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Inyección directa diésel CDI para OM 651 Descripción del sistema

Daimler AG, GSP/OI, HPC R 822, D-70546 Stuttgart 6516 1363 04 – Printed in Germany – 08/08

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Mercedes-Benz Service

Inyección directa diésel CDI para OM 651 Descripción del sistema

Daimler AG · Technical Information/Workshop Equipment (GSP/OI) · D-70546 Stuttgart

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Índice de contenidos Prólogo

5

Sistema completo Introducción

6

Comparación de sistemas

8

Esquema de funcionamiento CDI

10

Sistemas parciales Sistema de combustible

12

Formación de la mezcla

17

Sistema de incandescencia

22

Desacoplamiento del canal de admisión

25

Sobrealimentación

26

Sistema de realimentación de gases de escape

30

Sistema de gases de escape

32

Componentes del sistema Unidad de control CDI

34

Alternador

35

Bomba de alta presión

36

Rail

38

Válvula reguladora de la presión del rail

39

Inyector piezoeléctrico

40

Etapa final de incandescencia

42

Bujías de incandescencia

43

Sensor Hall

44

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3

Índice de contenidos Sensor de posición

45

Sensores térmicos

46

Válvula de cierre de los eyectores de aceite

48

Control del nivel de aceite

49

Masa de aire y aire de admisión

50

Sensor de presión detrás del filtro de aire

51

Servomotor de desacoplamiento del canal de admisión

52

Mariposa de estrangulación

53

Elemento calefactor

54

Sensor de agua condensada

55

Turbocompresor por gases de escape

56

Sistema de realimentación de gases de escape

60

Válvulas de conmutación

61

Sonda lambda

62

Sensores de presión

63

Anexo

4

Abreviaturas

64

Índice alfabético

66

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Prólogo Distinguidos lectores: Con el presente cuaderno les presentamos el nuevo sistema CDI de Mercedes-Benz. Esta descripción no tiene una validez específica del vehículo y está basada, a modo de ejemplo, en el sistema de inyección directa common rail (CDI) de la segunda generación de Delphi. Con esta descripción del sistema les ofrecemos, con motivo de su introducción en el mercado, una visión general sobre el nuevo sistema. Esta publicación desde servir ante todo a técnicos y mecánicos en los concesionarios, como puente entre los Cuadernos de introducción y las informaciones detalladas en el Sistema de información para el taller (WIS) y en el Sistema de asistencia al diagnóstico (DAS). El contenido principal de la descripción del sistema es la presentación independiente del modelo de los principios de funcionamiento y de interrelaciones funcionales:

La descripción del sistema no está concebida como base para reparaciones o para el diagnóstico de problemas técnicos. Para estas tareas tienen a disposición, de la forma acostumbrada, el Sistema de información para el taller (WIS) y el Sistema de asistencia al diagnóstico (DAS). Las modificaciones y las innovaciones se publican exclusivamente en los correspondientes tipos de documentación en el WIS. Por ello, los datos de la descripción del sistema pueden diferir de las publicaciones en el WIS. Todos los datos técnicos y detalles indicados en este cuaderno tienen el estado del cierre de redacción en Agosto de 2008 y pueden, por tanto, diferir del estado de serie.

• Estructura y funcionamiento con sistemas parciales • Interrelaciones de los componentes en el sistema • Funcionamiento combinado entre el sistema y sus componentes Daimler AG Technical Information / Workshop Equipment (GSP / OI)

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5

Sistema completo

Introducción Historial de los motores diésel CDI Desde la primera inyección directa diésel con common rail, que se presentó en 1998 en el Mercedes-Benz C 220 CDI (OM 611), se ha establecido definitivamente el motor diésel en la categoría superior de vehículos. El antiguo sistema common rail alcanzaba una presión de inyección máxima de 1.350 bares. En la inyección directa common rail (CDI) se inyecta el combustible con alta presión directamente en la cámara de combustión. El caudal de combustible inyectado queda determinado por los diagramas característicos memorizados en la unidad de control del motor. La formación de la mezcla del aire aspirado comienza, en la inyección CDI, durante el ciclo de compresión en la cámara de combustión. Según el estado de carga del motor se puede inyectar varias veces por cada ciclo de trabajo.

Motor 611 Con 2,2 l de cilindrada y 60 kW hasta 95 kW de potencia, aplicado desde 1998 hasta 2003 en las Clases C, CLK y E.

La entrega de potencia aumentó constantemente en los años sucesivos. Las técnicas de inyección directa y turbocompresión se fueron optimizando y dieron lugar a un éxito diésel apenas imaginable hasta entonces. Con la introducción del motor 646 en la variante de 125 kW, funcionaba ya el sistema con una presión de inyección máxima de 1.600 bares y generaba un par motor máximo de 400 Nm. El nuevo motor 651 funciona ahora con una presión de inyección máxima de 2.000 bares y genera un par motor máximo de 500 Nm. Adicionalmente se aplican inyectores piezoeléctricos activados directamente, que funcionan hasta cinco veces más rápidos que los inyectores magnéticos aplicados hasta ahora. Con la subdivisión de la inyección en inyección previa, inyección principal e inyección posterior, resulta una combustión mejor y, por lo tanto, se producen menos emisiones de los gases de escape.

Motor 646 Con 2,2 l de cilindrada y 100 kW hasta 125 kW de potencia, aplicado desde 2003 en las Clases C, CLK y E.

Motor 651 Con 2,2 l de cilindrada y 150 kW de potencia, aplicado a partir de octubre de 2008 en la Clase C.

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Motor 651

Medidas internas del motor

Con el motor 651 se introduce todo un conjunto de tecnologías innovadoras. Entre ellas hay algunos nuevos desarrollos que actualmente no se encuentran, en esta combinación, en ningún otro motor diésel de turismo fabricado de serie. Hay que destacar aquí especialmente los inyectores piezoeléctricos, la turbocompresión de dos escalones y el engranaje de distribución en combinación con la transmisión por cadena, en el lado de transmisión de fuerza.

Mediante las medidas internas del motor y las funciones ampliadas de regulación de la unidad de control CDI, se pudieron reducir todavía más las emisiones de nitrógeno (NOx), la expulsión de dióxido de carbono (CO2) y el consumo, en comparación con el motor predecesor que ya era muy económico.

El valor límite de gases de escape según la norma Euro 5 se cumple plenamente con el conocido sistema de tratamiento posterior de los gases de escape, compuesto por catalizador de oxidación y filtro de partículas diésel (DPF). Al mismo tiempo se consiguió un incremento de potencia del 20% hasta 150 kW, con menor cilindrada, y se aumentó el par motor máximo en un 25% hasta 500 Nm.

Sistema completo

Introducción

Las siguientes medidas contribuyen a una mejora: • • • •

Cámara de combustión optimizada Menor compresión Mayor presión de ignición Menor pérdida por rozamiento mediante rodamientos en el compensador Lanchester • Pérdida por rozamiento interior reducida

El motor 651 se caracteriza, sobre todo, por las siguientes innovaciones: • Sistema de inyección directa common rail (CDI) de la segunda generación, de Delphi • Engranaje de distribución en combinación con transmisión por cadena, en el lado de transmisión de fuerza • Dos árboles de compensación Lanchester integrados en una caja junto con el cigüeñal (puente de cojinetes de bancada) • Inyectores piezoeléctricos sin tubería de recuperación de combustible • Realimentación de gases de escape con un radiador previo integrado en el circuito de líquido refrigerante, y un radiador de realimentación de gases de escape con canal by-pass conmutable • Gestión térmica ampliada con control adecuado a la necesidad de la bomba de líquido refrigerante y de los eyectores de aceite • Bomba de aceite controlada por volumen en el lado de aceite limpio

i Indicación Una descripción detallada del nuevo motor 651 aparece en el cuaderno de introducción. Número de pedido: 6516 1364 04

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Sistema completo

Comparación de sistemas

Presión de inyección (máx.) Regulación de alta presión Alimentación de combustible

Motor 651.911

1.600 bares

2.000 bares

a través de válvula reguladora de caudal y válvula reguladora de presión bomba de combustible eléctrica no regulada en el depósito de combustible

Calefacción del filtro de combustible

se serie desde 09 / 08

de serie

Bomba de alta presión

de 3 émbolos

de 2 émbolos

por cadena

por rueda dentada

Válvula reguladora de caudal

X

X

Válvula reguladora de presión

X

X

Sonda térmica de combustible

X

X

Inyector de combustible – tipo de construcción

Inyectores magnéticos

Inyectores piezoeléctricos

activados hidráulicamente de forma indirecta al aumentar la tensión

activados eléctricamente de forma directa al disminuir la tensión

Inyector de combustible

inyector de 7 orificios

inyector de 7 orificios

Adaptación de caudal / código I2C

de 18 lugares

de 24 lugares

Turbocompresión de 1 escalón con geometría variable de turbina

Turbocompresión de 2 escalones con geometría rígida

eléctrica

neumática

X

X

Accionamiento de la bomba de alta presión

Activación

Tipo de sobrealimentador

Regulación de la presión de sobrealimentación Desacoplamiento del canal de admisión

8

Motor 646.821 EVO

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Radiador previo de realimentación de gases de escape

Motor 646.821 EVO

Motor 651.911

X

X

Regulación de la realimentación de gases de Tipo de válvula AGR

eléctrica Válvula de platillo

By-pass AGR

Compuerta

conectado neumáticamente

Bomba de líquido refrigerante

no regulada

desconectable neumáticamente

Bomba de aceite

no regulada

regulada por el lado de aceite limpio

X no desconectables

X desconectables

Funcionamiento de emergencia a través de sensor del árbol de levas

—

X

Sensores de picado

1

2

doble

simple

Eyectores de aceite (refrigeración del pistón)

Cadena

Sensor del cigüeñal

Sistema completo

Comparación de sistemas

Transmisor inductivo

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Sistema completo

Esquema de funcionamiento CDI

Esquema de funcionamiento de la inyección directa common rail (CDI) – Arranque / mando del arrancador 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

10

Cuadro de instrumentos, mensaje Borne 50, estado Arrancador, activación Relé, borne 87, motor de combustión interna, activación Incandescencia, requerimiento Bujías de incandescencia, activación Relé para la bomba de combustible, activación Diagnóstico de la gestión del motor, comunicación Borne 61, estado Unidad de control del módulo electrónico de la palanca selectora, estado Sensor Hall del árbol de levas, señal Sensor de temperatura del líquido refrigerante, señal Sensor de posición del cigüeñal, señal Sensor de presión del rail, señal Válvula reguladora de presión, activación

16 17 18

20

Válvula reguladora de caudal, activación Inyectores de combustible, activación Medidor de la masa de aire por película caliente, señal Sensor de temperatura del aire de admisión, señal Sensor de temperatura del aceite, señal

A1 A8 / 1 B1 B2 / 5 B2 / 5b1 B4 / 6 B6 / 1 B11 / 4 G2

Cuadro de instrumentos Llave emisora Sensor de temperatura del aceite Medidor de la masa de aire por película caliente Sensor de temperatura del aire de admisión Sensor de presión del rail Sensor Hall del árbol de levas Sensor de temperatura del líquido refrigerante Alternador

19

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L5 M1 M3 N3 / 9 N10 / 1

Sensor de posición del cigüeñal Arrancador Bomba de combustible Unidad de control CDI Unidad de control SAM con módulo de fusibles y relés delantera N10 / 1kM Relé, borne 50, arrancador N10 / 1kN Relé, borne 87, motor N10 / 2 Unidad de control SAM con módulo de fusibles y relés del compartimento trasero N10 / 2kD Relé para la bomba de combustible N14 / 3 Etapa final de incandescencia N15 / 5 Unidad de control del módulo electrónico de la palanca selectora N73 Unidad de control de la cerradura electrónica de encendido N80 Unidad de control del módulo de tubo envolvente

R9 / 1 R9 / 2 R9 / 3 R9 / 4 X11 / 4 Y74 Y76 / 1 Y76 / 2 Y76 / 3 Y76 / 4 Y94

Bujía de incandescencia, cilindro 1 Bujía de incandescencia, cilindro 2 Bujía de incandescencia, cilindro 3 Bujía de incandescencia, cilindro 4 Acoplamiento para diagnósticos Válvula reguladora de presión Inyector de combustible, cilindro 1 Inyector de combustible, cilindro 2 Inyector de combustible, cilindro 3 Inyector de combustible, cilindro 4 Válvula reguladora de caudal

CAN B CAN C CAN D CAN E LIN C1

CAN del habitáculo CAN de la cadena cinemática CAN de diagnóstico CAN del tren de rodaje LIN de la cadena cinemática

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Sistema completo

Esquema de funcionamiento CDI

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Sistemas parciales

Sistema de combustible Mediante la alimentación de combustible se asegura que el sistema de inyección reciba permanentemente combustible. En el servicio de marcha, la bomba de combustible impulsa el combustible hacia la bomba de alta presión. Desde allí es conducido con la presión necesaria a los inyectores piezoeléctricos. La alimentación de combustible se subdivide en "sistema de baja presión" y "sistema de alta presión".

Sistema de baja presión La bomba de combustible eléctrica impulsa el combustible, a través del filtro de combustible y la válvula reguladora de caudal, hasta la bomba de alta presión y, desde allí, a la válvula de sobrepresión de combustible. La válvula reguladora de caudal controla el volumen de combustible que se alimenta a través del canal anular, a los dos elementos de bomba de la bomba de alta presión.

Adicionalmente se conduce una parte del combustible, como caudal de lubricación, desde la válvula de sobrepresión de combustible hacia el árbol excéntrico. Si se transporta aire con el combustible, se conduce el aire, a través de la válvula de sobrepresión de combustible, hacia el retorno de la bomba de alta presión y, de esta manera, se purga el aire del sistema de baja presión. Para aumentar el grado de rendimiento del motor y mantener baja la temperatura del combustible, la válvula reguladora de caudal regula la afluencia del combustible hacia la bomba de alta presión. Para que el combustible pueda fluir por las tuberías, incluso a temperaturas exteriores muy bajas, existe un elemento calefactor en el filtro de combustible. El elemento calefactor recibe corriente del módulo de registro de señales y activación (SAM) delantero.

En régimen de retención, es decir, estando cerrada la válvula reguladora de caudal, se conduce el combustible, para la lubricación de los elementos de bomba, desde la afluencia de combustible, a través del estrangulador de afluencia cero, directamente al canal anular. La presión de combustible existente en la válvula reguladora de caudal, es limitada por la válvula de sobrepresión de combustible a un valor desde 4,0 bares hasta 4,5 bares. Si se sobrepasa este valor, se abre la válvula de sobrepresión de combustible y dirige el combustible excedente al retorno hacia el depósito de combustible.

i Indicación Si la unidad de control del sistema de retención de seguridad envía una "señal de choque" a la unidad de control CDI, se interrumpe inmediatamente la activación de la bomba de combustible y el sistema conmuta a estado sin presión.

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Sistemas parciales

Sistema de combustible

Sistema de baja presión 1 2 3 4 5

Válvula reguladora de presión Rail Sensor de presión del rail Bomba de alta presión Depósito de combustible

6 7 8 9

Bomba de chorro aspirante Tamiz de combustible Recipiente de estabilización Bomba de combustible

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Sistemas parciales

Sistema de combustible Sistema de alta presión A través del sistema de alta presión se genera y almacena la presión de combustible necesaria para la inyección. El combustible es impulsado, de manera regulada, por la bomba de alta presión hacia el rail. A través de las tuberías de alta presión llega el combustible, con una PRESIÓN DE INYECCIÓN máxima de hasta 2.000 bares, a los distintos inyectores piezoeléctricos. El sistema de alta presión funciona además sin combustible de recuperación.

El caudal de inyección depende entonces de la presión de combustible en el rail y del tiempo de activación de los inyectores piezoeléctricos. La presión del rail es regulada por la unidad de control CDI, a través de la válvula reguladora de caudal y de la válvula reguladora de presión. El caudal de inyección selectivo por cilindros, es calculado por la unidad de control CDI, de manera dependiente de un diagrama característico.

Regulación de alta presión La bomba de alta presión comprime una determinada cantidad de combustible, según la señal del sensor del pedal acelerador y el número de revoluciones del motor. La presión de combustible realmente existente y la temperatura del combustible en el rail, son registradas por el sensor de presión del rail y el sensor de temperatura del combustible, y son retransmitidas permanentemente a la unidad de control CDI.

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a Daños de componentes

a Seguridad

Al trabajar en el sistema de alta presión (p. ej.: rail, tuberías de presión, bomba de alta presión, inyectores de combustible) se ha de atender especialmente a la calidad y la limpieza. Incluso las impurezas más insignificantes pueden conducir rápidamente a irregularidades en el funcionamiento del motor y a daños materiales.

Después de parar el motor todavía existe una presión residual desde 50 bares hasta 80 bares en el sistema. Por motivos de seguridad, el sistema de inyección no se debe abrir hasta que se haya eliminado la presión. El Sistema de información para el taller (WIS) suministra indicaciones detalladas al respecto.

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Sistemas parciales

Sistema de combustible

Sistema de alta presión 1 2 3

Válvula reguladora de presión Rail Sensor de presión del rail

4 5

Inyector piezoeléctrico Bomba de alta presión

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Sistemas parciales

Sistema de combustible Regulación de la presión del rail La unidad de control CDI regula, en función de un diagrama característico, la presión del rail a través de la válvula reguladora de presión o la válvula reguladora de caudal. Se distingue aquí entre la regulación por válvula reguladora de presión y la regulación por válvula reguladora de caudal. Regulación por válvula reguladora de presión Después de cada arranque del motor se activa primero la válvula reguladora de presión, y no se activa la válvula reguladora de caudal que está completamente abierta. De esta manera se puede transportar el máximo caudal de combustible hacia la bomba de alta presión. La regulación de la válvula reguladora de presión tiene lugar bajo las siguientes condiciones: • Tras cada arranque del motor en ralentí hasta una temperatura del combustible de 10 °C, con temperatura del combustible ascendente. • Tras cada arranque del motor en ralentí a partir de una temperatura del combustible de 5 °C, con temperatura del combustible descendente.

Regulación por válvula reguladora de caudal La ventaja de la regulación por válvula reguladora de caudal, consiste en que la bomba de alta presión sólo tiene que comprimir una cantidad de combustible igual a la que deja pasar la válvula reguladora de caudal, dependiendo de un diagrama característico, hacia la bomba de alta presión. Como consecuencia se reduce el consumo de combustible y se descarga la bomba de alta presión. La regulación por válvula reguladora de caudal tiene lugar bajo las siguientes condiciones: • La temperatura del combustible es superior a 10 °C. • En caso de un requerimiento único de presión del rail superior a 310 bares (p. ej. al iniciar la marcha). Al desconectar el motor se interrumpe la alimentación de combustible a los elementos de bomba, por parte de la válvula reguladora de caudal.

La regulación por válvula reguladora de presión sirve, entre otras cosas, para calentar rápidamente el combustible frío. La compresión del combustible a través del estrecho intersticio en la válvula reguladora de presión, puede calentar el combustible, bajo las correspondientes condiciones, hasta más de 150 °C.

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Regulación de inyección

Inyección previa

Mediante la regulación de inyección se definen el momento de inyección y la duración de inyección. El caudal de inyección depende aquí de la presión del rail y de la duración de inyección.

En la inyección previa se inyecta, antes de comenzar la propia inyección principal, una pequeña cantidad de combustible en el cilindro. Este proceso tiene lugar hasta dos veces. Como consecuencia se mejora el grado de rendimiento de la combustión y resulta un proceso de combustión más suave, mediante el calentamiento de la cámara de combustión. Resultan de ello menos emisiones de los gases de escape y menos ruidos de combustión.

A través de los inyectores piezoeléctricos activados directamente por la unidad de control CDI, se puede adaptar la inyección de combustible con mayor precisión a la correspondiente situación de carga y número de revoluciones. Según el momento de inyección se distingue entonces entre inyección previa, inyección principal e inyección posterior.

Sistemas parciales

Formación de la mezcla

La unidad de control CDI calcula el caudal de inyección previa y el comienzo de activación de los inyectores piezoeléctricos, dependiendo de los siguientes factores: • Estado de carga del motor • Comienzo de activación de la última inyección principal

Representación esquemática del procedimiento CDI

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Sistemas parciales

Formación de la mezcla Inyección principal

Inyección posterior

Mediante la inyección principal se regulan el par motor y la potencia.

La unidad de control CDI regula hasta dos inyecciones posteriores a continuación de la inyección principal.

La inyección principal tiene lugar con menor lapso de tiempo tras la inyección previa. Mediante una presión de inyección de hasta 2.000 bares se pulveriza muy fino el combustible. Las gotas de combustible así producidas, presentan una gran superficie en relación con el volumen. Como consecuencia se favorece, por una parte, la velocidad del proceso de combustión y se consigue, por otra parte, un tamaño menor de partículas en las emisiones.

La primera inyección posterior sirve para aumentar la temperatura de los gases de escape, con el fin de apoyar el proceso de transformación de los componentes de los gases de escape en el catalizador de oxidación. La segunda inyección posterior tiene lugar en función del estado de carga del filtro de partículas diésel (DPF). Como consecuencia sigue aumentando la temperatura de los gases de escape y se activa el proceso de regeneración en el DPF. Las partículas en el gas de escape se queman posteriormente.

Sistema de inyección CDI 1 2 3

18

Elemento calefactor de combustible Filtro de combustible Rail

4 5 6 7

Sensor de presión del rail Tubería de presión Inyector piezoeléctrico Bomba de alta presión

8 9

Válvula reguladora de caudal Válvula reguladora de presión

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Corrección del caudal de inyección

Calibrado del caudal cero

La fricción al abrir y cerrar los inyectores piezoeléctricos conduce a un desgaste en el asiento de inyector de la aguja de inyector. Resulta así, a lo largo del tiempo de funcionamiento, una modificación del caudal de inyección que se compensa mediante una corrección del tiempo de activación.

Para contrarrestar el caudal de inyección modificado, se puede corregir el tiempo de activación de los inyectores de combustible a través del calibrado del caudal cero. En el motor 651 con sistema de inyección Delphi, la corrección tiene lugar con ayuda de los dos sensores de picado.

La corrección del caudal de inyección se produce del modo siguiente:

A intervalos de tiempo definidos se calibra, durante el servicio del motor o en régimen de retención, un caudal de inyección previa de forma selectiva según cilindros. Sobre la base del tiempo de activación más corto posible, se aumenta entonces el tiempo de activación hasta que la unidad de control CDI recibe una señal de los dos sensores de picado. La diferencia entre el tiempo de activación determinado y el tiempo nominal, se utiliza para la corrección del caudal de inyección.

• Calibrado del caudal cero • Corrección del caudal de inyección principal Al mismo tiempo son necesarias las siguientes condiciones previas para el funcionamiento: • Número de revoluciones del motor entre 1.000 y 2.600 rpm • Servicio de retención o de marcha superior a cero • Temperatura de aceite del motor superior a 80 °C

Sistemas parciales

Formación de la mezcla

Corrección del caudal de inyección principal Esta función corrige el caudal de inyección principal mediante las sondas lambda delante del catalizador. El caudal de inyección se modifica entonces, hasta que se alcanza el valor nominal registrado en la unidad de control CDI.

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Sistemas parciales 20

Formación de la mezcla

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Inyectores de combustible, activación Sensor de temperatura del combustible, señal Sensor del pedal acelerador, señal Tensión de la batería, señal Sensor térmico del aire de sobrealimentación, señal Sensor de la presión de sobrealimentación, señal Sensor térmico delante del DPF, señal Sensor de temperatura del líquido refrigerante, señal Sensor de posición del cigüeñal, señal Sensor de presión del rail, señal Sensor de presión diferencial DPF, señal Sensor de temperatura del aire de admisión, señal Medidor de la masa de aire por película caliente, señal Sensor térmico delante del turbocompresor por gases de escape, señal Sonda lambda, señal Sensor de la temperatura exterior, señal Sensor de temperatura del aceite, señal

B1 Sensor de temperatura del aceite B2 / 5 Medidor de la masa de aire por película caliente

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 B2 / 5b1 B4 / 6 B5 / 1 B11 / 4 B14 B17 / 8 B19 / 9 B19 / 11 B28 / 8 B37 B50 G1 G3 / 2 L5 N3 / 9 Y76 / 1 Y76 / 2 Y76 / 3 Y76 / 4

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Inyección directa diésel CDI para OM 651 - Descripción del sistema q

Sistemas parciales

Sensor de temperatura del aire de admisión Sensor de presión del rail Sensor de la presión de sobrealimentación Sensor de temperatura del líquido refrigerante Sensor de la temperatura exterior Sensor térmico del aire de sobrealimentación Sensor térmico delante del filtro de partículas diésel Sensor térmico delante del turbocompresor por gases de escape Sensor de presión diferencial DPF Sensor del pedal acelerador Sensor de temperatura del combustible Batería de la red de a bordo Sonda lambda delante del catalizador Sensor de posición del cigüeñal Unidad de control CDI Inyector de combustible, cilindro 1 Inyector de combustible, cilindro 2 Inyector de combustible, cilindro 3 Inyector de combustible, cilindro 4

Esquema de funcionamiento de la inyección directa common rail (CDI) – Regulación de inyección

Formación de la mezcla

21

Sistemas parciales

Sistema de incandescencia Sistema de incandescencia para arranque rápido

Incandescencia para disponibilidad de arranque

El sistema de incandescencia para arranque rápido regulado electrónicamente consta de una etapa final de incandescencia y de cuatro bujías de incandescencia cerámicas. El sistema de incandescencia para arranque rápido permite, en caso de alta temperatura del líquido refrigerante, un arranque inmediato del motor sin necesidad de preincandescencia. Para mejorar las propiedades de arranque en frío y de calentamiento del motor, se realiza paso a paso una postincandescencia a través de la temperatura regulable de incandescencia. La unidad de control CDI regula entonces la tensión en las bujías de incandescencia, en función del tiempo y de la temperatura, a través de la etapa final de incandescencia.

La incandescencia para disponibilidad de arranque pone a disposición una temperatura suficientemente alta, tras la preincandescencia y hasta el funcionamiento definitivo del motor. La etapa final de incandescencia activa, para ello, las bujías de incandescencia. Una vez alcanzada una temperatura de disponibilidad de arranque de 1.250 °C de la bujía de incandescencia, se apaga el testigo de control de preincandescencia.

Resultan así las siguientes ventajas: • • • • •

Corto tiempo de preincandescencia Ralentí estable Bajas emisiones de los gases de escape Buen comportamiento de respuesta Temperatura regulable de incandescencia

Incandescencia de arranque La incandescencia de arranque estabiliza el número de revoluciones de arranque del motor. Si la unidad de control CDI recibe la información "borne 50 CON." de la unidad de control de la cerradura electrónica de encendido, la etapa final de incandescencia activa entonces las bujías de incandescencia a través de la red LIN de la cadena cinemática, y apoya así los primeros ciclos de trabajo y el arranque del motor.

Preincandescencia

Postincandescencia

La preincandescencia calienta las cámaras de combustión del motor para alcanzar la temperatura de encendido necesaria de la mezcla de combustible y aire. La unidad de control CDI evalúa primero la temperatura de aceite del motor y activa entonces, a través de la red LIN de la cadena cinemática (LIN C1), la etapa final de incandescencia, en función de la temperatura del líquido refrigerante.

La postincandescencia mejora el funcionamiento del motor tras el arranque en frío y las propiedades de calentamiento del motor. La unidad de control CDI evalúa la temperatura de aceite del motor y activa, tras el arranque del motor, las bujías de incandescencia a través de la etapa final de incandescencia. La postincandescencia finaliza cuando la temperatura del líquido refrigerante ha alcanzado un valor preestablecido.

Condición previa para la preincandescencia es una temperatura del líquido refrigerante inferior a 30 °C.

i Indicación Si se produce una avería en el sistema de preincandescencia, en las bujías de incandescencia o en las conducciones, se indica entonces este fallo mediante el testigo de control de preincandescencia y se memoriza adicionalmente en la memoria de averías de la unidad de control CDI.

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Incandescencia de diagnóstico

Incandescencia de emergencia

Esta función sirve para el diagnóstico de los diversos circuitos de corriente de incandescencia. Las bujías de incandescencia son activadas a un nivel bajo de temperatura, con lo cual se detectan errores del sistema y se registran en la memoria de averías de la unidad de control CDI. La incandescencia de diagnóstico se utiliza para la localización de averías, con el fin de realizar una comprobación del sistema independientemente de la temperatura de aceite del motor. La incandescencia de diagnóstico se realiza además de forma automática por el sistema, cuando el sistema de preincandescencia no ha estado activo durante mucho tiempo (p. ej. si no se ha activado ningún proceso de incandescencia por motivo de alta temperatura del líquido refrigerante).

Si se produce un problema en la comunicación a través del bus de red de interconexión local (LIN) (p. ej. en caso de interrupción o cortocircuito), se activa entonces la función de incandescencia de emergencia durante 180 segundos. Si falla la comunicación en el proceso de incandescencia durante más de 250 milésimas de segundo, se activa asimismo la función de incandescencia de emergencia durante 180 segundos. La duración de incandescencia y la tensión de incandescencia reciben entonces valores sustitutivos.

Incandescencia de filtro de partículas diésel

Sistemas parciales

Sistema de incandescencia

Testigo de control de preincandescencia El testigo de control de preincandescencia en el cuadro de instrumentos está encendido durante el proceso de incandescencia, o indica una anomalía en el sistema de incandescencia.

La incandescencia de filtro de partículas diésel (DPF) sólo se aplica durante la regeneración DPF, para elevación de la carga y estabilización de la combustión.

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3 4 5

1 2

Borne 50, estado Sensor de temperatura del aceite, señal Incandescencia, requerimiento Bujías de incandescencia, activación Testigo de control de preincandescencia, activación

Cuadro de instrumentos Testigo de control de preincandescencia Llave emisora Sensor de temperatura del aceite

A1 A1e16

A8 / 1 B1

Borne 61, estado

6

Alternador Unidad de control CDI Etapa final de incandescencia Unidad de control de la cerradura electrónica de encendido R9 / 1 Bujía de incandescencia, cilindro 1 R9 / 2 Bujía de incandescencia, cilindro 2

G2 N3 / 9 N14 / 3 N73

Esquema de funcionamiento de la inyección directa common rail (CDI) – Incandescencia R9 / 3 R9 / 4 CAN E LIN C1

Bujía de incandescencia, cilindro 3 Bujía de incandescencia, cilindro 4 CAN del tren de rodaje LIN de la cadena cinemática

Sistemas parciales

Sistema de incandescencia

Desacoplamiento del canal de admisión El desacoplamiento del canal de admisión (EKAS) se encarga, a través del tubo distribuidor de aire de sobrealimentación, de conseguir la mejor relación posible entre turbulencia del aire y masa de aire, en todos los estados de carga del motor y, por lo tanto, de alcanzar un grado de llenado óptimo. Se optimizan así el comportamiento de los gases de escape y la potencia del motor.

Principio de funcionamiento

Mediante el mayor caudal de aire que pasa, aumenta la velocidad de circulación y se encarga de una turbulencia optimizada de la mezcla de aire. Esto mejora, a su vez, la combustión y reduce las partículas del gas de escape en los márgenes superiores de carga y revoluciones.

Sistemas parciales

Desacoplamiento del canal de admisión

En caso de una avería o en caso de interrupción de la tensión de alimentación, se abren mecánicamente las compuertas en los canales de admisión espirales, mediante el muelle recuperador.

En el tubo distribuidor de aire de sobrealimentación existen respectivamente para cada cilindro, un canal de admisión tangencial permanente abierto y un canal de admisión espiral controlado por compuerta. Las compuertas están unidas entre sí a través de un eje. La unidad de control CDI regula, de manera dependiente de un diagrama característico, la posición de las compuertas. Los canales de admisión espirales están cerrados por las compuertas, en el margen inferior de número de revoluciones del motor y de carga del motor, y mediante los canales de admisión tangenciales abiertos se consigue una gran turbulencia del aire. Al cambiar de carga parcial a plena carga, se abren las compuertas en los canales de admisión espirales, en función de un diagrama característico.

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Sistemas parciales

Sobrealimentación Generalidades

Proceso funcional de la regulación de presión de sobrealimentación

La sobrealimentación en el motor 651 tiene lugar mediante una turbocompresión de dos escalones. Según la fase de servicio y mediante el funcionamiento combinado de un turbocompresor por gases de escape de alta presión (sobrealimentador HD) y un turbocompresor por gases de escape de baja presión (sobrealimentador ND), se pone a disposición del motor la correspondiente presión de sobrealimentación, para aumentar el llenado de los cilindros y, por lo tanto, la potencia del motor y el par motor. En la turbosobrealimentación se utiliza la energía hidrodinámica de los gases de escape para el accionamiento de ambas turbinas de aire de sobrealimentación.

Para una visión general mejor sobre el modo de funcionamiento de la turbocompresión de dos escalones, se han elegido tres estados distintos en el servicio de plena carga. En base a estos estados se quiere explicar y representar el proceso exacto. Se describen los siguientes estados de la regulación de la presión de sobrealimentación: • Servicio de plena carga hasta 1.200 rpm • Servicio de plena carga entre 1.200 y 2.800 rpm • Servicio de plena carga a partir de 2.800 rpm

La presión de sobrealimentación se regula a través de la compuerta reguladora de la presión de sobrealimentación (LRK), la regulación wastegate y la mariposa bypass de aire de sobrealimentación. Este control tiene lugar, dependiendo de un diagrama característico, bajo consideración del correspondiente requerimiento de par del motor.

Turbocompresor por gases de escape 1 2 3 4

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Cápsula de depresión Entrada de gas de escape By-pass Empalme del tubo flexible de aire de sobrealimentación

5 6 7 8

Sobrealimentador HD Entrada de aire de sobrealimentación Sobrealimentador ND Salida de gas de escape

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Regulación de la presión de sobrealimentación en el servicio de plena carga hasta 1.200 rpm Hasta un número de revoluciones del motor de 1.200 rpm en servicio de plena carga, está casi cerrada la compuerta reguladora de la presión de sobrealimentación (LRK). En este estado fluye toda la corriente de gases de escape, a través de la rueda de turbina del turbocompresor por gases de escape de alta presión (sobrealimentador HD), hacia la rueda de turbina del turbocompresor por gases de escape de baja presión (sobrealimentador ND) y, después, hacia el sistema de escape. La mayor parte de la energía de los gases de escape actúa sobre la rueda de turbina del sobrealimentador HD, el cual genera la parte principal de la presión de sobrealimentación necesaria.

Esto origina, a pesar de la reducida corriente de gases de escape, una presión de sobrealimentación elevada que se forma muy rápidamente.

Sistemas parciales

Sobrealimentación

La energía restante de los gases de escape actúa sobre la rueda de turbina del sobrealimentador ND, el cual impulsa al rodete del compresor a través de árbol del turbocompresor. El sobrealimentador ND no actúa, por lo tanto, como freno hidrodinámico. La regulación wastegate y la mariposa by-pass del aire de sobrealimentación están cerradas en este estado operativo.

Representación esquemática de la regulación de la presión de sobrealimentación en servicio de plena carga hasta 1.200 rpm A Aire de admisión B Corriente de gases de escape 1 Turbocompresor por gases de escape de alta presión 2 Turbocompresor por gases de escape de baja presión

3 Compuerta reguladora de la presión de sobrealimentación (LRK) 4 Wastegate 5 Mariposa by-pass de aire de sobrealimentación 6 Filtro de aire 7 Refrigerador del aire de sobrealimentación

8 9 10 11

Posicionador de mariposa Colector de admisión Colector de escape Radiador previo de realimentación de gases de escape (AGR) 12 Elemento de ajuste AGR 13 Radiador AGR 14 Mariposa by-pass AGR

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Sistemas parciales

Sobrealimentación Regulación de la presión de sobrealimentación en servicio de plena carga entre 1.200 y 2.800 rpm A partir de un número de revoluciones del motor de 1.200 rpm en servicio de plena carga, se abre la compuerta reguladora de la presión de sobrealimentación (LRK) en la zona de trabajo (sección de abertura) desde un 5% hasta un 95%, en función de la presión de sobrealimentación necesaria.

En este estado se complementan ambos sobrealimentadores y ponen a disposición conjuntamente la presión de sobrealimentación necesaria. La regulación wastegate y la mariposa by-pass del aire de sobrealimentación están cerradas en este estado operativo.

Al mismo tiempo, el sobrealimentador ND se conecta de forma continua, al ir aumentando la sección de abertura de la LRK, y es atravesado por un caudal mayor de gases de escape. El aire filtrado aspirado se sigue precomprimiendo entonces todavía más.

Representación esquemática de la regulación de la presión de sobrealimentación en servicio de plena carga entre 1.200 y 2.800 rpm A Aire de admisión B Corriente de gases de escape 1 Turbocompresor por gases de escape de alta presión 2 Turbocompresor por gases de escape de baja presión

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3 Compuerta reguladora de la presión de sobrealimentación (LRK) 4 Wastegate 5 Mariposa by-pass de aire de sobrealimentación 6 Filtro de aire 7 Refrigerador del aire de sobrealimentación

8 9 10 11

Posicionador de mariposa Colector de admisión Colector de escape Radiador previo de realimentación de gases de escape (AGR) 12 Elemento de ajuste AGR 13 Radiador AGR 14 Mariposa by-pass AGR

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Regulación de la presión de sobrealimentación en el servicio de plena carga a partir de 2.800 rpm A partir de un número de revoluciones del motor de 2.800 rpm está completamente abierta la LRK. Como consecuencia se conduce casi toda la corriente de gases de escape, con pocas pérdidas a través del canal by-pass, a la turbina ND y la contrapresión de los gases de escape se limita en su altura.

Para evitar una pérdida de presión y un calentamiento adicional del aire de sobrealimentación al atravesar el compresor HD, se abre, por lo tanto, la mariposa bypass, de manera que la parte principal de la corriente de aire es conducida por vía directa y con pocas pérdidas al refrigerador del aire de sobrealimentación.

Mediante este modo de proceder, el sobrealimentador HD ya no contribuye al aumento de la presión de sobrealimentación. El sobrealimentador HD ha alcanzado su límite de taponamiento. Esto significa que ya no puede generar presión de sobrealimentación y, en caso de una carga adicional, ocasionaría un notable descenso del número de revoluciones de la turbina.

A través del wastegate se regula el rendimiento de la turbina ND en el diagrama característico del motor, de forma adecuada a la necesidad, en función del estado de carga.

Sistemas parciales

Sobrealimentación

Según el estado de carga, el sobrealimentador HD puede formar, a bajos números de revoluciones del motor, una elevada presión de sobrealimentación y, a altos números de revoluciones del motor, puede evitar una sobrecarga del sobrealimentador ND.

Representación esquemática de la regulación de la presión de sobrealimentación en servicio de plena carga a partir de 2.800 rpm A Aire de admisión B Corriente de gases de escape 1 Turbocompresor por gases de escape de alta presión 2 Turbocompresor por gases de escape de baja presión

3 Compuerta reguladora de la presión de sobrealimentación (LRK) 4 Wastegate 5 Mariposa by-pass de aire de sobrealimentación 6 Filtro de aire 7 Refrigerador del aire de sobrealimentación

8 9 10 11

Posicionador de mariposa Colector de admisión Colector de escape Radiador previo de realimentación de gases de escape (AGR) 12 Elemento de ajuste AGR 13 Radiador AGR 14 Mariposa by-pass AGR

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Sistemas parciales

Sistema de realimentación de gases de escape Generalidades El sistema de gases de escape asegura el cumplimiento de los valores límite prescritos por la legislación para las emisiones de los gases de escape. El sistema de gases de escape del motor 651 combina dos tecnologías para la reducción de emisiones. Mediante la realimentación de gases de escape (AGR) se reducen las emisiones de óxido de nitrógeno (NOx) y mediante la depuración de los gases de escape disminuyen las emisiones de hidrocarburos (HC) y de partículas de hollín.

Sistema de realimentación de gases de escape Con la realimentación de gases de escape (AGR) se aporta una parte de la corriente de gases de escape, a través del tramo AGR, al aire de sobrealimentación. Mediante la realimentación de gases de escape desciende la temperatura de combustión y disminuye la porción de oxígeno (O2) excedente. Con esta medida se reduce la formación de NOx durante la combustión. Adicionalmente, debido a la falta de oxígeno, disminuye la velocidad de combustión y se reduce la corriente de gases de escape hacia el catalizador de oxidación.

Para aumentar todavía más el grado de rendimiento se conduce, según el diagrama característico, el gas de escape a través del radiador AGR y se enfría adicionalmente. Si la temperatura de los gases de escape que entran es demasiado baja, se cierra a través de una mariposa by-pass la vía hacia el radiador AGR y el gas de escape es conducido directamente al tubo distribuidor de aire de sobrealimentación. La mariposa bypass AGR es activada por la unidad de control CDI a través de una cápsula de depresión. Si el gas de escape se desvía parcialmente eludiendo el paso por el radiador AGR, se calientan más rápidamente las cámaras de combustión en el margen de carga inferior. De esta manera hay contenido en el gas de escape menos monóxido de carbono (CO) e hidrocarburo (HC). En el margen de carga superior se conducen los gases de escape a través del radiador AGR y se enfrían así. Hay, por lo tanto, menos óxidos de nitrógeno (NOx) en el gas de escape.

El gas de escape realimentado llega primero, a través de un radiador previo, al propio tramo AGR. A través del elemento de ajuste AGR se regula el caudal de gases de escape realimentado.

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1 Medidor de la masa de aire por película caliente, señal 2 Sensor de la presión de sobrealimentación, señal 3 Sensor térmico de realimentación de gases de escape, señal 4 Sensor térmico del aire de sobrealimentación, señal 5 Válvula de conmutación by-pass del radiador de realimentación de gases de escape, activación 6 Sensor de presión detrás del filtro de aire, señal

Sensor del pedal acelerador, señal Sensor de posición del cigüeñal, señal Elemento de ajuste de realimentación de gases de escape, activación

B2 / 5 Medidor de la masa de aire por película caliente B5 / 1 Sensor de la presión de sobrealimentación B16 / 14 Sensor térmico de realimentación de gases de escape

7 8 9

Esquema de funcionamiento de la inyección diésel common rail (CDI) – Realimentación de gases de escape

Y85

B 17 / 8 B28 / 5 B37 L5 N3 / 9 Y27 / 9

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Sistemas parciales

Sensor térmico del aire de sobrealimentación Sensor de presión detrás del filtro de aire Sensor del pedal acelerador Sensor de posición del cigüeñal Unidad de control CDI Elemento de ajuste de realimentación de gases de escape Válvula de conmutación by-pass del radiador de realimentación de gases de escape

Sistema de realimentación de gases de escape

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Sistemas parciales

Sistema de gases de escape Depuración de los gases de escape

Depuración de los gases de escape – Proceso funcional

La depuración de los gases de escape filtra gran parte de los contaminantes restantes que todavía se encuentran en el gas de escape. El sistema consta de la conocida combinación de catalizador de oxidación y filtro de partículas diésel (DPF). Complementariamente a la realimentación de gases de escape se interceptan en la depuración de los gases de escape, los siguientes contaminantes y se reducen mediante un tratamiento posterior:

Los gases de escape expulsados por el motor se depuran en un catalizador de oxidación y en un filtro de partículas diésel (DPF).

• • • •

Óxidos de nitrógeno (NOx) Hidrocarburos (HC) Monóxido de carbono (CO) Partículas de contaminantes y de hollín

El catalizador de oxidación se encarga de reducir los hidrocarburos (HC) y los monóxidos de carbono (CO), y genera mediante una postcombustión, la energía térmica necesaria para la fase de regeneración DPF. El DPF consta de un cuerpo filtrante alveolar cerámico de carburo de silicio, que está recubierto con platino. El gas de escape depurado previamente en el catalizador de oxidación, entra en los canales abiertos hacia delante del DPF y llega, a través de las paredes filtrantes porosas del cuerpo filtrante alveolar, a los canales abiertos hacia atrás. Las partículas de hollín son retenidas en el cuerpo filtrante alveolar del DPF. A continuación se expulsa por el sistema de escape el gas de escape depurado y filtrado.

Función del catalizador de oxidación (esquemáticamente) 1 2 3 111 / 4

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Cuerpo portante Estera de apoyo Caja Monolito cerámico

113 / 4 CO CO2 HC

Capa portante (washcoat) Monóxido de carbono Dióxido de carbono Hidrocarburo

H2O Agua N2 Nitrógeno NO2 Dióxido de nitrógeno

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Regeneración del DPF El sensor de presión diferencial DPF comunica el estado de carga del DPF a la unidad de control CDI. Si la carga de partículas de hollín aumenta demasiado y sobrepasa un valor límite consignado en el diagrama característico, la unidad de control CDI inicia la fase de regeneración en caso de ser apropiado el estado de carga. La regeneración tiene lugar mediante un aumento periódico de la temperatura de los gases de escape. Al hacerlo, se queman las partículas de hollín almacenadas en el DPF, formando predominantemente dióxido de carbono (C02). La reducción de las partículas de hollín es de aprox. un 99%. El resto de ceniza que se produce, permanece en el DPF.

Los tiempos de regeneración dependen de la temperatura y disminuyen notablemente al ir aumentando la temperatura de los gases de escape. Para aumentar la temperatura de los gases de escape se aplican las siguientes medidas: • Inyección posterior • Realimentación de gases de escape con estrangulación del aire de admisión • Incandescencia DPF La temperatura de los gases de escape es vigilada durante la regeneración, por el sensor térmico delante del turbocompresor por gases de escape y por el sensor térmico delante del DPF.

i Indicación

i Indicación

Una regeneración interrumpida del DPF se distribuye, en caso de viajes de trayecto corto, entre varios ciclos de viaje. Como consecuencia son más frecuentes las fases de calentamiento hasta alcanzar la temperatura necesaria de regeneración.

Si el DPF está sobrecargado de ceniza, el testigo de control de diagnóstico del motor en el cuadro de instrumentos, señaliza un mantenimiento necesario del DPF.

El proceso de regeneración se produce inadvertido por el cliente.

Sistemas parciales

Sistema de gases de escape

Tras la regeneración, la unidad de control CDI registra la diferencia de presión determinada, a través del sensor de presión diferencial DPF, y la compara con un valor de referencia. La unidad de control CDI determina a partir de aquí la carga del filtro de partículas diésel con la ceniza que queda.

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Componentes del sistema

Unidad de control CDI Unidad de control CDI (N3 / 9) La unidad de control CDI se encuentra sobre la caja del filtro de aire. La unidad de control CDI está equipada por el lado inferior con aletas de refrigeración que penetran en el interior de la caja del filtro de aire y son refrigeradas por el aire aspirado. La tarea de la unidad de control CDI se divide en las siguientes tareas parciales: • • • • • • •

Regulación del par motor Regulación de la inyección Sobrealimentación Corte de combustible en régimen de retención Gestión térmica Realimentación de gases de escape (AGR) Depuración de los gases de escape

La unidad de control CDI sirve como interfaz entre la red CAN de la cadena cinemática (CAN C) y la red CAN del tren de rodaje (CAN E). Para la vigilancia de todos los componentes del sistema y funciones, el sistema de gestión del motor dispone de una memoria de averías y de eficientes funciones de diagnóstico. Estas funciones abarcan los siguientes puntos: • • • • •

Control de la memoria de averías Diagnóstico del sistema de gestión del motor Diagnóstico europeo de a bordo (EOBD) Diagnóstico a través del bus CAN Diagnóstico a través de cable K

Unidad de control CDI 1 2

34

Unidad de control CDI Aletas de refrigeración

3 4

Caja del filtro de aire Filtro de aire

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Alternador (G2) En función del consumo eléctrico y del estado de carga de la batería, el alternador regula la tensión de carga. A través de un interfaz de alternador, la unidad de control CDI regula la potencia del alternador. Como consecuencia se reducen, por ejemplo, el número de revoluciones de ralentí del motor y las emisiones de los gases de escape. El alternador reconoce distintas averías y las comunica, a su vez, a la unidad de control CDI.

Componentes del sistema

Alternador

La comunicación entre la unidad de control CDI y el alternador tiene lugar a través de la red de interconexión local (bus LIN).

Alternador

i Indicación Durante la comprobación de la tensión de regulación se tiene que hacer trabajar a la batería de la red de a bordo, con un comprobador de baterías.

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Componentes del sistema

Bomba de alta presión La bomba de alta presión de 2 émbolos se encuentra en el lado izquierdo del bloque motor, en el lado de transmisión de fuerza. Mediante la bomba de alta presión se comprime el combustible y se genera la presión del rail necesaria. La rueda dentada de la bomba de alta presión es accionada por el engranaje de distribución a la mitad del número de revoluciones del cigüeñal. A través de un arrastrador de múltiples dientes se transmite el par de giro al eje de la bomba de alta presión.

Bomba de alta presión 1 2 3

Retorno Válvula reguladora de caudal Afluencia

4 5 6

Sensor de temperatura del combustible Rueda dentada Arrastrador de múltiples dientes

i Indicación Las tuberías de alta presión entre la bomba de alta presión, el rail y los inyectores piezoeléctricos, sólo se deben utilizar una vez.

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Lado de alta presión

Generación de alta presión

El árbol excéntrico (3) con su disco de elevación (2) mueve los émbolos (6) contra los correspondientes resortes de émbolo (7), de forma ascendente y descendente. Como consecuencia es posible el llenado del émbolo (ilustración A) y la consiguiente compresión del combustible.

Mediante el empuje del árbol excéntrico se mueve hacia arriba el émbolo. Como consecuencia se comprime el combustible (ilustración B). La válvula separa de la afluencia de combustible el volumen de suministro. Si la presión de combustible en el cilindro aumenta sobrepasando la presión que se encuentra en el sistema de alta presión, se abre la válvula de bola y el combustible se impulsa al sistema de alta presión.

Llenado del émbolo

Componentes del sistema

Bomba de alta presión

El émbolo es presionado hacia abajo por el resorte de émbolo (7) tensado. El combustible impulsado llega al canal anular y, a través de una válvula (9), al cilindro. Al hacerlo se tiene que ejercer una fuerza definida contra el muelle de válvula (5). La válvula de bola (8) impide que el combustible pueda retornar desde el canal de alta presión (1) a los elementos de bomba.

Representación esquemática 1 2 3 4 5 6

Canal de alta presión Disco de elevación Árbol excéntrico Afluencia de combustible hacia los elementos de alta presión Muelle de válvula Émbolo

7 8 9

Resorte de émbolo Válvula de bola Válvula

A B

Llenado del émbolo Generar alta presión

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Componentes del sistema

Rail Rail

Sensor de presión del rail (B4 / 6)

El rail se encuentra a la izquierda junto a la culata y almacena el combustible con la correspondiente presión de inyección. El combustible almacenado actúa adicionalmente como amortiguador de oscilaciones de presión, que se producen por la alimentación pulsatoria de combustible de la bomba de alta presión y por la extracción brevemente grande de combustible durante la inyección.

El sensor de presión del rail está enroscado directamente en el rail y registra la presión actual del rail. La presión del rail deforma una membrana de medición con resistencias de dilatación. Las consiguientes variaciones de resistencia que se producen tienen como consecuencia modificaciones de tensión. Estas modificaciones son evaluadas por la unidad de control CDI.

El rail cumple las siguientes tareas: • Acumulador de alta presión • Distribución del combustible a los inyectores piezoeléctricos • Regulación de presión a través de la válvula reguladora de presión y del sensor de presión del rail

Rail y sensor de presión del rail 1 2 3

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Válvula reguladora de presión Rail Sensor de presión del rail

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Válvula reguladora de presión (Y74)

Válvula reguladora de caudal (Y94)

La válvula reguladora de presión está enroscada en el rail por el lado de transmisión de fuerza.

La válvula reguladora de caudal se encuentra directamente en la bomba de alta presión.

Si la válvula reguladora de presión no es activada, está abierta hidráulicamente, de manera que se puede establecer una compensación de presión entre el lado de alta presión y el lado de baja presión.

La válvula reguladora de caudal regula, en correspondencia con la señal de la unidad de control CDI, el caudal de combustible que se conduce, a través de un canal anular, a los elementos de bomba.

Mediante una señal modulada por anchura de impulsos, la unidad de control CDI regula la corriente de bobina que tiene como consecuencia una fuerza magnética. Mediante este proceso se presiona el perno de válvula sobre la bola y se genera así un equilibrio de fuerzas frente al lado de alta presión. El combustible desviado entonces, fluye a través del empalme de retorno de combustible en el rail, volviendo al depósito de combustible.

La válvula reguladora de caudal tiene las siguientes tareas:

Válvula reguladora de presión

Componentes del sistema

Válvula reguladora de la presión del rail

• Regular el flujo de combustible hacia los elementos de bomba de la bomba de alta presión. • Interrumpir la alimentación de combustible a los elementos de bomba de la bomba de alta presión al parar el motor.

Válvula reguladora de caudal

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Componentes del sistema

Inyector piezoeléctrico Los inyectores piezoeléctricos (Y76) inyectan el combustible que se encuentra a alta presión, en los correspondientes cilindros. El caudal inyectado depende del tiempo de activación, de la presión existente y de la velocidad de apertura y cierre del inyector. Contrariamente a los inyectores de combustible conocidos hasta ahora, los nuevos inyectores piezoeléctricos no inyectan al aumentar la tensión, sino al disminuir la tensión.

Codificación I2C En el motor 651 se amplía la codificación, con el nuevo sistema CDI, a un código I2C de 24 lugares. La codificación I2C permite una adaptación todavía más exacta (caudal de inyección y tiempo de inyección) de los diversos inyectores piezoeléctricos en estado nuevo. Si se renueva un inyector piezoeléctrico, se tiene que comunicar esta codificación a la unidad de control CDI mediante Star Diagnosis.

Funcionamiento

Se debe asegurar que tras un cambio de los inyectores, estén consignados los códigos I2C correctos.

Mediante una descarga se acorta el elemento piezoeléctrico. El movimiento es transmitido, mediante un convertidor de recorrido y carrera (módulo de acoplador), a la aguja de inyector del módulo de inyector. De esta manera se levanta la aguja de inyector y se liberan los orificios de inyección. La inyección finaliza cuando el elemento piezoeléctrico es cargado otra vez por la unidad de control CDI. En el proceso de carga se dilata de nuevo el elemento piezoeléctrico. La aguja de inyector desciende y se cierran otra vez los orificios de inyección. En caso de "borne 16 DESCON." y funcionamiento posterior finalizado de la unidad de control CDI, la aguja de inyector se reposiciona mediante un muelle a la posición inicial, de manera que los inyectores están cerrados otra vez.

Si no se registra el código I2C o se registra incorrectamente, son posibles las siguientes irregularidades: • • • •

Formación de humo Funcionamiento irregular del motor o a sacudidas Pérdida de potencia Emisión de ruidos

Inyector piezoeléctrico

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Activación de los inyectores piezoeléctricos Motor parado: encendido CON. Se forma la presión en el sistema de baja presión de combustible. Un muelle sujeta la aguja de inyector en el asiento del inyector hasta que el elemento piezoeléctrico está cargado y se ha extendido.

a ¡Atención, peligro de muerte! Durante el funcionamiento existe en los inyectores piezoeléctricos un nivel de alta tensión de hasta 250 voltios.

Motor en marcha: ninguna inyección La presión del rail generada está presente en la aguja de inyector. El elemento piezoeléctrico del inyector de combustible está cargado en este estado. Un muelle sujeta la aguja de inyector en el asiento del inyector. El inyector está cerrado. Motor en marcha: inyección

a Advertencia

Componentes del sistema

Inyector piezoeléctrico

No está permitido realizar mediciones de tensión en los inyectores. Debido al peligro de daños en el motor, no está permitido soltar, con el motor en marcha, ninguna unión en el sistema de inyección.

Mediante una descarga del elemento piezoeléctrico se acorta éste. Con un convertidor de recorrido y carrera se transmite el movimiento a la aguja de inyector. La aguja de inyector se levanta y libera los orificios de inyección del inyector. La inyección tiene lugar hasta que el elemento piezoeléctrico es cargado otra vez por la unidad de control CDI. Motor en marcha: fin de la inyección Mediante una aplicación de tensión al elemento piezoeléctrico retorna éste otra vez a la posición inicial. El convertidor de recorrido y carrera transmite el movimiento a la aguja de inyector. La aguja de inyector es presionada, como consecuencia, en el asiento del inyector y cierra los orificios de inyección. Motor parado: funcionamiento posterior de la unidad de control finalizado El sistema de inyección está lleno de combustible pero sin presión (presión atmosférica). Un muelle sujeta la aguja de inyector en el asiento del inyector. El inyector está cerrado y no se produce ninguna inyección.

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Componentes del sistema

Etapa final de incandescencia Etapa final de incandescencia (N14 / 3) La etapa final de incandescencia se encuentra delante en la superficie frontal de la culata. Consta de una caja de plástico que está reforzada por el lado inferior mediante una placa de aluminio. Para el control de la etapa final de incandescencia se introducen por lectura, a través de la unidad de control CDI, los siguientes parámetros sobre las condiciones de servicio del motor: • Número de revoluciones • Carga • Temperatura del líquido refrigerante La etapa final de incandescencia es activada por la unidad de control CDI a través de la red de interconexión local (LIN). La comunicación de diagnóstico entre la etapa final de incandescencia y la unidad de control CDI tiene lugar a través del mismo enlace LIN.

Se distinguen los siguientes tipos de incandescencia: • Preincandescencia: para alcanzar más rápidamente la temperatura de arranque de las bujías de incandescencia • Incandescencia para disponibilidad de arranque: asegura, tras la preincandescencia y hasta el arranque del motor, una temperatura suficientemente alta • Incandescencia de arranque: estabiliza el número de revoluciones de arranque del motor • Postincandescencia: mejora el funcionamiento del motor tras el arranque en frío y las propiedades de calentamiento del motor • Incandescencia de diagnóstico: para el diagnóstico del sistema • Incandescencia para el filtro de partículas diésel (DPF): para apoyar la regeneración • Incandescencia de emergencia: se inicia en caso de problemas con la comunicación a través del bus de la red de interconexión local (LIN)

Etapa final de incandescencia

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Bujías de incandescencia cerámicas (R9)

a Peligro de una avería del motor

En el motor 651 se montan bujías de incandescencia con espiga cerámica de incandescencia.

Indicaciones de seguridad para el trato con bujías de incandescencia cerámicas:

En comparación con las bujías de incandescencia convencionales, las bujías de incandescencia cerámicas alcanzan, con aprox. 1.300 °C, una temperatura de incandescencia aprox. 200 °C más alta y son menos sensibles frente a una temperatura de incandescencia descendente en caso de largos tiempos de incandescencia.

• Utilizar sólo bujías de incandescencia sacadas del embalaje original no abierto • Si la bujía de incandescencia se ha dejado caer, ya no se debe utilizar • ¡Atención: se pueden producir averías del motor porque las bujías de incandescencia son muy sensibles a los golpes! Se podrían formar fisuras capilares en el elemento cerámico. Como consecuencia se podrían soltar piezas y caer en la cámara de combustión durante el funcionamiento del motor. ¡Trate siempre las bujías de incandescencia con máxima precaución! • Antes de desmontar la culata se tienen que desmontar las bujías de incandescencia y sólo se pueden montar otra vez tras el montaje de la culata.

Propiedades de las bujías de incandescencia cerámicas: • • • • • •

Menor consumo de energía Excelente comportamiento de arranque Rápido aumento de la temperatura Gran conductividad Alta temperatura de incandescencia Larga vida útil

Componentes del sistema

Bujías de incandescencia

Bujía de incandescencia cerámica

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Componentes del sistema

Sensor Hall Sensor Hall para el árbol de levas (B6 / 1) El sensor Hall se encuentra en el centro de la tapa de culata, por arriba del árbol de levas de escape. Un imán permanente incorporado genera en el sensor Hall un campo magnético. El campo magnético es interrumpido periódicamente mediante un diafragma situado sobre el árbol de levas de escape. Mediante la electrónica montada en el sensor Hall se produce una señal de tensión, como consecuencia del campo magnético. La electrónica transforma la señal en una señal rectangular que es evaluada por la unidad de control CDI.

Junto con la señal del sensor de posición del cigüeñal, le sirve a la unidad de control CDI la señal del sensor Hall del árbol de levas, para la detección de cilindro 1. Si la unidad de control CDI no tiene a disposición la señal del sensor de posición del cigüeñal, se puede arrancar no obstante el motor, porque la unidad de control CDI utiliza la señal del sensor Hall del árbol de levas, como valor sustitutivo (funcionamiento de emergencia).

Sensor Hall con árbol de levas

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Sensor de posición del cigüeñal (L5) El sensor de posición se encuentra en el lado de transmisión de fuerza, a la izquierda, junto a la brida del cambio. El sensor de posición del cigüeñal recibe tensión de la unidad de control CDI. En el sensor de posición del cigüeñal está montado un imán permanente. El campo magnético así generado es interrumpido periódicamente por el diafragma. Condicionado por el campo magnético se genera, mediante las interrupciones en la electrónica incorporada, un impulso de tensión. La electrónica Hall transforma esta señal en una señal rectangular que se retransmite a la unidad de control CDI.

Componentes del sistema

Sensor de posición

Sensor de posición del cigüeñal 1

Sensor de posición del cigüeñal

2

Volante de inercia

3

Diafragma

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Componentes del sistema

Sensores térmicos Sensores de baja temperatura

Sensores de alta temperatura

Los sensores de baja temperatura están ejecutados como resistencias de coeficiente negativo de temperatura (NTC). Constan de un material conductor de corriente (silicio). Los sensores de baja temperatura presentan una resistencia menor al aumentar la temperatura. Las modificaciones de tensión son transmitidas a la unidad de control CDI y evaluadas allí.

Los sensores de alta temperatura están ejecutados como resistencias de coeficiente positivo de temperatura (PTC). Son de metal. Los sensores de alta temperatura presentan una resistencia mayor al aumentar la temperatura. Las modificaciones de tensión son transmitidas a la unidad de control CDI y evaluadas allí.

Sensor de temperatura del líquido refrigerante (B11 / 4) El sensor de temperatura del líquido refrigerante está montado en la caja del termostato.

Sensor térmico del aire de sobrealimentación (B17 / 8) El sensor térmico del aire de sobrealimentación se encuentra en una caja de plástico delante del posicionador de mariposa.

Sensor de temperatura del combustible (B50)

Sensor térmico delante del turbocompresor por gases de escape (B19 / 11) El sensor térmico se encuentra en la brida del colector de escape delante del turbocompresor y determina allí la temperatura de los gases de escape. De esta manera se vigila la carga térmica del motor y del turbocompresor por gases de escape.

Sensor térmico delante del filtro de partículas diésel (B19 / 9) El sensor térmico se encuentra en la unidad de construcción delante del filtro de partículas diésel (DPF). El sensor mide la temperatura del gas de escape y mide además la carga térmica del catalizador de oxidación.

Este sensor térmico registra la temperatura del combustible que pasa en la bomba de alta presión y se encuentra junto a la afluencia de combustible de la bomba de alta presión. En cuanto la temperatura del combustible impulsado sobrepasa los 90 °C, se reducen automáticamente el caudal de inyección y la presión del rail.

Sensor de temperatura del aceite (B1) El sensor de temperatura del aceite registra la temperatura del aceite del motor y se encuentra por arriba de la bomba de depresión en el canal de aceite junto al bloque motor.

Sensor de temperatura del aire de admisión (B2 / 5b1) El sensor de temperatura del aire de admisión se encuentra en la caja del medidor de la masa de aire por película caliente.

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Componentes del sistema

Sensores térmicos

Motor 651 con sensores térmicos

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Componentes del sistema

Válvula de cierre de los eyectores de aceite Válvula de cierre para los eyectores de aceite (Y131) La válvula de cierre para los eyectores de aceite se encuentra en el sentido de marcha a la izquierda, junto al bloque motor.

Los eyectores de aceite se desconectan en la fase de postarranque, siempre que se cumpla una de las siguientes condiciones:

La válvula de cierre desconecta la afluencia de aceite hacia los eyectores de aceite para la refrigeración de las cabezas de los pistones. Si no se activa, está abierta la válvula de cierre.

• Temperatura de aceite del motor superior a –10 °C y: • La duración máx. de desconexión (en función del aire de admisión y de la temperatura de aceite del motor) todavía no se ha alcanzado o: • El número de revoluciones del motor o el caudal de inyección todavía no ha alcanzado un valor límite establecido

Bloque motor con válvula de cierre 1

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Válvula de cierre para los eyectores de aceite

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Interruptor para el control del nivel de aceite (S43) El interruptor para el control del nivel de aceite está enroscado, por el exterior, a la parte inferior del cárter de aceite. A través un taladro de entrada y salida en el interruptor de control del nivel de aceite y en el cárter de aceite, se iguala el nivel de aceite en la cuba del flotador del interruptor, al nivel de aceite en el cárter de aceite. Si existe suficiente aceite del motor, está cerrado el contacto Reed mediante el campo magnético del imán anular. Si el nivel queda por debajo del mínimo, se abre el contacto Reed. Se interrumpe la unión al contacto de masa y se indica un mensaje de advertencia en el cuadro de instrumentos.

Componentes del sistema

Control del nivel de aceite

Control del nivel de aceite 1

Interruptor de control del nivel de aceite

2

Parte superior del cárter de aceite

3

Parte inferior del cárter de aceite

i Indicación Mediante el volumen del cárter y el tamaño de los taladros de salida del interruptor de control del nivel de aceite, se compensan oscilaciones breves del nivel. Esto impide innecesarios mensajes de advertencia que se podrían producir, p. ej., en la circulación por curvas.

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Componentes del sistema

Masa de aire y aire de admisión Medidor de la masa de aire por película caliente (B2 / 5)

Sensor de temperatura del aire de admisión (B2 / 5b1)

El medidor de la masa de aire por película caliente (HFM) se encuentra en el tubo de admisión, detrás del filtro de aire. El HFM registra con gran exactitud la corriente real de la masa de aire.

El sensor térmico se encuentra en la misma caja que el HFM y está ejecutado como resistencia NTC.

En el HFM, el elemento de sensor calefactado se enfría tanto más cuanto mayor es la masa de aire que pasa. La corriente de calefacción requerida que es necesaria para mantener la temperatura del elemento de sensor, sirve como medida de la masa de aire que pasa. Una electrónica integrada evalúa estos datos de medición y permite así el registro exacto del caudal de aire que pasa. El elemento de sensor sólo registra una parte de la corriente de masa de aire. La masa de aire total que pasa por el tubo de medición, se determina mediante un modelo de datos.

Caja del filtro de aire 1

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Medidor de la masa de aire por película caliente

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El sensor de presión (B28 / 5) se encuentra en la tubería de aire filtrado, detrás de la caja del filtro de aire, y se encarga de registrar la depresión en el canal de admisión. Al formarse la presión de aire, se deforma una membrana de medición con resistencias de dilatación. Las consiguientes variaciones de resistencia que se producen tienen, como consecuencia, modificaciones de tensión. Estas modificaciones son evaluadas por la unidad de control CDI.

Componentes del sistema

Sensor de presión detrás del filtro de aire

Tubería de aire filtrado en el filtro de aire 1

Sensor de presión detrás del filtro de aire

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Componentes del sistema

Servomotor de desacoplamiento del canal de admisión El servomotor para el desacoplamiento del canal de admisión (EKAS / M55) se encuentra por arriba del tubo distribuidor de aire de sobrealimentación, en el lado de transmisión de fuerza, a la izquierda. El servomotor para el EKAS modifica, en correspondencia con la activación de la unidad de control CDI y a través de una palanca reguladora, la posición de las compuertas en los canales de admisión espirales del tubo distribuidor de aire de sobrealimentación. Un potenciómetro sirve de sensor de ángulo, de manera que se realiza una comparación de valor nominal y real para la posición de la palanca de regulación.

En caso de una avería o en caso de interrupción de la tensión de alimentación, se abren mecánicamente las compuertas en los canales de admisión espirales, mediante el muelle recuperador.

Desacoplamiento del canal de admisión 1 2 3

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Servomotor Compuerta de ajuste Canal de admisión espiral

4 5

Canal de admisión tangencial Tubo distribuidor de aire de sobrealimentación

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Posicionador de mariposa (M16 / 6)

Sensor de la presión de sobrealimentación (B5 / 1)

El posicionador de mariposa se encuentra a la izquierda, por debajo del colector de aire de sobrealimentación, junto al motor.

El sensor de la presión de sobrealimentación se encuentra a la izquierda del motor, detrás del posicionador de mariposa.

El posicionador de mariposa es activado por la unidad de control CDI mediante una señal modulada por anchura de impulsos. El posicionador de mariposa influye sobre el caudal de aire alimentado al motor y sobre la relación de mezcla entre aire de sobrealimentación y gas de escape realimentado, agregado detrás de la mariposa de estrangulación. Al parar el motor se cierra la mariposa de estrangulación.

Al formarse la presión del aire de sobrealimentación, se deforma una membrana de medición un valor definido que es procesado como variación de resistencia por la unidad de control CDI.

Componentes del sistema

Mariposa de estrangulación

Mariposa de estrangulación 1

Sensor de la presión de sobrealimentación

2

Mariposa de estrangulación

3

Posicionador de mariposa

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Componentes del sistema

Elemento calefactor Elemento calefactor para la tubería de salida de aire (R39 / 1) El elemento calefactor se encuentra en el extremo de la tubería de salida de aire, que está montado a la tubería de aire filtrado hacia el turbocompresor por gases de escape de baja presión. Con este elemento calefactor se impide que se congele la ventilación del motor. El elemento calefactor consta de una caja de plástico con resistencia de calefacción integrada. Dependiendo de la temperatura exterior, la unidad de control CDI conecta o desconecta el elemento calefactor.

Elemento calefactor para la tubería de salida de aire

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Elemento calefactor del precalentamiento de combustible (R54)

Sensor de agua condensada del filtro de combustible con elemento calefactor (B76 / 1)

El elemento calefactor del precalentamiento de combustible se encuentra en la caja del filtro de combustible.

El sensor de agua condensada sólo existe en vehículos con código U41 (separador de combustible y agua y paquete lubricante). Está colocado por arriba en el filtro de combustible y mide allí el nivel de agua.

Para que el combustible pueda fluir por las tuberías, incluso a temperaturas exteriores muy bajas, existe un elemento calefactor en el filtro de combustible. El elemento calefactor recibe corriente del módulo de registro de señales y activación (SAM).

El sensor determina para ello la resistencia eléctrica entre los electrodos en el sensor del nivel de agua. Mientras el combustible se encuentra entre los electrodos, no se envía ninguna señal de salida. Si el nivel de agua en el filtro de combustible aumenta hasta los electrodos, disminuye entonces la resistencia eléctrica. Esta modificación de tensión es registrada y transmitida a la unidad de control CDI.

Componentes del sistema

Sensor de agua condensada

En caso de un nivel de agua elevado en el filtro de combustible, la unidad de control CDI envía, a través de la red CAN del tren de rodaje (CAN E), un mensaje al cuadro de instrumentos.

Sensor de agua condensada del filtro de combustible con elemento calefactor (código U41) 1 2 3

Electrónica integrada Electrodo 1 Electrodo 2

4 5 6

Elemento calefactor Caja del filtro de combustible Cierre (para la extracción de agua)

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Componentes del sistema

Turbocompresor por gases de escape El turbocompresor por gases de escape de dos escalones

Modo de funcionamiento

Ambos turbocompresores por gases de escape se encuentran a la derecha del bloque motor, por debajo del colector de escape. La turbocompresión de dos escalones incluye dos turbocompresores por gases de escape, de diferente tamaño, con una regulación bypass.

La corriente de gases de escape procedente de los cilindros entra inicialmente en el colector de escape. Desde aquí, la corriente de gases de escape se puede conducir a través del turbocompresor por gases de escape de alta presión (sobrealimentador HD), o bien se puede desviar, a través de la tubería by-pass, hacia el turbocompresor por gases de escape de baja presión (sobrealimentador ND).

El turbocompresor por gases de escape de dos escalones permite una entrega continua de potencia sin la conocida caída en la sobrealimentación. Las ventajas más importantes en una visión general: • Destacada y elevada curva del par • Aumento de la potencia nominal con descenso simultáneo del número de revoluciones nominal • Mejora de la curva de presión de sobrealimentación • Descenso del consumo de combustible • Reducción de las emisiones de óxido de nitrógeno (NOx) • Alta vida útil y fiabilidad

La corriente de gases de escape se conduce, dependiendo de la posición de la compuerta reguladora de la presión de sobrealimentación (LRK), hacia el sobrealimentador HD o hacia el sobrealimentador ND. La posición de la LRK es regulada, de manera dependiente de un diagrama característico, por la unidad de control CDI. La formación inicial de la presión de sobrealimentación tiene lugar principalmente a través del sobrealimentador HD; en el proceso sucesivo, la presión de sobrealimentación es formada crecientemente por el sobrealimentador ND. Si el sobrealimentador HD llega a su límite de rendimiento, la formación de la presión de sobrealimentación tiene lugar exclusivamente en el sobrealimentador ND. Se abre entonces la mariposa by-pass de aire de sobrealimentación y el aire de sobrealimentación comprimido del sobrealimentador ND, se conduce eludiendo la caja del compresor del sobrealimentador HD. La presión de sobrealimentación es limitada por el wastegate.

i Indicación Se pueden intercambiar las cápsulas de depresión y las barras de regulación de las correspondientes compuertas y del wastegate. Al realizar el montaje de las tuberías de depresión, atender imprescindiblemente al correspondiente color distintivo de la tubería de depresión y de la cápsula de depresión.

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Colector de escape Turbocompresor por gases de escape de alta presión (sobrealimentador HD) 110 / 1 Rodete del compresor del sobrealimentador HD 110 / 2 Rueda de turbina del sobrealimentador HD 111 Cápsula de depresión (compuerta reguladora de la presión de sobrealimentación) 112 Barra de regulación (compuerta reguladora de la

108 110

Turbocompresión de dos escalones presión de sobrealimentación) Compuerta reguladora de la presión de sobrealimentación 120 Turbocompresor por gases de escape de baja presión (sobrealimentador ND) 120 / 1 Rodete del compresor del sobrealimentador ND 120 / 2 Rueda de turbina del sobrealimentador ND 121 Cápsula de depresión wastegate 113

126

125

122 123 124

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Componentes del sistema

Barra de regulación wastegate Wastegate Cápsula de depresión de la mariposa by-pass de aire de sobrealimentación Barra de regulación de la mariposa by-pass de aire de sobrealimentación Mariposa by-pass de aire de sobrealimentación

Turbocompresor por gases de escape

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Componentes del sistema

Turbocompresor por gases de escape Convertidor de presión para la compuerta reguladora de la presión de sobrealimentación (Y93) El convertidor de presión para la compuerta reguladora de la presión de sobrealimentación se encuentra detrás a la izquierda, por arriba del posicionador de mariposa.

i Indicación La unidad de control CDI envía una señal modulada por anchura de impulsos a los convertidores de presión. El correspondiente convertidor de presión regula, a través de las cápsulas de depresión, las posiciones de las compuertas (sección de abertura, 5% hasta 95%).

Convertidor de presión de la regulación wastegate (Y31 / 4) El convertidor de presión para la regulación wastegate se encuentra delante a la derecha, en la culata.

Convertidor de presión

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Válvula de conmutación de la mariposa by-pass de aire de sobrealimentación (Y132)

Sensor de la presión de sobrealimentación del turbocompresor por gases de escape de baja presión (B5 / 4)

La válvula de conmutación de la mariposa by-pass del aire de sobrealimentación se encuentra delante en la culata.

El sensor de la presión de sobrealimentación del turbocompresor por gases de escape de baja presión (sobrealimentador ND) se encuentra a la izquierda, junto al medidor de la masa de aire por película caliente, en la culata.

La posición de la mariposa (sección de abertura, desde un 5% hasta un 95%) es regulada mediante depresión. Si la mariposa by-pass no es activada, está ventilada la unión entre el empalme de entrada de aire (atmósfera) y la cápsula de depresión. Como consecuencia, la mariposa by-pass del aire de sobrealimentación cierra el canal by-pass.

El sensor de la presión de sobrealimentación registra la presión de sobrealimentación generada del sobrealimentador ND. La presión de sobrealimentación deforma una membrana de medición con resistencias de dilatación. Las consiguientes variaciones de resistencia que se producen tienen, como consecuencia, modificaciones de tensión. Estas modificaciones son evaluadas por la unidad de control CDI.

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Componentes del sistema

Turbocompresor por gases de escape

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Componentes del sistema

Sistema de realimentación de gases de escape Posicionador AGR (Y27 / 9)

Radiador AGR

El posicionador AGR está integrado a la izquierda, entre la mariposa by-pass AGR y el tubo AGR.

El radiador AGR se encuentra en el sentido de marcha a la izquierda, detrás de la mariposa by-pass AGR. La caja es de acero inoxidable y es atravesada por el líquido refrigerante.

El posicionador AGR regula, a través de una compuerta, el caudal de gases de escape que pasa, para reducir las emisiones de óxido de nitrógeno (NOx). La unidad de control CDI activa directamente el servomotor del sistema AGR. La sección de abertura de la válvula determina entonces el caudal de gases de escape que se realimenta, a través del tubo distribuidor de aire de sobrealimentación, al canal de admisión del motor. El posicionador AGR está integrado en el circuito de líquido refrigerante del motor y está protegido así contra sobrecarga térmica.

Mediante el descenso de temperatura resulta una densidad mayor en el gas de escape, sin que aumente la cantidad de partículas de hollín. De esta manera se incrementa la tasa de realimentación de gases de escape y se reducen al mismo tiempo las emisiones de NOx.

Tramo AGR 1 2

60

Radiador AGR Mariposa by-pass para el radiador AGR

3 4

Posicionador AGR Servomotor para el posicionador AGR

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Válvula de conmutación para el by-pass del radiador AGR (Y85)

Válvula de conmutación para la bomba de líquido refrigerante (Y133)

La válvula de conmutación se encuentra a la izquierda en el bloque motor.

La válvula de conmutación se encuentra delante del motor a la izquierda, junto al posicionador de mariposa.

Dependiendo de la temperatura de los gases de escape se regula la posición de la mariposa by-pass del radiador AGR (abierta o cerrada), mediante depresión. Estando abierta la mariposa by-pass, pasa gas de escape realimentado a través del radiador AGR. En estado de reposo se ventila la unión entre el empalme de entrada de aire (atmósfera) y la cápsula de depresión, y la mariposa by-pass cierra el canal bypass.

A través de la válvula de conmutación de la bomba de líquido refrigerante se controla la posición de la corredera de regulación (abierta o cerrada) en la bomba de líquido refrigerante. Estando abierta la corredera de regulación, puede circular el líquido refrigerante en el circuito de líquido refrigerante.

Componentes del sistema

Válvulas de conmutación

En estado de reposo está abierta la corredera de regulación. La bomba de líquido refrigerante se desconecta en el arranque en frío durante 500 s como máximo, si se cumplen las siguientes condiciones: • Todavía no se han alcanzado los valores límite memorizados en la unidad de control, sobre la temperatura del aire de admisión y la temperatura del líquido refrigerante, así como sobre la cantidad total de combustible inyectada. • El número de revoluciones del motor o el caudal de inyección no ha sobrepasado el valor límite establecido. • La unidad de control y mando del climatizador automático no ha solicitado "calentar".

Válvula de conmutación

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Componentes del sistema

Sonda lambda La sonda lambda de banda ancha (G3 / 2) es una sonda de corriente límite de dos células, de estructura plana, es decir, de varias capas, con célula de bombeo de oxígeno, que, mediante su estructura modular, integra varias funciones. La sonda lambda de banda ancha, de estructura plana, incluye dos sondas de saltos de tensión, de dióxido de circonio (ZrO2): una de ellas como célula de sensor y la otra como célula de bombeo de oxígeno. Ambas células están dispuestas de tal manera que, entre ellas, se forma un intersticio de difusión mínimo (aprox. de 10 hasta 50 μm). El intersticio de difusión actúa como espacio de medición y está comunicado con el gas de escape, a través de una abertura de entrada. En la célula de medición se encuentra un canal de aire de referencia, que está comunicado con la atmósfera.

Modo de actuar de la célula de bombeo: Aplicando una tensión en los electrólitos sólidos de la sonda de tensión es posible generar un movimiento de iones del oxígeno (corriente de bombeo). La dirección del movimiento de iones depende entonces de la polaridad (+ / -) de la tensión aplicada. Modo de actuar de la célula de sensor: La célula de sensor funciona según el principio de la sonda de saltos de tensión. Con ella se determina el contenido de oxígeno restante (O2) en el gas de escape.

Como la conductividad de la cerámica de sonda está en función de la temperatura, la temperatura de servicio óptima de la sonda lambda de banda ancha es de aprox. 700 °C hasta 800 °C. Mediante un elemento calefactor se regula la temperatura de la cerámica de sonda, constantemente a aprox. 780 °C.

Estructura de la sonda lambda de banda ancha 1 2 3 4 5 6 7

62

Elemento de sensor Casquillo aislante superior Kit de estanqueidad Cuerpo de sonda Casquillo aislante inferior Tubo protector exterior Tubo protector interior

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Sensor de presión diferencial en el DPF (B28 / 8)

Sensor de contrapresión de gases de escape (B60)

El sensor de presión diferencial del DPF se encuentra a la derecha de la culata, junto al soporte trasero del filtro de aire.

El sensor se encuentra detrás a la izquierda, en el tubo AGR.

El sensor consta de los siguientes componentes: • Elemento sensor de presión • Electrónica para la amplificación de señal A través de las tuberías de presión de gases de escape, el sensor de presión diferencial registra la presión de gases de escape delante y detrás del DPF, y determina así la diferencia de presión. Esta diferencia de presión actúa sobre el elemento sensor de presión, con lo cual se produce una tensión que es transmitida a la unidad de control CDI.

Sensor de presión diferencial

Una membrana metálica separadora con empujador actúa sobre la membrana de sensor, en caso de efecto de presión. Mediante las resistencias dependientes de la presión, sobre la membrana de sensor, se modifica la resistencia en caso de una desviación. Este valor es retransmitido como señal de tensión a la unidad de control CDI que calcula, a partir de él, la contrapresión de los gases de escape. La unidad de control CDI utiliza la información de presión para la protección del turbocompresor por gases de escape y del motor.

Componentes del sistema

Sensores de presión

Sensor de contrapresión de gases de escape

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Anexo

Abreviaturas

AGR

EKAS

Sistema de realimentación de gases de escape

Desacoplamiento del canal de admisión

CAN

EOBD

Red de área controlada CDI

Diagnóstico de a bordo europeo HC

Inyección directa common rail CO

Hidrocarburos Sobrealimentador HD

Monóxido de carbono

Turbocompresor por gases de escape de alta presión

CO2

HFM

Dióxido de carbono

Medidor de la masa de aire por película caliente

DAS Sistema de asistencia al diagnóstico

H2 O Agua

DPF Filtro de partículas diésel

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I2C

NOx

Improved Individual Injection Correction

Óxido de nitrógeno

LIN

NTC

Red de interconexión local

Coeficiente negativo de temperatura

LRK

O2

Compuerta reguladora de la presión de sobrealimentación

Oxígeno

Anexo

Abreviaturas

PTC N2

Coeficiente positivo de temperatura

Nitrógeno SAM Sobrealimentador ND

Módulo de registro de señales y activación

Turbocompresor por gases de escape de baja presión WIS NO2

Sistema de información para el taller

Dióxido de nitrógeno

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Anexo

Índice alfabético

A

I

Alternador . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

Incandescencia de arranque . . . . . . . Incandescencia de diagnóstico . . . . . . Incandescencia de emergencia . . . . . . Incandescencia de filtro de partículas diésel Incandescencia para disponibilidad de arranque . . . . . . . . . . . . . . Inyección posterior . . . . . . . . . . . Inyección previa . . . . . . . . . . . . Inyección principal . . . . . . . . . . . Inyector piezoeléctrico . . . . . . . . . .

B Bomba de alta presión . . . . . . . . . . . . 36 Bujías de incandescencia . . . . . . . . . . 43

C Calibrado del caudal cero . . . . . . . . . . 19 Codificación I2C . . . . . . . . . . . . . . 40 Control del nivel de aceite . . . . . . . . . . 49 Convertidor de presión Compuerta reguladora de la presión de sobrealimentación . . . . . . . . . . . . 58 Regulación wastegate . . . . . . . . . . . 58 Corrección del caudal de inyección . . . . . . 19

Corrección del caudal de inyección principal . . 19

D Depuración de los gases de escape . . . . . . 32 Desacoplamiento del canal de admisión . . . . 25

E Elemento calefactor de la tubería de salida de aire . . . . . . . . . . . . . . 54 Elemento calefactor del precalentamiento de combustible . . . . . . . . . . . . . . . 55 Etapa final de incandescencia . . . . . . . . 42

66

. . 22 . . 23 . . 23 . . 23 . . 22 . . 18 . . 17 . . 18 . . 40

L Límite de taponamiento . . . . . . . . . . . 29

M Mariposa by-pass del aire de sobrealimentación . . . . . . . . . . . . 59 Medidas internas del motor . . . . . . . . . 7 Medidor de la masa de aire por película caliente . . . . . . . . . . . . . 50

N NTC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

P Posicionador AGR . . . . Posicionador de mariposa Postincandescencia . . . Preincandescencia . . . PTC . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . 60 . . . . . . . . . . 53 . . . . . . . . . . 22 . . . . . . . . . . 22 . . . . . . . . . . 46

q Inyección directa diésel CDI para OM 651 - Descripción del sistema – Esta impresión no está sujeta al servicio de modificaciones. Estado: 09 / 2008 –

R Radiador AGR . . . . . . . . Rail . . . . . . . . . . . . . Regeneración del DPF . . . . Regulación de la presión de sobrealimentación . . . . . Regulación de la presión del rail

. . 55 . . 63

T

. . 53

Testigo de control de preincandescencia . . . 23 Turbocompresor por gases de escape . . . . . 56

. . 59

U

. . 45

Unidad de control CDI

. . . . . . . 38 . . . . . . . 33 . . . . . . . 26 . . . . . . . 16

S Sensor de agua condensada en el filtro de combustible . . . . . . . . Sensor de contrapresión de gases de escape . . . . . . . . . . . . . . . Sensor de la presión de sobrealimentación Sensor de la presión de sobrealimentación del turbocompresor por gases de escape de baja presión . . . . . . . . . . . . Sensor de posición del cigüeñal . . . . . Sensor de presión del rail . . . . . . . . Sensor de presión diferencial en el DPF . . Sensor de temperatura del aire de admisión Sensor Hall del árbol de levas . . . . . . Sensor térmico Aire de admisión . . . . . Aire de sobrealimentación . Combustible . . . . . . . Delante del DPF . . . . . Delante del turbocompresor por gases de escape . . . Líquido refrigerante . . . . Temperatura del aceite . .

. . . .

. . . .

. . . . . . . . . 22 . . . . . . . . . 22 . . . . . . . . . 30 . . . . . . . . . 26 . . . . . . . . . 62

. . . . . . . . . . . 34

. . 50

Válvula de conmutación

. . 44

Bomba de líquido refrigerante . . . By-pass del radiador AGR . . . . . Mariposa by-pass del aire de sobrealimentación . . . . . . Válvula reguladora de caudal . . .

46 46 46

. . . .

. . . . . . . . . 32

V

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . .

. . . . . . . . . 12

. . 63

46 46 46 46

. . . .

. . . . . . . . . 14

. . 38

. . . .

. . . .

. . . . . . . . . 52

Servomotor EKAS . . . . Sistema de alta presión . . Sistema de baja presión . . Sistema de gases de escape Sistema de incandescencia Sistema de incandescencia para arranque rápido . . . Sistema de realimentación de gases de escape . . . Sobrealimentación . . . . Sonda lambda . . . . . .

. . . . . . . 60

Anexo

Índice alfabético

. . . .

. . . . . . . . . .

61 61

. . . . . 59 . . . . . 39

Válvula reguladora de presión . . . . . . . . 39

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