�de�montaje�transversal�del�motor�B37C
Índice
Explicación
A
Aire�sin�filtrar
B
Aire�filtrado
C
Aire�de�sobrealimentación�calentado
D
Aire�de�sobrealimentación�refrigerado
1
Tubería�de�gases�blow-by 117
Motor�B37/B47. 6.�Sis.�aire�asp.�y�gases�de�escape. Índice
Explicación
2
Turbocompresor�de�gases�de�escape
3
Tubo�de�aire�puro�con�resonador
4
Medidor�de�masa�de�aire�por�película�térmica�HFM
5
Silenciador�de�aspiración�con�filtro�de�aire
6
Válvula�de�mariposa�eléctrica
7
Sensor�de�temperatura�de�aire�de�sobrealimentación
8
Tubo�de�presión�de�sobrealimentación
9
Tubería�de�aire�sin�filtrar�con�rejilla�de�aspiración
10
Refrigerador�de�aire�de�sobrealimentación
11
Tubo�de�presión�de�sobrealimentación
12
Sistema�de�aspiración
El�canalizador�de�aire�del�sistema�de�aspiración�varía�en�función�de�la�posición�de�montaje.�Este documento�describe�únicamente�el�canalizador�de�aire�del�motor�Bx7C�en�montaje�transversal. El�aire�sin�filtrar�aspirado�llega�a�través�de�la�tubería�de�aire�sin�filtrar�con�rejilla�de�aspiración�hasta�el silenciador�de�aspiración�con�filtro�de�aire.�En�este�se�filtra�y�se�obtiene�aire�puro.�A�continuación,�el aire�puro�pasa�a�través�del�medidor�de�masa�de�aire�por�película�térmica�y�del�tubo�de�aire�puro�con resonador�y�llega�al�turbocompresor�de�gases�de�escape.�Por�otra�parte,�el�turbocompresor�de�gases de�escape�introduce�los�gases�blow-by�procedentes�del�cárter�del�cigüeñal�en�el�tubo�de�aire�puro. En�el�turbocompresor�de�gases�de�escape�se�comprime�el�aire�puro,�de�modo�que�se�calienta.�El aire�de�sobrealimentación�comprimido�y�caliente�es�suministrado�a�través�del�tubo�de�presión�de sobrealimentación�al�radiador�de�aire�de�sobrealimentación.�Una�vez�refrigerado�en�el�radiador�de aire�de�sobrealimentación,�el�aire�de�sobrealimentación�pasa�a�través�de�otro�tubo�de�presión�de sobrealimentación�y�del�tubo�adaptador�con�sensor�de�temperatura�del�aire�de�aspiración�y�llega�a�la válvula�de�mariposa.�A�través�de�la�válvula�de�mariposa,�el�aire�de�sobrealimentación�refrigerado�llega hasta�el�sistema�de�aspiración.
6.1.1.�Silenciador�de�aspiración El�silenciador�de�aspiración�está�fijado�al�motor�y�contiene�el�filtro�de�aire.�El�aire�se�considera�aire bruto�desde�el�momento�de�aspiración�del�aire�exterior�hasta�que�llega�al�filtro�de�aire.�A�partir�del�filtro, el�aire�ya�filtrado�se�denomina�aire�puro.
6.1.2.�Regulación�de�presión�de�sobrealimentación Determinación�del�valor�nominal�de�la�presión�de�sobrealimentación El�comportamiento�operativo�de�un�turbocompresor�de�gases�de�escape�se�puede�describir�por�medio de�un�campo�característico�definido�por�la�presión�de�sobrealimentación�y�el�caudal�másico�de�aire.�La zona�útil�del�campo�característico�está�limitada�por�los�factores�siguientes:
118
Motor�B37/B47. 6.�Sis.�aire�asp.�y�gases�de�escape. •
Régimen�de�revoluciones�máximo�del�turbocompresor�de�gases�de�escape
•
Límite�de�bombeo
•
Límite�de�choque.
Se�llega�al�límite�de�bombeo�cuando�la�circulación�disminuye�a�causa�de�un�caudal�insuficiente�y�de unas�relaciones�de�presión�excesivas�en�los�álabes�de�la�rueda�del�compresor,�por�lo�que�el�aire�ya comprimido�refluye�a�través�del�turbocompresor�de�gases�de�escape.�Este�comportamiento�provoca unas�emisiones�de�ruido�extremo�("bombeo")�y�somete�a�los�componentes�a�grandes�cargas. Se�llega�al�límite�de�choque�cuando�la�insuficiente�sección�transversal�de�la�entrada�del�compresor provoca�que�se�alcance�en�ella�la�velocidad�del�sonido,�con�lo�que�el�flujo�de�aire�ya�no�puede�aumentar más. El�cometido�de�la�determinación�del�valor�nominal�consiste�en�configurar�y�programar�de�manera apropiada�la�unidad�de�control�del�motor�para�no�rebasar�estos�límites�de�funcionamiento. Control�previo�de�la�presión�de�sobrealimentación�basado�en�modelo Una�novedad�de�los�motores�Bx7�consiste�en�que�la�presión�de�sobrealimentación�generada�por�el turbocompresor�de�gases�de�escape�es�regulada�por�vez�primera�mediante�un�control�previo�basado en�un�modelo.�Un�modelo�de�cálculo�(Model�Boost�Control)�integrado�en�el�sistema�electrónico�digital diésel�(DDE)�hace�posible�dicho�control�previo. El�control�previo�de�la�presión�de�sobrealimentación�basado�en�modelo�también�toma�en consideración�todos�los�factores�de�funcionamiento�y�del�entorno,�por�lo�que�los�campos característicos�de�corrección�se�pueden�suprimir�del�sistema�electrónico�digital�diésel�(DDE).�Las desviaciones�de�regulación�de�la�presión�de�sobrealimentación�son�detectadas�y�ajustadas�de inmediato�por�el�sistema�electrónico�digital�diésel�(DDE).
6.1.3.�Refrigeración�del�aire�de�sobrealimentación
Radiador�de�aire�de�sobrealimentación�del�motor�Bx7
Durante�la�compresión�en�el�turbocompresor�de�gases�de�escape�el�aire�se�calienta�y,�por�tanto, se�dilata,�con�lo�que�la�cantidad�de�oxígeno�que�se�puede�introducir�en�la�cámara�de�combustión disminuye.�El�radiador�de�aire�de�sobrealimentación�refrigera�el�aire�comprimido�para�contrarrestar este�efecto.�Así�aumenta�la�densidad�y�se�puede�entregar�más�oxígeno�en�el�mismo�volumen.�El radiador�de�aire�de�sobrealimentación�está�situado�en�el�módulo�de�refrigeración,�debajo�del�radiador de�líquido�refrigerante.�Se�trata�de�un�intercambiador�de�calor�aire-aire.�El�aire�comprimido�fluye�por�él por�varias�placas�que,�a�su�vez,�están�rodeadas�de�aire�de�refrigeración.
119
Motor�B37/B47. 6.�Sis.�aire�asp.�y�gases�de�escape. 6.1.4.�Válvula�de�mariposa
Válvula�de�mariposa�del�motor�Bx7
Índice
Explicación
1
Regulador�eléctrico
2
Válvula�de�mariposa
3
Conexión�eléctrica
Todos�los�motores�diésel�que�están�equipados�con�un�filtro�de�partículas�diésel�necesitan�disponer�de una�válvula�de�mariposa.�La�válvula�de�mariposa�asume�principalmente�las�funciones�siguientes: •
Estrangulación�del�aire�de�aspiración�durante�la�regeneración�del�filtro�de�partículas�diésel
•
Estrangulación�del�aire�de�aspiración�para�ajustar�la�caída�de�presión�necesaria�durante�la recirculación�de�los�gases�de�escape
•
Cierre�del�sistema�de�aspiración�durante�las�paradas�del�motor�para�reducir�las�sacudidas�del motor
•
Cierre�del�sistema�de�aspiración�y,�por�tanto,�parada�del�motor�para�su�protección�en�caso�de estados�de�carga�o�del�régimen�de�revoluciones�que�no�resulten�plausibles.
120
Motor�B37/B47. 6.�Sis.�aire�asp.�y�gases�de�escape. 6.1.5.�Sistema�de�aspiración
Sistema�de�aspiración�del�motor�B37
Índice
Explicación
A
Remolino�básico
B
Antirremolino
1
Conexión�para�la�recirculación�de�los�gases�de�escape
2
Tubo�de�mezclado
3
Canal�tangencial
4
Canal�de�turbulencia�espiroidal
5
Conexión�eléctrica
6
Ajustador�eléctrico�de�lámina�de�vórtice
El�sistema�de�aspiración�está�fabricado�en�plástico.�Los�gases�de�escape�refrigerados�son�conducidos desde�el�refrigerador�de�recirculación�de�los�gases�de�escape�hasta�el�tubo�de�mezclado.�Una�vez en�este,�los�gases�de�escape�recirculados�se�mezclan�con�el�aire�de�sobrealimentación.�Debido�a�las altas�temperaturas,�esta�zona�tiene�montado�por�el�interior�un�blindaje�térmico�de�plástico�resistente a�temperaturas�muy�elevadas.�El�sistema�de�aspiración�distribuye�la�mezcla�de�aire�y�gases�de�escape entre�los�distintos�cilindros. Cada�cilindro�tiene�dos�canales:�uno�de�turbulencia�espiroidal�y�otro�tangencial.�Ambos�canales�están dispuestos�en�el�lateral�y�van�desde�la�culata�hasta�delante�de�las�válvulas�de�admisión. En�los�estados�de�funcionamiento�a�bajo�régimen�de�revoluciones�del�motor,�las�válvulas�de�vórtice�se cierran.�El�canal�tangencial,�de�forma�casi�rectangular,�no�se�puede�cerrar.�Este�proporciona�el�remolino básico�para�el�aire�de�sobrealimentación�en�todos�los�estados�de�funcionamiento.�En�la�gama�inferior de�régimen�del�motor,�el�uso�exclusivo�del�canal�tangencial�provoca�un�aumento�de�la�velocidad�de caudal�del�aire�de�sobrealimentación,�lo�que�da�lugar�a�un�remolino�en�los�distintos�cilindros.�Gracias�al remolino,�el�combustible�inyectado�se�distribuye�óptimamente�por�toda�la�cámara�de�combustión.�Esto aporta�las�siguientes�ventajas: 121
Motor�B37/B47. 6.�Sis.�aire�asp.�y�gases�de�escape. •
el�combustible�inyectado�no�se�condensa�en�la�pared�del�cilindro
•
escasas�emisiones�de�partículas�gracias�a�una�distribución�satisfactoria�del�combustible
•
mayor�rendimiento�y,�por�tanto,�menor�consumo�de�combustible.
A�medida�que�aumenta�el�régimen�de�revoluciones�del�motor,�también�se�incrementa�la�velocidad de�caudal�del�aire�de�sobrealimentación.�Las�válvulas�de�vórtice�integradas�en�el�canal�redondo�de turbulencia�espiroidal�controlan�el�remolino�de�la�cámara�de�combustión�a�fin�de�que�resulte�óptimo para�la�combustión�y�el�llenado�del�cilindro.�Para�ello,�el�sistema�electrónico�digital�diésel�(DDE)�puede ajustar�de�manera�continua�las�válvulas�de�vórtice�por�medio�de�un�ajustador�eléctrico�de�lámina�de vórtice.�Con�la�abertura�continua�de�las�válvulas�de�vórtice�se�persiguen�los�objetivos�siguientes: •
Aumento�del�llenado�del�cilindro�con�volumen�del�aire�de�sobrealimentación
•
Reducción�del�remolino�básico�por�medio�de�un�antirremolino.
Gracias�a�la�regulación�por�campo�característico�del�desplazamiento�del�sistema�de�válvula�de�vórtice, siempre�se�proporciona�un�llenado�perfecto�del�cilindro�y�el�remolino�necesario,�sea�cual�sea�el�estado del�régimen�de�revoluciones�del�motor�y�el�estado�de�carga.
El�ajustador�eléctrico�de�lámina�de�vórtice�se�puede�sustituir�por�separado.�En�tal�caso,�después de�su�sustitución,�los�topes�finales�de�las�válvulas�de�vórtice�se�deben�volver�a�programar�usando una�función�de�servicio.�Se�puede�encontrar�información�más�detallada�sobre�la�programación�del ajustador�eléctrico�de�lámina�de�vórtice�en�la�versión�vigente�del�manual�de�reparaciones.
6.2.�Sistema�de�escape 6.2.1.�Colector�de�escape
Colector�de�escape�del�motor�B37
122
Motor�B37/B47. 6.�Sis.�aire�asp.�y�gases�de�escape. Índice
Explicación
1
Conexión�de�la�recirculación�de�los�gases�de�escape�AGR
2
Tornillos�de�fijación�de�la�chapa�de�protección�térmica
3
Conexión�del�sensor�de�presión�de�gases�de�escape�previo�al�turbocompresor de�gases�de�escape
Los�motores�Bx7�cuentan�con�un�colector�de�escape�de�fundición�con�una�conexión�para�la recirculación�de�los�gases�de�escape�(AGR)�y�una�conexión�para�el�sensor�de�presión�de�gases�de escape.
6.2.2.�Turbocompresor�de�gases�de�escape Los�motores�B37�y�B47�disponen�de�un�turbocompresor�de�gases�de�escape�equipado�con�aletas ajustables�en�el�lado�de�la�turbina.�No�obstante,�los�turbocompresores�de�gases�de�escape�se�adaptan a�los�distintos�conceptos�de�motor. Turbocompresor�de�gases�de�escape�del�motor�B37
Turbocompresor�de�gases�de�escape�del�motor�B37
123
Motor�B37/B47. 6.�Sis.�aire�asp.�y�gases�de�escape. Índice
Explicación
1
Regulador�eléctrico
2
Aletas�ajustables
3
Rueda�de�turbina
4
Árbol�del�turbocompresor�de�gases�de�escape
5
Cojinete�de�deslizamiento
6
Rueda�del�compresor
El�árbol�del�turbocompresor�de�gases�de�escape�del�motor�diésel�de�3�cilindros�está�alojado�sobre un�cojinete�de�deslizamiento.�El�circuito�de�aceite�del�motor�garantiza�la�alimentación�de�aceite.�Si�se dispone�de�una�alimentación�de�aceite�suficiente,�el�árbol�del�turbocompresor�de�gases�de�escape flota�sobre�la�película�de�aceite�y�su�alojamiento�no�provoca�por�tanto�desgaste�alguno.
Asegúrese�de�que�el�árbol�del�turbocompresor�de�gases�de�escape�disponga�de�una�lubricación suficiente.�Si�la�tubería�de�alimentación�de�aceite�lubricante�o�la�de�retorno�están�obstruidas,�el turbocompresor�de�gases�de�escape�puede�resultar�dañado. Las�adaptaciones�a�los�distintos�conceptos�de�motor�afectan�a�los�elementos�siguientes: •
Rueda�del�compresor�de�nuevo�desarrollo
•
Nueva�configuración�de�la�geometría�de�las�aletas�de�la�turbina�y�de�la�rueda�de�la�turbina.
Estas�adaptaciones�permiten�obtener�las�ventajas�siguientes: •
mejora�del�rendimiento�con�las�aletas�cerradas
•
mejora�de�la�acústica�del�turbocompresor�de�gases�de�escape
•
ampliación�del�límite�de�bombeo.
124
Motor�B37/B47. 6.�Sis.�aire�asp.�y�gases�de�escape. Turbocompresor�de�gases�de�escape�del�motor�B47
Turbocompresor�de�gases�de�escape�con�rodamiento�del�motor�B47x20O0
Índice
Explicación
1
Regulador�eléctrico
2
Aletas�ajustables
3
Rueda�de�turbina
4
Árbol�del�turbocompresor�de�gases�de�escape
5
Rodamiento�(cojinete�de�bolas)
6
Rueda�del�compresor
Por�primera�vez�en�BMW,�el�motor�diésel�de�4�cilindros�utiliza�un�turbocompresor�de�gases�de�escape con�rodamiento�en�el�nivel�de�potencia�B47x20O0.
125
Motor�B37/B47. 6.�Sis.�aire�asp.�y�gases�de�escape.
Rodamiento�del�motor�B47x20O0
Índice
Explicación
1
Anillo�interior�del�lado�del�compresor
2
Inyector�de�aceite
3
Jaula�de�metal
4
Bolas�cerámicas
5
Anillo�interior�del�lado�de�la�turbina
6
Anillo�exterior
El�árbol�del�turbocompresor�de�gases�de�escape�está�alojado�en�un�rodamiento.�El�árbol�del turbocompresor�de�gases�de�escape�no�flota�en�el�aceite.�El�rodamiento�es�alimentado�con�aceite lubricante�a�través�del�circuito�de�aceite.�Las�bolas�del�rodamiento�son�de�cerámica�y�la�jaula�del cojinete�de�bolas�es�de�metal.
Asegúrese�de�que�el�rodamiento�disponga�de�una�lubricación�suficiente.�Si�la�tubería�de�alimentación de�aceite�lubricante�o�la�de�retorno�están�obstruidas,�el�turbocompresor�de�gases�de�escape�puede resultar�dañado. El�uso�de�un�turbocompresor�de�gases�de�escape�con�rodamiento�conlleva�las�ventajas�siguientes: •
mejora�del�rendimiento�de�la�turbina�a�carga�parcial�y�en�margen�de�plena�carga
•
ampliación�del�límite�de�bombeo.
Otras�ventajas�derivadas�de�estas�son: •
Ahorro�de�combustible�en�el�margen�de�carga�parcial
•
Aumento�de�par�en�el�margen�de�plena�carga.
126
Motor�B37/B47. 6.�Sis.�aire�asp.�y�gases�de�escape. Regulador�eléctrico El�regulador�eléctrico�permite�ajustar�las�aletas�variables�de�manera�precisa�y�rápida,�por�lo�que contribuye�a�optimizar�la�regulación�de�presión�de�sobrealimentación.
6.2.3.�Recirculación�de�los�gases�de�escape La�recirculación�de�los�gases�de�escape�es�una�medida�que�permite�reducir�los�óxidos�de�nitrógeno (NOx).�Los�óxidos�de�nitrógeno�se�generan�en�gran�cantidad�cuando�la�combustión�tiene�lugar�con excedente�de�aire�y�a�temperaturas�muy�elevadas.�En�estas�condiciones,�el�oxígeno�(O2)�reacciona con�el�nitrógeno�(N2)�del�aire�de�combustión�y�dan�lugar�a�monóxido�de�nitrógeno�(NO)�y�dióxido�de nitrógeno�(NO2).�La�recirculación�de�los�gases�de�escape�se�requiere�ocasionalmente�cuando�el�motor diésel�funciona�al�ralentí�y�siempre�que�funciona�en�margen�de�carga�parcial.�Esto�se�debe�a�que�el excedente�de�aire�es�especialmente�elevado�en�esos�márgenes�de�funcionamiento. A�través�del�uso�de�los�gases�de�escape�reciclados,�que�se�mezclan�con�el�aire�exterior�y�se�comportan como�un�gas�neutro�(inerte),�se�obtienen�los�resultados�siguientes: •
menor�proporción�de�oxígeno�(O2)�y�nitrógeno�(N2)�en�la�cámara�de�combustión
•
reducción�de�la�temperatura�máxima�de�combustión�hasta�500 °C�(gases�de�escape�no refrigerados).
La�refrigeración�de�los�gases�de�escape�permite�reducir�aún�más�las�temperaturas�de�combustión.
Esquema�del�sistema�de�recirculación�de�los�gases�de�escape�del�motor�B37
127
Motor�B37/B47. 6.�Sis.�aire�asp.�y�gases�de�escape. Índice
Explicación
A
Gases�de�escape�sin�refrigerar
B
Gases�de�escape�refrigerados
C
Aire�filtrado
D
Mezcla�de�aire�puro�y�gases�de�escape
1
Válvula�de�mariposa
2
Sensor�de�temperatura�de�los�gases�de�escape�posterior�al�refrigerador�de recirculación�de�los�gases�de�escape
3
Tubo�de�mezclado
4
Tubo�flexible�de�depresión
5
Sistema�de�aspiración
6
Sensor�de�presión�de�sobrealimentación
7
Sensor�de�contrapresión�de�gases�de�escape�previo�al�turbocompresor�de gases�de�escape
8
Colector�de�escape
9
Tubo�flexible�de�recirculación�de�los�gases�de�escape
10
Válvula�de�recirculación�de�gases�de�escape
11
Trampilla�de�bypass
12
Cápsula�de�depresión
13
Refrigerador�de�recirculación�de�los�gases�de�escape
14
Conexión�de�líquido�refrigerante,�refrigerador�de�recirculación�de�los�gases�de escape,�salida
La�recirculación�de�los�gases�de�escape�del�motor�Bx7�toma�los�gases�de�escape�directamente�del colector�de�escape.�El�módulo�de�recirculación�de�los�gases�de�escape�está�compuesto�por�el�tubo�de recirculación�de�los�gases�de�escape,�la�válvula�de�recirculación�de�gases�de�escape�y�el�refrigerador de�recirculación�de�los�gases�de�escape. El�módulo�de�recirculación�de�los�gases�de�escape�tiene�el�cometido�de,�por�una�parte,�regular por�medio�de�la�válvula�de�recirculación�de�gases�de�escape�la�entrada�de�los�gases�de�escape procedentes�del�colector�de�escape�y,�por�otra�parte,�de�introducirlos�en�el�sistema�de�aspiración refrigerados�o�sin�refrigerar�en�función�del�estado�de�funcionamiento.�Sus�funciones�son�controladas por�el�sistema�electrónico�digital�diésel�(DDE).
128
Motor�B37/B47. 6.�Sis.�aire�asp.�y�gases�de�escape. Válvula�de�recirculación�de�gases�de�escape
Válvula�de�recirculación�de�gases�de�escape�del�motor�Bx7
Índice
Explicación
1
Unidad�de�sensor
2
Piñón�de�accionamiento
3
Imán�permanente
4
Muelle�de�reajuste
129
Motor�B37/B47. 6.�Sis.�aire�asp.�y�gases�de�escape. Índice
Explicación
5
Cabeza�de�válvula
6
Conexiones�de�líquido�refrigerante
7
Motor�eléctrico
8
Conexión�eléctrica
La�válvula�de�recirculación�de�gases�de�escape�regula�el�retorno�de�los�gases�de�escape�al�sistema de�aire�de�admisión�y�está�dispuesta�antes�del�refrigerador�de�recirculación�de�los�gases�de�escape (montaje�en�caliente).�Está�expuesta�por�tanto�a�una�gran�solicitación�térmica,�por�lo�que�se�debe refrigerar�a�fin�de�proteger�los�componentes�electrónicos. Gracias�al�control�electrónico�de�la�válvula�de�recirculación�de�gases�de�escape,�resulta�posible dosificar�el�volumen�de�gases�de�escape�con�gran�exactitud.�Dentro�del�componente�hay�un�sensor de�posición�que�proporciona�información�acerca�de�la�sección�transversal�de�abertura�liberada�por�la válvula.�La�válvula�dispone�de�una�función�de�cierre�con�retorno�por�resorte�que�le�permite�recuperar siempre�la�posición�cerrada�desde�cualquier�otro�estado�(posición�"Fail�Save").�Esta�función�de�cierre automático�impide�la�recirculación�de�los�gases�de�escape�en�caso�de�defecto�eléctrico�o�de�fallo�del sistema.
Siempre�que�se�sustituya�la�válvula�de�recirculación�de�gases�de�escape,�se�debe�ejecutar�la�función de�servicio�apropiada�para�volver�a�programar�de�nuevo�los�topes. Módulo�de�recirculación�de�los�gases�de�escape El�rendimiento�de�la�recirculación�de�los�gases�de�escape�aumenta�notablemente�con�el�uso�del refrigerador�de�recirculación�de�los�gases�de�escape.�Los�gases�de�escape�refrigerados�pueden extraer�más�energía�térmica�de�la�combustión�y�con�ello�reducir�la�temperatura�máxima�de�la combustión.
Módulo�de�recirculación�de�los�gases�de�escape�del�motor�Bx7
130
Motor�B37/B47. 6.�Sis.�aire�asp.�y�gases�de�escape. Índice
Explicación
A
Gases�de�escape�sin�refrigerar
B
Gases�de�escape�refrigerados
1
Cabeza�de�válvula
2
Intercambiador�de�calor�gases�de�escape-líquido�refrigerante
3
Tubería�de�depresión
4
Conexión�del�lado�del�colector�de�admisión
5
Válvula�de�conmutación�electrónica
6
Canal�de�bypass
7
Trampilla�de�bypass
8
Conexión�del�colector�de�escape
El�refrigerador�de�recirculación�de�los�gases�de�escape�de�los�motores�Bx7�está�situado inmediatamente�a�continuación�de�la�válvula�de�recirculación�de�gases�de�escape�y�se�compone de�varios�elementos�conocidos�como�intercambiadores�de�calor�de�placas.�Estos�ofrecen�una tasa�de�transferencia�térmica�muy�elevada�y�requieren�un�espacio�de�montaje�comparativamente pequeño.�Los�gases�de�escape�circulan�a�través�del�paquete�del�intercambiador�de�calor�en�dirección longitudinal.�De�este�modo,�los�gases�de�escape�entregan�energía�térmica�al�líquido�refrigerante�del circuito�de�refrigeración�que�circula�a�través�del�módulo�de�recirculación�de�los�gases�de�escape.�El circuito�de�refrigeración�tiene�las�funciones�siguientes: •
Refrigeración�del�sistema�electrónico
•
Refrigeración�de�los�gases�de�escape.
Las�láminas�del�intercambiador�de�calor�de�placas�están�dispuestas�en�forma�ondulada.�Con�ello�se consigue,�por�una�parte,�aumentar�la�disipación�de�calor�y,�por�otra�parte,�reducir�la�tendencia�a�la sedimentación�de�productos�de�condensación. Los�gases�de�escape�se�enfrían�así�varios�centenares�de�grados�y�a�continuación�se�introducen�en�el sistema�de�aspiración�de�aire�exterior. La�recirculación�de�los�gases�de�escape�permite�introducir�en�el�sistema�de�aspiración�gases�de escape�refrigerados�o�sin�refrigerar.�La�alimentación�de�gases�de�escape�sin�refrigerar�favorece�la�fase de�calentamiento�del�motor.�La�trampilla�de�bypass�de�accionamiento�por�depresión�abre�o�cierra�el canal�de�bypass. Regulación�de�la�recirculación�de�los�gases�de�escape Tal�como�sucede�con�la�regulación�de�presión�de�sobrealimentación,�la�regulación�de�la�recirculación de�los�gases�de�escape�se�basa�en�un�modelo�(MCC�=�Model�Based�Charge�Control).�Cuando�el motor�está�en�funcionamiento,�un�campo�característico�guardado�en�el�sistema�electrónico�digital diésel�(DDE)�permite�obtener�varios�valores�teóricos�(estáticos�y�comparables)�para�la�masa�de�aire conforme�al�funcionamiento�actual�del�motor.�A�continuación,�y�teniendo�en�cuenta�los�límites�físicos de�la�regulación,�dichos�valores�teóricos�se�transmiten�al�funcionamiento�dinámico. Las�ventajas�de�una�regulación�por�campo�característico�son:
131
Motor�B37/B47. 6.�Sis.�aire�asp.�y�gases�de�escape. •
Aplicación�menos�laboriosa�durante�la�fase�de�desarrollo
•
Menos�correcciones�de�regulación,�ya�que�el�campo�característico�entrega�un�control�previo exacto.
El�sistema�funciona�con�dos�reguladores�distintos�en�el�lado�de�control�(regulación�de�varias magnitudes).�Tanto�la�válvula�de�mariposa�como�la�válvula�de�recirculación�de�gases�de�escape�se pueden�controlar�en�paralelo�en�función�de�las�magnitudes�de�campo�característico�determinadas. Las�ventajas�del�control�en�paralelo�por�medio�de�dos�reguladores�distintos�son: •
Se�evita�el�estrangulamiento�excesivo�del�aire�de�aspiración,�lo�que,�incrementa�el�rendimiento
•
La�transición�entre�el�funcionamiento�por�estrangulamiento�durante�la�regeneración�del�filtro de�partículas�y�el�funcionamiento�con�recirculación�de�los�gases�de�escape�(AGR)�se�puede armonizar�perfectamente
•
Las�magnitudes�de�interferencia,�p.�ej.,�la�presencia�de�sedimentos�en�el�refrigerador�de recirculación�de�los�gases�de�escape,�se�pueden�ajustar�gracias�a�la�regulación�de�varias magnitudes.
La�masa�de�los�gases�de�escape�reciclados�se�puede�determinar�con�gran�exactitud�por�medio de�un�sensor�de�temperatura�de�los�gases�de�escape,�situado�a�continuación�del�refrigerador�de recirculación�de�los�gases�de�escape,�y�del�sensor�de�presión�de�gases�de�escape,�situado�en�el colector�de�escape.�Este�aspecto�resulta�especialmente�importante�durante�la�fase�de�funcionamiento con�mezcla�rica,�ya�que�exige�una�armonización�muy�precisa�entre�la�masa�de�aire�exterior�y�la�masa�de gases�de�escape�reciclados.
6.2.4.�Tratamiento�posterior�de�los�gases�de�escape La�tabla�siguiente�proporciona�una�sinopsis�de�los�diversos�valores�límite�de�los�gases�de�escape�para los�motores�diésel. Legislación
Introducción
CO�g/km
HC+NOx g/km
NOx�g/km
PM�g/km
EURO�1
07/92
2,72
0,97
-
0,14
EURO�2
01/96
1
0,7
-
0,08
EURO�3
01/00
0,64
0,56
0,5
0,05
EURO�4
01/05
0,5
0,3
0,25
0,025
EURO�5
09/09
0,5
0,23
0,18
0,005
EURO�6
09/14
0,5
0,17
0,08
0,005
En�su�variante�básica,�los�motores�se�suministran�conforme�a�la�normativa�sobre�emisiones�de�gases de�escape�EURO�6.�En�función�del�mercado,�también�puede�estar�disponible�un�equipamiento opcional�(SA�161)�conforme�a�la�normativa�sobre�emisiones�de�gases�de�escape�EURO�5.�El�gráfico siguiente�proporciona�una�visión�general�acerca�del�sistema�de�escape�en�el�MINI�F56�con�la normativa�sobre�emisiones�de�gases�de�escape�EURO�6.
132
Motor�B37/B47. 6.�Sis.�aire�asp.�y�gases�de�escape.
Sinopsis�del�sistema�de�escape�del�MINI�F56
Índice
Explicación
1
Catalizador�cercano�al�motor
2
Filtro�de�partículas�diésel
3
Elemento�de�desacoplamiento
4
Abrazadera�de�conexión
5
Catalizador�de�bloqueo�de�H2S
6
Silenciador�final
El�sistema�de�escape�se�caracteriza�sobre�todo�por�su�estructura�sencilla.�El�tratamiento�posterior de�los�gases�de�escape�se�ve�favorecido�por�las�medidas�adoptadas�en�el�interior�del�motor,�p.�ej.,�el aumento�de�las�presiones�de�inyección�de�combustible�hasta�2000 bar�y�el�uso�de�un�nuevo�inyector de�válvula�electromagnética.
133
Motor�B37/B47. 6.�Sis.�aire�asp.�y�gases�de�escape.
Carcasa�del�tratamiento�posterior�de�los�gases�de�escape�del�motor�Bx7
Índice
Explicación
1
Sensor�de�presión�diferencial
2
Sensor�de�temperatura�de�los�gases�de�escape�previo�al�catalizador
3
Sonda�lambda�de�banda�ancha�previa�al�catalizador�(LSU�5.1)
4a
Catalizador�de�oxidación,�variante�EURO�5
4b
Catalizador�de�acumulador�de�NOx,�variante�EURO�6
5
Sensor�de�temperatura�de�los�gases�de�escape�posterior�al�catalizador�(solo para�variante�EURO�6)
6
Filtro�de�partículas�diésel
7
Sonda�lambda�de�banda�ancha�posterior�al�filtro�de�partículas�diésel�(LSU�5.1/ solo�para�variante�EURO�6)
Para�poder�cumplir�las�emisiones�de�partículas�exigidas�por�la�legislación�sobre�la�emisión�de�gases�de escape�EURO�5�y�EURO�6,�todos�los�motores�Bx7�disponen�de�un�filtro�de�partículas�diésel�DPF. El�sistema�de�tratamiento�posterior�de�los�gases�de�escape�ofrece�las�ventajas�siguientes: 134
Motor�B37/B47. 6.�Sis.�aire�asp.�y�gases�de�escape. •
sistema�de�escasa�complejidad
•
disponibilidad�casi�inmediata�del�sistema�tras�el�arranque�del�motor
•
valor�reducido�de�la�contrapresión�de�los�gases�de�escape.
Versión�EURO�5 Los�motores�de�la�versión�EURO�5�cuentan�con�un�filtro�de�partículas�diésel�y�un�catalizador�de oxidación.�Estos�dos�componentes�comparten�una�carcasa�común.�La�carcasa�se�reparte�de�la�manera siguiente: •
Un�volumen�de�2 l�para�el�catalizador�de�oxidación
•
Un�volumen�de�4 l�para�el�filtro�de�partículas�diésel.
La�versión�EURO�5�dispone�de�los�sensores�siguientes: •
Sonda�lambda�de�banda�ancha�previa�al�catalizador
•
Sensor�de�temperatura�de�los�gases�de�escape�previo�al�catalizador
•
Sensor�de�presión�diferencial.
Versión�EURO�6 Los�óxidos�de�nitrógeno�(NOx)�generados�durante�la�combustión�representan�un�gran�desafío.�Hasta la�fecha,�BMW�emplea�dos�sistemas�distintos�para�reducir�los�óxidos�de�nitrógeno�(NOx)�durante�el tratamiento�posterior�de�los�gases�de�escape: •
Selective�Catalytic�Reduction�SCR
•
Catalizador�de�acumulador�de�óxido�de�nitrógeno.
Las�versiones�EURO�6�también�cuentan�con�un�filtro�de�partículas�diésel.�El�catalizador�de�oxidación, sin�embargo,�se�sustituye�por�un�catalizador�de�acumulador�de�óxido�de�nitrógeno.�La�carcasa�se reparte�de�la�manera�siguiente: •
Un�volumen�de�2 l�para�el�catalizador�de�acumulador�de�óxido�de�nitrógeno
•
Un�volumen�de�4 l�para�el�filtro�de�partículas�diésel.
La�versión�EURO�6�dispone�de�los�sensores�siguientes: •
Sonda�lambda�de�banda�ancha�previa�al�catalizador
•
Sensor�de�temperatura�de�los�gases�de�escape�previo�al�catalizador
•
Sensor�de�temperatura�de�los�gases�de�escape�posterior�al�catalizador
•
Sonda�lambda�de�banda�ancha�posterior�al�filtro�de�partículas�diésel
•
Sensor�de�presión�diferencial.
135
Motor�B37/B47. 6.�Sis.�aire�asp.�y�gases�de�escape. Modo�de�funcionamiento�del�catalizador�de�acumulador�de�óxido�de�nitrógeno
Carga�del�catalizador�de�acumulador�de�NOx
Índice
Explicación
A
Gases�reductores
B
Gases�de�reacción
C
Gases�de�oxidación
H2
Hidrógeno
CO
Monóxido�de�carbono
HC
Hidrocarburos
136
Motor�B37/B47. 6.�Sis.�aire�asp.�y�gases�de�escape. Índice
Explicación
N2
Nitrógeno
H2O
Dihidruro�de�oxígeno�(agua)
CO2
Dióxido�de�carbono
NO
Monóxido�de�nitrógeno
NOx
Dióxido�de�nitrógeno
O2
Oxígeno
Los�óxidos�de�nitrógeno�(NOx)�que�se�generan�durante�el�funcionamiento�con�mezcla�pobre�se depositan�en�el�catalizador�de�acumulador�de�óxido�de�nitrógeno.�El�catalizador�de�acumulador�de óxido�de�nitrógeno�también�hace�las�veces�de�catalizador�de�oxidación.�Además�de�los�óxidos�de nitrógeno�(NOx),�la�combustión�también�genera�una�pequeña�proporción�de�monóxido�de�nitrógeno (NO).�Antes�de�su�almacenamiento�en�el�catalizador�de�acumulador,�este�monóxido�de�nitrógeno�se debe�oxidar�para�dar�lugar�a�óxido�de�nitrógeno�(NOx). Unas�fases�de�mezcla�rica�(lambda�<�1)�activadas�periódicamente�posibilitan�una�combustión�con mezcla�rica�que�genera�unos�gases,�conocidos�como�gases�reductores,�que�sirven�para�expulsar�los óxidos�de�nitrógeno�(NOx)�del�catalizador�de�acumulador.�Los�gases�siguientes�actúan�como�gases reductores: •
Hidrógeno�(H2)
•
Monóxido�de�carbono�(CO)
•
Hidrocarburo�(HC).
Los�óxidos�de�nitrógeno�(NOx)�almacenados�reaccionan�con�los�gases�reductores�y�dan�lugar�a: •
Nitrógeno�(N2)
•
Agua�(H2O)
•
Dióxido�de�carbono�(CO2).
En�una�representación�simplificada,�la�explicación�del�sistema�se�puede�resumir�de�la�manera siguiente: •
Los�gases�de�oxidación�son�gases�enriquecidos�con�oxígeno�que�reaccionan�al�recibir una�aportación�de�energía.�Cuanto�mayor�enriquecimiento�de�oxígeno�se�consigue�con�la oxidación,�tanto�más�reactivo�resulta�el�enlace.
•
Los�gases�reductores�son�compuestos�pobres�en�oxígeno.�Al�recibir�una�aportación�de energía,�reaccionan�y�generan�nuevos�compuestos.
•
Si�se�suministra�suficiente�energía,�algunos�compuestos�entregan�oxígeno�y�otros�lo absorben.�Los�compuestos�reaccionan�entre�sí�y�dan�lugar�a�lo�que�se�conoce�como�gases�de reacción.
El�catalizador�de�acumulador�de�óxido�de�nitrógeno�obtiene�la�energía�necesaria�para�provocar�la reacción�de�los�compuestos�de�la�temperatura�de�gases�de�escape�durante�el�funcionamiento�del motor.�La�zona�de�trabajo�típica�del�catalizador�de�acumulador�de�óxido�de�nitrógeno�se�encuentra entre�150 °C�y�500 °C. 137
Motor�B37/B47. 6.�Sis.�aire�asp.�y�gases�de�escape. Fases�de�funcionamiento�del�catalizador�de�acumulador�de�óxido�de�nitrógeno El�sistema�funciona�periódicamente�con�mezcla�rica�o�con�mezcla�pobre.�Estas�dos�fases�de funcionamiento�tienen�las�funciones�siguientes: •
El�funcionamiento�con�mezcla�pobre�permite�almacenar�los�óxidos�de�nitrógeno�(NOx)
•
El�funcionamiento�con�mezcla�rica�permite�expulsar�los�óxidos�de�nitrógeno�(NOx) almacenados.
El�funcionamiento�con�mezcla�rica�(lambda�<�1),�necesario�para�la�regeneración�periódica�del�sistema (fase�de�eliminación�de�NOx),�supone�un�verdadero�reto�para�el�uso�del�catalizador�de�acumulador de�óxido�de�nitrógeno�en�motores�diésel.�El�funcionamiento�con�mezcla�rica�se�activa�a�través�de�las medidas�siguientes: •
La�válvula�de�mariposa�estrangula�la�masa�de�aire�exterior
•
La�válvula�de�recirculación�de�gases�de�escape�incrementa�el�índice�de�gases�de�escape recirculados
•
El�inyector�aumenta�el�caudal�de�postinyección.
La�regulación�de�los�índices�de�gases�de�escape�recirculados�durante�el�funcionamiento�con�mezcla rica�está�sometida�a�unas�exigencias�de�calidad�muy�estrictas;�para�poder�hacer�frente�a�estas es�preciso�añadir�un�sensor�adicional�de�temperatura�de�los�gases�de�escape�a�continuación�del refrigerador�de�recirculación�de�los�gases�de�escape.�La�regulación�durante�el�funcionamiento�con mezcla�rica�se�efectúa�a�través�de�la�reducción�de�las�masas�de�aire�exterior�por�medio�de�la�válvula de�mariposa�y�del�aumento�del�índice�de�gases�de�escape�recirculados�por�medio�de�la�válvula�de recirculación�de�gases�de�escape. La�conmutación�periódica�entre�las�fases�de�mezcla�rica�activadas�cíclicamente�y�el�funcionamiento con�mezcla�pobre�no�resulta�perceptible�acústicamente�y�tiene�un�efecto�neutro�sobre�el�par.�Gracias a�la�ingeniosa�determinación�de�los�impulsos�de�enriquecimiento�de�la�mezcla�y�a�la�regulación simultánea�por�medio�de�la�válvula�de�mariposa�y�de�la�válvula�de�recirculación�de�gases�de�escape, el�consumo�de�combustible�queda�prácticamente�compensado�en�comparación�con�el�sistema�de tratamiento�posterior�de�los�gases�de�escape�sin�catalizador�de�acumulador�de�óxido�de�nitrógeno. Para�poder�expulsar�satisfactoriamente�los�óxidos�de�nitrógeno�(fase�de�eliminación�de�NOx)�es preciso�cumplir�con�exactitud�los�valores�del�índice�de�gases�de�escape�recirculados�y�de�la�masa�de aire�exterior.�Un�regulador�de�lambda�integrado�en�el�sistema�electrónico�digital�diésel�(DDE)�garantiza el�cumplimiento�de�esta�condición.�El�margen�de�funcionamiento�con�mezcla�rica�abarca�una�gama�de revoluciones�comprendida�entre�900�r.p.m.�y�3000�r.p.m.,�de�uso�muy�frecuente�en�el�motor�diésel,�y un�margen�de�par�que�prácticamente�llega�a�la�plena�carga. Límite�de�carga�del�catalizador�de�acumulador�de�óxido�de�nitrógeno El�límite�de�carga�del�catalizador�de�acumulador�de�óxido�de�nitrógeno�se�determina�por�medio�de�un modelo�de�cálculo�memorizado�en�el�sistema�electrónico�digital�diésel�(DDE).
138
Motor�B37/B47. 6.�Sis.�aire�asp.�y�gases�de�escape. Expulsión�de�los�óxidos�de�nitrógeno�(NOx)
Inicio�de�la�expulsión�de�los�óxidos�de�nitrógeno�(NOx)
Índice
Explicación
A
Gases�reductores
B
Gases�de�reacción
C
Gases�de�oxidación
H2
Hidrógeno
CO
Monóxido�de�carbono 139
Motor�B37/B47. 6.�Sis.�aire�asp.�y�gases�de�escape. Índice
Explicación
HC
Hidrocarburos
N2
Nitrógeno
H2O
Dihidruro�de�oxígeno�(agua)
CO2
Dióxido�de�carbono
NO
Monóxido�de�nitrógeno
NOx
Óxido�de�nitrógeno
O2
Oxígeno
t
Eje�de�tiempo
1
Valor�lambda�(relación�de�aire)
2
Señal�de�la�sonda�lambda�de�banda�ancha�previa�al�catalizador
3
Señal�de�la�sonda�lambda�de�banda�ancha�posterior�al�filtro�de�partículas�diésel
La�expulsión�de�los�óxidos�de�nitrógeno�(NOx)�se�compone�de�las�dos�fases�siguientes: 1
Inicio�de�la�expulsión
2
Fin�de�la�expulsión.
1
Inicio�de�la�fase�de�expulsión: Durante�la�expulsión,�el�funcionamiento�del�motor�con�mezcla�rica�da�lugar�a�gases�reductores que�reaccionan�con�los�óxidos�de�nitrógeno�(NOx)�almacenados.�Los�gases�reductores,�pobres en�oxígeno,�son�registrados�por�la�sonda�lambda�de�banda�ancha�previa�al�catalizador.�El�valor lambda�de�la�relación�de�aire�pasa�a�ser�<�1.�En�el�catalizador�de�acumulador�de�óxido�de nitrógeno�se�generan�los�gases�de�reacción.�La�sonda�lambda�de�banda�ancha�posterior�al�filtro de�partículas�diésel�detecta�una�relación�de�aire�de�carácter�estequiométrico�con�lambda�igual�a 1.�El�sistema�electrónico�digital�diésel�(DDE)�detecta�el�inicio�de�la�fase�de�expulsión.
2
Final�de�la�fase�de�expulsión. Las�reacciones�de�los�compuestos�finalizan�en�cuanto�deja�de�haber�disponibilidad�de�gases enriquecidos�con�oxígeno.�Los�gases�reductores�pasan�a�través�del�sistema�sin�sufrir�ninguna alteración.�La�segunda�sonda�lambda�de�banda�ancha,�situada�tras�el�filtro�de�partículas�diésel, registra�ahora�el�funcionamiento�del�motor�con�mezcla�rica�(se�hace�patente�la�riqueza�de�la mezcla).�El�valor�lambda�de�la�relación�de�aire�pasa�a�ser�<�1.�El�sistema�electrónico�digital�diésel da�por�terminada�la�expulsión.
140
Motor�B37/B47. 6.�Sis.�aire�asp.�y�gases�de�escape.
Finalización�de�la�expulsión�del�catalizador�de�acumulador�de�óxido�de�nitrógeno
Índice
Explicación
A
Gases�reductores
B
Gases�de�reacción
C
Gases�de�oxidación
H2
Hidrógeno
CO
Monóxido�de�carbono
HC
Hidrocarburos 141
Motor�B37/B47. 6.�Sis.�aire�asp.�y�gases�de�escape. Índice
Explicación
N2
Nitrógeno
H2O
Dihidruro�de�oxígeno�(agua)
CO2
Dióxido�de�carbono
NO
Monóxido�de�nitrógeno
NOx
Dióxido�de�nitrógeno
O2
Oxígeno
t
Eje�de�tiempo
1
Valor�lambda�(relación�de�aire)
2
Señal�de�la�sonda�lambda�de�banda�ancha�previa�al�catalizador
3
Señal�de�la�sonda�lambda�de�banda�ancha�posterior�al�filtro�de�partículas�diésel
4
Área�entre�las�señales�de�lambda
El�área�comprendida�entre�ambas�señales�de�lambda�permite�deducir�el�rendimiento�del�catalizador de�acumulador�de�óxido�de�nitrógeno.�Si�la�capacidad�de�absorción�del�catalizador�de�acumulador�de óxido�de�nitrógeno�es�elevada,�el�tiempo�transcurrido�durante�la�expulsión�hasta�que�la�sonda�lambda de�banda�ancha�registra�el�funcionamiento�del�motor�con�mezcla�rica�es�más�prolongado.�A�medida que�su�capacidad�de�absorción�disminuye,�el�tiempo�que�la�sonda�lambda�de�banda�ancha�posterior�al filtro�de�partículas�diésel�necesita�para�detectar�el�funcionamiento�del�motor�con�mezcla�rica�aumenta. Por�lo�tanto,�el�área�se�puede�interpretar�de�la�manera�siguiente: •
un�área�grande�significa�gran�capacidad�de�absorción
•
un�área�pequeña�significa�poca�capacidad�de�absorción.
Durante�el�ciclo�de�marcha�europeo�NEFZ,�un�sistema�de�catalizador�de�acumulador�de�óxido�de nitrógeno�con�la�capacidad�de�absorción�en�buen�estado�necesita�aproximadamente�tres�fases�de mezcla�rica.�La�duración�máxima�de�una�fase�de�mezcla�rica�es�de�unos�diez�segundos. Desulfuración�del�catalizador�de�acumulador�de�óxido�de�nitrógeno A�medida�que�el�vehículo�acumula�tiempo�de�funcionamiento,�el�azufre�presente�en�el�gasóleo�provoca el�envenenamiento�por�azufre�del�catalizador�de�acumulador�de�óxido�de�nitrógeno.�El�azufre�se deposita�en�el�catalizador�de�acumulador�de�óxido�de�nitrógeno�en�forma�de�sulfato�de�bario�y�resulta imposible�eliminarlo�a�las�temperaturas�que�habitualmente�alcanzan�los�gases�de�escape�durante�el funcionamiento�normal�de�cliente.�El�azufre�solo�se�puede�evacuar�a�partir�de�una�temperatura�del componente�de�580 °C.�Dado�que�una�merma�considerable�del�rendimiento�solo�se�podría�percibir después�de�recorrer�varios�miles�de�kilómetros,�basta�con�combinar�la�regeneración�periódica�del�filtro de�partículas�con�una�desulfuración.�En�este�caso,�la�duración�del�impulso�de�mezcla�rica�se�ajusta de�tal�modo�que�la�evacuación�del�azufre�no�genere�sulfuros�de�hidrógeno�H2S,�molestos�por�su�olor desagradable,�y�que�la�temperatura�de�gases�de�escape�en�el�componente�durante�o�después�de�la fase�de�mezcla�rica�no�provoque�daños�ni�su�envejecimiento�térmico. Para�lograr�estos�objetivos,�el�sistema�electrónico�digital�diésel�(DDE)�tiene�implementado,�por�una parte,�un�modelo�de�carga�y�descarga�de�azufre�y,�por�otra�parte,�un�modelo�de�predicción�de�la temperatura.�Una�temperatura�de�desulfuración�relativamente�baja�gracias�a�las�tecnologías�actuales
142
Motor�B37/B47. 6.�Sis.�aire�asp.�y�gases�de�escape. de�recubrimiento�y�el�perfeccionamiento�del�software�del�motor�han�posibilitado�una�mejora�notable del�envejecimiento�del�catalizador�de�acumulador�de�óxido�de�nitrógeno�y,�en�consecuencia,�el aseguramiento�de�su�funcionamiento�a�lo�largo�de�toda�la�vida�útil�del�vehículo. Regeneración�del�filtro�de�partículas�diésel La�capacidad�de�carga�del�filtro�de�partículas�diésel�para�almacenar�hollín�tiene�un�límite,�por�lo�que�se debe�regenerar�de�manera�periódica.�Esta�es�la�razón�por�la�que�el�sistema�electrónico�digital�diésel (DDE)�determina�el�nivel�de�carga�del�filtro�de�partículas�diésel.�El�procedimiento�de�regeneración comienza�a�partir�de�un�cierto�límite�de�carga�de�hollín. El�inicio�de�la�regeneración�depende�de�los�parámetros�siguientes: •
Presión�diferencial�en�el�filtro�de�partículas�diésel
•
Perfil�de�conducción�desde�la�última�regeneración.
Para�poder�oxidar�el�hollín�acumulado�en�el�interior�del�filtro�de�partículas�diésel,�la�temperatura�de los�gases�de�escape�se�debe�elevar�hasta�un�valor�de�580 °C.�El�sistema�electrónico�digital�diésel (DDE)�contiene�medidas�de�tipo�térmico�para�poder�aumentar�la�temperatura�de�los�gases�de�escape teniendo�en�cuenta�todas�las�condiciones�generales. Durante�la�regeneración�del�filtro�de�partículas�diésel�es�preciso�disponer�de�la�siguiente�información procedente�de�los�sensores: •
Señal�del�medidor�de�masa�de�aire
•
Señal�del�sensor�de�temperatura�del�motor
•
Señal�de�régimen�de�revoluciones�del�motor
•
Señal�de�la�temperatura�de�aire�de�aspiración
•
Señal�de�temperatura/presión�ambiental
•
Señal�de�la�presión�de�sobrealimentación
•
Señal�del�sensor�de�presión�diferencial�del�filtro�de�partículas�diésel
•
Señal�de�la�presión�del�combustible
•
Marcha�insertada
•
Sensor�de�temperatura�de�los�gases�de�escape�previo�al�catalizador
•
Sensor�de�temperatura�de�los�gases�de�escape�posterior�al�catalizador
•
Velocidad�de�marcha
•
Nivel�de�llenado�de�combustible.
El�filtro�de�partículas�diésel�está�equipado�con�un�sensor�de�presión�diferencial�que�supervisa permanentemente�la�diferencia�de�presión�existente.�La�carga�de�hollín�del�filtro�de�partículas�diésel se�determina�a�partir�de�la�presión�diferencial�y�del�caudal�másico�calculado�para�los�gases�de�escape. Las�magnitudes�de�entrada�necesarias�para�determinar�la�carga�de�hollín�se�obtienen�de�la�manera siguiente: •
Caudal�másico�de�los�gases�de�escape
143
Motor�B37/B47. 6.�Sis.�aire�asp.�y�gases�de�escape. Calculado�a�partir�del�caudal�másico�de�aire�medido,�del�índice�de�gases�de�escape recirculados�y�del�caudal�de�inyección�de�combustible •
Temperatura�de�gases�de�escape�previa�al�filtro�de�partículas�diésel
•
Presión�interior�absoluta�en�el�filtro�de�partículas�diésel Calculada�a�partir�del�modelo�de�pérdidas�de�presión�en�el�sistema�de�escape�y�de�las�señales del�sensor�de�presión�ambiental�y�del�sensor�de�presión�diferencial.
144
Motor�B37/B47. 7.�Alimentación�de�depresión. Junto�con�el�sistema�eléctrico,�el�sistema�de�depresión�es�otro�sistema�destinado�a�activar�diferentes componentes.�En�este,�una�bomba�de�vacío�genera�la�depresión�y�la�pone�a�disposición�del�sistema.
7.1.�Vista�general�del�sistema
Representación�esquemática�de�la�alimentación�de�depresión�del�motor�Bx7
Índice
Explicación
A
Motor�diésel�de�3�cilindros�sin�medidas�optimizadas�en�cuanto�al�CO2
B
Motor�diésel�de�3�cilindros�con�medidas�optimizadas�en�cuanto�al�CO2
C
Motor�diésel�de�4�cilindros�con�soporte�de�motor�conmutable
1
Válvula�de�conmutación�eléctrica�para�la�trampilla�de�bypass�situada�en�el refrigerador�de�recirculación�de�los�gases�de�escape
2
Cápsula�de�depresión�para�la�trampilla�de�bypass�situada�en�el�refrigerador�de recirculación�de�los�gases�de�escape
3
Servofreno
4
Bomba�de�depresión
5
Válvula�de�retención
6
Válvula�de�conmutación�eléctrica�para�la�bomba�de�líquido�refrigerante conmutable�(medida�optimizada�en�cuanto�al�CO2)
7
Cápsula�de�depresión�para�bomba�de�líquido�refrigerante�conmutable�(medida optimizada�en�cuanto�al�CO2)
8
Válvula�de�conmutación�eléctrica�para�soporte�de�motor�conmutable
9
Cápsula�de�depresión�para�soporte�de�motor�conmutable 145
Motor�B37/B47. 7.�Alimentación�de�depresión. 7.1.1.�Función La�excitación�de�los�componentes�se�realiza�aplicando�depresión�a�una�cápsula�de�depresión.�La cápsula�de�depresión�convierte�la�depresión�en�movimiento. Para�conmutar�la�depresión�en�la�cápsula�de�depresión�se�utilizan�válvulas�de�conmutación�eléctrica. Estas�se�excitan�eléctricamente.�Una�válvula�de�retención�evita�que,�mientras�el�motor�está�parado,�la depresión�escape�a�través�de�la�bomba�de�vacío.
7.1.2.�Bomba�de�depresión
Lugar�de�montaje�de�la�bomba�de�vacío
146
Motor�B37/B47. 7.�Alimentación�de�depresión. Índice
Explicación
A
Depresión,�volumen�principal
B
Depresión,�volumen�auxiliar
1
Tubería�de�depresión�para�el�volumen�auxiliar
2
Cárter�del�cigüeñal
3
Bomba�de�aceite�y�bomba�de�vacío
4
Válvula�de�retención
5
Tubería�de�depresión�para�el�volumen�principal�con�válvula�de�retención (servofreno)
La�bomba�de�vacío�de�los�motores�Bx7�y�la�bomba�de�aceite�comparten�una�misma�carcasa. El�canal�de�depresión�discurre�a�través�de�la�carcasa�de�la�bomba�de�aceite�y�del�cárter�del�cigüeñal. A�la�salida�del�cárter�del�cigüeñal�se�encuentra�la�tubería�de�depresión�principal.�El�servofreno�y�los demás�consumidores�están�conectados�a�ella.�La�válvula�de�retención�está�instalada�directamente�en esta�conexión.
Bomba�de�vacío�del�motor�Bx7
Índice
Explicación
1
Canal�de�depresión
2
Válvulas�de�escape�de�la�bomba�de�vacío
3
Rotor�de�acero
4
Aleta�de�plástico 147
Motor�B37/B47. 7.�Alimentación�de�depresión. Se�trata�de�un�compresor�de�celdas�de�alas�con�un�rotor�de�acero�y�una�aleta�de�plástico.�Es accionado,�conjuntamente�con�la�bomba�de�aceite,�por�el�cigüeñal�a�través�de�una�cadena. La�bomba�de�vacío�tiene�una�capacidad�de�evacuación�de�500 mbar�de�depresión�(absolutos)�en menos�de�5�s.
7.1.3.�Válvula�de�conmutación�electrónica Para�el�control�de�la�trampilla�de�bypass�del�refrigerador�de�recirculación�de�los�gases�de�escape�y de�la�bomba�de�líquido�refrigerante�conmutable�o�del�soporte�de�motor�conmutable�se�usan�válvulas de�conmutación�eléctrica.�La�válvula�de�conmutación�eléctrica�aplica�la�depresión�a�la�cápsula�de depresión�o�bien�la�bloquea.�Así�pues,�no�se�trata�de�una�regulación�de�tipo�continuo,�sino�de�un control�"blanco/negro".
148
Motor�B37/B47. 8.�Sistema�de�combustible. 8.1.�Gasóleo Una�particularidad�de�los�motores�diésel�radica�en�que�los�componentes�del�sistema�de�combustible se�lubrican�con�gasóleo.�Debido�a�las�presiones�de�inyección�de�combustible,�cada�vez�mayores,�y a�los�tolerancias�asociadas�de�los�componentes,�la�importancia�de�la�lubricación�y,�por�tanto,�de�la calidad�del�gasóleo�no�deja�de�crecer.
Por�ello,�se�debe�tener�en�cuenta�que�el�vehículo�debe�utilizar�exclusivamente�combustibles autorizados,�es�decir,�normalizados.�El�conjunto�del�sistema�de�combustible�está�diseñado�para funcionar�con�combustibles�autorizados�y�puede�resultar�dañado�en�caso�de�utilizar�combustibles�no autorizados. A�bajas�temperaturas�se�pueden�formar�cristales�de�parafina�en�el�gasóleo�y�provocar�la�obstrucción (por�precipitación)�del�filtro�de�combustible.�Para�evitarlo,�los�gasóleos�están�especialmente�tratados para�el�invierno�y�enriquecidos�con�aditivos�fluidificadores.�P.�ej.,�en�Alemania�el�"gasóleo�de�invierno" es�resistente�a�bajas�temperaturas�de�hasta�-22 °C.
En�los�motores�actuales�ya�no�se�permite�añadir�gasolina,�ya�que�podrían�sufrir�daños.�La�gasolina tiene�una�cifra�de�cetano�inferior,�por�lo�que�la�inflamabilidad�se�reduce�drásticamente.�Las�deficiente propiedades�lubricantes�de�la�gasolina�provocan�daños�en�la�bomba�de�alta�presión�y�en�los inyectores.
8.2.�Alimentación�de�combustible El�sistema�de�combustible�está�formado�por�la�alimentación�de�combustible�y�la�preparación�de la�mezcla.�La�alimentación�de�combustible�se�compone�del�depósito�de�combustible�con�todas sus�piezas�montadas,�las�tuberías�de�combustible�hasta�el�compartimiento�del�motor�y�el�filtro�de combustible�con�la�calefacción�del�filtro�de�combustible. Las�tuberías�del�filtro�de�combustible�situadas�en�el�compartimento�del�motor�y�todas�las�piezas�del sistema�de�combustible�presentes�en�el�motor�forman�parte�del�sistema�de�preparación�de�la�mezcla. La�alimentación�de�combustible�se�describe�en�la�correspondiente�información�del�producto�de�los modelos�(F56).
149
Motor�B37/B47. 8.�Sistema�de�combustible.
Esquema�del�sistema�de�combustible�del�motor�B37�en�el�F56
150
Motor�B37/B47. 8.�Sistema�de�combustible. Índice
Explicación
A
Tratamiento�del�carburante
B
Alimentación�de�combustible
1
electrónica�digital�diésel�DDE
2
Mando�de�la�bomba�de�combustible
3
Bomba�eléctrica�de�combustible�(motor�trifásico)
4
Tubo�de�llenado�de�combustible
5
Desbloqueo�de�emergencia�del�tapón�del�depósito�de�combustible
6
Depósito�de�combustible
7
Calefacción�del�filtro�de�combustible
8
Filtro�de�combustible
9
Sensor�de�presión�Rail�(sensor�de�alta�presión�del�combustible)
10
Válvula�reguladora�de�presión�Rail
11
Sensor�combinado�de�temperatura�y�presión�del�combustible�(sensor�de�baja presión�del�combustible)
12
Válvula�reguladora�de�caudal
13
Cable�de�excitación�de�la�válvula�reguladora�de�caudal�(señal�modulada�en amplitud�de�impulsos)
14
Cable�del�sensor�de�presión�Rail�(sensor�de�alta�presión�del�combustible)
15
Cable�de�excitación�de�la�válvula�reguladora�de�presión�Rail�(señal�modulada�en amplitud�de�impulsos)
16
Cable�del�sensor�del�sensor�combinado�de�temperatura�y�presión�del combustible�(sensor�de�depresión�de�carburante)
17
Cable�de�excitación�de�la�calefacción�del�filtro�de�combustible�(señal�modulada en�amplitud�de�impulsos)
18
Línea�de�datos�hacia�el�control�de�la�bomba�de�combustible�(señal�modulada en�amplitud�de�impulsos)
19
Cables�de�excitación�de�la�bomba�eléctrica�de�combustible�(cable�de�tres�fases U,�V�y�W�hacia�el�motor�trifásico)
8.2.1.�Mando�de�la�bomba�de�combustible Los�nuevos�motores�diésel�no�emplean�la�unidad�de�mando�EKPS�(control�electrónico�de�la bomba�de�combustible)�utilizada�hasta�ahora,�sino�que�cuentan�con�su�propio�control�de�la�bomba de�combustible.�No�se�trata�de�una�unidad�de�mando�diagnosticable.�El�control�de�la�bomba�de combustible�está�situado�debajo�de�la�banqueta�del�asiento�trasero.�El�cometido�del�control�de la�bomba�de�combustible�consiste�en�procesar�la�información�necesaria�sobre�la�presión�del combustible,�obtenida�del�sistema�electrónico�digital�diésel�(DDE),�y�basarse�en�estos�datos�para excitar�la�bomba�eléctrica�de�combustible�en�función�de�las�necesidades�con�una�tensión�alterna trifásica.
151
Motor�B37/B47. 8.�Sistema�de�combustible. 8.2.2.�Bomba�de�combustible El�control�de�la�bomba�eléctrica�de�combustible�se�lleva�a�cabo�en�función�de�las�necesidades.�Este cálculo�de�la�demanda�tiene�lugar�en�el�sistema�electrónico�digital�diésel�(DDE).�La�solicitud�de baja�presión�de�combustible�se�envía�al�control�de�la�bomba�de�combustible�a�través�de�una�señal modulada�en�amplitud�de�impulsos�(PWM).�El�control�de�la�bomba�de�combustible�procesa�la�señal modulada�en�amplitud�de�impulsos�y,�por�medio�de�un�convertidor,�genera�una�tensión�alterna�trifásica (U,�V�y�W)�para�controlar�el�motor�trifásico�de�la�bomba�eléctrica�de�combustible�en�función�de�las necesidades.�El�sistema�electrónico�digital�diésel�(DDE)�recibe�a�través�del�sensor�combinado�de temperatura�y�presión�de�combustible�la�confirmación�del�valor�de�la�baja�presión�de�combustible realmente�disponible. La�tabla�siguiente�proporciona�información�sobre�los�datos�técnicos�de�la�bomba�eléctrica�de combustible. Bomba�de�combustible
Datos�técnicos
Gama�de�revoluciones
1000�–�2800�r.p.m.
Zona�de�presión
2,5�-�6,0 bar
Margen�de�tensión�de�funcionamiento
12 V
Tipo�de�tensión
Tensión�alterna
Presión�de�funcionamiento�mínima�a�1000 r.p.m.
2,5 bar
Presión�de�funcionamiento�máxima�a�2800�1 r.p.m.
5,3 bar
Caudal�de�alimentación�a�1000�r.p.m.�y�2,5 bar
40 l/60�minutos
Caudal�de�alimentación�a�2800�r.p.m.�y�5,3 bar
210 l/60�minutos
Demanda�de�potencia�a�1000�r.p.m.�y�5,3 bar
85 W
Demanda�de�potencia�a�2800�r.p.m.�y�5,3 bar
120 W
Si�se�funciona�en�seco�durante�un�tiempo�demasiado�prolongado�(>�1�minuto),�la�bomba�eléctrica de�combustible�EKP�se�calienta�excesivamente.�¡Existe�el�peligro�de�que�el�componente�sufra�algún defecto�
8.2.3.�Filtro�de�combustible El�filtro�de�combustible�tiene�la�tarea�de�proteger�el�sistema�de�combustible�contra�la�posible presencia�de�suciedad.�Tanto�la�bomba�de�alta�presión�como�los�inyectores�son�componentes muy�sensibles�y�podrían�sufrir�desperfectos�ante�la�presencia�de�las�partículas�de�suciedad�más minúsculas.�El�combustible�bombeado�al�motor�siempre�pasa�por�el�filtro�de�combustible.�La�suciedad queda�atrapada�en�un�material�parecido�al�papel.�Deben�respetarse�ciertos�intervalos�de�cambio�del filtro�de�combustible.
152
Motor�B37/B47. 8.�Sistema�de�combustible. Calefacción�del�filtro�de�combustible La�calefacción�del�filtro�de�combustible�está�encajada�en�la�carcasa�del�filtro�de�combustible�y�fijada con�una�grapa�de�seguridad.�El�combustible�fluye�al�filtro�de�combustible�a�través�de�la�calefacción�del filtro�de�combustible. La�calefacción�del�filtro�de�combustible�se�conecta�cuando�la�temperatura�es�inferior�a�un�valor determinado�y�cuando�un�elevado�consumo�de�energía�de�la�bomba�eléctrica�de�combustible�permite deducir�la�presencia�de�una�obstrucción�(por�precipitación)�en�el�filtro�de�combustible.�El�límite�de temperatura�para�su�conexión�está�situado�a�0 °C. En�caso�de�funcionamiento�con�"gasóleo�de�invierno",�dado�que�este�permanece�fluido�incluso�a�bajas temperaturas,�la�calefacción�del�filtro�de�combustible�no�se�suele�activar.
8.3.�Tratamiento�del�carburante La�preparación�de�mezcla�ha�variado�respecto�a�los�motores�N47D20U1�y�N47D20O1�a�fin�de adaptarse�a�las�exigencias�de�la�legislación�sobre�emisiones.�Concretamente,�la�presión�máxima de�inyección�de�combustible�se�ha�aumentado�de�1800 bar�a�2000 bar.�Además,�en�el�caso�de los�motores�de�3�cilindros�se�han�contemplado�algunas�particularidades�específicas�en�el�sistema hidráulico�y�en�la�geometría.
153
Motor�B37/B47. 8.�Sistema�de�combustible.
Esquema�del�sistema�de�inyección�Common�Rail�del�motor�B37
Índice
Explicación
1
Retorno�de�combustible
2
Alimentación�de�combustible
3
Sensor�de�presión�Rail
4
Rail
5
Inyectores�de�válvula�electromagnética�(CRI�2.20)
6
Válvula�reguladora�de�presión�Rail
7
Tubería�de�aceite�de�fugas
8
Accionamiento�de�la�bomba�de�alta�presión
9
Bomba�de�alta�presión�(CP�4.1)
10
Alimentación�de�combustible�hacia�la�bomba�de�alta�presión
154
Motor�B37/B47. 8.�Sistema�de�combustible. Índice
Explicación
11
Válvula�reguladora�de�caudal
12
Retorno�de�combustible�de�la�bomba�de�alta�presión
13
Tubería�de�alta�presión�entre�la�bomba�de�alta�presión�y�el�Rail
14
Sensor�combinado�de�temperatura�y�presión�del�combustible
Al�igual�que�los�anteriores�sistemas�diésel�de�BMW,�los�motores�Bx7�también�usan�un�sistema�de�2 reguladores.�La�regulación�de�la�presión�Rail�en�función�de�los�puntos�de�funcionamiento�del�motor tiene�lugar�a�través�de�la�válvula�reguladora�de�caudal�situada�en�la�bomba�de�alta�presión�y�a�través�de la�válvula�reguladora�de�presión�Rail�situada�en�el�Rail.�Ambos�reguladores�de�presión�son�excitados por�sendas�señales�moduladas�en�duración�de�impulsos.�El�reparto�de�la�regulación�entre�la�válvula reguladora�de�caudal�y�la�válvula�reguladora�de�presión�Rail�toma�en�consideración�la�temperatura del�combustible.�Cuanto�mayor�es�la�temperatura�del�combustible,�menor�es�la�participación�de�la válvula�reguladora�de�presión�Rail�en�la�regulación.�Este�método�de�regulación�presenta�las�ventajas siguientes: •
Mayor�rapidez�de�calentamiento�del�combustible�y,�por�tanto,�de�la�disolución�de�las�parafinas presentes
•
Reducción�de�la�potencia�de�accionamiento�de�la�bomba�mediante�la�alimentación�en�función de�las�necesidades�al�alcanzar�la�temperatura�de�funcionamiento�del�motor.
Se�han�introducido�las�adaptaciones�siguientes: •
modificación�de�las�tuberías�de�aceite�de�fugas
•
cambios�en�la�bomba�de�alta�presión�CP4.1
•
uso�de�los�nuevos�inyectores�de�válvula�electromagnética�CRI�2.20
•
Rail�de�forja�de�peso�optimizado�y�adaptado�a�la�presión
•
adaptación�de�las�tuberías�de�alta�presión.
8.3.1.�Reguladores�del�sistema�de�alta�presión La�tabla�siguiente�describe�el�funcionamiento�de�los�reguladores�del�sistema�de�alta�presión. Los�datos�recogidos�en�la�tabla�para�la�presión�Rail�se�refieren�siempre�al�estado�de�un�actuador. Es�decir,�una�válvula�reguladora�de�caudal�que�no�recibiera�alimentación�de�corriente�estaría completamente�abierta�y,�en�este�estado,�permitiría�que�todo�el�combustible�entrara�en�la�cámara�de alta�presión�de�la�bomba�de�alta�presión�con�el�máximo�caudal.�Teóricamente,�y�debido�a�la�falta�de regulación,�el�combustible�podría�llegar�a�superar�la�máxima�presión�Rail�admisible.�Para�evitar�esta situación,�los�sistemas�con�un�solo�regulador�cuentan�con�una�válvula�limitadora�de�presión�situada en�el�Rail�y�que�se�abre�por�medios�mecánicos�en�cuanto�la�presión�Rail�rebasa�el�margen�máximo admisible.�Dado�que�el�sistema�descrito�es�un�sistema�con�dos�reguladores,�la�presión�Rail�es�regulada por�el�segundo�actuador,�es�decir,�por�la�válvula�reguladora�de�presión�Rail.�Los�datos�de�"caudal máximo�de�alimentación�de�la�bomba"�que�figuran�en�la�tabla�no�tienen�en�cuenta�esta�regulación.
155
Motor�B37/B47. 8.�Sistema�de�combustible. Estado
Función
Presión�Rail
Arranque del�motor posible
La�válvula�reguladora�de caudal�recibe�corriente permanentemente�(ciclo de�trabajo�del�100 %)
cerrada
No�resulta posible�crear presión
0 bar
No
La�válvula�reguladora�de caudal�recibe�corriente modulada�por�amplitud de�impulso
Posición intermedia
Se�puede crear�presión
300�–�2000 bar
Sí
La�válvula�reguladora�de caudal�no�recibe�corriente
abierta
Se�puede crear�presión
Caudal�máximo de�alimentación de�la�bomba
Sí
La�válvula�reguladora de�presión�Rail recibe�corriente permanentemente�(ciclo de�trabajo�del�100 %)
cerrada
Se�puede crear�presión
Caudal�máximo de�alimentación de�la�bomba
Sí
La�válvula�reguladora de�presión�Rail�recibe corriente�modulada�por amplitud�de�impulso
Posición intermedia
Se�puede crear�presión
300�–�2000 bar
Sí
La�válvula�reguladora�de presión�Rail�no�recibe corriente
Abierto
No�resulta posible�crear presión
0 bar
No
156
Motor�B37/B47. 8.�Sistema�de�combustible. 8.3.2.�Bomba�de�alta�presión
Bomba�de�alta�presión�CP�4.1�del�motor�Bx7
Índice
Explicación
1
Apoyo�de�la�bomba�de�alta�presión
2
Conexión�de�la�tubería�de�alta�presión�al�Rail
3
Cubierta�de�plástico�de�la�culata�de�la�bomba�de�alta�presión
4
Válvula�reguladora�de�caudal
5
Alimentación�de�combustible
6
Retorno�de�combustible
Los�motores�Bx7�utilizan�la�bomba�de�alta�presión�que�se�introdujo�en�el�motor�N47,�la�CP4.1,�con�las debidas�adaptaciones�al�planteamiento�de�este�motor.�La�abreviatura�CP4.1�significa�lo�siguiente: •
C�=�Common�Rail
•
P�=�bomba�de�alta�presión
•
4�=�generación�de�bombas�más�actual
•
1�=�bomba�de�1�émbolo
•
2�=�bomba�de�2�émbolos
La�tabla�siguiente�proporciona�una�visión�general�acerca�de�los�campos�de�aplicación�de�las�distintas bombas�de�alta�presión.
157
Motor�B37/B47. 8.�Sistema�de�combustible. Motor�diésel de�3�cilindros
Motor�diésel de�4�cilindros
Motor�diésel de�6�cilindros
CP4.1
x
x
-
CP4.2
-
-
x
A�fin�de�aumentar�el�caudal�de�alimentación�de�la�bomba�de�alta�presión�CP4.1,�se�ha�introducido una�modificación�en�su�árbol�de�levas�que�afecta�a�la�carrera�y�al�perfil�de�las�levas.�Además,�la geometría�de�control�de�la�válvula�reguladora�de�caudal�ha�sido�adaptada�para�poder�facilitar�el�caudal necesario.�La�culata�de�la�bomba�se�ha�girado�180°�para�reducir�la�longitud�de�la�tubería�de�alta presión.�El�espacio�de�montaje�disponible�es�escaso,�por�lo�que,�para�facilitar�esta�operación,�se�usa�un acoplamiento�enchufable�para�la�conexión�de�baja�presión. La�bomba�de�alta�presión�se�lubrica�con�gasóleo�de�la�zona�de�baja�presión.�Los�intentos�de�arranque persistentes�debidos�a�la�falta�de�presión�del�combustible�en�la�zona�de�baja�presión�provocan�un aumento�del�desgaste�de�la�bomba�de�alta�presión.
8.3.3.�Inyector
Sinopsis�de�inyectores�con�válvula�electromagnética�de�BMW
158
Motor�B37/B47. 8.�Sistema�de�combustible. Índice
Explicación
A
Combustible�a�alta�presión
B
Presión�de�retorno�del�combustible�(zona�de�baja�presión)
C
Alta�presión�de�combustible�reducida
D
Fuga�del�inyector
1
Elemento�de�conmutación�con�control�por�bola
2
Elemento�de�conmutación�con�compensación�de�presión
Los�motores�Bx7�utilizan�un�nuevo�inyector�de�válvula�electromagnética�(CRI�2.20)�diseñado�para presiones�máximas�de�inyección�de�combustible�de�hasta�2000 bar.�La�resistencia�nominal�del�núcleo magnético�es�de�0,39�Ω. El�gráfico�anterior�muestra�los�inyectores�de�válvula�electromagnética�utilizados�en�BMW.�En�los documentos�anteriores,�los�inyectores�de�válvula�electromagnética�CRI�2.16�recibían�el�nombre�de CRI�2.2,�mientras�que�los�CRI�2.18�eran�llamados�CRI�2.5.�Con�la�introducción�del�nuevo�inyector de�válvula�electromagnética,�la�denominación�de�las�generaciones�anteriores�se�ha�modificado�para incluir�en�el�nombre�una�referencia�a�la�presión.�Las�denominaciones�de�los�distintos�inyectores�de válvula�electromagnética�tienen�el�significado�siguiente: •
CRI�2.16�=�inyector�Common�Rail�de�la�2.ª�generación�(válvula�electromagnética)�para presiones�máximas�de�inyección�de�combustible�de�1600 bar
•
CRI�2.18�=�inyector�Common�Rail�de�la�2.ª�generación�(válvula�electromagnética)�para presiones�máximas�de�inyección�de�combustible�de�1800 bar
•
CRI�2.20�=�inyector�Common�Rail�de�la�2.ª�generación�(válvula�electromagnética)�para presiones�máximas�de�inyección�de�combustible�de�2000 bar.
•
CRI3.18�=�inyector�Common�Rail�de�la�3.ª�generación�(piezoeléctrico)�para�presiones�máximas de�inyección�de�combustible�de�1800 bar.
•
CRI3.20�=�inyector�Common�Rail�de�la�3.ª�generación�(piezoeléctrico)�para�presiones�máximas de�inyección�de�combustible�de�2000 bar.
•
CRI3.22�=�inyector�Common�Rail�de�la�3.ª�generación�(piezoeléctrico)�para�presiones�máximas de�inyección�de�combustible�de�2200 bar.
Sinopsis�de�inyectores Tipo�de motor
Denominación�del motor
B37
B37C15K0
x
B37C15U0
x
B37D15U0
x
B47C20O0
x
B47D20O0
x
B47 N47
CRI2.16 CRI2.18 CRI2.20 CRI3.18 CRI3.20 CRI3.22
N47D20K0
x
N47D20U0
x 159
Motor�B37/B47. 8.�Sistema�de�combustible. Tipo�de motor
Denominación�del motor
CRI2.16 CRI2.18 CRI2.20 CRI3.18 CRI3.20 CRI3.22
N47D20O0
x
N47D20T0 N47TU
x
N47C16K1
x
N47C16U1
x
N47C20K1
x
N47C20U1
x
N47D20O1
N57
x
N47C16�(EURO�6)
x
N47C20�(EURO�6)
x
N57D30O0
x
N57D30T0 N57TÜ
N57D30O1 N57D30T1
x x x
N57D30S1
x
A�fin�de�mostrar�las�ventajas�del�nuevo�inyector�de�válvula�electromagnética,�se�compara�a continuación�con�sus�antecesores.�A�este�respecto,�desempeñan�un�papel�decisivo�los�aspectos siguientes: •
Presiones�máximas�de�inyección�de�combustible
•
Tiempos�de�conmutación
•
Caudales�de�fuga.
Unos�tiempos�de�conmutación�reducidos�suponen�una�contribución�directa�al�ahorro�de�combustible y,�por�tanto,�a�la�reducción�de�las�emisiones�de�los�gases�de�escape;�sin�embargo,�un�caudal�de�fugas pequeño�solo�ayuda�a�conseguir�estos�objetivos�de�manera�indirecta.�Si�el�caudal�de�fugas�es�alto, también�significa�que�la�potencia�de�accionamiento�de�la�bomba�de�alta�presión�es�elevada.�Dado�que el�caudal�de�fuga�va�a�parar�al�retorno�sin�ser�utilizado,�conlleva�una�reducción�del�rendimiento.�Una gran�ventaja�de�los�inyectores�Common-Rail�de�la�3.ª�generación�(inyectores�piezoeléctricos)�radica en�sus�altísimas�presiones�máximas�de�inyección,�actualmente�de�2200 bar,�así�como�en�los�valores muy�reducidos�de�sus�tiempos�de�conmutación�y�caudales�de�fugas.�Las�explicaciones�recogidas a�continuación�presentan�el�perfeccionamiento�del�que�han�sido�objeto�los�inyectores�de�válvula electromagnética�hasta�alcanzar�las�ventajas�mencionadas. CRI�2.16 El�CRI�2.16�cuenta�con�un�elemento�de�conmutación�con�control�por�bola.�Un�aumento�de�la�presión máxima�de�inyección�de�combustible�supondría�una�reducción�del�dinamismo�del�inyector�y,�por tanto,�unos�tiempos�de�conmutación�excesivos.�Por�encima�y�por�debajo�de�la�aguja�del�inyector reina�la�alta�presión.�La�aguja�del�inyector�está�rodeada�por�combustible�sometido�a�baja�presión.�Un inconveniente�provocado�por�las�diferencias�de�presión�es�el�caudal�de�fugas.�A�ellas�se�deben�los siguientes�puntos�de�fuga�estructurales�del�CRI�2.16: 160
Motor�B37/B47. 8.�Sistema�de�combustible. •
Fuga�al�abrir�el�elemento�de�conmutación�con�control�por�bola
•
Fuga�permanente�por�encima�de�la�aguja�del�inyector
•
Fuga�permanente�por�debajo�de�la�aguja�del�inyector.
CRI�2.18 El�CRI�2.18�dispone�de�un�elemento�de�conmutación�perfeccionado.�Gracias�al�uso�de�un�elemento de�conmutación�con�compensación�de�presión�se�logró�incrementar�la�presión�máxima�de�inyección del�combustible�hasta�1800 bar�y,�al�mismo�tiempo,�mejorar�su�comportamiento�dinámico�y�reducir los�tiempos�de�conmutación.�No�obstante,�la�presión�máxima�de�inyección�de�combustible�no�está limitada�por�el�elemento�de�conmutación�del�inyector�de�válvula�electromagnética,�sino�por�los�puntos de�fuga�estructurales.�El�CRI�2.18�presenta�los�puntos�de�fuga�estructurales�siguientes: •
Fuga�al�abrir�el�elemento�de�conmutación�con�compensación�de�presión
•
Fuga�permanente�por�encima�de�la�aguja�del�inyector
•
Fuga�permanente�por�debajo�de�la�aguja�del�inyector.
161
Motor�B37/B47. 8.�Sistema�de�combustible. CRI�2.20
Inyector�de�válvula�electromagnética�CRI�2.20�del�motor�Bx7
Índice
Explicación
1
Conexión�del�retorno�(tubería�de�aceite�de�fugas)
2
Conexión�eléctrica�de�la�bobina�magnética
3
Conexión�de�la�tubería�de�alimentación�(conexión�de�alta�presión)
4
Mini�Rail
5
Aguja�del�inyector
162
Motor�B37/B47. 8.�Sistema�de�combustible. El�nuevo�inyector�de�válvula�electromagnética�CRI�2.20�es�un�producto�de�Bosch�y�supone�un perfeccionamiento�del�CRI�2.18.�Constituye�una�medida�interna�del�motor�para�reducir�el�consumo�de combustible�y�las�emisiones�contaminantes,�objetivo�al�que�contribuyen�numerosas�modificaciones�en la�estructura�del�inyector�de�válvula�electromagnética. Un�punto�que�comparten�ambos�inyectores�es�el�uso�del�elemento�de�conmutación�con compensación�de�presión.�Para�poder�elevar�las�presiones�máximas�de�inyección�de�combustible ha�sido�necesario�reducir�el�caudal�de�fuga.�Al�comparar�estos�dos�inyectores,�llama�la�atención�que la�aguja�del�inyector�del�CRI�2.20�está�enteramente�rodeada�de�combustible�a�alta�presión.�No�se producen�fugas�por�encima�ni�por�debajo�de�la�aguja�del�inyector.�El�CRI�2.20�presenta�los�puntos�de fuga�estructurales�siguientes: •
Fuga�al�abrir�el�elemento�de�conmutación�con�compensación�de�presión.
En�resumen,�el�nuevo�inyector�de�válvula�electromagnética�CRI�2.20�ofrece�las�ventajas�siguientes: •
elevada�presión�máxima�de�inyección�de�combustible
•
gran�comportamiento�dinámico�y,�por�tanto,�tiempos�de�conmutación�reducidos�(7�procesos de�inyección�por�cada�ciclo�de�trabajo)
•
pequeños�caudales�de�fugas�y,�por�tanto,�escasa�pérdida�de�potencia
•
guiado�de�aguja�próximo�a�la�boquilla�y,�por�tanto,�chorro�de�gran�calidad
•
Mini�Rail,�por�lo�que�las�ondas�de�presión�afectan�poco�a�la�presión�Rail.
Además�de�poner�énfasis�en�el�aumento�de�la�presión�máxima�de�inyección�de�combustible,�también se�prestó�especial�atención�a�la�mejora�de�la�calidad�de�la�pulverización.�Este�objetivo�se�logró�gracias a�la�introducción�del�guiado�de�la�aguja�próximo�al�asiento�de�la�boquilla.�Las�medidas�mencionadas dan�lugar�a�una�reducción�de�las�emisiones�de�hidrocarburos�(HC)�y�de�monóxido�de�carbono�(CO)�y,�al mismo�tiempo,�disminuyen�el�consumo�de�combustible. Gracias�al�volumen�adicional�disponible�en�el�inyector,�el�mini�Rail�consigue�atenuar�el�efecto�de�las ondas�de�presión�sobre�la�presión�Rail.�Así�se�favorece�una�mayor�precisión�en�la�dosificación�del caudal�de�inyección�de�combustible�en�las�distintas�operaciones�de�inyección. Al�abrir�la�aguja�del�inyector,�la�toma�de�volumen�suele�provocar�oscilaciones�de�presión�en�el�Rail.�El volumen�inyectado�depende�del�tiempo�de�excitación�y�de�la�presión�Rail�reinante�en�el�inyector.�La inyección�finalizada�genera�una�onda�de�presión�que�afecta�a�la�siguiente�inyección�que�se�lleve�a�cabo en�el�mismo�inyector�(inyección�múltiple). Este�efecto�presente�en�los�inyectores�utilizados�hasta�ahora�ha�quedado�compensado�gracias�a�unos modelos�de�cálculo�de�gran�complejidad.�El�mini�Rail�introducido�en�el�CRI�2.20�consigue�atenuar notablemente�las�ondas�de�presión�y�tiene�como�consecuencia�una�importante�reducción�del�esfuerzo necesario�para�implementar�su�aplicación.
El�producto�de�limpieza�Keropur�(n.º�de�pieza:�83�19�2�296�922)�permite�eliminar�las�impurezas presentes�en�los�inyectores.�Para�ello,�el�producto�de�limpieza�llega�hasta�los�inyectores�a�través�del combustible.
163
Motor�B37/B47. 8.�Sistema�de�combustible.
Código�de�compensación�del�caudal�de�inyección
Índice
Explicación
1
Código�de�siete�caracteres�(IMA)
Tal�como�sucedía�ya�con�los�inyectores�utilizados�hasta�ahora,�siempre�que�se�sustituya�uno�de los�nuevos�inyectores�de�válvula�electromagnética�CRI�2.20�se�deberá�introducir�en�el�sistema electrónico�digital�diésel�(DDE),�a�través�de�una�función�de�servicio�de�ISTA,�el�código�modificado de�compensación�del�caudal�de�inyección.�Solo�así�se�garantiza�que�el�sistema�electrónico�digital diésel�compense�las�tolerancias�derivadas�del�proceso�de�fabricación�y�que,�sea�cual�sea�el�punto�de funcionamiento,�todos�los�inyectores�estén�en�condiciones�de�inyectar�los�caudales�de�combustible requeridos.
164
Motor�B37/B47. 8.�Sistema�de�combustible. 8.3.4.�Common-Rail
Rail�de�forja�del�motor�B37
Índice
Explicación
1
Tubería�de�alta�presión�del�cilindro�1
2
Tubería�de�alta�presión�del�cilindro�2
3
Tubería�de�alta�presión�del�cilindro�3
4
Conexión�de�la�tubería�de�retorno�de�combustible
5
Válvula�reguladora�de�presión�Rail
6
Orificio�de�fijación
7
Rail�de�forja
8
Tubería�de�alta�presión�procedente�de�la�bomba�de�alta�presión
9
Sensor�de�presión�Rail
A�diferencia�de�los�motores�Nx7,�los�motores�Bx7�utilizan�un�Rail�de�forja�con�el�peso�optimizado�y adaptado�a�la�presión.
165
Motor�B37/B47. 8.�Sistema�de�combustible. El�Rail�está�fijado�a�la�tapa�de�culata�con�dos�tornillos.�No�ha�sido�posible�usar�las�tuberías�de�alta presión�de�la�generación�de�motores�Nx7.�Ha�sido�necesario�adaptar�el�recorrido�y�las�interfaces�a�los cambios�de�posición�del�Rail�y�de�la�bomba�de�alta�presión. El�sensor�de�presión�Rail�situado�en�el�Rail�y�la�válvula�reguladora�de�presión�Rail�disponen�de�sellado por�borde�mordiente.�Este�tipo�de�sellado�se�caracteriza�principalmente�por�ofrecer�una�excelente hermeticidad�a�altas�presiones.�Sin�embargo,�esta�junta�solo�se�puede�usar�una�única�vez;�después�de desmontarla�siempre�debe�ser�sustituida.�Eso�significa:�Si�se�desmonta�uno�de�los�dos�componentes no�se�puede�seguir�usando�la�misma�junta,�sino�que�debe�ser�renovada.�En�el�caso�del�sensor�de presión�Rail�preste�especial�atención�al�par�especificado.�Si�el�par�es�incorrecto,�la�curva�característica del�sensor�se�desplaza�y�la�información�que�llega�hasta�el�sistema�electrónico�digital�diésel�acerca�de la�presión�Rail�actual�es�errónea.
Debido�a�las�presiones�extraordinariamente�elevadas,�se�prohíbe�desmontar�las�tuberías�de�inyección de�combustible�durante�el�funcionamiento�del�motor.�Además,�siempre�que�lleve�a�cabo�trabajos�en�el sistema�de�alta�presión,�preste�especial�atención�a�la�limpieza�y�a�los�pares�de�apriete�prescritos.
8.3.5.�Tubería�de�aceite�de�fugas
Conexión�de�la�tubería�de�aceite�de�fugas�al�inyector
Tal�como�sucede�con�las�demás�tuberías�del�sistema�de�baja�presión,�la�selección�del�material�de las�tuberías�de�aceite�de�fugas�tiene�en�cuenta�las�elevadas�exigencias�planteadas�por�el�sistema�de combustible.�La�conexión�con�el�inyector�es�análoga�a�la�del�motor�N47D20O1.�Esta�ofrece�un�sellado excelente�a�presiones�elevadas.
166
Motor�B37/B47. 9.�Sistema�eléctrico�del�motor. 9.1.�Esquema�eléctrico�del�sistema�del�motor�B47 El�gráfico�siguiente�muestra�el�esquema�eléctrico�del�sistema�del�motor�B47. Los�sensores�y�actuadores�son�conocidos�porque�ya�se�han�utilizado�en�los�motores�N47,�por�lo�que no�se�describen�con�más�detalle�en�este�documento.
167
Motor�B37/B47. 9.�Sistema�eléctrico�del�motor.
Esquema�eléctrico�del�sistema�(variante�EURO�6)�del�motor�B47
168
Motor�B37/B47. 9.�Sistema�eléctrico�del�motor. Índice
Explicación
1
Unidad�de�mando�del�sistema�electrónico�digital�diésel�DDE
2
Sensor�de�temperatura�integrado�en�el�sistema�electrónica�digital�diésel�DDE
3
Relé�principal�del�sistema�electrónico�digital�diésel
4
Unidad�de�mando�del�control�electrónico�de�caja�de�cambios�EGS
5
Body�Domain�Controller�BDC
6
Motor�de�arranque
7
Control�activo�de�trampillas�de�aire
8
Sensor�inteligente�de�batería�IBS
9
Alternador
10
Inyectores�de�los�cilindros�1-4
11
Válvula�reguladora�de�presión�Rail
12
Regulador�de�presión�de�sobrealimentación
13
Válvula�reguladora�de�caudal
14
Válvula�reguladora�de�campo�característico�de�la�bomba�de�aceite
15
Válvula�de�conmutación�eléctrica�para�la�trampilla�de�bypass�del�refrigerador�de recirculación�de�los�gases�de�escape
16
Válvula�de�conmutación�eléctrica�para�el�soporte�de�motor�conmutable
17
Ventilador�eléctrico
18
Relé�del�electroventilador
19
Conexión�para�diagnóstico
20
Calefacción�de�blow-by�(EO�para�la�versión�para�países�nórdicos)
21
Calefacción�del�filtro�de�combustible
22
Bomba�eléctrica�de�combustible�(bomba�trifásica�del�circuito�de�baja�presión)
23
Mando�de�la�bomba�de�combustible
24
Bujías�de�incandescencia
25
Unidad�de�mando�de�incandescencia
26
Conexión�a�masa
27
Módulo�de�embrague
28
Sensor�de�depresión�de�frenos�(solo�se�utiliza�en�caso�de�caja�de�cambios manual�con�sistema�automático�de�arranque�y�parada�del�motor�MSA)
29
Sensor�de�marcha
30
Módulo�del�pedal�acelerador
31
Sensor�del�cigüeñal
32
Transmisor�del�árbol�de�levas
33
Sensor�de�contrapresión�de�gases�de�escape
34
Sensor�de�presión�de�aceite 169
Motor�B37/B47. 9.�Sistema�eléctrico�del�motor. Índice
Explicación
35
Sensor�de�presión�diferencial
36
Sensor�de�nivel�de�aceite
37
Sensor�de�presión�de�aceite
38
Sonda�lambda�de�banda�ancha�previa�al�catalizador�(LSU�5.1)
39
Medidor�de�masa�de�aire�por�película�térmica
40
Sensor�de�presión�y�temperatura�del�combustible
41
Sensor�de�presión�de�sobrealimentación
42
Sonda�lambda�de�banda�ancha�posterior�al�filtro�de�partículas�diésel�(LSU�5.1/ solo�para�variante�EURO�6)
43
Válvula�de�recirculación�de�gases�de�escape�con�confirmación�de�recorrido
44
Válvula�de�mariposa�con�confirmación�de�recorrido
45
Ajustador�de�lámina�de�vórtice�con�confirmación�de�recorrido
46
Sensor�de�presión�de�la�cámara�de�combustión
47
Sensor�de�temperatura�de�líquido�refrigerante
48
Sensor�de�temperatura�de�los�gases�de�escape�posterior�al�refrigerador�de recirculación�de�los�gases�de�escape
49
Sensor�de�temperatura�de�aire�de�sobrealimentación
50
Sensor�de�temperatura�de�los�gases�de�escape�previo�al�catalizador
51
Sensor�de�temperatura�de�los�gases�de�escape�posterior�al�catalizador�(solo para�variante�EURO�6)
170
Motor�B37/B47. 9.�Sistema�eléctrico�del�motor. 9.1.1.�Esquema�del�sistema�eléctrico�del�motor
Esquema�del�sistema�eléctrico�del�motor�B37,�lateral�de�la�caja�de�cambios
Índice
Explicación
1
Regulador�de�válvulas�de�turbulencia
2
Sensor�de�contrapresión�de�gases�de�escape�previo�al�turbocompresor�de gases�de�escape
3
Sonda�lambda�de�banda�ancha�previa�al�catalizador
4
Sensor�de�temperatura�de�los�gases�de�escape�previo�al�catalizador
5
Sensor�de�presión�diferencial
6
Válvula�de�recirculación�de�gases�de�escape
7
electrónica�digital�diésel�DDE
8
Calefacción�del�filtro�de�combustible
9
Motor�de�arranque
10
Sensor�del�cigüeñal
11
Regulador�de�la�mariposa
12
Sensor�de�temperatura�de�aire�de�sobrealimentación
13
Sensor�de�temperatura�de�los�gases�de�escape�posterior�al�refrigerador�de recirculación�de�los�gases�de�escape
14
Unidad�de�control�de�precalentamiento 171
Motor�B37/B47. 9.�Sistema�eléctrico�del�motor.
Esquema�del�sistema�eléctrico�del�motor�B37,�vista�en�planta
Índice
Explicación
1
Regulador�eléctrico�del�turbocompresor�de�gases�de�escape
2
Sensor�de�contrapresión�de�gases�de�escape�previo�al�turbocompresor�de gases�de�escape
3
Sonda�lambda�de�banda�ancha�previa�al�catalizador
4
Sensor�de�temperatura�de�los�gases�de�escape�previo�al�catalizador
5
Transmisor�del�árbol�de�levas
6
Válvula�reguladora�de�presión�Rail
7
electrónica�digital�diésel�DDE
8
Medidor�de�masa�de�aire�por�película�térmica
9
Cable�positivo�de�la�batería
10
Ventilador�eléctrico
11
Válvula�de�conmutación�eléctrica�para�el�refrigerador�de�recirculación�de�los gases�de�escape
172
Motor�B37/B47. 9.�Sistema�eléctrico�del�motor. Índice
Explicación
12
Bus�LIN�(Local�Interconnect�Network)
13
Unidad�de�control�de�precalentamiento
14
Sensor�de�presión�de�sobrealimentación
15
Regulador�de�válvulas�de�turbulencia
16
Sensor�de�presión�Rail
Esquema�del�sistema�eléctrico�del�motor�B37,�lado�de�la�correa
Índice
Explicación
1
Regulador�eléctrico�del�turbocompresor�de�gases�de�escape
2
Sensor�de�contrapresión�de�gases�de�escape�previo�al�turbocompresor�de gases�de�escape
3
Sensor�de�temperatura�de�líquido�refrigerante
4
Regulador�de�válvulas�de�turbulencia
173
Motor�B37/B47. 9.�Sistema�eléctrico�del�motor. Índice
Explicación
5
Sensor�de�nivel�de�aceite
6
Interruptor�magnético�para�el�motor�de�arranque
7
Sonda�lambda�de�banda�ancha�posterior�al�filtro�de�partículas�diésel
8
Sensor�de�temperatura�de�los�gases�de�escape�posterior�al�catalizador
9.2.�electrónica�digital�diésel�DDE La�denominación�del�sistema�electrónico�digital�diésel�es�DDE�7.01.�El�sistema�electrónico�digital diésel�(DDE)�es�el�centro�de�cálculo�y�de�conmutación�de�la�gestión�del�motor.�Los�sensores�situados en�el�motor�y�en�el�vehículo�le�proporcionan�las�señales�de�entrada�y�los�actuadores�ejecutan�sus órdenes.�A�partir�de�las�señales�de�entrada�y�de�los�modelos�de�cálculo�y�campos�característicos que�tiene�almacenados,�el�sistema�electrónico�digital�diésel�DDE�calcula�las�señales�de�excitación necesarias�para�los�actuadores. El�margen�de�tensión�de�funcionamiento�del�sistema�electrónico�digital�diésel�DDE�se�encuentra�entre 6�y�16 V. El�sistema�electrónico�digital�diésel�tiene�integrado�un�sensor�de�presión�ambiental�y�un�sensor�de temperatura. El�sensor�de�presión�ambiental�permite�establecer�con�exactitud�la�densidad�del�aire�ambiente.�Varias funciones�de�diagnóstico�necesitan�esta�información.�Además,�en�caso�de�avería�del�medidor�de�masa de�aire�por�película�térmica,�y�en�combinación�con�otras�magnitudes�de�entrada�adicionales,�se�puede usar�para�calcular�un�valor�sustitutivo�muy�preciso�para�el�llenado�del�cilindro. El�sensor�de�temperatura�mide�la�temperatura�del�interior�de�la�unidad�de�mando.�Si�esta�temperatura aumenta�bruscamente,�p.�ej.,�se�procede�a�reducir�la�inyección�múltiple�con�el�fin�de�refrigerar�un�poco las�etapas�finales�y�mantener�la�temperatura�del�interior�de�la�unidad�de�mando�dentro�de�un�rango seguro.
9.2.1.�Funciones�del�sistema�electrónico�digital�diésel�7.01 La�tabla�siguiente�proporciona�una�visión�general�de�las�funciones�y�adaptaciones,�así�como�de�las funciones�de�servicio�correspondientes,�del�sistema�electrónico�digital�diésel�DDE.
174
Motor�B37/B47. 9.�Sistema�eléctrico�del�motor. Sistema
Función/adaptaciones
Tarea
Alternador
Función�"load�response" de�arranque
Impide�el�suministro�de corriente�por�parte�del alternador�durante�el arranque�del�motor
Función�"load�response"
Mantiene�estable�el régimen�de�revoluciones del�motor�aunque�se conecten�consumidores
Regulación�inteligente�del alternador
Regulación�de�la�tensión del�alternador�en�función de�la�carga
Sistema�de�arranque�y parada�del�motor
Desconecta�el�motor automáticamente
Regulación�del�par�de arranque
Regula�el�caudal�de inyección�en�función�de la�corriente�de�arranque durante�el�arranque�del motor
Regulación�de�presión�de sobrealimentación
Control�previo de�la�presión�de sobrealimentación�basado en�modelo�(MBC�=�Model Boost�Control)
Regulación�de�la�válvula de�vórtice
Genera�un�remolino�en�el aire�de�sobrealimentación para�conseguir�una distribución�óptima�de�la mezcla�en�el�interior�de�la cámara�de�combustión
Motor�de arranque
Aire�de aspiración
Sistema Gestión�de�la�temperatura de refrigeración
Por�medio�de�varios actuadores,�como el�control�activo�de trampillas�de�aire,�el control�del�ventilador,�los inyectores�y�la�bomba de�líquido�refrigerante conmutable,�regula los�correspondientes campos�característicos�de temperatura
Combustible Regulación�de�baja presión
Alimentación�de�baja presión�de�combustible en�función�de�las necesidades
Funciones�de�servicio en�ISTA
Permite�adaptar�los caudales�de�inyección�de combustible�(elevación�de los�pares�de�arranque)
Es�preciso�programar�los topes�finales
Después�de�su sustitución,�borrar�los valores�de�adaptación
175
Motor�B37/B47. 9.�Sistema�eléctrico�del�motor. Sistema
Gases�de escape
176
Función/adaptaciones
Tarea
Funciones�de�servicio en�ISTA
Regulación�de�la�alta presión
Alimentación�de�alta presión�de�combustible en�función�de�las necesidades
Después�de�su sustitución,�borrar�los valores�de�adaptación
Regulación�de�carga
Regulación�del�caudal�de inyección�en�función�de la�especificación�de�carga solicitada
Regulación�de�régimen�de revoluciones�en�ralentí
Proporciona�un�ralentí estable
Regulación�del�régimen de�revoluciones�de deceleración
Limita�el�régimen�de revoluciones�del�motor
Regulación�de�la combustión
Supervisa�el�proceso�de combustión
Regulación�de�la compensación�del�caudal de�inyección
Reparte�el�caudal�total de�inyección�entre�los distintos�cilindros�para conseguir�una�estabilidad óptima�de�la�marcha
Compensación�de�caudal cero
Determinación�del�mínimo caudal�de�inyección�de combustible�posible
Se�puede�reiniciar mediante�"Borrar adaptaciones"
Adaptación�del�valor medio�de�mezcla
Adaptación�de�la�relación aire-combustible mediante�la�modificación de�la�señal�del�medidor�de masa�de�aire�por�película térmica
Se�puede�reiniciar mediante�"Borrar adaptaciones"
Variable�Close�Control VCC
Control�de�la�función�de cierre�del�inyector�de válvula�electromagnética con�elemento�de�cambio con�compensación�de presión�(CRI�2.18/CRI 2.20)
Adaptación�lambda (adaptación�aditiva y�multiplicativa�de�la mezcla)
Compensa�en�parte los�procesos�de envejecimiento�y�otras causas�debidas�a�averías
Se�puede�reiniciar mediante�"Borrar adaptaciones"
Regulación�de�la recirculación�de�los�gases de�escape
Control�previo�regulado por�campo�característico de�los�índices�de�gases�de escape�recirculados�(MCC =�Model�Based�Charge Control)
Los�índices�de�gases de�escape�recirculados se�pueden�adaptar ligeramente
Se�puede�adaptar�en�el Servicio�Postventa
Motor�B37/B47. 9.�Sistema�eléctrico�del�motor. Sistema
Función/adaptaciones
Tarea
Funciones�de�servicio en�ISTA
Regeneración�del�filtro�de partículas
Función�para�limpiar�el filtro�de�partículas�diésel
Se�puede�solicitar manualmente
Regulación�del�catalizador de�acumulador�de�óxido de�nitrógeno
–�Regulación�del almacenamiento�y�la expulsión�de�los�óxidos�de nitrógeno�(NOx) –�Modelo�carga�y descarga�de�azufre
Regulación�de�la velocidad�de�marcha
Mantienen automáticamente�la velocidad�de�marcha definida�por�el�conductor
Regulación�antitirones
Supervisa�que�el funcionamiento�del�motor sea�suave�y�abandona�de manera�automática�las gamas�de�revoluciones molestas
Cálculo�del�consumo
Proporciona�información sobre�los�consumos�de combustible�actuales�o medios
Caja�de cambios manual
Adaptación�del�régimen de�revoluciones�del�motor
Durante�la�operación�de cambio�de�marcha,�adapta automáticamente�el régimen�de�revoluciones del�motor�a�la�nueva desmultiplicación�de�la caja�de�cambios�(para embragar�sin�tirones)
Sistema de frenado (DSC)
Adaptación�de�la�carga del�motor�(regulación�del momento�de�arrastre�del motor�MSR)
Evita�el�bloqueo�de�las ruedas�motrices�mediante el�aumento�automático�de la�carga�en�situaciones�de marcha�críticas�durante�la fase�de�deceleración
confort
Los�consumos�de combustible�visualizados se�pueden�adaptar
9.3.�Sistema�de�precalentamiento La�unidad�de�mando�de�incandescencia�recibe�de�la�unidad�de�control�del�motor�a�través�del�bus LIN�(Local�Interconnect�Network)�las�especificaciones�de�temperatura�necesarias�para�el�control de�las�bujías�de�incandescencia.�Estas�especificaciones�de�temperatura�permiten�excitar�las�bujías de�incandescencia�en�función�de�las�necesidades�por�medio�de�una�señal�modulada�en�amplitud de�impulsos.�Al�igual�que�en�las�anteriores�generaciones�de�motores,�la�unidad�de�control�de precalentamiento�está�situada�en�el�sistema�de�aspiración.
177
Motor�B37/B47. 9.�Sistema�eléctrico�del�motor.
Sinopsis�del�sistema�de�precalentamiento�del�motor�B37
Índice
Explicación
A
Sistema�de�precalentamiento�sin�supervisión�de�la�presión�en�la�cámara�de combustión
B
Sistema�de�precalentamiento�con�supervisión�de�la�presión�en�la�cámara�de combustión
1
Cable�de�masa
2
Unidad�de�control�de�precalentamiento
3
Bujía�de�incandescencia�cilindro�1
4
Bujía�de�incandescencia�cilindro�2
5
Bujía�de�incandescencia�cilindro�3
6
electrónica�digital�diésel�DDE
7
Conexión�eléctrica�del�sensor�de�presión�de�la�cámara�de�combustión�(3 contactos)
8
Bujía�de�incandescencia�del�cilindro�2�con�supervisión�de�la�presión�en�la cámara�de�combustión
9
Cable�de�conexión�del�sensor�de�presión�de�la�cámara�de�combustión�con�el sistema�electrónico�digital�diésel�DDE
LIN
Local�Interconnect�Network�(mensaje�LIN)
Una�particularidad�de�los�nuevos�motores�Bx7�es�el�uso�de�un�sensor�de�presión�de�la�cámara�de combustión.�En�total�se�usan�dos�sistemas�de�precalentamiento�distintos: •
Sistema�de�precalentamiento�sin�supervisión�de�la�presión�en�la�cámara�de�combustión
•
Sistema�de�precalentamiento�con�supervisión�de�la�presión�en�la�cámara�de�combustión.
178
Motor�B37/B47. 9.�Sistema�eléctrico�del�motor. Por�otra�parte,�las�bujías�de�incandescencia�que�se�usan�en�el�motor�diésel�de�3�cilindros�son diferentes�de�las�del�motor�diésel�de�4�cilindros.�La�tabla�siguiente�proporciona�una�visión�general acerca�de�las�diversas�variantes. Motor�básico�B37
Motor�B37 optimizado�en cuanto�al�CO2
Motor�básico�B47
Supervisión�de�la presión�de�la�cámara de�combustión
-
x
x
Bujía�de incandescencia�de acero
x
x
-
Bujía�de incandescencia cerámica
-
-
x
La�tensión�de�activación�de�las�bujías�de�incandescencia�de�acero�del�motor�B37�es�de�4,4 V.�La tensión�de�activación�de�las�bujías�de�incandescencia�cerámicas�del�motor�B47�es,�por�el�contrario, de�7,0 V.�Por�esta�razón,�durante�el�Servicio�Postventa�no�se�deben�confundir�ambos�tipos�de�bujías de�incandescencia.�Una�sobrecarga�de�las�bujías�de�incandescencia�por�una�tensión�demasiado�alta podría�inutilizarlas�por�motivos�térmicos.�Si�la�bujía�de�incandescencia�se�rompiera�y�un�fragmento de�esta�cayera�en�la�cámara�de�combustión,�supondría�un�gran�peligro�para�el�motor,�ya�que�las superficies�de�deslizamiento�de�los�cilindros�se�podrían�dañar.
Las�bujías�de�incandescencia�se�fabrican�en�distintos�materiales.�Es�imprescindible�asegurarse�de�que se�monta�la�bujía�de�incandescencia�correcta,�ya�que�su�excitación�varía.
9.3.1.�Sensor�de�presión�de�la�cámara�de�combustión El�sensor�de�presión�de�la�cámara�de�combustión�se�encuentra�dentro�de�la�bujía�de�incandescencia. Transforma�la�presión�de�la�cámara�de�combustión�en�una�señal�de�tensión.�Un�conector�común�sirve para�transmitir�tanto�la�señal�analógica�del�sensor�de�presión�de�la�cámara�de�combustión�como�la excitación�de�la�bujía�de�incandescencia.�A�diferencia�de�otros�fabricantes,�BMW�solo�determina�la presión�de�la�cámara�de�combustión�en�un�cilindro.�Los�demás�cilindros�están�expuestos�a�la�misma deriva�a�medida�que�el�tiempo�de�funcionamiento�aumenta,�por�lo�que�supervisar�la�presión�de�la cámara�de�combustión�en�cada�cilindro�individual�no�resulta�necesario. El�motor�diésel�de�3�cilindros�y�el�motor�diésel�de�4�cilindros�utilizan�los�productos�de�dos�fabricantes distintos.�La�tabla�siguiente�proporciona�una�visión�general�sobre�los�datos�técnicos�de�los�distintos sensores�de�presión�de�la�cámara�de�combustión.
179
Motor�B37/B47. 9.�Sistema�eléctrico�del�motor. Motor�B37�optimizado�en�cuanto al�CO2
B47�Motor
Fabricante
Beru
Bosch
Principio�de funcionamiento
Galgas�extensiométricas
Elemento�sensor�de�cristal�de�cuarzo
Material
Bujía�de�incandescencia�de�acero con�sensor�de�presión�de�la�cámara de�combustión
Bujía�de�incandescencia�cerámica con�sensor�de�presión�de�la�cámara de�combustión
Cantidad
1
1
Lugar�de�montaje
segundo�cilindro
segundo�cilindro
Zona�de�trabajo
0�–�200 bar
0�–�200 bar
Presión�máxima
210 bar
250 bar
Tensión
5 voltios
5 voltios
Tensión�de�señal
0,5�–�4,5 V
0,5�–�4,5 V
Forma�de�señal
Analógica
Analógica
Los�motivos�siguientes�fueron�determinantes�para�optar�por�el�uso�de�un�sensor�de�presión�de�la cámara�de�combustión�en�algunos�motores: •
mayor�caudal�de�reciclaje�de�gases�de�escape
•
variación�en�la�calidad�del�gasóleo.
B37�Motor
Bujía�de�incandescencia�con�sensor�de�presión�de�la�cámara�de�combustión�del�motor�B37
180
Motor�B37/B47. 9.�Sistema�eléctrico�del�motor. Índice
Explicación
1
Bujía�de�incandescencia�móvil
2
Membrana�de�sellado
3
Rosca
4
Módulo�sensor�(galgas�extensiométricas)
5
Módulo�electrónico
6
Conductor�eléctrico,�bujía�de�incandescencia
7
Conexión�eléctrica
En�el�motor�diésel�de�3�cilindros,�la�bujía�de�incandescencia�móvil�transmite�la�presión�de�la�cámara�de combustión�a�un�elemento�de�galgas�extensiométricas.�La�deformación�de�la�galga�extensiométrica es�proporcional�a�la�variación�en�la�presión�de�la�combustión,�por�lo�que�el�elemento�sensor�la�mide�y la�transmite�al�sistema�electrónico�digital�diésel�DDE.�El�sensor�dispone�de�tres�conexiones�eléctricas: positivo�y�negativo�de�la�alimentación�de�tensión�y�un�cable�de�señal�para�la�transmisión�de�datos. La�membrana�de�sellado�permite�que�la�bujía�de�incandescencia�se�mueva;�además,�gracias�a�ella,�el módulo�sensor�queda�aislado�de�la�presión�de�la�cámara�de�combustión. B47�Motor
Bujía�de�incandescencia�con�supervisión�de�la�presión�de�la�cámara�de�combustión�del�motor�B47
181
Motor�B37/B47. 9.�Sistema�eléctrico�del�motor. Índice
Explicación
1
Bujía�de�incandescencia�móvil
2
Membrana�de�sellado
3
Módulo�sensor�(elemento�piezoeléctrico)
4
Módulo�eléctrico
5
Conexión�eléctrica
En�el�motor�diésel�de�4�cilindros,�la�bujía�de�incandescencia�móvil�transmite�la�presión�de�la�cámara�de combustión�a�un�elemento�piezoeléctrico.�La�presión�de�la�combustión�provoca�un�desplazamiento de�la�bujía�de�incandescencia,�que�se�transmite�al�elemento�piezoeléctrico�en�forma�de�fuerza.�La presión�que�actúa�sobre�el�elemento�piezoeléctrico�genera�una�carga�eléctrica�en�el�cristal�de�cuarzo. El�módulo�eléctrico�se�encarga�de�amplificar�la�señal�y�de�generar�la�tensión�de�la�señal.�El�sensor dispone�de�tres�conexiones�eléctricas:�positivo�y�negativo�de�la�alimentación�de�tensión�y�un�cable�de señal�para�la�transmisión�de�datos. La�membrana�de�sellado�permite�que�la�bujía�de�incandescencia�se�mueva;�además,�gracias�a�ella,�el módulo�sensor�queda�aislado�de�la�presión�de�la�cámara�de�combustión. Señales�del�sensor�de�presión�de�la�cámara�de�combustión
Medición�en�2�canales�de�la�señal�del�sensor�de�presión�de�la�cámara�de�combustión�y�de�la�señal�de�inyección
Índice
Explicación
A
Señal�de�tensión�del�sensor�de�presión�de�la�cámara�de�combustión
B
Evolución�de�la�intensidad�de�corriente�del�inyector�de�válvula electromagnética
t
Eje�de�tiempo
1
Preinyección
2
Inyección�principal
3
Proceso�de�combustión
4
Retardo�de�encendido
182
Motor�B37/B47. 9.�Sistema�eléctrico�del�motor. Los�minúsculos�orificios�de�la�boquilla�de�los�inyectores�de�válvula�electromagnética�son�muy sensibles�a�la�presencia�de�impurezas.�El�ensuciamiento�de�los�orificios�de�la�boquilla,�provocado por�un�caudal�elevado�de�reciclaje�de�gases�de�escape�y�por�una�deficiente�calidad�del�gasóleo, desplaza�el�proceso�de�combustión�en�el�sentido�de�retraso.�El�motivo�de�este�retraso�radica�en�que la�suciedad�reduce�el�caudal�de�paso�de�los�orificios;�de�ahí�que,�aunque�el�inyector�se�abra�en�el momento�correcto,�la�cámara�de�combustión�solo�recibe�el�volumen�total�de�gasóleo�necesario�para�la combustión�cuando�ya�se�ha�acumulado�un�cierto�retraso.�Si�el�proceso�de�combustión�no�es�óptimo, cabe�esperar�las�consecuencias�siguientes: •
aumento�del�consumo�de�combustible
•
aumento�de�las�emisiones�de�óxidos�de�nitrógeno�(NOx)
•
aumento�de�la�masa�de�partículas
•
aumento�de�los�ruidos�de�combustión.
Regulación�de�la�combustión�del�motor�Bx7
183
Motor�B37/B47. 9.�Sistema�eléctrico�del�motor. Índice
Explicación
A
Señal�de�inyección
B
Señal�de�presión�de�la�cámara�de�combustión
C
Señal�de�régimen�de�revoluciones
1
Sistema�de�inyección�con�válvula�electromagnética
2
Sensor�de�presión�de�la�cámara�de�combustión
3
electrónica�digital�diésel�DDE
4
Transmisor�del�cigüeñal�activo
La�supervisión�de�la�presión�de�la�cámara�de�combustión�permite�regular�la�combustión�adaptando�el inicio�de�la�inyección�a�la�evolución�de�la�presión�en�la�cámara�de�combustión.�Las�señales�de�sensor más�importantes�para�la�regulación�de�la�combustión�son: •
la�señal�del�régimen�de�revoluciones�del�cigüeñal�para�determinar�la�posición�del�pistón
•
la�señal�de�la�presión�de�la�cámara�de�combustión�para�determinar�el�proceso�de�combustión.
En�el�lado�de�excitación,�el�sistema�electrónico�digital�diésel�DDE�excita�el�inyector�de�válvula electromagnética�en�el�momento�calculado.�La�señal�del�régimen�de�revoluciones�del�cigüeñal�sirve�de orientación�para�el�comienzo�de�la�excitación. La�regulación�de�la�combustión�reduce�así�el�consumo�de�combustible�y�las�emisiones�contaminantes.
Si�se�supera�el�par�de�apriete�máximo�admisible,�el�sensor�de�presión�de�la�cámara�de�combustión resulta�dañado.
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Bayerische�Motorenwerke�Aktiengesellschaft Händlerqualifizierung�und�Training Röntgenstraße�7 85716�Unterschleißheim,�Germany