Automoción: Motores Térmicos Y Sus Sistemas Auxiliares

AUTOMOCIÓN MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR ÍNDICE

ZOOM

ZOOM

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

ÍNDICE SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL ..............................................05 SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN: ATMOSFÉRICA Y FORZADA .....................................05 GESTIÓN DE LOS MOTORES DIESEL ....................................................................05 EL PROCESO DE COMBUSTIÓN ...........................................................................05 ENERGÍA CINÉTICA DEL SURTIDOR DE COMBUSTIBLE ...........................................06 ENERGÍA TÉRMICA ............................................................................................06 VOLUMETRÍA DE LA CÁMARA DE COMBUSTIÓN .....................................................06 MOVIMIENTO ORDENADO DE LOS GASES (ROTATORIO) .........................................06 COMBUSTIÓN PARCIAL EN UNA CÁMARA ADYACENTE (PRECÁMARA) .......................07 RETRASO EN EL ENCENDIDO ..............................................................................07 · VARIABLES QUE INFLUYEN EN EL RETRASO DEL ENCENDIDO ...............................09 · GEOMETRÍA DE LOS INYECTORES ..................................................................09 · TURBULENCIA DE LA CÁMARA (O PRECÁMARA) DE COMBUSTIÓN ......................09 · VELOCIDAD ANGULAR DEL MOTOR .................................................................10 · RELACIÓN DE COMPRESIÓN ..........................................................................11 · DOSIFICACIÓN AIRE - COMBUSTIBLE .............................................................11 · NÚMERO DE CETANO DEL GASOIL (N.C.) ........................................................12 CÁMARAS DE COMBUSTIÓN ...............................................................................12 · CÁMARAS DE COMBUSTIÓN POR INYECCIÓN DIRECTA.........................................12 · PRECÁMARAS DE COMBUSTIÓN ........................................................................14 ALIMENTACIÓN.................................................................................................15 CIRCUITO DE ASPIRACIÓN DEL AIRE ...................................................................15 · COMPONENTES DEL CIRCUITO DE ASPIRACIÓN DEL AIRE ....................................17 · FILTRO DE AIRE ...........................................................................................17 · SILENCIADOR DE ASPIRACIÓN (RESONADOR) .................................................18 · COLECTOR DE ADMISIÓN .............................................................................19 · SOBREALIMENTACIÓN ..................................................................................19 · TURBOCOMPRESOR ACCIONADO POR LOS GASES DE ESCAPE ...........................20 · TURBOCOMPRESOR CON GEOMETRÍA VARIABLE ..............................................22 · FUNCIONAMIENTO CON REGÍMENES BAJOS DE ROTACIÓN .............................23 · FUNCIONAMIENTO CON REGÍMENES ALTOS DE ROTACIÓN. ............................24 CIRCUITO DE ALIMENTACIÓN DEL COMBUSTIBLE .................................................25 · SISTEMA CON INYECTOR-BOMBA ......................................................................27 · COMPONENTES DEL SISTEMA DE INYECCIÓN .....................................................28 · BOMBA DE INYECCIÓN .................................................................................28 · BOMBA DE INYECCIÓN EN LÍNEA, BOSCH .................................................29 · BOMBA DE ALIMENTACIÓN ...................................................................30 · ELEMENTOS DE BOMBEO DE ALTA PRESIÓN ...........................................31 · VÁLVULA DE ENVÍO .............................................................................35

01

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

ÍNDICE · REGULACIÓN DEL NÚMERO DE R.P.M......................................................36 · REGULADOR CENTRÍFUGO DEL NÚMERO DE R.P.M....................................36 · REGULADOR NEUMÁTICO......................................................................37 · VARIADOR DE AVANCE CENTRÍFUGO......................................................38 · BOMBA ROTATIVA CAV ROTODIESEL..........................................................39 · BOMBA DE TRASIEGO...........................................................................41 · VÁLVULA REGULADORA DE PRESIÓN......................................................42 · CONJUNTO ROTOR - DISTRIBUIDOR.......................................................43 · VÁLVULA DE ARRANQUE.......................................................................46 · DISPOSITIVO DE PARADA (ELECTROVÁLVULA DE STOP)............................47 · REGULADOR AUTOMÁTICO DEL AVANCE DE INYECCIÓN............................48 · ATENUADOR DE PRESIÓN ....................................................................49 · REGULADOR CENTRÍFUGO DE LA VELOCIDAD..........................................50 · BOMBA ROTATIVA BOSCH.........................................................................51 · BOMBA DE ALIMENTACIÓN .....................................................................52 · GRUPO DE BOMBEO..............................................................................53 · GRUPO DE REGULACIÓN.......................................................................55 · VARIADOR DEL AVANCE DE LA INYECCIÓN ...............................................57 · DISPOSITIVO LIMITADOR DEL CAUDAL...................................................58 · DISPOSITIVO PARA EL ARRANQUE EN FRÍO.............................................59 · DISPOSITIVO DE PARADA ...................................................................59 · DISPOSITIVO AUTOMÁTICO DEL AVANCE DE INYECCIÓN EN FRÍO (KSB).....60 · FUNCIONAMIENTO.............................................................................60 · MOTOR FRÍO .................................................................................61 · MOTOR CALIENTE ..........................................................................61 · DISPOSITIVO AUTOMÁTICO DE RETRASO EN FUNCIÓN DE LA CARGA LFB...61 · FUNCIONAMIENTO ..............................................................................62 · MOTOR FRÍO..................................................................................62 · MOTOR CALIENTE .........................................................................63 · INYECTORES................................................................................................64 · FUNCIONAMIENTO...............................................................................65 · PULVERIZADORES DE ORIFICIOS MÚLTIPLES........................................66 · PULVERIZADORES DE ESPIGA ..............................................................66 SISTEMA DE PRECALENTAMIENTO DURANTE LA PUESTA EN MARCHA........................67 · VARIACIONES DEL TIEMPO DE PRECALENTAMIENTO DE LAS BUJÍAS.......................68 UNIDAD ELECTRÓNICA DE MANDO PRECALENTAMIENTO.........................................69 ESQUEMA ELÉCTRICO DE PRECALENTAMIENTO BUJÍAS EN EL ARRANQUE..................70 CONTROL DEL DISPOSITIVO DE PRECALENTAMIENTO PRECALENTADORES .................71 · CONTROL GENERAL DE FUNCIONAMIENTO ...........................................................71

02

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

ÍNDICE 1 - VERIFICACIÓN ALIMENTACIÓN A LOS PRECALENTADORES.................................72 2 - VERIFICACIÓN ALIMENTACIÓN PARA CADA PRECALENTADOR.............................72 3 - VERIFICACIÓN DE LA ALIMENTACIÓN DE LA CENTRALITA DE MANDO ............................73 4 - VERIFICACIÓN DEL CABLE CONECTADO A MASA PARA LA ALIMENTACIÓN DE LA CENTRALITA......................................................................................................73 5 - VERIFICACIÓN DEL CIRCUITO DE ALIMENTACIÓN DEL INDICADOR ÓPTICO ESPERA ARRANQUE........................................................................................................74 6 - VERIFICACIÓN MANDO ENCENDIDO INDICADOR ÓPTICO ESPERA ARRANQUE.......74 7 - VERIFICACIÓN EXCITACIÓN UNIDAD ELECTRÓNICA EN EL ARRANQUE.................75 · CONTROL PRECALENTADORES ...........................................................................75 · BUJÍA DE PRECALENTAMIENTO CON INCANDESCENCIA RÁPIDA DEL TIPO CON BULBO.............................................................................................................76 · DIAGNOSIS PRINCIPALES INCONVENIENTES DE FUNCIONAMIENTO DISPOSITIVO PRECALENTAMIENTO .........................................................................................77 · ANOMALÍA: NO ARRANCA O ES DIFICULTOSO EL ARRANQUE MOTOR (imputable a la instalación precalentamiento) ..........................................................................77 · ANOMALÍA: HUMOS DESPUÉS DEL ARRANQUE MOTOR .......................................78 · DEFECTOS GRAVES EN LOS PRECALENTADORES POR AVERÍAS O DESRREGLAJES MOTOR.............................................................................................................79 · DEFECTOS GRAVES EN LOS PRECALENTADORES PROVOCADOS POR AVERIAS O USOS INDEBIDOS DEL DISPOSITIVO DE PRECALENTAMIENTO EN EL ARRANQUE ......79 DISPOSITIVO TÉRMICO DE ARRANQUE ................................................................81 · FUNCIONAMIENTO Y COMPONENTES..................................................................82 DISPOSITIVO CALENTAMIENTO COMBUSTIBLE ....................................................83 · CONSTITUCIÓN Y FUNCIONAMIENTO ...................................................................84 DISPOSITIVOS PARA ELIMINAR LAS EMISIONES CONTAMINANTES...........................86 · SISTEMA E.G.R. ..............................................................................................86 · SISTEMA ELECTRÓNICO CON CENTRALITA MARELLI MCR 100 A .........................86 · GENERALIDADES ....................................................................................86 · CENTRALITA ELECTRÓNICA MARELLI MCR 100 A (1) .....................................88 · POTENCIÓMETRO DE LA PALANCA DEL ACELERADOR EN LA BOMBA DE INYECCIÓN (2) ........................................................................................88 · SENSOR DE NÚMERO DE R.P.M. (3) .............................................................88 · SENSOR DE TEMPERATURA DEL LÍQUIDO REFRIGERANTE (4) .........................89 · ELECTROVÁLVULA MODULADORA BORG WARNER (5).....................................89 · VÁLVULA E.G.R. PIERBURG (6)....................................................................89 · CATALIZADOR OXIDANTE DEGUSSA ...............................................................91 SISTEMAS DE INYECCIÓN CON CONTROL ELECTRÓNICO .......................................92

03

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

ÍNDICE · BOSCH MSA 11 ............................................................................................92 · PRECALENTAMIENTO .................................................................................94 · PUESTA EN MARCHA ..................................................................................94 · MARCHA .................................................................................................94 · REGÍMENES TRANSITORIOS........................................................................95 · REGULACIÓN DEL AVANCE DE LA INYECCIÓN ...............................................95 · RECIRCULACIÓN DE LOS GASES DE ESCAPE (E.G.R.).....................................95 · CONDICIONES DE AVERÍA EN EL SISTEMA....................................................96 · DIAGNOSIS .............................................................................................96 · ESQUEMA ELÉCTRICO DEL SISTEMA BOSCH MSA11 ......................................97 · SISTEMA DE INYECCIÓN CON BOMBA LUCAS FT09............................................98 · GENERALIDADES.......................................................................................98 · BOMBA DE INYECCIÓN...............................................................................98 · PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO..............................................................99 · ESQUEMA DEL CIRCUITO DE COMBUSTIBLE ..................................................100 · GESTIÓN DEL AVANCE DE INYECCIÓN.........................................................101 · GESTIÓN DEL RALENTÍ ACELERADO............................................................102 · GESTIÓN DE LA RECIRCULACIÓN DE LOS GASES DE ESCAPE ..........................103 · GESTIÓN PRE/POST CALENTAMIENTO DE LA BUJÍAS ....................................104 · GESTIÓN DE LA INSTALACIÓN DE CLIMATIZACIÓN ......................................105 · LEYENDA ESQUEMA ELÉCTRICO ................................................................106

04

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN: ATMOSFÉRICA Y FORZADA. GESTIÓN DE LOS MOTORES DIESEL Del mismo modo que para los motores de ciclo Otto, también en los motores Diesel la "gestión" del motor se realiza variando las condiciones de alimentación del aire y del combustible y regulando el instante de inicio de la inyección (avance respecto al P.M.S.). El sistema responsable de la gestión del motor es el sistema de inyección, si bien éste es diferente, tanto estructural como funcionalmente, respecto al sistema de inyección de los motores de gasolina. El motor Diesel aspira solamente aire, a través de un circuito específico, y el combustible llega directamente a la cámara de combustión (o precámara). El instante de encendido coincide en este caso con el inicio de la inyección.

EL PROCESO DE COMBUSTIÓN En los motores Diesel, también llamados motores de encendido por compresión, la combustión se realiza de forma espontánea ya que el combustible, inyectado directamente en la cámara de combustión al final de la fase de compresión, encuentra las condiciones de temperatura y presión que provocan el autoencendido. La inyección empieza antes de que el pistón llegue al P.M.S. y continúa hasta que la rotación del cigüeñal llega a 35°. A medida que las partículas de combustible entran en la cámara de combustión, se mezclan con el aire comprimido que está a una temperatura muy elevada y empiezan a quemarse. Esto ocurre en cualquier punto de la cámara de combustión (y también al mismo tiempo en distintos puntos), por lo tanto, no se forma un frente de llama propiamente dicho como en el caso de los motores de ciclo Otto, sino que se produce una combustión progresiva de las partículas de combustible a medida que van siendo inyectadas. El desarrollo de la combustión así como la utilización del aire aspirado y por tanto la presión media que puede alcanzarse en la cámara de combustión dependen de forma decisiva de la composición de la mezcla. En la mezcla la relación aire - combustible (λ) cubre el campo que va desde aire puro en la zona externa del surtidor del inyector (λ = ∝) hasta combustible puro en el centro del surtidor (λ = 0). La combustión se lleva a cabo como en las mezclas homogéneas (generadas en el exterior del motor) en un campo relativamente limitado de 0,3 < λ < 1,5. La transferencia de las masas (aire y combustible) necesaria para producir esta mezcla inflamable se realiza mediante difusión y turbulencia y se verifica mediante los parámetros que se indican a continuación.

05

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

ENERGÍA CINÉTICA DEL SURTIDOR DE COMBUSTIBLE Es función de la caída de presión en los orificios de inyección de los pulverizadores y determina, junto a la apertura del cono del surtidor establecida en función de la geometría de los pulverizadores y de la velocidad de salida del combustible, el campo de interacción aire - combustible y el espectro del tamaño de las gotas dentro de este espacio. La energía del surtidor también está influida por las características de envío de la bomba de inyección y por los diámetros de los pulverizadores de inyección.

ENERGÍA TÉRMICA La energía térmica suministrada por las paredes de la cámara de combustión y por el aire comprimido sirve para que se evapore el combustible por capas o gotas.

VOLUMETRÍA DE LA CÁMARA DE COMBUSTIÓN La forma de la cámara de combustión, si es adecuada, puede utilizarse para la formación de turbulencias (corriente de compresión) con la ayuda del movimiento de los pistones.

MOVIMIENTO ORDENADO DE LOS GASES (ROTATORIO) El movimiento de los gases inducido en la cámara de combustión, normalmente en forma de movimiento rotatorio, mejora el flujo de aire para el surtidor de combustible y aleja los gases quemados. En la evaporación por capas en las paredes, provocada por la elevada temperatura de las mismas, el movimiento rotatorio del aire sirve para eliminar la capa de vapor y para separar térmicamente los gases quemados de los gases frescos. Las microturbulencias superpuestas a la corriente rotatoria mezclan con rapidez el combustible y el aire. El movimiento rotatorio del aire se crea debido a una configuración especial de la válvula o del conducto de admisión, o también dirigiendo una parte de la carga de los cilindros a una cámara adyacente de rotación simétrica (mediante un canal con entrada tangencial).

06

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

RETRASO EN EL ENCENDIDO Analizando la combustión de cada una de las partículas de gasoil puede observarse que entre la inyección de la partícula y su combustión completa pasa un cierto tiempo que puede dividirse en dos intervalos: - El primer intervalo (t1) corresponde al tiempo de retraso del encendido, durante el cual la partícula inyectada recibe del aire que la rodea el calor necesario para llegar a la temperatura de encendido. - El segundo intervalo (t2) corresponde a la duración de la combustión de la partícula, que se quema con la velocidad de reacción propia de las condiciones de presión y temperatura existentes. En el siguiente gráfico, con los tiempos en las abscisas y las presiones en la cámara de combustión en las ordenadas, el instante de inicio de la inyección (A) se sitúa antes del final de la carrera de compresión.

COMBUSTIÓN PARCIAL EN UNA CÁMARA ADYACENTE (PRECÁMARA) La combustión parcial del combustible en una cámara adyacente produce una presión mayor respecto a la cámara principal, por lo que los gases quemados en parte oxidados y el combustible evaporado son dirigidos por uno o más canales de conexión hasta la cámara de combustión principal, donde luego se mezclarán con el aire residual.

Curva de la combustión

07

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

Tras un cierto período de retraso de naturaleza física y química, debido a que la primera partícula inyectada, en forma de minúscula gota, tiene que calentarse, evaporarse, mezclarse con el aire, encontrar el aire para reaccionar y empezar a quemarse, se llega al punto (B) en que la primera partícula empieza a quemarse. Durante el tiempo de retraso (AB), las masas inyectadas se acumulan en la cámara de combustión, a la espera de agotar su tiempo de retraso físico. Los tiempos de retraso de las partículas sucesivas van reduciéndose poco a poco a causa del calor provocado por la combustión de las primeras masas inyectadas, que facilita la evaporación de las gotas de combustible inyectadas sucesivamente. De esta forma, la combustión de las masas acumuladas se realiza muy rápidamente con fuertes aumentos de presión; es casi una combustión de volumen constante, favorable como rendimiento termodinámico pero negativa desde el punto de vista mecánico porque el rápido aumento de presión origina vibraciones que dañan los órganos mecánicos y producen la conocida aspereza en el funcionamiento de los motores Diesel y el ruido característico. En el instante (C) se ha completado la combustión de las masas acumuladas durante el tiempo de retraso (AB) y desde este punto, los tiempos de retraso, que ya son mínimos, permanecen casi constantes. El instante (D) representa el final de la inyección. A partir de este momento sólo se produce la combustión de las últimas masas inyectadas que terminan de quemarse en (E). El intervalo (DE) representa la post-combustión que debe ser lo más breve posible ya que provoca malos rendimientos. Con pequeños retrasos en el encendido, las partículas de combustible acumuladas en cámara de combustión están presentes en una cantidad mínima. Cuando empiezan a quemarse, la presión aumenta lentamente y la acción sobre el pistón es gradual. Al aumentar el retraso en el encendido, aumentan las partículas de combustible acumuladas que, al quemarse, producen un aumento repentino de presión y un funcionamiento áspero del motor. Si el retraso es muy grande puede ocurrir que las partículas de combustible acumuladas sean tantas que provoquen un aumento de presión con las características propias de la detonación, advirtiéndose el golpeteo típico. El fenómeno es parecido al de los motores de ciclo Otto pero, mientras en ese caso la detonación se presentaba al final de la combustión, en los motores Diesel la detonación aparece al principio. Para reducir la tendencia a la detonación es necesario que la combustión empiece lo antes posible después del inicio de la inyección; en otras palabras, es necesario reducir el retraso del encendido para impedir que se acumule demasiado combustible en la cámara.

08

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

VARIABLES QUE INFLUYEN EN EL RETRASO DEL ENCENDIDO Es necesario que la combustión se complete rápidamente reduciendo todo lo posible los tiempos de retraso físico y químico y aumentando su velocidad. Para conseguir este objetivo se puede actuar sobre distintos parámetros, como por ejemplo: - Geometría de los inyectores. - Turbulencia de la cámara (o precámara) de combustión. - Velocidad angular del motor (ω). - Relación de compresión (ρ). - Dosificación (α). La combustión también resulta favorecida utilizando combustibles con alto número de cetano (N.C.).

GEOMETRÍA DE LOS INYECTORES La función de los inyectores es pulverizar y difundir las gotas de gasoil en el interior de la cámara (o precámara) de combustión. Pueden identificarse dos exigencias distintas y en contraste: - Las gotas tienen que ser tan pequeñas como sea posible ya que el aumento de las dimensiones de la gota supone un tiempo superior de evaporación con otras condiciones constantes; reducir las dimensiones de las gotas de gasoil significa obtener una buena pulverización, facilitar la evaporación y, por lo tanto, el encendido del combustible. - Las gotas deben tener una cierta masa para permitir que el chorro de gasoil se difunda el máximo posible en el interior de la cámara de combustión y penetre lo suficiente para afectar a la mayor cantidad posible de aire presente; una buena difusión y penetración del chorro de gasoil, por efecto de la energía cinética de las gotas, reduce el tiempo necesario para que éstas se encuentren con el aire que necesitan para quemarse.

TURBULENCIA DE LA CÁMARA (O PRECÁMARA) DE COMBUSTIÓN La turbulencia generada en el interior del cilindro debido a la especial geometría del pistón o de la precámara de combustión, reduce el tiempo necesario para que el combustible se evapore y se mezcle con el aire presente. En efecto, los remolinos favorecen los intercambios térmicos entre el aire a alta temperatura y las gotas de gasoil, acelerando la mezcla. Para favorecer este fenómeno se utilizan precámaras, o cámaras de combustión toroidales en la cabeza del pistón en los motores de inyección directa.

09

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

VELOCIDAD ANGULAR DEL MOTOR Aumentando la velocidad angular del motor (ω) se reduce el tiempo para la combustión. El motor que funciona a una velocidad angular más elevada, describe un ángulo mayor durante el tiempo de retraso, por lo que aumentan las masas acumuladas en el cilindro y aumenta también la aspereza de funcionamiento del motor. La combustión empieza pues en el punto más cercano al P.M.S. y termina en un punto más avanzado de la fase de expansión, con la consiguiente pérdida de rendimiento y más posibilidades de que no se complete la combustión. Sin embargo, aumentando la velocidad angular se incrementa la turbulencia y los tiempos de retraso físico y químico se reducen.

10

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

RELACIÓN DE COMPRESIÓN La relación de compresión (ρ) de los motores de ciclo Diesel tiene valores más altos respecto a los motores de ciclo Otto. En los motores Diesel de inyección directa se utilizan relaciones de compresión de 15÷18; en los motores con precámara de combustión se utilizan relaciones de compresión entre 18 y 22. Estas distintas relaciones intentan compensar las pérdidas de presión por laminación que se producen cuando el aire comprimido atraviesa los estrangulamientos para entrar en la precámara. Aumentando la relación de compresión, se eleva la temperatura del aire en la cámara de combustión de manera que las gotas de gasoil inyectadas reciban una mayor cantidad de calor y se evaporen antes. La temperatura elevada también reduce el tiempo de retraso químico de la combustión facilitando la reacción de la misma combustión. Si se aumenta demasiado la relación de compresión pueden surgir problemas de resistencia mecánica de los órganos del motor y de límites geométricos, sobre todo en los motores más pequeños.

DOSIFICACIÓN AIRE - COMBUSTIBLE En los motores de ciclo Diesel, la dosificación (α), o relación entre las masas de aire y de combustible tiene un campo de utilización muy amplio que puede variar de 20:1 hasta 60:1. De hecho, no existen los problemas de encendido presentes en los motores de ciclo Otto, donde con dosificaciones bajas falta oxígeno para la combustión mientras que con dosificaciones elevadas, a causa del exceso de aire, el frente de llama se apaga. El especial tipo de combustión de los motores de ciclo Diesel, donde cada gota se quema por sí sola, hace que no existan límites en cuanto al encendido; por lo tanto se producen condiciones con un elevado exceso de aire de manera que la relación entre el aire introducido y el combustible inyectado sea aproximadamente de 25:1. Este exceso de aire respecto a la relación estequiométrica, que equivale aproximadamente a 14:1, es necesario para que se oxide todo el combustible inyectado. Existe sin embargo un límite inferior en la dosificación por debajo del cual el último combustible inyectado ya no encuentra el oxígeno necesario para quemarse y, debido a las altas a presiones y temperaturas a la que está sometido (al término de la combustión), se transforma en hidrocarburos sin quemar y en partículas sólidas de carbono grafítico. Este fenómeno se desarrolla sobre todo en fase de aceleración, cuando el motor, que trabaja con dosificaciones límite, produce humos en los gases de escape. El límite inferior de dosificación aumenta al incrementarse la velocidad angular ya que disminuye el tiempo a disposición para la combustión; este límite puede descender

11

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

gracias a la turbulencia en el interior de la cámara (o precámara) de combustión. En los motores con elevada turbulencia el fenómeno del humo negro se presenta con dosificaciones inferiores.

NÚMERO DE CETANO DEL GASOIL (N.C.) El retraso del encendido depende en gran parte de la composición del combustible. El Número de Cetano es un índice de inflamabilidad del combustible: un número alto de cetano significa que el combustible tiene un tiempo de inducción (t1) de encendido mínimo. Ello significa que las partículas de gasoil necesitan poco tiempo para iniciar las reacciones de combustión, y por lo tanto, el tiempo (t2) a disposición para la combustión es mayor. El retraso en el encendido puede reducirse también introduciendo en el gasoil pequeñas cantidades de aditivos específicos. En conclusión, comparando la combustión de los motores de ciclo Otto con la de los motores de ciclo Diesel, se puede decir que mientras en los primeros, para evitar la detonación, se intenta prevenir que en alguna parte de la carga se produzca el encendido por compresión, en los segundos se intenta provocarlo lo antes posible para evitar que durante el período de retraso se presenten las condiciones que causan la detonación.

CÁMARAS DE COMBUSTIÓN Las cámaras de combustión se dividen en dos grandes categorías según se introduzca el combustible directamente en el interior del cilindro (motores de inyección directa) o en una cámara separada de elevada turbulencia comunicada con el cilindro a través de un paso de dimensiones reducidas (motores con precámara).

CÁMARAS DE COMBUSTIÓN POR INYECCIÓN DIRECTA En las cámaras de combustión para motores de inyección directa, el combustible es inyectado en la parte superior del cilindro que funciona como cámara de combustión; el perfil del pistón es específico para favorecer la turbulencia (cámaras de combustión toroidales). De todas formas, el grado de turbulencia creado por la forma de la cámara es relativamente bajo, por lo que para obtener una mezcla homogénea entre el combustible y el aire comprimido y una penetración y difusión adecuadas de las gotas de combustible, se adopta una alta presión de inyección y un inyector con varios orificios. Estos tipos de cámara son muy adecuados para los motores medios y lentos. En los motores veloces es necesario reducir el tiempo de inyección y para ello hay que aumentar la turbulencia de manera que el aire forme remolinos.

12

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

Cámara de combustión para motores de inyección directa

La turbulencia es producida por la corriente de aire que, al atravesar los conductos de aspiración, se dirige tangencialmente al cilindro debido a la forma del conducto o por medio de un deflector en la válvula. La turbulencia se incrementa posteriormente debido a la cavidad que hay en el pistón. Para distribuir bien el combustible impidiendo al mismo tiempo que las gotas demasiado grandes se depositen antes de quemarse en las paredes que están relativamente cerca, el líquido se pulveriza gracias a muchos pequeños surtidores para que la penetración sea la adecuada; para ello, el inyector tiene varios orificios de flujo, que necesariamente son muy pequeños (en los motores de los automóviles pueden tener un valor mínimo de 0,15 mm). Por ese motivo la fabricación de los inyectores es muy delicada y costosa. Debido a las reducidas pérdidas de calor a través de las paredes y del notable exceso de aire con el que funciona este tipo de motor, el consumo específico es menor sobre todo cuando se adopta un sistema de sobrealimentación.

13

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

PRECÁMARAS DE COMBUSTIÓN Las precámaras de combustión con elevada turbulencia han sido diseñadas para reducir la aspereza de funcionamiento típica de los motores de ciclo Diesel. Actualmente se utilizan en los motores con pequeña cilindrada unitaria (en práctica todos los motores aplicados en los automóviles). En estos motores el lugar donde se realiza la combustión está formado por dos cámaras, una de las cuales, la principal, está situada entre el pistón y la culata, y la otra, llamada precámara de elevada turbulencia, se ubica generalmente en toda la culata. Las dos cámaras están comunicadas entre ellas por un orificio con sección bastante pequeña.

Precámara de combustión con elevada turbulencia

El combustible es inyectado, hacia el final de la carrera de compresión, por un inyector con un solo orificio situado en la cámara de precombustión y está orientado hacia la salida de la misma en la cámara del cilindro. Una parte del combustible se quema en la precámara provocando un aumento de presión; en consecuencia el combustible que no se ha quemado todavía es enviado hacia la cámara principal donde encuentra el aire necesario para completar la combustión. La precámara es pues una especie de segundo sistema de inyección, regulado únicamente por la primera combustión que allí se produce.

14

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

Las presiones máximas en el pistón son más bajas que las presiones detectadas en el caso de cámaras de inyección directa; en consecuencia, los órganos del motor están sometidos a un esfuerzo menor y el funcionamiento es más suave y menos ruidoso. Además, la presión de inyección del combustible es considerablemente más baja que la que se necesita en la cámara de inyección directa. El diseño de las cámaras debe producir una altísima turbulencia del aire para asegurar la mezcla con el combustible. Sin embargo, la elevada turbulencia favorece el intercambio térmico con las paredes, por lo que la temperatura en el interior se reduce; por este motivo, el consumo específico de este tipo de cámara es mayor respecto a la cámara de inyección directa. Por el mismo motivo, los motores con precámara tienen más dificultades en la puesta en marcha que los motores de inyección directa. Para evitar este inconveniente se utiliza una bujía de precalentamiento alimentada eléctricamente para calentar el aire y las paredes de la precámara durante la puesta en marcha.

ALIMENTACIÓN La alimentación de los motores Diesel se realiza por los siguientes circuitos: - Circuito de aspiración del aire. - Circuito de alimentación del combustible. - Sistema de precalentamiento durante la puesta en marcha.

CIRCUITO DE ASPIRACIÓN DEL AIRE El circuito de aspiración del aire en los motores de ciclo Diesel es muy parecido al de los motores de ciclo Otto, ya que está formado por una serie de conductos, un filtro de aire, un eventual compresor para la sobrealimentación (con o sin intercambiador de calor aire/aire) y un colector de admisión. La diferencia principal respecto al sistema de los motores de ciclo Otto es que no existe la mariposa de parcialización del aire, ya que en los motores Diesel la regulación r.p.m./carga únicamente es función de la cantidad de combustible inyectado. En las versiones más recientes, el sistema de aspiración del aire está dotado de sensores de medición de las características del aire aspirado (caudal, temperatura) para que la centralita electrónica de mando pueda calcular los parámetros de inyección, del mismo modo que en los sistemas de inyección de gasolina electrónicos.

15

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

ZOOM

1. 2. 3. 4. 5.

Colector de admisión. Resonador superior. Filtro de aire. Resonador inferior. Rejilla de aspiración.

Esquema del sistema de aspiración del aire

16

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

COMPONENTES DEL CIRCUITO DE ASPIRACIÓN DEL AIRE FILTRO DE AIRE Los filtros de aire retienen las impurezas contenidas en el aire aspirado por el motor, disminuyendo el desgaste de los órganos internos del motor. El contenido medio de polvo en el aire, en carreteras asfaltadas, es aproximadamente de 0,001 g/m3 ; en carreteras sin asfaltar o en canteras, el contenido de polvo puede aumentar hasta 0,04 g/m 3 . Por ejemplo, un motor que tuviese un consumo de combustible de 12 l/100 Km., aspiraría, en consecuencia: en 1000 Km., según el estado del firme de la calzada o del tipo de empleo, de 1 a 50 g de polvo. Si el polvo o cualquier otra impureza contenida en el aire aspirado por el motor, consiguiese entrar en el motor, se depositaría en las paredes de las camisas y se mezclaría con la mezcla aspirada, actuando como un abrasivo y desgastando rápidamente las distintas partes del motor. Los tipos de elemento filtrante que se utilizan actualmente son el filtro con cartucho y el filtro de aceite. Este último se utiliza en vehículos industriales y en los automóviles destinados a circular en zonas muy polvorientas.

1. Cámara de alimentación. 2. Cartucho filtrante con recambio. 3. Cámara de aspiración.

Esquema del sistema de aspiración del aire

17

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

Salida del aire filtrado. Elemento filtrante superior fijo. Elemento filtrante inferior móvil. Ganchos de fijación cuerpo - recipiente. Recipiente del aceite. Tornillo de sujeción del elemento filtrante inferior. Nivel de aceite. Conducto de entrada del aire.

Filtro de aire de aceite

SILENCIADOR DE ASPIRACIÓN (RESONADOR) El ruido de aspiración del motor debe reducirse para cumplir las disposiciones legislativas correspondientes al ruido total de un vehículo. La atenuación se consigue casi exclusivamente utilizando el filtro de aire como un silenciador. Con un tamaño satisfactorio (como valor empírico para los motores de cuatro tiempos se toma 15 ó 20 veces el volumen de un cilindro) suele obtenerse una atenuación del ruido de aspiración entre 10 y 20 dB. En casos especiales, en los que se generan frecuencias de intensidad muy elevada, deben montarse silenciadores adicionales a lo largo de la línea de aspiración del aire.

18

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

COLECTOR DE ADMISIÓN La función del colector de admisión es dirigir el aire hacia las válvulas de admisión del motor. Para comprender mejor los problemas que plantea la configuración del colector de admisión, examinaremos un motor mono-cilíndrico de 4 tiempos. Durante la carrera de admisión, la columna de fluido que llena el conducto alcanza un movimiento acelerado y, por inercia, continúa el movimiento durante el primer tramo de la carrera de compresión y sigue entrando en el cilindro hasta que la presión interna iguala a la presión correspondiente a la inercia del fluido que entra. Este efecto aumenta de intensidad cuanto más largo sea el conducto de admisión. Si la válvula de admisión se cierra cuando el efecto de la inercia aún está presente, el fluido en movimiento se bloquea contra la válvula y, en consecuencia se crea una onda de presión contraria que disminuye el rendimiento volumétrico. Por el contrario, si la válvula se cierra en el instante en que termina el efecto de llenado causado por la inercia de la columna fluida, el rendimiento volumétrico alcanza su valor máximo.

SOBREALIMENTACIÓN La potencia de un motor es directamente proporcional a la masa de aire y a la cantidad correspondiente de combustible que pueden introducirse en los cilindros. Por lo tanto, se puede aumentar la potencia del motor introduciendo, en cada ciclo, una cantidad de aire mayor que el motor puede aspirar autónomamente, mediante el movimiento de los pistones. La mayor cantidad de aire introducida, permite quemar más cantidad de combustible, lo que produce un aumento de presión, de trabajo y de la potencia desarrollada por el motor. En los motores de ciclo Diesel, el aumento de presión, junto a una turbulencia elevada provocada por la mayor cantidad de aire que entra en el cilindro, tiende a reducir el retraso del encendido y, por lo tanto, mejora la combustión. A veces, para limitar la presión máxima del ciclo, la relación de compresión de los motores Diesel sobrealimentados es ligeramente inferior respecto a la de los motores aspirados, pero apenas influye en el rendimiento ya que la relación de compresión de los motores de ciclo Diesel es ya muy elevada (superior a 20:1).

19

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

TURBOCOMPRESOR ACCIONADO POR LOS GASES DE ESCAPE Los motores de ciclo Diesel sobrealimentados llevan un turbocompresor accionado por los gases de escape muy parecidos a los utilizados en los motores de ciclo Otto. Normalmente se utiliza un turbocompresor sobredimensionado para suministrar la sobre-presión deseada en los regímenes bajos y, para evitar que en los regímenes más elevados el motor alcance una potencia que no podría soportar, antes de la turbina se introduce una válvula de by-pass (waste-gate).

1. Turbina. 2. Eje. 3. Compresor.

Turbocompresor accionado por los gases de escape

20

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

La válvula, es parecida a la que se utiliza en los motores de ciclo Otto sobrealimentados, está dirigida por la presión existente en el conducto de envío; cuando se abre, una parte de los gases quemados sale por la válvula y llega directamente al escape, por lo tanto, la velocidad de la turbina disminuye y, en consecuencia, se reduce el trabajo del compresor. En los motores Diesel se puede instalar un tipo de turbocompresor, de geometría variable, que puede regular la presión de alimentación y aumentar las prestaciones con un funcionamiento altamente eficaz. Dado que el aire, por efecto de la compresión y de los rozamientos se recalienta, se monta un intercambiador de calor aire-aire (intercooler) interpuesto entre el compresor y los cilindros, con la función de reducir la temperatura del aire y de mejorar el rendimiento volumétrico del motor.

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Boca de aspiración. Turbocompresor. Intercambiador de calor (intercooler). Medidor del caudal del aire (debímetro). Filtro de aire. Sensor de temperatura del aire. Colector de admisión. Esquema del sistema de sobrealimentación

21

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

TURBOCOMPRESOR CON GEOMETRÍA VARIABLE El turbocompresor con geometría variable está compuesto por un compresor centrífugo y por una turbina con una serie de paletas móviles que, al modificar el área de la sección de paso de los gases que llegan a la turbina, regulan su velocidad.

1. 2. 3. 4. 5.

Turbina. Paletas móviles. Actuador neumático. Varilla. Anillo giratorio.

Turbocompresor con geometría variable

Gracias a esta solución es posible mantener elevada la velocidad de los gases y también de la turbina cuando el motor funciona con regímenes bajos. En efecto, al hacer pasar a los gases a través de pequeñas secciones, y optimizando la dirección del flujo, éstos fluyen a una velocidad mayor, de manera que también la turbina gira más rápidamente. Las paletas móviles, vinculadas mecánicamente al anillo de unión, están cerradas al máximo en los regímenes bajos. La rotación del anillo y, por tanto, la orientación de las paletas, se efectúa mediante una varilla, dirigida mecánicamente por un actuador de tipo neumático, en función de la presión de funcionamiento del compresor. Como la presión está relacionada con el número de r.p.m. del motor, la orientación de las paletas, y por tanto la variación de las secciones de paso de los gases de escape, también dependen del régimen de rotación del motor. Con regímenes altos del motor, el dispositivo neumático interviene para aumentar las secciones de paso sin aumentar la velocidad de los gases que llegan a la turbina. Por lo tanto, el actuador funciona como un regulador de la velocidad máxima del turbocompresor.

22

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

FUNCIONAMIENTO CON REGÍMENES BAJOS DE ROTACIÓN Cuando el motor funciona con un régimen bajo de rotación, los gases de escape poseen una pequeña energía cinética; en estas condiciones una turbina tradicional giraría lentamente, suministrando una presión de sobrealimentación limitada. En cambio, en la turbina con geometría variable, las paletas móviles están totalmente cerradas y las pequeñas secciones de paso entre las paletas permiten que los gases aumenten la velocidad (C) de entrada en el rotor. A mayor velocidad de entrada corresponde una mayor velocidad periférica (U) de la turbina, y en consecuencia del compresor, respecto a una turbina tradicional: esto permite reducir los tiempos de respuesta. La velocidad de los gases que transitan por el interior del rotor se indica con el vector W.

1. 2. 3. 4. 5.

Turbina. Paletas móviles. Actuador neumático. Varilla. Anillo giratorio.

Funcionamiento con regímenes bajos: paletas cerradas

23

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

ZOOM

FUNCIONAMIENTO CON REGÍMENES ALTOS DE ROTACIÓN. Cuando aumenta el régimen de rotación del motor, también aumenta progresivamente la energía cinética de los gases de escape. Por consiguiente, aumenta la velocidad del rotor y la presión de sobrealimentación, que actúa también en el actuador. El actuador, mediante una varilla, mueve las paletas, en función de la presión de sobrealimentación, hasta abrirlas totalmente. De esta forma, aumentan las secciones de paso, disminuyendo la velocidad del flujo de los gases de escape; éstos llegan al rotor con velocidades iguales o menores respecto a la condición de bajo régimen de rotación y con ángulos diferentes. La velocidad de la turbina disminuye, ajustándose a un valor adecuado para que el motor funcione correctamente a regímenes altos.

1. 2. 3. 4. 5.

Turbina. Paletas móviles. Actuador neumático. Varilla. Anillo giratorio.

Funcionamiento con regímenes altos: paletas abiertas

24

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

CIRCUITO DE ALIMENTACIÓN DEL COMBUSTIBLE El circuito de alimentación de combustible está compuesto por elementos cuya función es enviar el combustible desde el depósito hasta la cámara de combustión (o precámara) en el interior del motor. 1. Bomba de inyección. 2. Tubería de descarga del exceso de combustible desde los inyectores a la bomba de inyección. 3. Tubo de envío de combustible desde el filtro a la bomba de inyección. 4. Inyectores. 5. Filtro del combustible. 6. Tubería de alimentación de combustible del depósito al filtro. 7. Tubería de descarga del exceso de combustible desde la bomba de inyección al depósito. 8. Depósito de combustible. 9. Boca de introducción del combustible. 10. Tubería de no retorno o antirebosamiento. 11. Tubería ventilación del depósito.

Esquema del circuito de alimentación del combustible

25

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

El sistema está compuesto por un depósito, por uno o varios filtros, por la bomba de alimentación (generalmente incorporada en la bomba de inyección), por la bomba de inyección y por los inyectores con los tubos correspondientes. A través de un tubo de acero, el combustible es enviado desde la bomba al inyector, el cual lo introducirá en la cámara de combustión, pulverizándolo muy finamente y en las mejores condiciones para que la combustión se lleve a cabo de modo rápido y regular. Al inyector llegan dos tubos: uno principal y otro secundario. El tubo principal es el tubo de envío del combustible proveniente de la bomba de inyección, el tubo secundario es el tubo de retorno al depósito del combustible en exceso. Con el fin de garantizar la duración y la perfecta eficiencia de los inyectores, el combustible se filtra antes de que llegue a la bomba de inyección y a los inyectores. Por lo tanto, en el circuito de alimentación se colocan filtros de malla específicos montados en el depósito del combustible alrededor de los tubos de admisión, y también filtros externos, normalmente cartuchos, situados antes de la entrada del combustible en la bomba de inyección. El filtro puede llevar un dispositivo automático para señalar la presencia de agua, el cual indica el momento de efectuar el purgado mediante un testigo específico situado en el salpicadero.

1. 2. 3. 4. 5. 6.

Racor de entrada. Racor de salida. Tornillos de unión. Juntas de estanquidad. Lámina de sujeción. Cartucho filtrante.

Filtro de combustible de cartucho

26

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

F O R M A C I Ó N

ÍNDICE

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

A veces el filtro tiene un calefactor termostático que utiliza el líquido refrigerante del motor o una resistencia eléctrica para calentar la masa filtrante. Este dispositivo impide que el filtro se obstruya en el invierno a causa de las parafinas contenidas en el combustible las cuales, al solidificar con temperaturas bajas, pueden parar el motor. La función de la bomba de alimentación es sacar el combustible del depósito y enviarlo a la bomba de inyección (sistema de baja presión) en cantidad bastante superior a la cantidad que se enviará luego a los cilindros. A continuación examinaremos el funcionamiento de un sistema de alimentación de combustible simplificado, que ilustra a grandes líneas las características de los sistemas de inyección más usuales.

SISTEMA CON INYECTOR-BOMBA La solución inyector-bomba, típica de algunos motores antiguos para camiones, está volviendo a ser estudiada por algunos fabricantes de automóviles. Se caracteriza por el hecho de que cada cilindro lleva su propio grupo montado en la culata. Cada inyector-bomba está dirigido por una excéntrica de un árbol de levas, mediante una cadena cinemática parecida a la cadena de mando de las válvulas.

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

Depósito. Bomba de alimentación. Filtro de combustible. Válvula de sobre-presión (limitadora de presión). Válvula de regulación dirigida por el pedal del acelerador. Válvula de regulación dirigida por el regulador centrífugo. Válvula de parada. Inyector-bomba. Empujador de mando inyector-bomba.

Esquema de un sistema con inyector-bomba

27

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

La ventaja principal es que el inyector-bomba no tiene tubos sometidos a altas presiones y por tanto no presenta los problemas de las pulsaciones debidas a la elasticidad de los tubos y a la capacidad de compresión del combustible, y a los golpes de ariete. En contrapartida, los órganos de mando son bastante complejos y no es fácil obtener una dosificación uniforme en los distintos cilindros.

COMPONENTES DEL SISTEMA DE INYECCIÓN Los componentes principales del sistema de inyección son: - La bomba de inyección. - Los dispositivos de regulación. - Los inyectores. Las condiciones más importantes que debe satisfacer un sistema de inyección, son: - Suministrar a cada cilindro y en cada ciclo, la cantidad de combustible solicitada por el motor en función de la velocidad de rotación y de la carga, realizando la dosificación correcta. - Introducir el combustible en el instante más adecuado, repitiendo el inicio de la inyección siempre en el mismo punto del ciclo, de manera que se acerque todo lo posible al ciclo ideal de funcionamiento del motor; este instante tiene que poder modificarse en función del régimen de rotación. - Pulverizar el combustible en finísimas gotas para facilitar el encendido. - Dotar a las gotas de la suficiente energía cinética para que penetren en la masa de aire comprimido. - Difundir lo más uniformemente posible las partículas de combustible en todas las direcciones, para que pueda utilizarse en la combustión la mayor parte posible del aire encerrado en el cilindro.

BOMBA DE INYECCIÓN La bomba de inyección puede ser de dos tipos: - Bomba en línea. - Bomba rotativa.

28

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

ZOOM

BOMBA DE INYECCIÓN EN LÍNEA, BOSCH La bomba de inyección en línea (creada por Bosch en 1920) se utiliza en vehículos industriales. Tiene el mismo número de elementos de bombeo que de cilindros en el motor, y se caracteriza por su gran duración, precisión y constancia de regulación con el paso del tiempo. La bomba de inyección en línea está formada por una serie de elementos de bombeo de pistón, cuyo número es equivalente al número de cilindros del motor, reunidos en un grupo único.

1. Racor de salida del combustible. 2. Pistón válvula de envío. 3. Muelle válvula de envío. 4. Cuerpo de bombeo. 5. Válvula de envío. 6. Entrada del combustible de bombeo. 7. Hélice de bombeo. 8. Pistón de bombeo. 9. Tuerca de regulación. 10. Platillo o de guía. 11. Muelle retorno bombeo. 12. Sede del muelle de retorno. 13. Empujador de rodillo. 14. Árbol de levas. 15. Varilla de regulación.

Bomba de inyección en línea

.

29

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

BOMBA DE ALIMENTACIÓN La bomba de inyección en línea está provista de una bomba de alimentación de baja presión interna que aspira el combustible del depósito. La bomba de alimentación del combustible, con pistón, suministra el combustible a los elementos de bombeo. Suele estar ubicada al lado del grupo de bombeo y se acciona mediante una excéntrica específica del árbol de levas de la bomba.

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

Filtro. Entrada del combustible. Válvula de admisión. Pistón. Empujador de rodillos. Palanca. Válvula de envío. Salida del combustible. Bomba de alimentación con pistón

30

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

Cuando el pistón de la bomba de alimentación (bajo la carga del muelle) efectúa la carrera del P.M.I. al P.M.S. provoca, al mismo tiempo, en la cámara inferior del cilindro la fase de aspiración del combustible (del depósito a través del filtro) y en la cámara superior del cilindro la fase de envío a la bomba de inyección. Durante la carrera del pistón la válvula de admisión se abre por efecto de la depresión, venciendo la carga de su muelle; en cambio, la válvula de envío se mantiene cerrada por la acción del muelle y por la presión existente sobre el mismo. A continuación, en la carrera del pistón desde el P.M.S. al P.M.I. el combustible pasa de la cámara inferior a la cámara superior a través de la válvula de envío, mientras la válvula de admisión permanece cerrada por efecto de la presión del combustible generada por la carrera del pistón hacia el P.M.I.

ELEMENTOS DE BOMBEO DE ALTA PRESIÓN El movimiento de los elementos de bombeo se obtiene mediante un eje de excéntricas; la regulación del caudal del combustible se consigue a través de los pistones, según el principio de hacer fluir de la bomba al depósito de alimentación una parte del combustible desplazado por el pistón de bombeo. Hacia la mitad del cuerpo de la bomba hay unos alojamientos de deslizamiento de los empujadores de rodillo, con tornillo de reglaje y tuerca de bloqueo.

A. Punto Muerto Inferior.

B. Punto Muerto Superior.

Empujador de rodillo

31

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

En la parte superior del cuerpo de la bomba existe un alojamiento para los cilindros que bombean y en estos cilindros hay un manguito de regulación cuya parte inferior choca contra las aletas del pistón. Sobre el diámetro de los pistones, en la parte superior, hay una ranura y un corte helicoidal (hélice); en función del tipo de bomba, hay pistones de hélice normal o de hélice invertida.

A. Hélice normal.

B. Hélice invertida. Pistones de bombeo

El movimiento del pistón en el interior del cilindro está contrastado por un muelle cuya reacción permite mantener en contacto el extremo inferior del pistón con el empujador de mando. El manguito de regulación puede girar libremente sobre la superficie externa del cilindro y, por tanto, hace girar el pistón del elemento de bombeo en el interior del cilindro. La rotación del manguito de regulación se consigue mediante un sector dentado que engrana con la varilla de regulación del caudal. Un conducto para el combustible, que sale directamente del cuerpo de la bomba, permite alimentar constantemente la parte superior de los cilindros de bombeo. En cada cilindro hay unas ranuras de comunicación con el interior del cilindro. En la parte superior del cuerpo de la bomba hay una válvula de envío con su muelle correspondiente para cada cilindro.

32

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

ZOOM

Una válvula de sobre-presión situada en el conducto del combustible permite regular la presión de alimentación. Esta válvula está compuesta por un platillo con un muelle antagonista calibrado. Cuando se alcanza una presión determinada, el platillo retrocede abriendo una ranura de reflujo para equilibrar de esta forma la carga del muelle y la presión del combustible.

Válvula de sobrepresión

1. 2. 3. 4.

Tapón. Muelle de calibrado. Platillo. Canal de descarga.

El funcionamiento de la bomba es el siguiente. Cuando el pistón está en el Punto Muerto Inferior, los orificios de alimentación están abiertos y el cilindro se llena del combustible enviado a baja presión desde la bomba de alimentación a través del filtro. Durante la carrera de subida, hasta que la velocidad del pistón no es suficientemente elevada, el combustible vuelve al conducto de alimentación para evitar que gotee en la cámara de combustión. Cuando el pistón cierra los orificios de alimentación, empieza el envío del combustible al inyector a través de la válvula de envío.

33

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

ZOOM

A. Inicio de la carrera: pistón en el P.M.I. B. Carrera en vacío. C. Inicio del envío: corresponde a la apertura de la válvula de envío. D. Carrera de envío (inyección). E. Carrera residual en vacío: pistón en el P.M.S. F. Carrera total.

P A R A

1. Cámara de presión. 2. Cámara de admisión.

Esquema de las fases de un ciclo de inyección

El envío se interrumpe cuando el borde helicoidal del pistón abre uno de los orificios de alimentación ya que, en esta posición, el combustible contenido en la parte superior del cilindro puede fluir por el orificio de alimentación a través de la ranura vertical de la pared del pistón. La diferencia fundamental entre el pistón de hélice normal y el de hélice invertida consiste en que con la hélice normal el inicio del envío se realiza siempre en el mismo instante y el final del envío es variable, mientras que con la hélice invertida el inicio del envío es variable en función del caudal y el final del envío permanece constante. La utilización de un pistón u otro depende de las exigencias del motor. Para regular el envío de combustible, el pistón gira respecto al cilindro, de forma que la hélice del pistón abre el orificio de alimentación, permitiendo que fluya el combustible en exceso en cuanto se haya inyectado la cantidad deseada. Esto se consigue desplazando axialmente la varilla de cremallera conectada a los sectores dentados.

A. Envío máximo. B. Envío medio. C. Envío nulo.

Cremallera de regulación

34

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

F O R M A C I Ó N

ÍNDICE

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

VÁLVULA DE ENVÍO Una válvula de envío cierra el tubo de envío. La función de esta válvula es hacer descender instantáneamente la presión en el tubo comunicado con el inyector y, por tanto, interrumpir rápidamente la inyección para evitar que gotee el inyector. Para ello, la válvula tiene, debajo del asiento cónico, un tramo cilíndrico; al final del envío, la válvula se desplaza y cierra primero el paso con el vástago cilíndrico y luego, para llegar a su asiento, vuelve a desplazarse aumentando el volumen entre la válvula y el inyector y por lo tanto, baja la presión.

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Porta válvula. Asiento de válvula. Muelle. Racor de envío. Vástago. A. Cerrada. Ranura. B. Abierta Pistón.

Válvula de envío

La bomba tiene una serie de dispositivos de regulación cuya función es resolver las exigencias del motor en condiciones especiales. Estos dispositivos son idénticos a los de la bomba rotativa Bosch a excepción del regulador neumático y el variador de avance centrífugo.

35

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

REGULACIÓN DEL NÚMERO DE R.P.M. El mando de la carga y del régimen de rotación del motor Diesel se efectúa a través de la cantidad de combustible, sin regulación del aire aspirado. Manteniendo fija la posición de la varilla del regulador, el número de r.p.m. de un motor Diesel que no está sometido a una carga, puede aumentar hasta su autodestrucción. Por lo tanto, es necesario un regulador del número de r.p.m. con limitación del número máximo de r.p.m.

REGULADOR CENTRÍFUGO DEL NÚMERO DE R.P.M. Para realizar los diagramas característicos de regulación de los motores Diesel suelen utilizarse reguladores centrífugos, accionados por el árbol de levas de la bomba. Las masas centrífugas actúan sobre los muelles de regulación y están conectadas a la varilla de regulación mediante un sistema de levas. En el funcionamiento estacionario, las fuerzas centrífugas y las fuerzas elásticas se equilibran. En este caso, la varilla de regulación adopta la posición para la alimentación del combustible correspondiente a la orden del conductor. En caso de que disminuya el número de r.p.m. después de una carga mayor, también disminuirá la fuerza centrífuga y los muelles reguladores desplazarán las masas y, en consecuencia, desplazarán también la varilla de regulación a una posición con mayor alimentación del combustible, hasta que no vuelva a lograrse un nuevo estado de equilibrio.

1. Pistón de la bomba. 2. Varilla de regulación. 3. Tope de plena carga. 4. Palanca de regulación (pedal del acelerador). 5. Árbol de levas de la bomba. 6. Masa centrífuga. 7. Muelle regulador. 8. Perno regulador.

Esquema de un regulador del número mínimo y máximo de r.p.m.

36

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

ZOOM

REGULADOR NEUMÁTICO El regulador neumático aprovecha la depresión que se crea en el conducto de admisión después de una mariposa de regulación, parecida a la que se utiliza en los motores de ciclo Otto, conectada al pedal del acelerador. El regulador está compuesto por una cámara dividida en dos partes por una membrana, dotada de muelle de reacción. El muelle actúa de forma opuesta a la carga generada, a los lados de la membrana, por la depresión del colector. Para cualquier valor de depresión (es decir, de posición de la mariposa y r.p.m.) existe una condición de equilibrio en la posición de la membrana, y por lo tanto, como la varilla de regulación de la bomba está conectada a la membrana, se obtiene un determinado caudal de combustible. Este tipo de regulador no es muy preciso y necesita una mariposa, por lo tanto las pérdidas por bombeo y los consumos específicos con cargas parciales se incrementan; por estos motivos ya casi no se utiliza en los motores para la tracción.

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

Conducto de admisión. Mariposa. Toma de depresión. Varilla de regulación. Membrana. Muelle de reacción. Mando del acelerador. Tubo de conexión.

Regulador neumático

37

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

VARIADOR DE AVANCE CENTRÍFUGO El variador de avance centrífugo está montado en la transmisión, entre el motor y la bomba de inyección, y se encarga de girar angularmente el árbol de levas de mando de la bomba para adelantar la fase de inyección cuando sea necesario. El dispositivo está dotado de dos masas centrífugas, cuyo movimiento de translación es contrastado por muelles calibrados específicos. Las masas están acopladas a dos casquillos excéntricos, conectados a su vez al árbol de levas de la bomba. Con el motor parado, las masas centrífugas están en posición de reposo y así se quedan hasta que el motor alcance el régimen de rotación necesario para que la fuerza centrífuga que actúa sobre las masas venza la fuerza de los muelles de retroceso. Cuando el régimen de rotación del motor aumenta, las masas, venciendo la resistencia de los muelles, empiezan a alejarse hacia el exterior. De este modo, provocan una rotación del casquillo excéntrico, que a su vez hace girar angularmente, en avance, el árbol de levas.

1. 2. 3. 4. 5.

Muelles de reacción. Masas centrífugas. Casquillo excéntrico. Árbol de levas. Estator.

A. Posición de reposo. B. Posición de trabajo. Variador de avance centrífugo

38

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

BOMBA ROTATIVA CAV ROTODIESEL La bomba de inyección rotativa ha sido diseñada con la intención de integrar una serie de dispositivos en un solo grupo, de forma que sea menos costosa y ocupe menos espacio que la bomba en línea. También tiene la ventaja de que no necesita una lubricación separada de los elementos de bombeo. Por ese motivo actualmente se utilizan mucho en los motores de automóviles. La bomba gira mediante una serie de engranajes o mediante una correa dentada (que muchas veces es la misma que dirige el árbol de levas del motor). En los motores de cuatro tiempos, el número de revoluciones de la bomba es exactamente la mitad que el número de vueltas del cigüeñal; por lo tanto gira con las mismas revoluciones que el árbol de levas. En este tipo de bomba se reúnen en un solo cuerpo los siguientes dispositivos: - Bomba de trasiego. - Válvula reguladora de presión. - Válvula de arranque. - Dispositivo de parada. - Conjunto rotor-distribuidor. - Regulador automático del avance de inyección. - Amortiguador hidráulico de presión. - También hay un regulador centrífugo de la velocidad montado en el eje de la bomba. El combustible es aspirado desde el depósito, por la bomba de alimentación separada; pasa a través de los filtros y llega a la bomba de trasiego, cuya función es incrementar la presión del combustible. Dicha presión, por efecto de la válvula reguladora de la presión, aumenta de forma prácticamente lineal cuando aumenta el régimen de rotación del motor. De la bomba de trasiego el combustible pasa al dosificador; éste determina la cantidad que puede entrar a través del orificio de alimentación de los pistones, es decir, el caudal útil para los inyectores. La posición del dosificador está dirigida por el regulador de velocidad que, a su vez, está dirigido por la posición del pedal del acelerador. En la fase de alimentación, el combustible entra en el rotor a través de los orificios radiales, que son equidistantes y su número es el mismo que el de los cilindros. Éstos están comunicados con un canal axial que por una parte lleva el combustible a los pistones, y por otra al orificio que lo distribuye a los inyectores. Un tubo específico recoge las pérdidas llevando el combustible al depósito.

39

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

1. Depósito. 2. Bomba de alimentación. 3. Palanca de purgado. 4. Filtro del combustible. 5. Filtro del combustible. 6. Bomba de trasiego. 7. Válvula reguladora de la presión de trasiego. 8. Dosificador. 9. Conducto de alimentación. 10. Orificios de distribución a los pistones. 11. Canal axial. 12. Pistón. 13. Pistón. 14. Envío a los inyectores. 15. Tubo de retorno. Bomba CAV - sistema de alimentación

40

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

BOMBA DE TRASIEGO La bomba de trasiego es una bomba volumétrica de paletas. El rodete está enroscado en el extremo del rotor; la rosca puede girar hacia la derecha o hacia la izquierda, según el sentido de rotación de la bomba para evitar que se afloje de forma accidental. El anillo externo está montado en la parte terminal del cabezal hidráulico y está retenido por un pasador de fijación. Las dos paletas se deslizan por el interior de las ranuras del rodete y son de material sintético. Durante la rotación, las paletas se deslizan por el rotor siguiendo el perfil del anillo, que está desalineado con respecto al rotor. De ese modo, antes de la paleta se crea una depresión con la consiguiente aspiración de combustible, mientras que después de la paleta se envía el combustible a presión.

1. Paletas. 2. Rotor. 3. Anillo externo.

Bomba de trasiego

41

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

ZOOM

VÁLVULA REGULADORA DE PRESIÓN La válvula reguladora de presión regula la presión de trasiego en función de la velocidad de rotación de la bomba, y por tanto del motor. Está ubicada en la placa terminal. El combustible entra en la placa mediante el racor, pasa a través de un filtro de nylon y, por el conducto de envío, llega a la bomba de trasiego. Cuando aumenta la velocidad, aumenta el caudal de la bomba de trasiego y, en consecuencia, aumenta la presión debajo del pistón; éste último, al elevarse de nuevo, aumenta más la ranura de paso de los orificios de by-pass entre la zona después y antes de la bomba de trasiego. La carga de los muelles se calcula de forma que se garantice la proporcionalidad entre el régimen de rotación y la presión de salida de la bomba de trasiego.

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Racor de entrada. Filtro de nylon. Pistón. Orificios de by-pass. Retorno de la bomba de trasiego. Envío a la bomba de trasiego. Llegada de combustible del filtro.

A. Fase de alimentación. B. Fase de regulación.

Válvula reguladora de la presión de trasiego

42

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

CONJUNTO ROTOR - DISTRIBUIDOR El rotor es la parte fundamental de la bomba de inyección; éste lleva incorporado el elemento de bombeo que también funciona como distribuidor. El elemento de bombeo está constituido por dos pistones contrapuestos que se deslizan radialmente en el rotor y que son accionados, mediante rodillos y patines deslizantes, por el perfil del anillo de excéntricas. Los pistones no tienen muelles de retorno, ya que son empujados hacia el exterior por la fuerza centrífuga y por la misma presión del combustible. Los rodillos que controlan los pistones tocan el perfil de la excéntrica en varios puntos distintos según el mayor o menor recorrido efectuado durante la fase de alimentación. Este recorrido depende de la cantidad de combustible que entra en la cámara, a su vez regulada por el dosificador y el tiempo de expansión de los pistones. Durante la fase de alimentación los orificios radiales coinciden con el conducto de alimentación. El combustible entra en el rotor y llena el compartimiento entre los dos pistones. En esta fase el orificio radial de distribución está cerrado.

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

Rotor. Pistones contrapuestos. Rodillos. Patines deslizantes. Anillo de excéntricas. Orificios radiales de alimentación. Conducto de alimentación. Orificio de distribución. Conducto de envío al inyector.

Conjunto rotor - distribuidor

43

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

ZOOM

Durante el envío, la rotación del rotor provoca el cierre del conducto de alimentación. Al mismo tiempo, se alinea el orificio distribuidor con uno de los orificios de envío. En esta condición, los rodillos de mando de los pistones tocan las excéntricas del anillo de excéntricas. Los pistones son empujados hacia el interior que hace subir la presión provocando la inyección. La válvula de envío se abre y el combustible fluye hacia el inyector.

1. 2. 3. 4. 5. 6.

Orificios radiales de alimentación. Conducto de alimentación. Pistones principales. Orificio de distribución. Orificio de envío a un inyector. Válvula de envío.

Fase de alimentación

Fase de envío

El perfil de la excéntrica provoca, al final de la inyección una brusca bajada de presión, evitando así el goteo de los inyectores. Esto se debe a que el rodillo, llegando justo a la parte más alta de la excéntrica, entre en un pequeño tramo (zona de retroacción) provocando un aumento repentino del volumen de la cámara con la consiguiente caída de la presión.

1. Rodillo. 2. Zona de retroacción. 3. Anillo de excéntricos. Zona de retroacción

44

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

La cantidad máxima de combustible que puede introducirse en el elemento de bombeo la determina el dispositivo de regulación del caudal máximo. De hecho, el movimiento hacia el exterior de los pistones se detiene cuando los salientes de los patines porta-rodillos se ponen en contacto con el perfil excéntrico de la placa porta-rodillos, cuya posición define el valor del caudal máximo.

1. 2. 3. 4. 5. 6.

Rodillos. Pistones de bombeo. Salientes de los patines. Patines porta-rodillos. Excéntricas. Placa porta-rodillos.

Dispositivo de regulación del caudal máximo

45

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

VÁLVULA DE ARRANQUE Durante la puesta en marcha del motor, la presión de trasiego es casi nula. Por este motivo, la válvula de arranque está en una posición que abre los conductos de alimentación a los pistones, empujada por el muelle de reacción. De ese modo, el combustible también alimenta a los pistones adicionales de puesta en marcha. En esta fase se realiza el envío a los inyectores por parte de los cuatro pistones; cuando el motor está en marcha, la presión de trasiego vence la reacción del muelle y desplaza la válvula de arranque, cortando la alimentación a los pistones adicionales.

1. Orificios radiales de alimentación. 2. Conducto de alimentación. 3. Pistones principales. 4. Pistones de arranque. 5. Válvula de arranque. 6. Muelle. 7. Conducto de alimentación a los pistones de arranque. 8. Orificio de distribución. Fase de puesta en marcha

46

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

DISPOSITIVO DE PARADA (ELECTROVÁLVULA DE STOP) Para asegurar la parada del motor se ha previsto un dispositivo de parada que actúa mediante una Electro-válvula. Durante el funcionamiento del motor, la electro-válvula se excita; el pistón obturador, en posición retrasada, permite la alimentación del rotor. Al girar la llave para apagar el motor, la electro-válvula se des-excita y el obturador intercepta el conducto de alimentación, interrumpiendo el envío a los inyectores. 1. 2. 3. 4.

Bomba de trasiego Electro-válvula de parada del motor Pistón obturador Conducto de alimentación

Fase de parada

47

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

REGULADOR AUTOMÁTICO DEL AVANCE DE INYECCIÓN El regulador automático del avance de inyección varía el instante de inicio del envío para compensar los retrasos de inyección (debidos al tiempo de propagación de la onda de presión de envío de combustible en las tuberías) y del encendido (debidos al retraso de encendido, característico del Número de Cetano del combustible y de las condiciones del motor). El regulador automático de avance está colocado en la parte inferior de la bomba de inyección y está compuesto por un pistón que se desliza en un cilindro, contrastado por un muelle. El pistón está conectado, mediante un tornillo roscado de cabeza esférica, al anillo de excéntricas.

1. 2. 3. 4. 5. 6.

Pistón. Cilindro. Muelle de reacción. Tornillo de cabeza esférica. Anillo de excéntricas. Palanca para el arranque en frío.

Regulador automático del avance de inyección

48

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

En el regulador se ha previsto una palanca, dirigida desde el interior del vehículo, que sirve para anticipar la inyección durante el arranque en frío. El funcionamiento del regulador es el siguiente: a través de un orificio calibrado el combustible fluye al grupo regulador del avance. La presión, actuando en el pistón, lo mueve venciendo la reacción del muelle y permite (mediante el tornillo de cabeza esférica) que el anillo de excéntricas gire unos grados respecto al rotor. La válvula de no retorno evita que el combustible se salga del regulador durante la fase de envío; efectivamente, en esta fase el contacto entre el rodillo y el anillo de excéntricas origina una fuerza que desplaza el pistón del regulador, si el combustible refluye del regulador. Sin embargo, cuando el motor disminuye el número de r.p.m., necesita un avance menor; el orificio calibrado de flujo, a través del cual la presión puede descargarse lentamente, permite el retorno del pistón. La función de la válvula de carga ligera es regular la presión de trasiego en el grupo del regulador, cuando varía la carga del motor, para que se pueda ajustar el avance en función de la carga del motor.

ATENUADOR DE PRESIÓN El circuito hidráulico está dotado también de un atenuador de presión. En efecto, cuando los rodillos se ponen en contacto con las levas del anillo de excéntricas, se originan pulsaciones de presión de alta frecuencia. Para evitar que se formen estas pulsaciones, un dispositivo atenuador con una membrana elástica ejerce una acción estabilizadora sobre la presión del grupo regulador.

1. Ranura. 2. Dosificador. 3. Orificio de alimentación pistones. 4. Orificio calibrado. 5. Pistón variador de avance. 6. Muelle de reacción. 7. Tornillo de cabeza esférica. 8. Válvula de no retorno. 9. Orificio calibrado. 10. Atenuador. 11. Membrana. 12. Pistón regulador.

Esquema del funcionamiento del regulador de avance y atenuador

49

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

ZOOM

REGULADOR CENTRÍFUGO DE LA VELOCIDAD El regulador centrífugo de la velocidad está montado en el exterior de la bomba, por la cual es empujado en rotación. Está compuesto por dos masas centrífugas unidas por bisagras en una jaula conectada al eje de la bomba. Las masas actúan sobre un manguito deslizante el cual, a su vez, mueve una placa a la que está conectada, mediante el muelle de regulación, la palanca del acelerador. La misma placa dirige el dosificador mediante una varilla con un muelle de reacción. Con el motor parado, el manguito está a final de carrera y las masas están en posición de máximo retorno. Al pisar el acelerador se hace girar el perno, extendiendo el muelle de regulación. La placa no se mueve, pero está sometida a la carga del muelle. Con el motor en marcha, las masas tienden a desplazar el manguito de su posición; pero éste no puede moverse hasta que la acción de las masas venza la carga del muelle de regulación, determinada por el pedal del acelerador. Cuando la fuerza centrífuga supera la carga del muelle de regulación (que corresponde al momento en que se alcanza la velocidad de rotación deseada por la posición del pedal acelerador) el manguito se desplaza y la placa, girando alrededor del pivote, desplaza la varilla. Este desplazamiento hace girar el dosificador hacia caudales menores, reduciendo el caudal, el motor se estabiliza al régimen deseado. Lo contrario sucede en caso de reducción del número de r.p.m.. En ralentí el muelle de regulación está cargado muy débilmente: la fuerza centrífuga de las masas está contrastada por el muelle del ralentí. 1. Masa centrífuga. 2. Jaula. 3. Manguito deslizante. 4. Placa de mando. 5. Muelle de regulación. 6. Muelle del ralentí. 7. Varilla con muelle de posición. 8. Perno de mando. 9. Dosificador. 10. Orificio alimentación pistones. 11. Tornillo de tope. 12. Palanca del acelerador. 13. Pivote. 14. Palanca de parada del motor. 15. Varilla de parada del motor. Regulador centrífugo de la velocidad

50

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

BOMBA ROTATIVA BOSCH Del mismo modo que la bomba CAV, la bomba rotativa Bosch tiene un solo elemento de bombeo incluso para los motores con más cilindros. El combustible bombeado desde el pistón es distribuido, a través de una ranura específica, a las salidas, que son tantas como cilindros tiene el motor. La carcasa de la bomba de inyección contiene los siguientes grupos y dispositivos auxiliares: - Bomba de alimentación. - Grupo de bombeo con pistón distribuidor. - Regulador del número de r.p.m. - Variador del avance de inyección. - Limitador de caudal (en el caso de motores sobrealimentados). - Dispositivo para el arranque en frío. - Dispositivo de parada. La carcasa de la bomba soporta también el eje de mando de la bomba distribuidora y sobre el mismo está fijada la bomba de alimentación de paletas. Detrás de la bomba de alimentación se encuentra el anillo porta-rodillos, que también está alojado en la carcasa de la bomba; sobre el mismo se apoya el disco de excéntricas que, accionado por el eje de mando, genera un movimiento de rotación elevación transmitido al pistón distribuidor. 1. Palanca de mando acelerador. 2. Regulador centrífugo. 3. Entrada de combustible. 4. Válvula de sobre-presión. 5. Eje de mando. 6. Bomba de paletas. 7. Variador de avance. 8. Anillo porta-rodillos. 9. Disco de excéntricas. 10. Salida del combustible a los inyectores. 11. Válvula de envío. 12. Cursor de regulación. 13. Pistón distribuidor. 14. Válvula de parada. 15.Grupo de palancas de regulación. 16. Retorno del combustible al depósito. Bomba rotativa Bosch

51

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

ZOOM

El pistón distribuidor está guiado en la cabeza distribuidora, en la cual están fijados el dispositivo para la interrupción de la alimentación de combustible, el tapón roscado con el tornillo de purgado y los racores con las válvulas de envío. El grupo de palancas de regulación está alojado en la parte interna del cuerpo de la bomba; estas palancas accionan el cursor de regulación del pistón de la bomba, variando su posición y, por lo tanto, el caudal del combustible. En correspondencia al grupo de palancas de regulación también está colocado el regulador centrífugo, mientras que el variador del avance de la inyección está montado debajo de la bomba distribuidora.

BOMBA DE ALIMENTACIÓN La bomba de alimentación de baja presión es de paletas. Está montada en el eje de mando en el interior de la bomba rotativa. El rotor está montado concéntrico al eje de mando y es arrastrado por una chaveta; está situado en el interior de un anillo excéntrico alojado en la carcasa. La fuerza centrífuga empuja las cuatro paletas del rotor hacia el exterior y contra el anillo excéntrico. A través del orificio de entrada en la carcasa de la bomba, el combustible llega a la cámara inferior formada por rodete, paleta y anillo excéntrico, y desde ahí es bombeado al interior de la bomba rotativa a través de la cámara superior, diametralmente opuesta a la cámara inferior. 1. 2. 3. 4. 5.

Paletas. Rotor. Estator. Cámara inferior. Cámara superior.

Bomba de alimentación de paletas

52

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

Durante este ciclo, una parte del gasoil pasa a la válvula de sobre-presión a través de un segundo orificio. Se trata de una válvula deslizante con un muelle de reacción, exactamente igual a la válvula utilizada para las bombas en línea.

GRUPO DE BOMBEO El grupo de bombeo genera alta presión y distribuye el combustible al inyector correspondiente. El movimiento giratorio del eje de mando es transmitido al pistón distribuidor mediante una conexión. En esta conexión con forma de cruz golpean los dientes del eje de mando del disco de excéntricas. Deslizándose sobre los rodillos del anillo porta-rodillos, los excéntricos del disco transforman la simple rotación del eje de mando en un movimiento de rotación elevación. En el disco de excéntricas está acoplado el elemento de bombeo distribuidor con su adaptador y está fijado mediante una chaveta, que también funciona como arrastrador. El pistón distribuidor es empujado en dirección de Punto Muerto Superior (P.M.S.) por la excéntrica del disco, y en dirección de Punto Muerto Inferior (P.M.I.) por los muelles de empuje simétricos. El pistón distribuidor realiza, pasando del P.M.S. al P.M.I. y retorno, una parte de giros igual a la inversa del número de cilindros (por ejemplo, 1/4 de giro para un motor de cuatro cilindros). Además de accionar el pistón distribuidor, el disco de excéntricas también influye sobre la presión y la duración de la inyección en función de la elevación de la excéntrica y de la velocidad de elevación. 1. 2. 3. 4. 5.

Cursor de regulación. Cabeza distribuidora. Pistón distribuidor. Racor de salida. Válvula de envío.

Grupo de bombeo con pistón distribuidor

53

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

La sucesión de las fases de elevación y envío del combustible es la siguiente: con el pistón en el P.M.I. el combustible pasa a la cámara de alta presión a través del canal de entrada y del fresado de mando. En su movimiento de elevación el pistón distribuidor cierra el canal de flujo y comprime el combustible en la cámara de alta presión mientras que, con el movimiento de rotación, una de sus ranuras abre el orificio de descarga del cilindro correspondiente del motor. Este instante corresponde al inicio del envío de combustible al inyector. La fase de inyección termina en cuanto el cursor de regulación abre el orificio de fin de envío. A partir de este momento, el combustible ya no se mueve. Una válvula de envío cierra el tubo de envío. La válvula de envío es del mismo tipo que la de la bomba en línea. Por lo tanto, el pistón vuelve con un movimiento axial - giratorio al P.M.I. cerrando su orificio de fin de envío y empezando un nuevo ciclo. 1. Pistón distribuidor. 2. Entrada de combustible. 3. Ranura longitudinal. 4. Cámara de alta presión. 5. Ranura de envío. 6. Canal de inyección. 7. Orificio descarga presión. 8. Cursor de regulación. A. Entrada de combustible en la cámara de alta presión. B. Envío de combustible al inyector. C. Fin de envío del combustible. D. Entrada del combustible: inicio de una nueva fase. a. Punto Muerto Superior (P.M.S.). b. Punto Muerto Inferior (P.M.I.).

Esquema de las fases de un ciclo de inyección

54

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

GRUPO DE REGULACIÓN El grupo de regulación está compuesto por un regulador de masas centrífugas que gira, mediante un engranaje, por el eje de mando y por un grupo de sistemas de palancas y muelles calibrados, y actúa determinando la posición del cursor de regulación, o lo que es lo mismo, la duración de la inyección. El movimiento radial de las masas centrífugas es transformado en movimiento axial por el manguito regulador. La carrera del manguito regulador varía la posición del mecanismo de regulación, que está compuesto por la palanca de mando del acelerador, la palanca de tensión y la palanca de arranque. En la parte inferior de la palanca de arranque se ha fijado una rótula, que está ensamblada con un perno en el cursor de regulación, mientras que en la parte superior se ha fijado el muelle de arranque. El muelle del ralentí está fijado entre la palanca de arranque y la palanca de tensión. El muelle de regulación está alojado en una cápsula y está conectado a la palanca de tensión mediante su tornillo de fijación. Durante la puesta en marcha, el manguito regulador está en posición inicial porque las masas centrífugas están en reposo, por lo que el muelle de arranque empuja la palanca de arranque contra el manguito regulador. El cursor de regulación del pistón distribuidor se encuentra así en una posición de suplemento de arranque. El pistón distribuidor debe efectuar una elevación útil mayor antes de abrir el orificio de descarga. Esta carrera del pistón determina la cantidad del suplemento de arranque. 1. Masas centrífugas. 2. Palanca de mando del acelerador. 3. Tornillo de regulación del ralentí. 4. Muelle de regulación. 5. Muelle intermedio. 6. Perno porta-muelle. 7. Muelle del ralentí. 8. Palanca de arranque. 9. Palanca de tensión. 10. Sujeción de la palanca de tensión. 11. Muelle de arranque. 12. Cursor de regulación. 13. Tornillo de regulación de plena carga. 14. Manguito regulador. 15. Pivote. A. Orificio de descarga. B. Pistón distribuidor.

Regulador centrífugo

55

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

Un número de r.p.m. bajo es suficiente para empujar el manguito regulador contra el muelle de arranque. La palanca de arranque gira alrededor del pivote reduciendo el suplemento de arranque. Después de poner en marcha el motor, la palanca de mando del acelerador vuelve a la posición de ralentí por la acción del muelle de reacción. La regulación la realiza el muelle del ralentí montado en la palanca de tensión. Cuando el conductor pisa el pedal del acelerador, la palanca de mando gira con un ángulo determinado anulando el efecto de los muelles de arranque y del ralentí, por lo que en su lugar entra el muelle intermedio. La rotación de la palanca tensa el muelle, por lo que la fuerza del muelle vence la fuerza centrífuga de las masas. Las palancas de arranque y de tensión siguen el movimiento del muelle girando en el pivote y mueven el cursor de regulación. En consecuencia, aumenta el volumen del envío, y esto hace aumentar el número de r.p.m. Inmediatamente después del aumento de r.p.m., las masas centrífugas se abren hacia el exterior empujando el manguito regulador en dirección contraria a la fuerza ejercida por el muelle de regulación, hasta que se alcanza una posición de equilibrio. Si la palanca de mando gira todavía más, en dirección de plena carga, por encima de un cierto punto cesa el efecto del muelle intermedio y empieza el régimen de los campos no regulados. El desplazamiento de la palanca de mando del acelerador que decide el conductor, es transmitido directamente al cursor de regulación por el mecanismo de regulación.

56

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

VARIADOR DEL AVANCE DE LA INYECCIÓN El variador del avance de la inyección es de tipo hidráulico y está compuesto por un pistón con un muelle de reacción que, mediante una rótula, está conectado al anillo porta-rodillos. Durante el funcionamiento, la presión del combustible en el interior de la bomba se regula en relación al número de r.p.m. mediante la válvula de envío. De ese modo, la cabeza del pistón también se carga con la misma presión que tiene el combustible en el interior de la bomba. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

Carcasa de la bomba. Anillo porta-rodillos. Rodillos. Perno. Orificio. Tapa. Pistón variador. Patín. Muelle variador.

A. Posición de reposo B. Posición de trabajo

Variador de avance hidráulico

A partir de un determinado número de r.p.m., la presión del combustible vence la fuerza del muelle empujándolo contra el pistón. El desplazamiento axial del pistón es transmitido, mediante un perno y un patín, al anillo porta-rodillos giratorio, que al girar cambia su puesta en fase con el disco de excéntricos (levas). En consecuencia, los rodillos levantan con anticipación el disco rotante de excéntricas, anticipando la carrera de elevación y de envío del pistón distribuidor.

57

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

DISPOSITIVO LIMITADOR DEL CAUDAL En los motores sobrealimentados, la bomba de inyección tiene un dispositivo limitador del caudal que adecua el caudal de plena carga al valor de la presión de sobrealimentación. El dispositivo está compuesto por una cápsula, dividida por una membrana en dos compartimientos estancos; el compartimiento superior está conectado al colector de admisión. Contra la membrana actúa un muelle de compresión, cuyo extremo opuesto se apoya contra una tuerca de regulación. La membrana está acoplada al perno de mando. El perno de mando tiene un extremo cónico sobre el que se desliza un palpador con forma de clavija. El palpador transmite los desplazamientos del perno de mando a la palanca de tope, que actúa sobre la palanca de tensión del grupo regulador de la velocidad. 1. Membrana. 2. Muelle de reacción. 3. Perno de mando. 4. Tornillo de regulación de plena carga. 5. Palanca de regulación. 6. Palanca de tensión. 7. Muelle de regulación. 8. Palanca de sujeción. 9. Palpador. 10. Tuerca de regulación.

Dispositivo limitador del caudal para los motores sobrealimentados

En el campo de los regímenes bajos, la presión de sobrealimentación generada por el turbocompresor no es suficiente para vencer la fuerza del muelle, por lo que la membrana se queda en la misma posición. Al aumentar la presión de sobrealimentación, empuja la membrana hacia abajo junto con el perno de mando. El movimiento del perno provoca el desplazamiento del palpador, que hace girar la palanca de sujeción. Esto determina el desplazamiento de la palanca de tensión que, a su vez, acciona el cursor de regulación, aumentando el caudal del combustible. En los motores aspirados se adopta un dispositivo parecido para adecuar el caudal en función de la presión atmosférica, y se ha montado una cápsula barométrica en lugar de la que se ha descrito.

58

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

DISPOSITIVO PARA EL ARRANQUE EN FRÍO El variador de avance para el arranque en frío es un dispositivo que, aumentando el valor del avance de la inyección, mejora el funcionamiento del motor con temperaturas bajas. El dispositivo puede accionarse en modo manual o automático: en cualquier caso, el dispositivo actúa girando con un ángulo determinado el anillo porta-rodillos, provocando un avance de la inyección. La corrección automática actúa mediante un dispositivo de mando, cuyo elemento termo-dilatable transforma los recorridos térmicos del líquido refrigerante en movimientos de translación.

DISPOSITIVO DE PARADA La función del dispositivo de parada del motor es anular el caudal de combustible para que pueda apagarse el motor. El dispositivo puede ser mecánico (constituido por un mando manual que acciona las palancas del grupo regulador) o electromagnético.

1. 2. 3. 4. 5.

Orificio de entrada Pistón distribuidor Cabeza distribuidora Electroimán Cámara de alta presión

Dispositivo de parada del motor

En este segundo caso, la válvula electromagnética de interrupción de la alimentación de combustible está montada en la parte superior de la cabeza distribuidora de la bomba. Con el motor en marcha, el electroimán mantiene abierto el orificio de paso con la cámara de alta presión. Al quitar la llave de arranque, se interrumpe la alimentación eléctrica del electroimán, el muelle presiona la válvula contra su asiento y, en consecuencia, el orificio de paso con la cámara de alta presión se cierra interrumpiéndose el envío. Las bombas de inyección más recientes llevan incorporados unos dispositivos automáticos que mejoran el comportamiento del motor en las fases críticas de funcionamiento.

59

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

DISPOSITIVO AUTOMÁTICO DEL AVANCE DE INYECCIÓN EN FRÍO (KSB) El dispositivo automático KSB tiene una doble función: 1. Anticipar el inicio de la inyección para favorecer un funcionamiento normal con el motor frío. 2. Mejorar la puesta en marcha. La variación de avance que se consigue mediante el dispositivo automático se obtenía anteriormente por un mando manual. 1. Válvula de regulación de la presión de trasiego. 2. Muelle de reacción para la válvula (3). 3. Válvula de pistón. 4. Orificios de descarga. 5. Orificio calibrado del pistón. 6. Conducto de conexión entre la válvula y el dispositivo automático de avance. 7. Bomba de trasiego. 8. Termo-interruptor. 9. Solenoide. 10. Muelle de reacción. 11. Bola para la estanqueidad de la presión. 12. Cuerpo dispositivo de avance

Componentes del dispositivo automático del avance de la inyección en frío

FUNCIONAMIENTO El caudal del combustible de la bomba de alimentación o trasiego (7) es superior al caudal que se necesita para la inyección, por lo tanto, el exceso de caudal se descarga a través de la válvula de regulación de la presión de trasiego (1) en la admisión de la bomba, generando así una presión en el interior del cuerpo de la bomba (presión de trasiego). El caudal de la bomba de alimentación (7), y en consecuencia la presión de trasiego, varían en función del número de r.p.m. La presión de trasiego actúa sobre un lado del pistón del variador de avance (14) de la inyección, empujando contra el muelle de reacción (15) y variando de ese modo el inicio de la inyección.

60

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

MOTOR FRÍO Con temperatura del líquido refrigerante del motor £ 55º C se alimenta el solenoide (9) del dispositivo KSB, evitando que una parte de combustible salga a través del orificio calibrado (5) de la válvula de pistón (3); ello provoca un aumento de la presión de trasiego, y por tanto del avance, ya que todo el caudal de flujo tiene que pasar (fluir) únicamente a través de los orificios de descarga. El aumento de la presión de trasiego es advertido por el pistón (14) del variador de avance, el cual venciendo la fuerza del muelle de reacción (15) varía el avance del inicio de la inyección (mediante el casquillo que fija con bisagras la caja porta-rodillos).

MOTOR CALIENTE Cuando la temperatura del líquido refrigerante del motor alcanza los 55º C, el termointerruptor (8) situado en el cuerpo del termostato se abre, desactivando la alimentación (eléctrica) del solenoide (9), el cual, por efecto de la carga del muelle de reacción (10) provoca la apertura de la válvula permitiendo el flujo hacia el conducto (13). La apertura de la válvula hace que disminuya la presión de trasiego (y en consecuencia se anula la carrera de avance del pistón 14), porque parte del caudal de reflujo se descarga, además de a través de los orificios (4), también se descarga a través del orificio calibrado (5), que comunica la válvula de regulación de la presión (1) con el canal de alimentación, situado antes de la bomba de trasiego (7).

DISPOSITIVO AUTOMÁTICO DE RETRASO EN FUNCIÓN DE LA CARGA LFB La bomba tiene un dispositivo que se encarga de variar el avance en función de la carga (LFB) (1), para conseguirlo se envía una parte del combustible a la presión de trasiego hacia el variador de avance (7). En esta versión se ha introducido una electro-válvula ON-OFF que cuando la temperatura del motor es inferior a 55º C intercepta el flujo dirigido al variador de avance (7) y anula de ese modo el efecto del dispo0sitivo de retraso.

61

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

FUNCIONAMIENTO El dispositivo LFB modula, en función del número de r.p.m., el flujo del combustible entre la cámara a la presión de trasiego y el variador de avance. La modulación se realiza en función de la extensión del manguito deslizante que forma parte del dispositivo y está dirigida por masas centrífugas que están puestas en rotación por el eje principal de la bomba. Algunos experimentos realizados en este tipo de motores han puesto en evidencia la presencia de fenómenos negativos en cuanto al funcionamiento debido a la intervención del dispositivo LFB con el motor frío. Por ese motivo se ha dotado al dispositivo de una electro-válvula que excluye el funcionamiento cuando la temperatura del líquido refrigerante del motor es inferior a 55º C.

MOTOR FRÍO Cuando la temperatura del líquido refrigerante del motor es inferior a 55º C el interruptor termostático (3) está cerrado, alimentando al solenoide (4) que intercepta el flujo presente entre el dispositivo de retraso en función de la carga (1) y el variador de avance (7). En este caso, el dispositivo LFB se desactiva.

62

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

1. Dispositivo de retraso en función de la carga (LFB). 2. Conducto de paso de la presión de trasiego. 3. Termo-interruptor. 4. Solenoide. 5. Puntal. 6. Cuerpo de la electro-válvula. 7. Pistón del variador de avance. 8. Muelle de reacción para el pistón (7). automático. 13. Orificio de descarga. 14. Pistón del variador de avance. 15. Muelle de reacción para el pistón (14). 16. Tubo de envío del depósito de combustible.

Componentes del dispositivo automático de retraso en función de la carga

MOTOR CALIENTE Cuando la temperatura del líquido refrigerante del motor llega a 55º C, el termointerruptor (3), situado en el cuerpo del termostato se abre, interrumpiendo la alimentación del solenoide (4). El puntal (5) de la válvula (6) se retrae permitiendo que pase el flujo hacia el conducto (2) y en consecuencia, hacia el variador de avance (7). En esta condición, el dispositivo LFB funciona al máximo.

63

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

INYECTORES Normalmente, el inyector está compuesto por dos partes distintas: el portapulverizador, que puede tener distintas formas y dimensiones en función de las características de la culata, y el pulverizador propiamente dicho, con dimensiones universales. El porta-pulverizador sirve para fijar el pulverizador en la culata y aislarlo de la cámara de combustión. En el porta-pulverizador está fijado el tubo de inyección y un racor para el exceso de combustible que vuelve al depósito. 1. Entrada del combustible. 2. Filtro. 3. Cuerpo porta-inyector. 4. Canal de envío. 5. Pastilla. 6. Tuerca de bloqueo. 7. Racor de envío. 8. Racor de reflujo. 9. Espesores de calibrado. 10. Muelle de presión. 11. Perno de presión. 12. Pulverizador. automático. 13. Orificio de descarga. 14. Pistón del variador de avance. 15. Muelle de reacción para el pistón (14). 16. Tubo de envío del depósito de combustible.

Inyector (tipo de perno)

El tubo de conexión de la bomba de inyección con el inyector es un tubo de acero con un pequeño diámetro interior pero con una pared muy gruesa. El diámetro es pequeño para reducir el volumen del combustible contenido en el tubo, que está sometido al efecto de la compresión. Las paredes gruesas se utilizan para evitar pulsaciones elásticas que pueden influir por su entidad y frecuencia alterar la inyección; es decir, lo que se pretende evitar es que el inyector, a pesar de recibir el combustible de la bomba en cantidades constantes y con impulsos regulares, lo pulverice en cantidades distintas y con impulsos irregulares. Por el mismo motivo es conveniente que los tubos de conexión con los inyectores tengan la menor longitud posible, mientras que para que la inyección sea uniforme, es conveniente que todos los tubos sean de la misma longitud.

64

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

FUNCIONAMIENTO El combustible, enviado por la bomba a una presión elevada, llega, a través del filtro y el canal de envío del pulverizador, debajo de la guía del pasador del pulverizador. El pasador se mantiene adherido a su alojamiento cónico debido al empuje de un muelle. El empuje del muelle es regulado mediante arandelas específicas, de manera que el pasador se eleve por efecto de la presión del combustible sólo cuando éste ejercite sobre la superficie anular del pasador un empuje superior al del muelle (presión de apertura). Al moverse el pasador, el combustible sale pulverizado por uno o varios orificios. Una cierta cantidad de combustible pasa a través de la guía del pasador y vuelve al depósito a través de un racor de drenaje específico. Un fenómeno muy importante que puede presentarse en un inyector es que gotee; esto debe evitarse por todos los medios. Al principio y al final de la inyección, la velocidad del combustible inyectado necesariamente es muy pequeña, ya que parte de cero; en consecuencia, las primeras y las últimas gotas son gruesas y no están suficientemente pulverizadas. El goteo final es muy perjudicial y además se produce muy fácilmente. El combustible introducido en esta fase, al no estar pulverizado, no está en condiciones de quemarse inmediatamente y obtura los inyectores a la vez que produce humo en el escape. El goteo del inyector puede reducirse situando la válvula de cierre lo más cerca posible de los orificios de flujo del surtidor, de manera que la cantidad de combustible acumulado en los conductos entre la válvula y los orificios de flujo sea mínima. La longitud de los tubos también influye en este fenómeno. En efecto, después del cierre repentino del inyector, pueden originarse ondas de presión que, después de recorrer los tubos en ambos sentidos, vuelven a la válvula del inyector y la levantan fuera de tiempo. Hay dos tipos principales de pulverizador: - Pulverizadores de orificios múltiples (para motores de inyección directa). - Pulverizadores con perno (para motores de inyección con precámara).

65

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

PULVERIZADORES DE ORIFICIOS MÚLTIPLES Los pulverizadores de orificios múltiples tienen un cono hermético, un alojamiento de forma especial en el cuerpo y un orificio ciego. Estos pulverizadores tienen varios orificios (su número varía entre 2 y 6), situados simétricamente o asimétricamente en función de la forma geométrica de la cámara de combustión. La presión de apertura del pulverizador varía generalmente entre 150 y 250 bar.

1. 2. 3. 4. 5.

Cuerpo. Aguja. Alojamiento cónico. Orificio ciego. Orificios de salida.

Pulverizador de orificios múltiples

PULVERIZADORES DE ESPIGA En los pulverizadores de espiga, el inyector termina con un perno de forma especial. Este perfil permite graduar dentro de ciertos límites la inyección del combustible, obteniendo una combustión más regular debido a que la presión en la cámara de combustión aumenta más lentamente. 1. 2. 3. 4.

Cuerpo. Aguja. Alojamiento cónico. Perno.

Pulverizador de orificios múltiples

66

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

SISTEMA DE PRECALENTAMIENTO DURANTE LA PUESTA EN MARCHA Los motores Diesel presentan cierta dificultad para efectuar el arranque en frío. Las temperaturas bajas, al aumentar la densidad del aire, hacen que disminuya la presión y la temperatura en la cámara de combustión de forma que resulta imposible arrancar sin medios auxiliares. El límite mínimo de temperatura depende de la estructura del motor. En los motores Diesel suele utilizarse como medio auxiliar para el arranque una superficie caliente (bujía de precalentamiento) en la zona donde se realiza la inyección del combustible. La bujía está compuesta por un cuerpo externo en cuyo interior hay un elemento resistivo atravesado por una corriente eléctrica para provocar el calentamiento. La temperatura de inicio de la combustión es alrededor de 900º C; el combustible no es inyectado directamente en la bujía, excepto una pequeña cantidad que, al evaporarse, se incendia y permite que empiece la combustión. Para que el precalentamiento sea eficaz, es necesario que, entre el momento en que se enciende la bujía y el arranque propiamente dicho, pase un cierto tiempo, que depende de la temperatura en la precámara y del tipo de bujía y de motor. Esta temporización está controlada por un dispositivo electrónico. La finalidad de este dispositivo es suministrar una elevada corriente de precalentamiento desde la batería a las bujías durante un cierto tiempo, variable en función de la temperatura del motor, antes de la puesta en marcha. En caso de que no se realice la puesta en marcha, un circuito específico desactiva la alimentación eléctrica después de un cierto tiempo. La alimentación eléctrica a las bujías se prolonga durante algún tiempo (1 ÷ 2 minutos) incluso después de la puesta en marcha del motor para mejorar el funcionamiento, reduciendo los humos y la dureza de la combustión. Como ejemplo, en el siguiente diagrama se representan los parámetros que influyen sobre el tiempo de precalentamiento de las bujías para un modelo con centralita electrónica de precalentamiento.

1. 2. 3. 4. 5.

Batería. Conmutador de arranque. Centralita. Bujías. Testigo.

Esquema del circuito de control de las bujías de precalentamiento

67

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

VARIACIONES DEL TIEMPO DE PRECALENTAMIENTO DE LAS BUJÍAS A. Período con testigo encendido y precalentamiento en curso. B. Campo de tolerancia en el que se apaga el testigo cuando el precalentamiento aún está en curso (zona de líneas discontinuas). C. Período de precalentamiento en curso y testigo apagado. Esta fase de 15 ÷ 20 segundos de intervención constante se cuenta a partir del momento en que se apaga el testigo (tiempo de distracción). D. Período de post-calentamiento, con las bujías encendidas y el testigo apagado. Esta fase de 15 ÷ 20 segundos de intervención constante se cuenta a partir del final de la fase de arranque y motor en marcha. E. Período con testigo apagado y precalentamiento desactivado.

68

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

UNIDAD ELECTRÓNICA DE MANDO PRECALENTAMIENTO Está compuesta prácticamente por un dispositivo electrónico que controla un contactor que permite o no el paso de corriente entre la batería y los precalentadores mediante los terminales 1 y 5.

Ubicación unidad de precalentamiento electrónica en el alojamiento motor

Unidad electrónica mando precalentamiento Bitron CCD 17

Detalle de los terminales y de las bayonetas con los cables que conectan la unidad electrónica a la instalación del vehículo

69

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

ESQUEMA ELÉCTRICO DE PRECALENTAMIENTO BUJÍAS EN EL ARRANQUE Esquema eléctrico del dispositivo precalentamiento precalentadores en el arranque en frío del motor y del indicador óptico de espera para permiso arranque.

8. Cuerpo portamasas anterior derecho en el alojamiento motor. 14. Batería. 15. Nudo de derivación. 16. Masa batería. 46. Masa sobre eje mando dirección. 48. Conector. 51. Cuadro de control. Z. Indicador óptico espera realización arranque motor. 79. Conmutador de arranque. 192. Unidad electrónica de mando precalentamiento bujías arranque en frío motor. 193. Precalentadores de precalentamiento cámara de combustión y barra metálica de conexión eléctrica de los precalentadores. 362. Conector. 410-427-608 Soldadura de ultrasonidos con cinta en el haz cables.

70

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

CONTROL DEL DISPOSITIVO DE PRECALENTAMIENTO PRECALENTADORES CONTROL GENERAL DE FUNCIONAMIENTO a. Introducir una lámpara espía en paralelo entre el cable porta-corriente de las bujías de precalentamiento y un punto de masa. Girar el conmutador de arranque a la posición MARCHA. La lámpara espía debe encenderse. La misma debe apagarse en caso de funcionamiento correcto después de aprox. 27 s. con temperatura centralita de 20º C. El indicador óptico de precalentamiento del vehículo permanece encendido durante sólo 4 ÷ 7 s. (para temperatura centralita de 20º C) después se apaga en caso de funcionamiento correcto. b. Girar de nuevo el conmutador de arranque a la posición MARCHA. Al apagarse el indicador óptico de precalentamiento, ARRANCAR el motor: la lámpara espía, en el alojamiento motor, debe permanecer encendida durante aprox. 20 s. (a 20º C). Esto indica un funcionamiento perfecto de la centralita de mando del dispositivo. Si la lámpara no se enciende, efectuar los siguientes controles.

A Unidad electrónica de mando. B Batería. C Bujía de precalentamiento. D Lámpara espía.

NOTA: Para controlar los tiempos-temperaturas correspondientes, mirar el diagrama anterior

71

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

1 - VERIFICACIÓN ALIMENTACIÓN A LOS PRECALENTADORES A Unidad electrónica de mando. B Batería. C Bujía de precalentamiento. D Lámpara espía.

Conectar una lámpara espía o un voltímetro entre el terminal 1 y un punto de masa. Si no se enciende la lámpara, o si hay tensión nula verificar y/o sustituir el cable R de conexión entre el nudo de derivación y la unidad electrónica y/o la batería por que está cortado. Si hay alimentación; pero la primera prueba ha sido negativa pasar a la prueba siguiente.

2 - VERIFICACIÓN ALIMENTACIÓN PARA CADA PRECALENTADOR

Esta prueba es indispensable (si no se enciende la lámpara espía en los controles a y b y en caso de encendido en la 1ª verificación) porque alguna bujía de precalentamiento puede estar cortocircuitada internamente. Esta prueba se efectúa desconectando la barra de conexión entre los cuatro precalentadores y controlando una bujía a la vez: si la lámpara se apaga sólo para una/algunas bujía/s hay que sustituir ésta/s por qué está/n cortocircuitada/s.

72

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

3 - VERIFICACIÓN DE LA ALIMENTACIÓN DE LA CENTRALITA DE MANDO

NOTA: Extraer el conector múltiple de la centralita antes de efectuar los controles citados a continuación.

Conectar una lámpara espía entre la bayoneta 3 del conector múltiple y una masa eficiente. Girando el conmutador de arranque a la posición MAR, la lámpara debe encenderse. En caso contrario controlar la continuidad del cable 3 procedente del conmutador de encendido, o que el conmutador de arranque no sea defectuoso.

4 - VERIFICACIÓN DEL CABLE CONECTADO A MASA PARA LA ALIMENTACIÓN DE LA CENTRALITA

Después de extraer el conector múltiple de la unidad electrónica, conectar una lámpara espía entre sus dos terminales 3 y 2. Girar la llave del conmutador de arranque en la posición MAR. La lámpara espía debe encenderse; en caso contrario verificar la conexión y la integridad del cable N cuyo terminal está acoplado en el cuerpo portamasas anterior derecho.

73

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

5 - VERIFICACIÓN DEL CIRCUITO DE ALIMENTACIÓN DEL INDICADOR ÓPTICO ESPERA ARRANQUE

1. Cuadro de control. 2. Conmutador de arranque.

Después de extraer el conector múltiple de la unidad electrónica, conectar sus terminales 3 y 6 como en la figura. Girar la llave del conmutador de arranque a la posición MARCHA. El indicador óptico de espera arranque del cuadro de control debe encenderse: en caso contrario verificar la eficiencia de la lámpara y sustituirla si está quemada; si la lámpara es eficiente sustituir en cambio el cable del conector múltiple al cuadro o el cable de masa del cuadro por estar cortado/s. Si en cambio el indicador del cuadro se enciende durante esta prueba, pero no durante los controles generales a y b, hay que sustituir la unidad mando precalentamiento por ser defectuosa.

6 - VERIFICACIÓN MANDO ENCENDIDO INDICADOR ÓPTICO ESPERA ARRANQUE

Conectar un voltímetro entre las bayonetas 2 y 6 de la unidad electrónica con conector múltiple conectado. Girar la llave del conmutador de arranque a la posición MAR. El voltímetro debe medir una tensión de 12V. En caso contrario, después de controlar la conexión a masa y la integridad del cable N, sustituir la unidad electrónica.

74

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

7 - VERIFICACIÓN EXCITACIÓN UNIDAD ELECTRÓNICA EN EL ARRANQUE

Conectar una lámpara espía entre las bayonetas 2 y 4 de la unidad electrónica con conector múltiple conectado (según lo ilustrado). Arrancando el motor del coche, la lámpara espía debe encenderse; si esto no sucede, después de controlar la conexión a masa del cable N, controlar la integridad del cable RV que conecta la unidad electrónica al conmutador mando encendido con llave y sucesivamente al terminal 50 del motor de arranque.

CONTROL PRECALENTADORES En caso de dificultades en el arranque, asegurarse que todas las bujías de precalentamiento funcionen correctamente. Hay que controlar la continuidad eléctrica (R = 0,6 Ω ) de cada bujía con un óhmetro digital. Se aconseja efectuar este control con bujía de precalentamiento montada en la culata, ya que puede no detectarse la bujía defectuosa si se controla desmontada de su alojamiento, al cesar en este último caso el efecto de deformación debido a la presión de montaje. Asegurarse además que el electroimán parada motor sobre bomba inyección no esté corto-circuitado, cortado o desconectado. Apretar con llave dinamométrica los precalentadores en la culata al par de 1,5 ÷ 2,0 daNm Apretar los tornillos a la barra de conexión entre las bujías al par de 2,0 ÷ 2,5 daNm. NOTA: No olvidar que las dificultades en el arranque pueden deberse a motor con órganos de estanquidad excesivamente desgastados, motor de arranque defectuoso y batería descargada o mal conectada.

75

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

BUJÍA DE PRECALENTAMIENTO CON INCANDESCENCIA RÁPIDA DEL TIPO CON BULBO Está compuesta por una espiral resistiva, de Alferon, de alta resistencia y Níquel de baja resistencia soldados con laser. El envoltorio exterior es metálico. Si una o varías bujías están un poco fundidas en el bulbo esto se debe a las condiciones anormales de excesiva temperatura de la cámara de combustión; por tanto las causas de los defectos no hay que atribuirlas a las bujías si no a las condiciones anormales de funcionamiento del motor como el excesivo avance bomba inyección o la excesiva carga de combustible debida al destarado en exceso del caudal bomba inyección. del motor de arranque. Se aconseja para que duren los contactos eléctricos de la unidad de mando precalentamiento, esperar siempre que se apague la lámpara espera arranque también cuando el motor ha alcanzado la temperatura de funcionamiento. .

76

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

DIAGNOSIS PRINCIPALES INCONVENIENTES DE FUNCIONAMIENTO DISPOSITIVO PRECALENTAMIENTO ANOMALÍA: NO ARRANCA O ES DIFICULTOSO EL ARRANQUE MOTOR (imputable a la instalación precalentamiento)

77

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

ANOMALÍA: HUMOS DESPUÉS DEL ARRANQUE MOTOR

78

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

ANOMALÍA: HUMOS DESPUÉS DEL ARRANQUE MOTOR

Estilete térmico con señales de fusión

Anomalía Solicitación térmica debida a un inicio precoz de la fase de inyección, que provoca la fragilidad del hilo. Filtraciones aceite debidas a nivel aceite demasiado alto. Segmentos de uno o más pistones pegados.

Soluciones Controlar la instalación de inyección: limpieza inyector, reglaje caudal bomba y reglaje avance fijo bomba inyección. Poner el nivel aceite en su valor exacto. Revisar los pistones del motor

DEFECTOS GRAVES EN LOS PRECALENTADORES PROVOCADOS POR AVERÍAS O USOS INDEBIDOS DEL DISPOSITIVO DE PRECALENTAMIENTO EN EL ARRANQUE

Estilete térmico dañado.

79

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

Anomalía Solicitación térmica debida a funcionamiento de la bujía de precalentamiento en sobretensión. Tiempo de accionamiento largo provocado por contactor agarrotado. Montar precalentadores que no prevén el funcionamiento con post-calentamiento sobre centralita con post-calentamiento.

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

Soluciones No efectuar arranques con generadores exteriores a la instalación del vehículo. Sustituir el contactor defectuoso. Evitar errores de confusión entre el tipo de precalentador y el tipo de centralita precalentamiento.

Cuerpo del precalentador con fisura anular

Anomalía Fisura anular cerrada provocada por un apriete con par excesivo. Esto modifica el procedimiento de autorregulación del precalentador que absorbe más corriente y se calienta excesivamente.

Soluciones Atenerse estrictamente a los valores de apriete bujía de precalentamiento prescritos por el Fabricante sin lubrificar o engrasar la rosca.

80

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

DISPOSITIVO TÉRMICO DE ARRANQUE En las versiones equipadas con motores turbodiesel de inyección directa se ha montado un dispositivo térmico de arranque para garantizar la puesta en marcha del motor incluso con temperaturas bajas. El dispositivo está situado en el colector de admisión. 1. Dispositivo térmico de arranque. 2. Electro-válvula de alimentación de combustible al dispositivo térmico de arranque. 3. Válvula reguladora de presión en el dispositivo térmico de arranque. 4. Cable eléctrico de alimentación de la electro-válvula proveniente de la centralita electrónica de mando. 5. Cable eléctrico de alimentación de la electro-válvula proveniente de la centralita

Conducto de alimentación de combustible a la electro-válvula proveniente de la bomba de inyección. Conducto de retorno de combustible al

Cuerpo del precalentador con fisura anular

81

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

FUNCIONAMIENTO Y COMPONENTES Los componentes de este dispositivo son: - Una centralita electrónica de mando. - Un dispositivo térmico de arranque (1). - Una electro-válvula para la alimentación del combustible al dispositivo térmico de arranque (2) - Una válvula reguladora de presión (3). El dispositivo se acciona automáticamente girando la llave del conmutador de arranque a la posición MAR, cuando la temperatura exterior es inferior a 0 ± 2º C. En estas condiciones la centralita electrónica alimenta la resistencia del dispositivo térmico de arranque poniéndolo incandescente. Este tiempo de calentamiento varía en función de la tensión de batería y es señalado por el testigo del cuadro de control que se enciende con luz fija. Cuando se alcanza la temperatura de funcionamiento, el testigo se enciende con luz intermitente durante un tiempo aproximado de 6 ÷ 10 segundos. Este tiempo se llama tiempo de "distracción" porque si no se efectúa la puesta en marcha, la centralita se desactiva (para volver a activarla primero habrá que poner la llave del conmutador de arranque en posición STOP y luego repetir la operación). Durante la puesta en marcha, la centralita electrónica recibe, mediante una conexión directa del terminal 50 del motor de arranque, la información de inicio de la puesta en marcha del motor. En este momento, la centralita alimenta la electro-válvula (2) situada en el conducto de retorno del combustible al depósito. La electro-válvula (2) se abrirá dejando que el combustible pase por el manguito de conexión (6) al dispositivo térmico de arranque (1) que, al gotear sobre la resistencia incandescente, se incendiará. De ese modo se aumenta notablemente la temperatura del aire en el interior del colector el cual, aspirado por el motor, facilitará la puesta en marcha incluso cuando las temperaturas son bajas. Con el motor en marcha, la centralita sigue manteniendo el sistema en funcionamiento durante 30 ÷ 40 segundos aproximadamente. Este tiempo se llama tiempo de postcalentamiento y durante el mismo, el testigo se enciende con luz intermitente. La centralita reconoce la señal de motor en marcha por el terminal + D del alternador. En el circuito de alimentación de combustible al dispositivo térmico de arranque también se ha montado una válvula reguladora de presión con calibrado 0,2 ÷ 0,3 bar, cuya función es mantener constante dicha presión durante el funcionamiento del dispositivo térmico de arranque.

DATOS CARACTERÍSTICOS Activación dispositivo Tiempo de distracción Tiempo de post-calentamiento

con temperaturas inferiores a 0 C 6 ÷ 10 segundos 30 ÷ 40 segundos

2º

82

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

DISPOSITIVO CALENTAMIENTO COMBUSTIBLE

Dispositivo completo ubicado sobre soporte filtro combustible cerrada.

NOTA: Para el desmontaje sacar el elemento filtrante, quitar la tuerca de retención mediante llave de cabeza "allen".

83

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

CONSTITUCIÓN Y FUNCIONAMIENTO Los elementos de este dispositivo son: un termointerruptor (2) ubicado sobre el soporte filtro combustible; un módulo de calentamiento combustible (3) sobre el que se montan dos resistencias variables P.T.C. (Coeficiente Positivo Temperatura); un telerruptor (5) para alimentación de las resistencias variables y un teledesviador (4) para inserción y exclusión del dispositivo mismo. Este dispositivo se activa cuando el motor está rodando a temperaturas inferiores a + 6º C y no inferiores a + 15º C. Con motor en marcha la presión de aceite motor aumenta y abre los contactos del interruptor de señalización insuficiente presión aceite motor (6) quitando así el cierre a masa del circuito de excitación del teledesviador (4).

Vista en sección del dispositivo sin la bomba de cebado

84

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

Este último, ya sin excitación, se desplaza sobre el contacto superior (ver esquema) alimentando así el circuito de excitación del telerruptor alimentación P.T.C. (5). El circuito de excitación del telerruptor (5) tiene el cierre a masa en serie con los contactos del termointerruptor (2), que se cierran si la temperatura exterior es inferior a + 6º C y se abren si su temperatura supera los + 15º C. Las resistencias variables (P.T.C) del módulo de calentamiento son recorridas por una corriente variable, grande al comienzo del funcionamiento y pequeña después de unos 60 seg., que calentará el combustible favoreciendo el buen funcionamiento del motor a bajas temperaturas impidiendo la solidificación de las parafinas contenidas en el combustible. Por lo tanto este dispositivo queda activado a temperaturas inferiores a + 6º C.

1. 2. 3. 4. 5. 6.

Pistón. Cilindro. Muelle de reacción. Tornillo de cabeza esférica. Anillo de excéntricas. Palanca para el arranque en frío.

Esquema eléctrico de principio

85

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

DISPOSITIVOS PARA ELIMINAR LAS EMISIONES CONTAMINANTES SISTEMA E.G.R. En los motores Diesel, el sistema de recirculación de los gases de escape se utiliza mucho ya que las emisiones de NOX juegan un papel fundamental en el conjunto de las emisiones de gases contaminantes. En efecto, en un motor de gasoil, la relación aire/combustible se mantiene siempre muy por encima del valor estequiométrico y en consecuencia las emisiones de HC y de CO son muy reducidas. A continuación se describirá un ejemplo de sistema de mando electrónico capaz de regular la cantidad de recirculación óptima de los gases de escape en cualquier condición de funcionamiento. Servirá como ejemplo un motor Diesel con un modulador de caudal asistido por una válvula de mando eléctrico que funciona en duty-cycle. La cantidad recirculada está determinada por el valor de la apertura del modulador que une la toma de depresión neumática a la válvula E.G.R. regulando la amplitud de la apertura. El valor del duty-cycle suministrado al modulador lo decide una centralita electrónica que lo calcula en función de los datos de la carga del motor, del régimen y de la temperatura del líquido refrigerante (para inhibir la recirculación en frío y durante la fase de calentamiento).

SISTEMA ELECTRÓNICO CON CENTRALITA MARELLI MCR 100 A GENERALIDADES Este sistema permite enviar a la aspiración una parte (5 ÷ 15%) de los gases de escape en determinadas condiciones de funcionamiento del motor. De ese modo se diluye la mezcla combustible con los gases inertes bajando el pico de temperatura en la cámara de combustión; así se contiene la formación de óxidos de nitrógeno (NOX), con una reducción del 30 ÷ 50% en el escape. La recirculación de los gases quemados sólo es posible con cargas medio-bajas, cuando la relación aire - combustible es muy elevada y el funcionamiento del motor no resulta penalizado por la presencia de gases inertes en lugar del aire. El sistema de recirculación está dirigido por un módulo de control electrónico (1) que recibe en entrada las señales del potenciómetro de la palanca del acelerador (2) y de los sensores de número de r.p.m. (3) y de temperatura del líquido refrigerante (4), y envía en salida una señal de mando para la electro-válvula moduladora Borg Warner de mando E.G.R. (5). Esta última, conectada a la atmósfera mediante un filtro, en función de la señal de mando recibida, transmite una mayor o menor depresión, proveniente de la bomba de vacío del servofreno, a la válvula E.G.R. Pierburg (6).

86

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

Esta válvula, si la depresión es suficiente, se abre, comunicando el colector de escape con el colector de admisión. Por lo tanto, se puede variar la cantidad de gases recirculados regulando la apertura de la válvula E.G.R. Pierburg de forma continua, utilizando los mapas memorizados del grado de apertura en función de las señales recibidas.

1. Módulo de control Marelli MCR 100 A. 2. Potenciómetro de la palanca del acelerador en la bomba de inyección. 3. Sensor número de r.p.m. 4. Sensor temperatura líquido refrigerante. 5. Electro-válvula moduladora Borg Warner mando E.G.R. 6. Válvula E.G.R. Pierburg.

Regulador automático del avance de inyección

87

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

CENTRALITA ELECTRÓNICA MARELLI MCR 100 A (1) Con las señales provenientes de los sensores, la centralita dirige la electro-válvula moduladora con una señal de onda cuadrada (duty-cycle), gracias al mapa del E.G.R. que tiene memorizado. El mapa está representado en el plano de posición angular de la palanca del acelerador/régimen de rotación del motor y sus parámetros son las curvas de nivel de los valores de la depresión de mando válvula E.G.R. en mmHg. La corrección en función de la temperatura se efectúa en un segundo tiempo, siempre por parte del módulo de control; esta corrección corresponde a una puesta a cero del valor de intensidad para temperaturas inferiores a 20º C, y una reducción del 100% al 0% variable linealmente entre los valores de temperatura de 20º C a 80º C. Con temperaturas del líquido refrigerante superiores a 80º C, no se corrige la corriente de mando de la electro-válvula. Por último, el módulo de control tiene un conector para la salida serial del Tester, mediante el cual, durante las intervenciones de mantenimiento, pueden detectarse posibles defectos de funcionamiento.

POTENCIÓMETRO DE LA PALANCA DEL ACELERADOR EN LA BOMBA DE INYECCIÓN (2) El potenciómetro montado en la bomba de inyección detecta la posición angular de la palanca del acelerador e informa a la centralita sobre la carga del motor. La rotación de la palanca hace variar la resistencia interna del potenciómetro, por lo que, con una alimentación a 3,7 ± 0,2 V constantes suministrados por la centralita, se obtienen tensiones de salida variables de 3,1 V en ralentí a 1 ÷ 1,4 V a plena carga.

SENSOR DE NÚMERO DE R.P.M. (3) El sensor de la velocidad angular, montado en la campana del cambio en correspondencia a la corona dentada del volante motor, es un detector electromagnético pasivo con un entrehierro de 0,25 ÷ 1,3 mm entre la parte superior de los dientes de la corona y su devanado. El sensor, cada vez que pasa un diente de la corona, suministra una señal de tensión con forma de onda sinusoidal, de amplitud y frecuencia variables en función del número de r.p.m. del motor. .

88

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

SENSOR DE TEMPERATURA DEL LÍQUIDO REFRIGERANTE (4) El sensor está montado en el cuerpo del termostato con la parte sensible en contacto con el líquido refrigerante. Está compuesto por una resistencia NTC (Negative Temperature Coefficient) que varía la resistividad de manera inversamente proporcional a la temperatura.

ELECTROVÁLVULA MODULADORA BORG WARNER (5) La electro-válvula está dirigida directamente por la centralita electrónica con una señal de onda cuadrada con una frecuencia de 140 Hz, tensión de 12 V y Duty-Cycle variable que determina una corriente de 0 a 800 mA aproximadamente, condición en la que se transmite a la válvula Pierburg el máximo valor de depresión. Por Duty-Cycle se entiende la relación entre el tiempo en que la señal es de 12 V y el período total del ciclo (1/140 s). Es necesario advertir que la depresión modulada no depende del valor del vacío en entrada sino únicamente del Duty-Cycle de la señal eléctrica de mando.

VÁLVULA E.G.R. PIERBURG (6) Esta válvula está dirigida por una depresión generada por la bomba de vacío del servofreno y es modulada por la electro-válvula moduladora Borg Warner. El mando de la válvula E.G.R. se realiza de este modo: - Si, después de la señal que llega de la centralita electrónica, la electro-válvula moduladora pone en depresión el conducto (1), se levanta la membrana (2) y el obturador (3) conectado a ella, abriendo la sección de paso de los gases en función del valor de depresión presente en el conducto (1); de esa forma, se permite que recircule una cantidad adecuada de gases quemados hacia el colector de admisión. - Si no es excitada, la electro-válvula comunica el conducto (1) con la atmósfera, provocando el cierre del obturador (3); así se impide la recirculación de los gases quemados para garantizar un funcionamiento correcto del motor en frío, en ralentí y en condiciones de carga media alta. La apertura de la sección de paso de los gases de escape es función del valor de depresión modulada, que llega al conducto (1), come puede observarse en el diagrama (B). En este diagrama indicativo, los valores de depresión se expresan en mmHg. La completa apertura de 150 mm del E.G.R. se obtiene con valores de depresión superiores a 420 mmHg. .

89

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

.

Válvula E.G.R. Pierburg

1. Centralita Marelli MCR 100 A. 2. Conmutador con llave. 3. Toma de diagnosis para el Tester. 4. Sensor de temperatura del líquido refrigerante. 5. Potenciómetro de la palanca del acelerador. 6. Sensor de número de r.p.m. motor. 7. Electro-válvula moduladora Borg Warner. 8. Placa de masa. a. Filtro toma atmosférica para la electroválvula moduladora Borg Warner. b. Bomba de vacío para el servofreno. c. Válvula E.G.R. Pierburg.

Esquema de la instalación electroneumática

90

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

CATALIZADOR OXIDANTE DEGUSSA El catalizador oxidante es un dispositivo de post-tratamiento sencillo y eficaz que se utiliza para oxidar el CO, los HC y las partículas, transformándolos en anhídrido carbónico (CO2) y vapor de agua (H2O). El catalizador Degussa, de forma cilíndrica, está compuesto por un cuerpo cerámico de estructura alveolar (1) cuyas celdas están impregnadas de platino (2), sustancia catalizante de las reacciones de oxidación. La capacidad volumétrica total es de 600 cm3 con una densidad de 400 celdas por pulgada cuadrada. Los gases de escape que atraviesan las celdas calientan el catalizador, provocando la conversión de los contaminantes en compuestos inertes. La reacción química de oxidación del CO, de los HC y de las partículas es eficaz con temperaturas superiores a 200º C. Sin embargo, es conveniente que no se superen los 350º C porque a esta temperatura empieza a oxidarse el azufre contenido en el gasoil, formándose anhídrido sulfuroso (SO2) y sulfúrico (SO3), responsables de las lluvias ácidas. Un dimensionamiento correcto del catalizador permite contener la temperatura, obteniendo el máximo porcentaje de conversión de las emisiones contaminantes al mismo tiempo que se limita la oxidación de los compuestos de azufre. El catalizador también trata los hidrocarburos saturados y los hidrocarburos aromáticos que forman parte integrante de las partículas, como carbono en forma de hollín, metales, agua y compuestos de azufre, que son expulsados a través del escape. La eficiencia en la reducción de cada uno de los agentes contaminantes es la siguiente: - 50% de CO. - 50% de HC. - 35% de las partículas.

91

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

SISTEMAS DE INYECCIÓN CON CONTROL ELECTRÓNICO Del mismo modo que en las motorizaciones de ciclo Otto, en los motores Diesel también se utiliza la electrónica para gestionar la alimentación del motor. Memorizando en la centralita de control los mapas de mando de las distintas funciones de la bomba de inyección, que se obtienen después de realizar todo tipo de experimentaciones en el banco en cualquier condición de funcionamiento, es posible disfrutar de algunas ventajas: - Reducción de las emisiones nocivas en el escape. - Mayor economía de funcionamiento. - Mayor facilidad de conducción. - Menos ruidos en el motor. La gestión electrónica permite optimizar el instante de inyección verificando los parámetros de funcionamiento del motor, transmitidos a la centralita a través de una serie de sensores parecidos a los que ya se han descrito para los motores de ciclo Otto, unidos a una señal de inicio de la inyección efectiva enviada por un inyector, llamado inyector instrumentado o inyector con sensor instrumentado, que señala el instante exacto de apertura del inyector. Las funciones de precalentamiento durante la puesta en marcha y de recirculación de los gases de escape (E.G.R.) también están dirigidas por la centralita electrónica.

BOSCH MSA 11 1. Válvula moduladora Borg Warner. 2. Bomba de inyección Bosch. 3. Inyector con sensor instrumentado. 4. Bujía de precalentamiento. 5. Válvula E.G.R. 6. Centralita de precalentamiento de las bujías. 7. Sensor de temperatura del líquido refrigerante. 8. Sensor de r.p.m. del motor. 9. Sensor de velocidad. 10. Sensor del pedal del embrague. 11. Sensor del pedal del freno. 12. Potenciómetro del acelerador. 13. Velocímetro. 14. Testigo de precalentamiento. 15. Testigo de avería en el sistema de inyección. 16. Cuentarrevoluciones. 17. Telerruptor. 18. Batería. 19. Centralita de mando inyección. 20. Toma de diagnosis. 21. Medidor del caudal de aire (debímetro). 22. Catalizador.

92

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

La gestión electrónica de la bomba de inyección permite calcular instantáneamente la cantidad de combustible y el avance de inyección correspondiente, el control directo de las condiciones de utilización y la respuesta en tiempo real a las variaciones de las magnitudes de entrada. La centralita electrónica BOSCH MSA 11 (1) recibe las siguientes informaciones: - Posición del pedal del acelerador mediante el potenciómetro conectado al mismo (3). - Número de r.p.m. del motor a través del sensor montado en el bloque de cilindros del motor (10). - Cantidad de aire aspirado del debímetro (7) y la temperatura del aire aspirado del sensor contenido en su interior. - Temperatura del gasoil del sensor situado en la bomba de inyección (2). - Señal sobre la posición del actuador de la cantidad de combustible, del sensor montado en el mismo actuador, contenido en la bomba de inyección (2). - Temperatura del líquido refrigerante del sensor (4). - Inicio efectivo de la inyección (apertura de la aguja del inyector) del inyector con sensor instrumentado (8), situado en el cilindro 1. - Velocidad del automóvil del sensor de velocidad (9) situado en el cambio. - Información de accionamiento del freno del contacto (6), situado en el pedal del freno. - Accionamiento del embrague del interruptor (5) situado en el pedal del embrague. - Presión atmosférica mediante el sensor en el interior de la centralita (1). - Señal de orden de activación del compresor del climatizador. En función de los valores de entrada, la centralita electrónica (1), consultando los mapas memorizados en su interior y realizando las correcciones oportunas sobre los valores que se envían en salida, dirige: - El actuador de cantidad de combustible contenido en la bomba de inyección (2). - La electro-válvula de regulación del avance de inyección contenida en la bomba de inyección (2). - La electro-válvula de parada del motor contenida en la bomba de inyección (2). - La centralita de precalentamiento de las bujías (17). - La electro-válvula moduladora de depresión Borg-Warner (14) de control de la válvula E.G.R. - El testigo de precalentamiento de las bujías (16). - La información de avería mediante el testigo (13). - El cuentarrevoluciones (11). - El acoplamiento del embrague electromagnético del compresor del climatizador (15). - La toma de diagnosis (12). A continuación se analizan las estrategias de la centralita de control en las distintas condiciones de funcionamiento del motor.

93

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

PRECALENTAMIENTO Las bujías (4) son dirigidas y temporizadas por la centralita electrónica de mando inyección (19) a través de la centralita de precalentamiento de las bujías (6). El tiempo durante el que se alimentan las bujías (y el testigo correspondiente del tablero de instrumentos permanece encendido) es una función directa de la temperatura del líquido refrigerante del motor. El tiempo de desatención o distracción (entendido como el período en el que se puede poner en marcha el motor después de que se apague el testigo sin tener que repetir el ciclo de precalentamiento) es aproximadamente de 15 segundos. La centralita de mando inyección (19) dirige también una estrategia de postcalentamiento en la que se mantiene la alimentación a las bujías después de la puesta en marcha durante un tiempo calculado en función de la temperatura del líquido refrigerante del motor (hasta 60º C) y del número de r.p.m. (hasta 1300 r.p.m.). Esta estrategia reduce el tiempo de calentamiento del motor y las emisiones de hidrocarburos después de la puesta en marcha.

PUESTA EN MARCHA Durante la puesta en marcha del motor la centralita (19) no reconoce la señal proveniente del potenciómetro del pedal del acelerador (12); ninguna intervención en el acelerador influye sobre el procedimiento de puesta en marcha. El caudal de combustible se determina exclusivamente en función de las r.p.m. del motor y de la temperatura del líquido refrigerante. En condiciones de puesta en marcha, la centralita decide el tiempo de avance de la inyección en función de la señal del sensor de temperatura del líquido refrigerante (7), ignorando la señal proveniente del inyector con sensor instrumentado (3).

MARCHA Durante la marcha la centralita de mando (19) calcula el caudal de combustible en función de la señal proveniente del potenciómetro del pedal del acelerador (12) y del sensor de número de r.p.m. del motor (8), mediante un actuador electromagnético giratorio, mueve el cursor de regulación, que a su vez dirige la carrera útil del elemento de bombeo y, por lo tanto, la cantidad de combustible. La cantidad de combustible que debe inyectarse se corrige en función de: - Señal proveniente del debímetro (21) (cantidad de aire aspirado) para poder obtener el máximo caudal de combustible compatible con la ausencia de humos en el escape. - Temperatura del gasoil, para poder calcular el peso exacto del combustible inyectado. En efecto, la bomba controla el volumen de combustible, pero para calcular la relación aire combustible es importante conocer el peso del combustible inyectado, que es función de la densidad (y por tanto de la temperatura); por poner un ejemplo, el peso de 1 cc. de gasoil es diferente a 0º C que a 50º C.

94

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

REGÍMENES TRANSITORIOS La centralita (19) dirige una estrategia para regular el funcionamiento del motor en los regímenes transitorios de aceleración o deceleración, para evitar condiciones de funcionamiento inestables (como tirones o funcionamiento con velocidad irregular) y mejorar la calidad de la conducción. A través del sensor de número de r.p.m. del motor y de la velocidad del coche, la centralita de mando recibe la información sobre la marcha acoplada, mientras que mediante el interruptor en el pedal del embrague es informada sobre el cambio de marcha. En las situaciones de cambio de marcha y deceleración, en las que, con una gestión tradicional se producirían bruscas variaciones de caudal del combustible debido a la fuerte variación de los valores en entrada (pedal del acelerador y número de r.p.m. del motor), la centralita interviene gradualmente sobre el envío, modificando la curva de variación de caudal para facilitar la conducción. La señal proveniente del interruptor del freno se compara con la señal proveniente del pedal del acelerador. Si las dos señales están presentes al mismo tiempo durante más de 0,6 segundos con un régimen de rotación de 1400 r.p.m., la centralita considera esta situación como una avería e interviene llevando al motor a las condiciones de mínimo. Cuando se presenta este inconveniente, para volver a la gestión normal de la centralita sólo hay que pisar rápidamente el pedal del acelerador.

REGULACIÓN DEL AVANCE DE LA INYECCIÓN La definición de avance (punto de inyección) es función de la cantidad de combustible inyectado, del número de r.p.m. motor, y hasta 60º C también de la temperatura del líquido refrigerante y de la señal proveniente del sensor de presión atmosférica. Comparando el instante de inicio de inyección, señal proveniente del inyector con sensor instrumentado (3), con el instante calculado, la centralita de mando inyección (19) dirige una electro-válvula que, modulando la presión que actúa sobre el pistón del variador de avance, varía el avance real hasta que coincida con el avance calculado.

RECIRCULACIÓN DE LOS GASES DE ESCAPE (E.G.R.) Para reducir al máximo las emisiones de NOX (óxidos de nitrógeno) se ha montado un sistema de recirculación de los gases de escape (E.G.R.). La centralita de mando inyección (19), en función del caudal de combustible, del número de r.p.m. del motor, de la temperatura del aire aspirado y de la temperatura del líquido refrigerante (a partir de 60º C), dirige una electro-válvula moduladora de depresión Borg-Warner (1) que a su vez dirige a la válvula E.G.R. (5).

95

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

La válvula E.G.R. (5), desplazando un obturador, regula el flujo de gases quemados desde el colector de escape al colector de admisión. Estos gases se mezclan con el aire aspirado y luego son introducidos en los cilindros; de ese modo se obtienen dos resultados: - Se introduce menos aire. - Desciende la temperatura de combustión (por la presencia de gases inertes), reduciendo en consecuencia la formación de NOX (óxidos de nitrógeno). La centralita de mando inyección (19) conoce en todo momento la cantidad de gases recirculantes a través de la información proveniente del debímetro (21); en efecto, si para un determinado régimen de r.p.m. está previsto que se aspire una cierta cantidad de aire (Cam) y el valor enviado por el debímetro (Car) es inferior, la diferencia (Cgr) es el valor de la cantidad de gases recirculantes. Cam - Car = Cgr Cam = Cantidad de aire teórico memorizada. Car = Cantidad de aire real. Cgr = Cantidad de gases recirculantes. La señal de presión atmosférica absoluta se utiliza en el mando de la electro-válvula moduladora para reconocer la condición de marcha en altura, para reducir la cantidad de gases recirculantes y evitar el humo del motor.

CONDICIONES DE AVERÍA EN EL SISTEMA Cuando un componente del sistema deja de funcionar (no se envía la señal o la señal reconocida es errónea), la avería es señalada al conductor a través del testigo correspondiente que se encuentra en el tablero de instrumentos. La centralita de mando inyección, si las señales son de vital importancia para que se lleve a cabo la estrategia de inyección, sustituye el valor por otro valor memorizado en su interior (valor de recovery) que permite un funcionamiento con prestaciones reducidas pero en condiciones de seguridad para el motor.

DIAGNOSIS Para poder realizar la diagnosis del sistema hay una salida serial (20) para la conexión con el Tester.

96

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

F O R M A C I Ó N

ÍNDICE

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

ESQUEMA ELÉCTRICO DEL SISTEMA BOSCH MSA11

1. Unidad electrónica de mando. 2. Telerruptor de protección del sistema. 3. Electro-válvula moduladora Borg-Warner. 4. Actuador del avance de la inyección. 5. Actuador de la cantidad de combustible. 6. Control de la posición del actuador de cantidad de combustible. 7. Interruptor inercial. 8. Electro-válvula de parada del motor. 9. Sensor de la temperatura del combustible. 10. Toma de diagnosis para el Tester. 11. Immobilizer. 12. Debímetro con sensor de temperatura del aire. 13. Sensor de r.p.m. del motor. 14. Sensor de temperatura del agua.

15. Potenciómetro pedal del acelerador con interruptor del ralentí. 16. Inyector con sensor instrumentado. 17. Interruptor del pedal del embrague. 18. Interruptor del pedal del freno. 19. Unidad electrónica de mando precalentamiento. 20. Testigo de avería en el sistema. 21. Testigo de precalentamiento de las bujías. 22. Cuentarrevoluciones. 23. Velocímetro. 24. Sensor de velocidad. 25. Telerruptor de mando del compresor del climatizador. 26. Compresor del climatizador. 27. Presostato de tres niveles. 28. Termostato antiescarcha.

97

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

SISTEMA DE INYECCIÓN CON BOMBA LUCAS FT09 GENERALIDADES El sistema de inyección está compuesto por un conjunto de dispositivos que proveen a introducir el combustible en cada cilindro, dosificando la cantidad necesaria para obtener una combustión regular y eficaz. El buen funcionamiento del motor depende en gran parte de una inyección correcta. Las condiciones esenciales que se deben cumplir son: - Dosificar, suministrando en cada cilindro y en cada ciclo, la cantidad de combustible requerida por el motor según las velocidades de r.p.m. y de carga. - Introducir el combustible en el momento más apropiado, repitiendo el inicio de la inyección siempre en el mismo punto del ciclo, elegido de modo que esté lo más cerca posible al ciclo ideal de funcionamiento del motor; este instante debe ser modificable, en función del régimen de r.p.m. - Pulverizar el combustible, subdividiéndolo en finísimas gotitas para facilitar el encendido. - Dotar a las gotitas de la energía cinética suficiente para penetrar en la masa de aire comprimido. - Difundir lo más uniformemente posible las partículas de combustible, en todas las direcciones con el fin de que pueda ser utilizada por la combustión la mayor parte posible del aire que se encuentra en el cilindro.

BOMBA DE INYECCIÓN La bomba de inyección Lucas FT09 es una bomba específica para los motores Diesel con inyección indirecta con innovaciones específicas que optimizan las características de funcionamiento del motor en todas las condiciones de funcionamiento; en particular, permite disminuir los consumos, las emisiones nocivas y los ruidos. La bomba es del tipo rotativo y las principales características son: - Variación del avance de la inyección controlada por una centralita electrónica. - Regulador del caudal máximo y masas centrífugas montado en el eje de la bomba. - Lubricación obtenida por el combustible que alimenta la misma bomba. - Mayor cantidad de combustible a plena carga del motor o cuando se requiere plena potencia. - Dispositivo de interrupción del flujo de combustible (electrostop) de tipo electrónico codificado, integrado en el sistema de bloqueo de la puesta en marcha (Inmovilizador).

98

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO El combustible, tomado del depósito (11) y filtrado a través del filtro (12), llega a la bomba de trasiego (7) cuya función es la de incrementar ulteriormente la presión del combustible. Dicha presión, por efecto de la válvula reguladora de presión bomba de trasiego (2), se incrementa de manera bastante lineal cuando se aumenta el número de r.p.m. del motor. La válvula (2) tiene también la función de poner en cortocircuito la bomba de trasiego (7) durante la fase de cebado. Desde la bomba de trasiego el combustible llega al dosificador (6) que determina la cantidad de combustible que hay que enviar al elemento de bombeo (4) y por tanto, el caudal útil de los inyectores. La posición del dosificador (6) está controlada por el regulador de velocidad (13) y está en función de la posición del pedal del acelerador. El elemento de bombeo está constituido por dos pistones contrapuestos que se deslizan radialmente en el rotor y que son accionados, mediante rodillos y patines deslizantes, por el perfil de un anillo de levas. Los pistones no poseen muelles de retorno, puesto que son empujados hacia el exterior por la fuerza centrífuga y por la presión del combustible que entra en la fase de alimentación. Los rodillos que accionan los pistones entran en contacto con el perfil de la excéntrica en puntos diferentes según el mayor o menor recorrido realizado en la fase de alimentación. Este recorrido está en función de la cantidad de combustible que entra en la cámara de bombeo, regulada por el dosificador, y por el tiempo de expansión de los pistones de bombeo determinado por la velocidad de rotación de la bomba. Durante la fase de inyección, los rodillos de mando de los pistones entran en contacto con las excéntricas del anillo de levas, los pistones mismos son empujados hacia el interior provocando la subida de la presión y por tanto, la inyección. Al terminar la fase de inyección, los pistones son empujados hacia el exterior, se produce una reducción de la presión, se interrumpe el envío de combustible y la válvula (5) cierra el tubo de envío. La válvula (5), además de cerrar el tubo de envío, tiene la función de reducir instantáneamente la presión en el tubo que comunica con el inyector (10) y por tanto, interrumpe inmediatamente la inyección para evitar que el inyector gotee. La cantidad máxima de combustible que puede introducirse en el elemento de bombeo (4) en cada ciclo, está determinada por un regulador de caudal máximo. La presión en el interior del elemento de bombeo (4) se mantiene en un valor constante gracias a la válvula de presurización (9).

99

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

La electro-válvula (8), controlada por la centralita electrónica de mando, permite variar el avance de inicio de envío de la bomba incrementándolo cuando la carga del motor supera un determinado valor. La electro-válvula de parada motor (electrostop) (3) está oportunamente protegida por un revestimiento antimanipulación. Durante el funcionamiento del motor, la electro-válvula permanece excitada permitiendo el paso del combustible de la bomba de trasiego (7) al conducto de alimentación. Girando la llave para apagar el motor, la electro-válvula se des-excita cerrando el paso de combustible; la cámara de alimentación del dosificador ya no es alimentada y el motor se apaga.

ESQUEMA DEL CIRCUITO DE COMBUSTIBLE

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Válvula de control sobrealimentación. Válvula reguladora presión de trasiego. Electro-válvula de parada del motor (Electrostop). Elemento de bombeo. Válvula de envío. Dosificador. Bomba de trasiego.

8. Electro-válvula de mando actuador avance. 9. Válvula de presurización. 10. Inyectores. 11. Depósito. 12. Filtro. 13. Regulador de velocidad.

100

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

GESTIÓN DEL AVANCE DE INYECCIÓN La centralita electrónica mediante los datos de número de r.p.m. del motor/PMS, posición palanca del acelerador, temperatura del aire aspirado y temperatura del líquido refrigerante y valor de presión atmosférica, calcula el valor óptimo de avance de la inyección, lo compara con el valor real transmitido por el inyector instrumentado y, si es necesario, dirige la electro-válvula de mando del actuador de avance.

101

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

GESTIÓN DEL RALENTÍ ACELERADO La centralita activa la función de ralentí acelerado cuando se verifica por lo menos una de las siguientes condiciones: 1. Temperatura del aire aspirado inferior a 25º C y temperatura líquido refrigerante motor inferior a 55º C. 2. Compresor del climatizador activado. 3. Régimen del motor inferior a 750 r.p.m.

102

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

GESTIÓN DE LA RECIRCULACIÓN DE LOS GASES DE ESCAPE La centralita calcula la relación en peso entre el aire "limpio" aspirado y la cantidad de gases quemados que llegan a la admisión. En función de la carga del motor, de la temperatura del líquido refrigerante del motor y de la cantidad de aire aspirado, la centralita acciona la válvula moduladora Borg-Warner que a su vez activa, mediante una señal de depresión, la válvula EGR, permitiendo de este modo la recirculación de los gases de escape.

103

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

GESTIÓN PRE/POST CALENTAMIENTO DE LA BUJÍAS La centralita electrónica (ECU) controla directamente la centralita de precalentamiento de las bujías gestionando el tiempo de pre y post calentamiento en función principalmente de los valores de temperatura del líquido refrigerante motor y del aire aspirado. Para calcular los tiempos de post calentamiento, la centralita considera también los valores de posición de la palanca del acelerador y número de r.p.m., disminuyendo dichos tiempos en caso de requerimiento de mayor potencia del motor.

104

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

GESTIÓN DE LA INSTALACIÓN DE CLIMATIZACIÓN Al activarse el climatizador, el compresor absorbe potencia del motor que, en ralentí, tendería a apagarse. Para evitar este inconveniente, la centralita activa la función del ralentí acelerado descrita anteriormente. Otra función llevada a cabo por la centralita es la de interrumpir la alimentación del compresor si se produce una de las siguientes condiciones: 1. Temperatura del líquido refrigerante del motor superior a 110º C. 2. Superación de un determinado límite del número de r.p.m. (aprox. 4500). 3. Petición de elevada potencia al motor (fuerte aceleración). En las condiciones 1 y 2, la alimentación se restablece cuando los valores de temperatura del líquido refrigerante o número de r.p.m. motor descienden por debajo del valor límite de intervención. En la condición 3, la interrupción es sólo momentánea y se restablece automáticamente después de algunos segundos incluso si la petición de elevada potencia aún está en curso.

105

AUTOMOCIÓN

EVOLUCION.@

MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

IMPRIMIR

ÍNDICE

F O R M A C I Ó N

ZOOM

ZOOM

P A R A

E L

F U T U R O GRUPO FIAT

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE MOTORES DIESEL

LEYENDA ESQUEMA ELÉCTRICO

1. Indicador óptico precalentamiento bujías. 2. Señal cuentarrevoluciones. 3. Telerruptor climatizador. 4. Pulsador de mando activación del climatizador. 5. Toma de diagnosis Tester. 6. Electroinyector instrumentado. 7. Sensor de r.p.m. y PMS. 8. Sensor de temperatura líquido refrigerante del motor. 9. Sensor de posición palanca del acelerador. 10. Sensor de temperatura del aire aspirado.

11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19.

Indicador óptico avería sistema de inyección. Decímetro. Centralita de precalentamiento. Telerruptor de alimentación del sistema. Electro-válvula Borg Warner (E.G.R.). Batería. Conmutador de arranque. Electro-válvula ralentí acelerado. Solenoide para dispositivo de regulación del avance.

106