Osciloscopio En Diesel Jag

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Una de las herramientas qué se han hecho ya indispensables en el diagnóstico automotriz es el osciloscopio. Ya qué con el podemos ver las magnitudes de las señales de sensores y actuadores, al mismo tiempo analizar el comportamiento de los mismos. Es difícil hacer un diagnóstico suponiendo como funcionan los sistemas automotrices, por eso es qué está herramienta es indispensable en los talleres Profesionales, dedicados a la reparación de sistemas de los automotores. Veamos algunas formas de señales de sistemas a Diesel. Capacitación Técnica Automotriz JAG Dirección Prof. Jorge A. Guillén

Antes de iniciar este curso veamos algunos conceptos básicos utilizados para hacer análisis de señales. Primero, hay qué conocer el funcionamiento de lo qué vamos a revisar. De no saber como funciona, pregunto !……..¿Qué es lo que vamos a revisar?

Entonces es importante saber como funcionan los sistemas para poder hacer un diagnóstico profesional y no perder y/o invertir mucho tiempo en ello.

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En esta área vamos a medir Tensión o voltaje.

En esta otra área vamos a medir Periodo o Tiempo

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En esta área vamos a medir Tensión o voltaje.

En esta otra área vamos a medir Periodo o Tiempo

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Aquí damos el valor de tensión.. Enseguida modificamos periodo... ¡..Ahora hay qué darle un valor a cada cuadro…!

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Veamos otros conceptos de medición:

Frecuencia: la frecuencia es el tiempo en qué se cumple un ciclo de trabajo de una señal, ya sea análoga o digital, en un segundo. Por lo tanto la fórmula para calcular una frecuencia de una señal es: F= 1 periodo Y su unidad de medida es el Hertz.. Capacitación Técnica Automotriz JAG Dirección Prof. Jorge A. Guillén

Cómo conectar el osciloscopio. Canal A Conecte la abrazadera de corriente de 600 A al Canal A del PicoScope. Coloque la abrazadera a uno de los dos cables de batería (positivo o negativo), el que facilite más la conexión, o directamente en la bujía incandescente desde el relé temporizado. Encienda la abrazadera de corriente. Asegúrese de que la abrazadera está orientada hacia el lado correcto (si está al revés, la forma de onda estará invertida). Con el ejemplo de forma de onda que se muestra en pantalla, pulse la barra espaciadora para empezar a ver lecturas reales. Capacitación Técnica Automotriz JAG Dirección Prof. Jorge A. Guillén

Abrazadera de corriente conectada al cable de alimentación de la bujía de precalentamiento. Capacitación Técnica Automotriz JAG Dirección Prof. Jorge A. Guillén

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El objetivo de esta prueba es evaluar el estado de las bujías incandescentes (en este caso, en un motor de 4 cilindros) y medir el tiempo de encendido, que es controlado por el relé temporizado.

La corriente extraída de una bujía incandescente típica (o calentador) comienza en un nivel alto y luego cae gradualmente hasta un nivel estable final. La corriente final depende del valor nominal en vatios de la bujía incandescente. Se puede consultar este valor nominal en los libros de datos diésel correspondientes. Cuando sepa cuál es la potencia en vatios, multiplíquela por el número de cilindros y luego divida por el voltaje para calcular la corriente final esperada. Capacitación Técnica Automotriz JAG Dirección Prof. Jorge A. Guillén

Una bujía incandescente = 150 vatios 4 bujías incandescentes = 600 vatios Corriente = vatios divididos por voltios 600 vatios divididos por 12 voltios = 50 amperios El tiempo de encendido se mide desde la caída inicial de corriente hasta el punto de desconexión. En este caso es de alrededor de 11 segundos.

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Las bujías incandescentes (o calentadores) se utilizan para facilitar el arranque en frío y se activan solamente bajo ciertas condiciones de motor. Las bujías incandescentes pueden controlarse de varias maneras; lo más sencillo es encenderlas con la fuente de encendido o durante el arranque. Otros sistemas pueden mantenerlas encendidas hasta que el refrigerante del motor alcanza una temperatura predeterminada. Normalmente, las bujías incandescentes se conectan en serie y se alimentan con el voltaje de la batería, aunque en algunos sistemas se impulsan alternativamente en sets de dos. El relé temporizado de la bujía incandescente apaga las bujías después de un tiempo definido.

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Las bujías se calientan hasta su temperatura operativa en unos pocos segundos y, una vez calientes, brillan en blanco cuando se prueban fuera el motor. La bujía debería calentarse desde la punta hacia atrás como se muestra en la figura . Si no sucede así, significa que es necesario cambiarla. Las bujías incandescentes puede comprobarse dejándolas en su lugar y monitorizando la corriente combinada consumida, como se indica en la forma de onda de arriba, o quitándolas de una en una para comprobar visualmente si se calienta, y midiendo al mismo tiempo la corriente consumida.

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Cómo conectar el osciloscopio al realizar pruebas: forma de onda de corriente para un sistema Common Rail diésel de Bosch. Conecte la abrazadera de corriente de 60 A al Canal A del PicoScope. Seleccione la tensión nominal de 20 A y active la abrazadera de corriente. Pulse el botón «cero» antes de conectar la abrazadera al circuito. La corriente es controlada y limitada por módulo de control electrónico del vehículo (ECM). Coloque la abrazadera de corriente en el cable de suministro del inyector de combustible. Es posible que sea necesario conectar a cada cable por separado y ver la forma de onda para identificar el correcto. Si el acceso resulta difícil, quizá sea necesario retirar parte de la cubierta exterior del cableado para dejar suficiente espacio para la conexión. Capacitación Técnica Automotriz JAG Dirección Prof. Jorge A. Guillén

Muestra la abrazadera de corriente conectada a uno de los cables del inyector

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inyector de corriente al ralentí

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forma de onda del inyector en condiciones de aceleración

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forma de onda del inyector con sobreaceleración

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El primer ejemplo de forma de onda muestra los dos puntos distintivos de la inyección; el primer impulso corresponde a la fase de «preinyección» y el segundo a la fase de inyección «principal». A medida que se va abriendo el acelerador y se acelera el motor, el segundo ejemplo muestra que el impulso de inyección «principal» se expande de una forma similar a un inyector de gasolina. En el tercer ejemplo se suelta el acelerador y el impulso de inyección «principal» desaparece hasta que el motor vuelve a un punto justo por encima del ralentí. En ciertos motores con ciertas condiciones, podría verse una tercera fase. Esta fase se denomina «postinyección» y tiene que ver, principalmente, con el control de las emisiones de escape.

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La cantidad de combustible que se inyecta en el motor la calcula con precisión el módulo de control electrónico (ECM) del vehículo, a partir de la información recibida de los diferentes sensores del motor. Además, la presión de combustible determina el tiempo durante el cual se mantiene abierto el inyector. A una velocidad más baja del motor, la bomba suministra una presión más baja y, por lo tanto, se requiere una duración más larga. A medida que aumenta la velocidad de la bomba y del motor, la duración del inyector disminuye; no obstante, como la presión es mayor, llega al motor una mayor cantidad de diésel.

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El punto de inyección determina la sincronización de la inyección. Esto viene determinado por muchos factores, como la velocidad, la carga y la temperatura del motor. Al inyector se le suministra inicialmente 80 V para elevar el pivote del inyector, y luego 50 V para mantener el pivote abierto. Estos voltajes más altos provienen de un condensador que acumula el voltaje inducido desde la inyección anterior del ciclo. A diferencia de los sistemas de inyección diésel convencionales que solo utilizan un período de inyección único, el sistema IDH puede tener hasta tres.

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La preinyección se utiliza para inyectar una pequeña cantidad de combustible en el motor. El combustible arde inmediatamente y se utiliza como fuente de ignición durante el período de inyección «principal». Este tipo de inyección de dos fases reduce el característico «golpeteo» del diésel. La inyección principal es el periodo de inyección convencional cuya duración viene determinada por el ECM del vehículo. La postinyección se utilizan bajo ciertas condiciones del motor para reducir la cantidad de contaminantes emitidos por el sistema de escape del vehículo.

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Cómo conectar el osciloscopio Canal A Conecte la abrazadera de corriente de 60 A al Canal A del osciloscopio. Fije la abrazadera al ajuste de 20 A y active el cero automático. Coloque la abrazadera alrededor de uno de los cables del multiconector del inyector. Es posible que tenga que retirar cuidadosamente parte de la cinta del cableado o estirar los cables para dejar espacio suficiente para los dientes de la abrazadera.

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Nota: Si la forma de onda no se inicia con un impulso positivo, significa que la abrazadera de corriente está mal conectada. Retírela y cámbiela a la dirección opuesta.

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Motor al ralentí Capacitación Técnica Automotriz JAG Dirección Prof. Jorge A. Guillén

Velocidad del motor incrementada Capacitación Técnica Automotriz JAG Dirección Prof. Jorge A. Guillén

Motor sobreacelerado

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Estas formas de onda del ejemplo muestran la tensión y la corriente del inyector en diferentes condiciones operativas. Se ha utilizado un disparador automático/elevador para estabilizar la forma de onda. Ejemplo 1: Hay dos fases de preinyección antes de la fase de inyección principal a velocidad de ralentí. Ejemplo 2: A mayor velocidad del motor o carga, la fase de inyección principal se amplía. También podría desaparecer una de las fases de preinyección. Ejemplo 3: En situación de sobreaceleración, la fase de inyección principal se corta y se crea una fase de inyección de impulsos múltiples para permitir que el exceso de combustible se descargue al circuito de control de fugas.

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Los inyectores Delphi se pueden reconocer al instante por su diseño delgado tipo lápiz y las conexiones de cableado con multiconector tipo pinza. Se encuentran en vehículos de fabricantes como Ford, Renault y Nissan. La estrategia de funcionamiento del inyector es controlada por el módulo de control electrónico (ECM) o módulo accionador del inyector (IDM) y puede variar de un fabricante a otro, incluso cuando se utilizan los mismos inyectores Delphi. Por ejemplo, la forma de onda anterior ha sido capturada en un vehículo Renault y tiene dos fases de preinyección al ralentí, mientras que la misma prueba de inyector en un vehículo Ford tiene solamente una fase de preinyección.

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Como sucede con todos los sistemas Common Rail, puede haber varias fases de inyección: Las fases de preinyección (o piloto) sirven para combatir el «golpeteo» del diésel iniciando suavemente la combustión La fase de inyección principal es para la potencia y las características del par motor. La fase de postinyección sirve para aumentar la temperatura de combustión durante la regeneración de partículas diésel. En cuanto se excita el solenoide del inyector, la válvula de aguja dentro del inyector se levanta y comienza la inyección de combustible, creando una leve caída presión en el Common Rail.

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La corriente inicial, ilustrada en la figura 3, se denomina corriente de llamada. Es mayor que la corriente mantenida para superar la inercia de la válvula de aguja del inyector. Al final de la fase de inyección, se descarga el solenoide del inyector y se detiene la inyección de carburante. Si se produce un cambio repentino de la demanda de combustibles, como cuando se retira completamente la presión sobre el acelerador y hay poca o ninguna carga en el motor, el ECM/IDM permite que la presión del combustible se descargue a través del inyector y al circuito de control de fugas. Durante esta fase, el inyector produce impulsos múltiples como se ilustra en la forma de onda del ejemplo 3. Si se fuera a un incrementar la base del tiempo, mostraría muchos de estos impulsos antes de volver a la velocidad de ralentí normal.

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Los tres picos de corriente ilustrados muestran que hay corriente de llamada pero no corriente de mantenimiento. Esto evita que se inyecte combustible en el cilindro, permitiendo que el combustible pase a través del inyector al circuito de control de fugas.

Si algún inyector Delphi resulta defectuoso y es sustituido, es necesario reprogramar los nuevos inyectores en el ECM/IDM utilizando una herramienta de análisis, ya que se calibran de forma individual.

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Cómo conectar el osciloscopio durante la prueba: corriente del inyector piezoeléctrico. Conecte la abrazadera de corriente de 60 A al Canal A del osciloscopio. Fije la abrazadera al ajuste de 20 A y active el cero automático. Coloque la abrazadera alrededor de uno de los cables del multiconector del inyector. Es posible que tenga que retirar cuidadosamente parte de la cinta del cableado para dejar espacio suficiente para los dientes de la abrazadera. Esta conexión se ilustra en la figura siguiente.

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Esta conexión se ilustra en ésta figura Nota: Si la forma de onda no se inicia con un impulso positivo, significa que la abrazadera de corriente está mal conectada. Retírela y cámbiela a la dirección opuesta.

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Ejemplo de formas de onda del inyector piezoeléctrico

Motor al ralentí

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Ejemplo de formas de onda del inyector piezoeléctrico

Velocidad del motor incrementada

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Ejemplo de formas de onda del inyector piezoeléctrico

Motor sobreacelerado

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Estas formas de onda del ejemplo muestran el inyector durante las diferentes condiciones operativas. Las señales positivas son los comandos de «apertura» del inyector y las señales negativas son los comandos de «cierre» del inyector.

Ejemplo 1: Las dos primeras fases del inyector son la preinyección y la tercera es la fase principal del inyector. Ejemplo 2: A medida que va aumentando la velocidad del motor, el módulo de control incrementa la duración de la fase principal del inyector. Ejemplo 3: Si se sobreacelera, solo se mantiene la primera fase de inyección del piloto.

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La siguiente Figura se muestra un inyector piezoeléctrico Bosch, utilizado en la mayoría de los sistemas Bosch desde 2007. Siemens fabrica Inyectores similares. En comparación con los inyectores electromagnéticos convencionales, los inyectores piezoeléctricos tienen la ventaja de contar con un tiempo de reacción muy rápido: unas cinco veces más rápido.

Los inyectores piezoeléctricos funcionan por medio de una pila de unas 300 placas de cerámica finísimas. Cuando se aplica la tensión de la conmutación, las placas se expanden y empujan sobre la boquilla del inyector, abriendo la aguja e inyectando el combustible en el cilindro.

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Como sucede con todos los sistemas Common Rail, puede haber varias fases de inyección: Las fases de preinyección (o piloto) sirven para combatir el «golpeteo» del diésel iniciando suavemente la combustión La fase de inyección principal es para la potencia y las características del par motor. La fase de postinyección sirve para aumentar la temperatura de combustión durante la regeneración de partículas diésel. La figura 3 muestra un elemento piezoeléctrico en sus dos estados diferentes. En la ilustración 1 se muestra la pila sin tensión de alimentación, y en la ilustración 2 se muestra el aumento de altura de la pila cuando la tensión de alimentación está activada.

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Nota importante: Cuando la pila está en la posición abierta del inyector, no necesita tener una tensión de alimentación continua y se mantendrá en estado abierto hasta que se active el comando cerrar. De ahí los picos de corriente positiva y negativa de la forma de onda. Por esta razón, nunca debe desconectar el multiconector del inyector con el motor en marcha. Si el inyector se encuentra en estado abierto, podría bloquear el motor hidráulicamente con el combustible diesel. El motor se desconectará si el módulo de control detecta fallos con los inyectores o el circuito accionador.

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Utilización de una abrazadera de corriente baja de 0 a 60 amperios y dos terminales BNC Cómo conectar el osciloscopio durante las pruebas: Inyectores de PD (unitarios) Localizar el multiconector del cableado: Al cableado de los inyectores se puede acceder por el multiconector redondo situado en la parte posterior de la culata. Puede ser necesario retirar el multiconector soltando el pasador de bloqueo y luego, con cuidado, retirando el aislante del cableado para acceder al cable adecuado para hacer las conexiones. Vuelva a colocar el multiconector y el aislamiento del cableado una vez realizadas las pruebas.

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Canal A Conecte la abrazadera de corriente de 60 A al Canal A del osciloscopio. Fije la abrazadera al ajuste de 20 A y active el cero automático. Coloque la abrazadera alrededor del cable positivo del inyector que se va a probar; es posible que tenga que consultar el diagrama de cableado del fabricante.

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Canal B Conecte el terminal de pruebas BNC a 4 mm al Canal B del osciloscopio. Conecte una punta de acupuntura a la conexión positiva (color) del terminal de pruebas. Coloque una pinza de cocodrilo negra en la conexión negativa (negra) y engánchela a una toma a tierra adecuada en el compartimento motor. Toque el cable positivo común de los inyectores; es posible que tenga que consultar el diagrama de cableado del fabricante.

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Canal C Conecte el terminal de pruebas BNC a 4 mm al Canal C del osciloscopio. Conecte una punta de acupuntura a la conexión positiva (color) del terminal de pruebas. Coloque una pinza de cocodrilo negra en la conexión negativa (negra) y engánchela a una toma a tierra adecuada en el compartimento motor. Toque el cable negativo del inyector que se va a probar; es posible que tenga que consultar el diagrama de cableado del fabricante.

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Ejemplo de formas de onda

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Canal A Muestra la corriente del inyector. En el punto de inyección, la corriente aumenta desde cero hasta alrededor de 15 amperios; aquí hay una breve interrupción antes de continuar subiendo a unos 17,5 amperios. La corriente de inyección se mantiene alta durante un corto período antes de reducirse a unos 11 amperios, para después pasar a la fase de impulsos múltiples. Canal B Muestra el circuito cargado del inyector. Es importante tener en cuenta que los inyectores se conmutan en vivo; en el punto inicial de la inyección, la tensión de alimentación normal del suministro de la batería es de unos 14 V. La tensión de alimentación se modula para crear las fases de inyección durante toda la duración del inyector de alrededor de 2 ms. Canal C Muestra el circuito de tierra del inyector. Al final del periodo de inyección, cae la tensión en las bobinas electromagnéticas del inyector, y puede verse cómo este voltaje inducido aumenta a alrededor de 50 voltios.

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Los inyectores de la unidad electromecánica están ubicados dentro de la culata, y el cableado atraviesa un multiconector circular situado en la parte posterior de la culata hasta cada uno de los inyectores individuales. Los inyectores son distintos a los inyectores Common Rail en el sentido de que la alta presión de combustible se genera por un balancín adicional que va desde el árbol de levas y actúa directamente sobre los inyectores para comprimir el combustible, por lo que no hay bomba de alta presión. Esta acción genera entre 2050 y 1800 bares de presión. A este sistema se le conoce en el grupo Volkswagen Audi como Pumpe-Düse (PD).

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En la figura se muestra un inyector unitario Bosch que se utiliza en los motores VWG de 1.4, 1.9 o 2.5.

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El control eléctrico también es diferente al del Common Rail porque la tensión de alimentación está al voltaje normal de la batería. La conmutación de los inyectores se lleva a cabo a través de una alimentación positiva, y no controlando la ruta de tierra. Como sucede con todos los inyectores modernos, hay una fase de inyección piloto y una principal para controlar el ruido y las emisiones y mantener una combustión uniforme. La subida de corriente del inyector desde cero hasta el máximo es el período piloto del inyector. El período de corriente de impulsos múltiples es la fase de inyección principal.

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Cómo conectar el osciloscopio durante la prueba: Inyector piezoelétrico de unidad VAG PD Al cableado de los inyectores se puede acceder por el multiconector redondo situado en la parte posterior de la culata. Puede ser necesario retirar el multiconector soltando el pasador de bloqueo y luego, con cuidado, retirando el aislante del cableado para acceder al cable adecuado para establecer la conexión. Vuelva a colocar el multiconector y el aislamiento del cableado una vez realizadas las pruebas.

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Canal A

Conecte la abrazadera de corriente de 60 A al Canal A del osciloscopio. Fije la abrazadera al ajuste de 20 A y active el cero automático. Coloque la abrazadera alrededor de uno de los cables al inyector que se va a probar; si es necesario, consulte el diagrama de cableado del fabricante.

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Esta conexión se ilustra en la figura.

Nota: Esta forma de onda se ha configurado en modo de disparo automático, con un disparo de borde ascendente. Si la forma de onda no se inicia con un impulso positivo, significa que la abrazadera de corriente está mal conectada. Retírela y cámbiela a la dirección opuesta.

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Ejemplo de formas de onda

Motor al ralentí

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Ejemplo de formas de onda

Velocidad del motor incrementada

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Ejemplo de formas de onda

Motor sobreacelerado

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Estas formas de onda del ejemplo muestran el inyector en las diferentes condiciones operativas. Ejemplo 1: La primera fase del inyector es la preinyección y la segunda es la fase principal del inyector. Ejemplo 2: A medida que va aumentando la velocidad del motor, el módulo de control incrementa la duración de la fase principal del inyector. Ejemplo 3: En sobreaceleración, solo se mantiene la fase de preinyección.

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Los inyectores de la unidad piezomecánica están ubicados en la culata, y el cableado atraviesa un multiconector circular situado en la parte posterior de la culata hasta cada uno de los inyectores individuales. Los inyectores son distintos a los inyectores Common Rail en el sentido de que la alta presión de combustible se genera por un balancín adicional que va desde el árbol de levas y actúa directamente sobre los inyectores, por lo que no hay bomba de alta presión. Estos inyectores pueden funcionar a través de una amplia gama de presiones, de 130 a 2200 bares.

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A este sistema se le conoce en el grupo Volkswagen Audi como Pumpe-Düse (PD).

Puede haber hasta cinco fases de inyección: Las fases de piloto (0 a 2): para combatir el «golpeteo» del diésel iniciando suavemente la combustión La fase de inyección principal (1): para la potencia y las características del par motor. La fase de inyección secundaria (0 a 2): para aumentar la temperatura de combustión durante la regeneración de partículas diésel.

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En comparación con los inyectores electromagnéticos convencionales, los inyectores piezoeléctricos tienen la ventaja de contar con un tiempo de reacción muy rápido: unas cuatro veces más rápido. Los inyectores piezoeléctricos incluyen una «pila» de unas 300 placas de cerámica finísimas. Cuando se aplica la tensión de conmutación, las placas se expanden y actúan sobre la boquilla del inyector, abriendo la aguja e inyectando el combustible en el cilindro. La figura se muestra un elemento piezoeléctrico en sus dos estados diferentes. En la ilustración 1 se muestra la pila sin tensión de alimentación, y en la ilustración 2 se muestra el aumento de altura de la pila cuando la tensión de alimentación está activada.

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Nota 1: Cuando la pila está en la posición abierta del inyector, no necesita tener una tensión de alimentación continua y se mantiene en estado abierto hasta que se active el comando cerrar. Los comandos «abrir» y «cerrar» son los picos de corriente positiva y negativa de la forma de onda. Por esta razón, nunca debe desconectar el multiconector del inyector con el motor en marcha. Si el inyector se encuentra en estado abierto, podría bloquear el motor hidráulicamente con combustible diesel. El motor se desconectará si el módulo de control detecta fallos con los inyectores o el circuito accionador. Nota 2: Este inyector de unidad es de un motor VAG PD de 2.0 litros con inyectores piezoeléctricos.

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