common rail hdi

UNIDAD DIDACTICA III

DIESEL

FORMAUTO

CENTRO DE FORMACIN

MANUAL HDI INDICE

FORMAUTO -2- CENTRO DE FORMACIN

HDI Y COMMON RAIL (INYECCION ELECTRONICA DIESEL DE ALTA PRESION)

DIFERENCIA DE LOS DISTINTOS SISTEMAS

3.1.1 Diesel tradicional3.1.2 Tdi3.1.3 Hdi

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

Principio de funcionamientoSistema hidrulico

Bomba de cebadoFiltro de combustible

Regulador de presinCalentador de gasoil

Bomba de alta presin

Funcionamiento de los pistones de elevacin de presinElectrovlvula eliminacin tercer pistnRegulador de presin

Rampa de combustible

Sensor de presin de combustibleSensor de temperatura de combustible

Inyectores

SISTEMA ELECTRICO

Entrada de sealesSalida de seales

ENFRIADOR RETORNO DE GASOIL

CALENTADOR PARA LA CALEFACCIN

ANEXOS


MANUAL HDI

DIFERENCIA DE LOS DISTINTOS SISTEMAS

DIESEL TRADICIOANAL

HDI Y COMMON RAIL (INYECCION ELECTRONICA DIESEL DE ALTA PRESIN)

COMPARATIVA PRESIONES

En la grafica se puede observar como varia la presin de cada uno de los sistemas en funcin de las revoluciones del motor.

Se puede observar que en los sistemas mecnicos, e incluso en los sistemas inyector bomba, la presin aumenta linealmente a medida que sube el nmero de revoluciones, en cambio en los sistemas HDI la presin no depende tanto de las revoluciones, en estos sistemas se puede conseguir la misma presin a 2000 rpm que a 4000 rpm.

SISTEMAS MECANICOS

Como sistemas tradicional entendemos las bombas rotativas y bombas lineales, las cuales carecen totalmente de gestin electrnica, en estos sistemas el control del avance de inyeccin y la cantidad de combustible se realiza ntegramente mediante sistemas mecnicos.

En estos sistemas, la regulacin de los elementos mecnicos solamente se pueden regular en el banco de prueba de bombas, una vez se hayan realizado los ajustes en el banco no se pueden variar mientras el motor siga arrancado.

SISTEMAS MECANICOS-ELECTRONICOS

Estos sistemas, al igual que en los puramente mecnicos, necesitan un ajuste o calibracin en parado pero tienen tambin la posibilidad de actuar la unidad de mando sobre elementos electromecnicos para modificar el avance y la cantidad de inyeccin

Tdi


MANUAL HDI

HDI

SISTEMAS ELECTRONICOS

En el sistema HDI la apertura de los inyectores es totalmente electrnica, gracias a este gobierno por parte de la unidad de mando podemos controlar el momento exacto cuando el inyector empieza a abrir y el tiempo que permanece abierto el inyector, por lo que controlamos elctricamente tanto el avance como la cantidad de combustible.

GRAFICA DE INYECCIN Y DE LA PRESIN EN EL CILINDRO EN UN SISTEMA TDI

Debido a que todo el combustible reacciona al mismo tiempo y con gran rapidez; se produce un gradiente de presin muy elevado dentro del cilindro.

Debido a este gradiente de presin se produce el tpico ruido de los motores diesel y condiciones ms duras en el cilindro.

GRAFICA DE INYECCIN Y DE LA PRESIN EN EL CILINDRO EN UN SISTEMA HDI

En los sistemas HDI la preinyeccin de combustible consigue obtener las condiciones ptimas para la realizacin de la inyeccin principal.

Gracias a este sistema se consigue reducir el gradiente de presiones.


PRINCIPIO DE COMBUSTION


MANUAL HDI

TIEMPOS DE INYECCIN

En la representacin esquematizada podemos

observar la relacin existente entre el tiempo de

preinyeccin y la inyeccin principal.

De la grafica se puede observar que la preinyeccin

es considerablemente inferior en tiempo que la

inyeccin principal.

La finalidad de la preinyeccin es la de preparar las

condiciones ptimas, presin y temperatura para

cuando se produce la inyeccin principal.

TIEMPOS DE INYECCIN

PREINYECCIN

El tiempo de preinyeccin en los sistemas HDI es

muy inferior al de la inyeccin principal, y su

funcin es llegar a conseguir las condiciones

ptimas dentro del cilindro para la realizacin de la

inyeccin principal.

INYECCIN PRINCIPAL

Una vez que se han conseguido las condiciones

ptimas, gracias a la preinyeccin, se produce la

inyeccin principal que es la encargada de

generar la energa del motor.

FASES DE LA INYECCIN


MANUAL HDI

SISTEMA HIDRULICO

BOMBA DE CEBADO

En los sistemas de inyeccin Bosch, la bomba de alta presin no es aspirante, por lo que es necesario la utilizacin de una bomba de elctrica capaz de trasladar el gasoil desde el deposito de combustible hasta la bomba de alta presin.

La bomba elctrica de gasolina esta ubicada junto con el aforador en el registro del tanque.

Esta bomba elctrica es similar a la bomba que utilizan los motores de inyeccin de gasolina, de hecho es exactamente la misma bomba que los gasolina; el nico inconveniente que tiene el utilizar una bomba de gasolina es que la densidad del gasoil es mayor que la densidad de la gasolina, debido a este dato, la bomba est siempre trabajando muy forzada por lo que se reduce drsticamente la vida de la bomba.

Las presiones de trabajo de esta bomba son aproximadamente 2.5-3 bares.

BOMBA DE CEBADO

SISTEMAS BOSCH


MANUAL HDI

ELEMENTOS DE LA BOMBA

1.- Aspiracin

2.- Limitador de presin

3.- Bomba de rodillos

4.- Inducido

5.- Salida de Presin

6.- Rotor

7.- Cuerpo

ELEMENTOS DE LA BOMBA DE CEBADO ( SISTEMA BOSCH )

BOMBA PURGA ( SISTEMA SIEMENS )

BOMBA PURGA

La bomba de alta presin de los sistemas

common rail siemens es auto aspirante por lo

que no necesita bomba elctrica en el

deposito de combustible.

Como principal inconveniente de este sistema

podemos encontrarnos la posibilidad de

producirse pequeas tomas de aire que se

pueden crear en el circuito de baja presin,

para evitar dicho problema el fabricante

monta una bomba manual de purga o perilla

caractersticas de los antiguos sistemas con

bomba mecnica.


MANUAL HDI

VALVULA REGULADORA DE PRESIN

Esta vlvula esta situada en la tapa superior del filtro de combustible, es la encargada de controlar la presin en el circuito de baja entre 2.5 a 3 bares. Para controlar la presin, esta vlvula posee en su interior un muelle tarado que al ser vencido devuelve al retorno parte del combustible.

VALVULA EN REPOSO

En la posicin de reposo la presin del gasoil es inferior a 3 bares por lo que no es capaz de vencer la fuerza del muelle y la vlvula permanece cerrada, en esta posicin, todo el gasoil que llega al filtro pasa al circuito de alta.

VALVULA EN POSICIN DE TRABAJO

Cuando la presin en el filtro de combustible aumenta ms de 3 bares, el muelle es vencido por la presin del combustible con lo que la vlvula queda abierta, en esta posicin parte del gasoil pasa al retorno con lo que se disminuye la presin que llegara al circuito de alta.

FILTRO DE GASOIL

Es el encargado de evitar suciedad e impurezas en el circuito de alta presin. La limpieza en estos sistemas es fundamental para evitar daos irreparables en el sistema de inyeccin. Adems realiza las funciones de: calentamiento del carburante, decantacin del agua y acta como regulador de presin en el circuito de baja (2.5 bares).

FILTRO DE COMBUSTIBLE

REGULADOR DE PRESIN


MANUAL HDI

VISTA DEL CALENTADOR DE GASOIL

El calentador de gasoil tambin conocido como cpsula termosttica tiene como principal finalidad la de calentar el gasoil cuando la temperatura de este sea inferior a 25 C.

La vlvula esta formada por un bimetal que es el encargado reconducir el combustible.

CPSULA TERMOSTATICA EN FRO

Cuando la temperatura del gasoil es inferior a 15C se produce en el combustible una capa de espesa de cerina, esta cera es muy perjudicial para el circuito de alta presin, por lo que es necesario que el gasoil se encuentre a una mayor temperatura para eliminar este subproducto del gasoil tan destructivo en estos sistemas.

A una temperatura inferior a 15C, el bimetal, que forma la cpsula termosttica, no deja pasar combustible a la bomba de alta presin, haciendo que pase todo el gasoil por el termostato del agua.

CPSULA TERMOSTATICA TEMPLADA

Cuando la temperatura del gasoil se encuentra entre 15 y 25 C el bimetal deja pasar parte del combustible a la bomba de alta presin y el gasoil restante sigue circulando por el termostato del agua.

CPSULA TERMOSTATICA CALIENTE

A partir de 25 C ya no existe la posibilidad de encontrar la cerina dentro del gasoil por lo que la vlvula termosttica permanece cerrada, en esta posicin todo el gasoil es dirigido haciendo el circuito de alta presin.

CALENTADOR DE GASOIL


MANUAL HDI

CIRCUITO CALENTAMIENTO GASOIL

CIRCUITO CALENTAMIENTO GASOIL

El gasoil que se encuentra a una temperatura inferior a 25C es desviado por la cpsula termosttica y llevado mediante tuberas hasta el termostato del agua donde gracias a la temperatura del agua que circula por el motor se consigue calentar dicho gasoil.

El principal problema que nos podemos encontrar radica en que, normalmente cuando el gasoil necesita aumentar su temperatura porque se encuentre fro, ocurre que el agua que se encuentra en el termostato normalmente tambin esta fra por lo que el sistema carece de importancia.

FILTRO DE GASOIL SEGUNDA GENERACIN ( SISTEMA SIEMENS )

FILTRO DE SEGUNDA GENERACIN

En este tipo de filtro, debido a la ineficacia del sistema del calentamiento, se ha eliminado la cpsula termosttica, en su lugar se ha instalado un calentador elctrico que realiza la funcin de calentamiento del gasoil.

Tambin podemos encontrar filtro de primera generacin a los que se ha anulado el sistema de la cpsula termosttica y se ha instalado el la tubera de entrada del gasoil un calentador adicional.


MANUAL HDI

CALENTADOR DE GASOIL

El calentador esta formado por una resistencia elctrica (para calentar el gasoil) y un bimetal que es el encargado de permitir el paso de corriente a travs de la resistencia de calefaccin.

Este bimetal se modifica su curvatura en funcin de la temperatura del gasoil de modo que cuando el gasoil se encuentra a temperatura baja, el bimetal cierra el circuito y circula corriente por la resistencia, con lo que sube la temperatura del gasoil; en cambio cuando el gasoil se encuentra a una temperatura optima, el bimetal se comba y deja de hacer contacto por lo que deja de circular corriente por la resistencia y el sistema vuelve a su posicin de reposo.

BOMBA DE ALTA PRESIN (BOSCH)

Esta bomba es la encargada de aumentar la presin de trabajo en la rampa de alta presin, pudiendo llegar hasta 1300 Bares. Para generar la presin de alta, la bomba utiliza tres pistones situados cada uno de ellos a 120 del anterior.

A diferencia de los sistemas diesel tradicionales y los sistemas Tdi-Tds, la bomba no distribuye el gasoil a cada uno de los inyectores por lo que no seria necesario la sincronizacin entre la bomba de alta presin y el sistema de distribucin.

BOMBA DE ALTA PRESIN


MANUAL HDI

CARACTERISTICAS TCNICAS

-El gasoil entra a una presin de 2,5 Bar.

-La presin de trabajo oscila desde 300 a 1300 Bares.

-La potencia absorbida al motor es de 3,5 Kw. (4,76 Cv).


Como hemos visto anteriormente la bomba de alta presin posee tres pistones generadores de presin dispuestos a 120 , adems en el eje de la bomba existe una excentricidad sobre la que se monta un casquillo empujador.

Gracias a la excntrica y al casquillo empujador se puede conseguir transformar el movimiento rotatorio del eje en movimiento lineal necesario para poder genera la presin de alta.

Este movimiento se va alternado entre los tres pistones para generar una presin estable en la rampa de inyeccin tal y como se muestra en la imagen superior.

SECUENCIA DE FUNCIONAMIENTO


MANUAL HDI

BOMBA DE ALTA PRESIN (SIEMENS)

BOMBA DE ALTA PRESIN SIEMENS

1.- Cuerpo alta presin.

2.- Regulador de presin.

3.- Vlvula limitadora de caudal.

4.- Salida de alta presin de combustible hacia la rampa de inyeccin.

5.- Entrada de baja presin

6.- Retorno hacia el tanque de combustible.

BOMBA DE ALTA PRESIN SIEMENS

1.- Paletas de Aspiracin de gasoil.

2.- Vlvula reguladora de caudal.

3.- pistn de alta presin.

4.- Regulador de alta presin.

5.- Vlvula seguridad sobrepresin.

6.- Vlvula antirretorno.

7.- Calibre regulacin caudal.

8.- Calibre regulacin Presin.

a.- Entrada combustible desde el filtro

b.- Salida de combustible hacia rampa de alta presin.

c.- Salida de combustible hacia retorno.

SISTEMA DE FUNCIUONAMIENTO BOMBA SIEMENS

MANUAL HDI

FUNCIONAMIENTO DE LOS PISTONES DE ELEVACIN DE PRESIN

Alta PresinVlvulas Antirretorno

Baja Presin

Eje Bomba

Casquillo Empujador

Pistn Generador


En la cmara de compresin del gasoil podemos encontrar dos vlvulas antirretorno, una a la entrada y otra en la salida. Cuando el pistn esta en la carrera de admisin la vlvula de entrada est abierta por lo que entra el gasoil procedente del filtro y que se encuentra a una presin de 2-3 Bares, cuando la excntrica del eje comienza la carrera de compresin, la vlvula de entrada queda cerrada por la presin interna dentro de la cmara, al estar cerradas tanto la vlvula de entada como la de salida y seguir comprimiendo el cilindro, aumenta la presin del gasoil hasta que vence a la vlvula de salida, pasado el gasoil a la rampa de alta presin.


DIESEL /HDI (08 PISTON ELEVADOR PRESIN II)


MANUAL HDI

MISIN DE LA VLVULA

Esta vlvula se encuentra en la tubera de entrada del gasoil, debido al ajuste tan preciso que existe entre el eje de la bomba, el casquillo empujador y los pistones generadores de presin, esta zona de la bomba necesita estar continuamente perfectamente lubricada. La misin de la vlvula es la de garantizar dicha lubricacin a toda costa, es decir, si es necesario utilizar todo el gasoil disponible en lubricar esta zona, aunque para ello se quede la zona de alta presin sin gasoil y por tanto no arranque el motor. Gracias a este dispositivo la bomba estar lubricada en todo momento evitando de este modo posibles daos en la bomba debido a rozamientos y desgastes.

1 FASE

Al vlvula de seguridad consta de un embolo y un muelle tarado, cuando la presin es inferior a 1 bar el mbolo impide que el gasoil entre en los pistones de la bomba de alta presin debido a que el mbolo, que posee un paso calibrado, cierra la comunicacin con los pistones de la bomba y el gasoil pasa a lubricar, exclusivamente, el eje de la bomba.

2 FASE

Cuando el gasoil alcanza una presin de 1 Bar, el gasoil es capaz de comprimir el muelle y el mbolo se desplaza, por lo que queda liberado el paso de combustible hacia los pistones generadores de presin. De este modo se consigue asegurar la lubricacin de la bomba de alta presin.

VLVULA DE SEGURIDAD

Gasoil hacia Pistones

Entrada de Gasoil Embolo

MuelleGasoil de Lubricacin


MANUAL HDI

MISIN DE LA ELECTROVALVULA

Esta electrovlvula se encuentra en una de las culatas, normalmente en la parte superior de la bomba de alta presin, su misin consiste en liberar uno de los pistones, disminuyendo de este modo la potencia consumida por la bomba al aumentar la presin del gasoil.

Esta electrovlvula est alimentada a 12 V y la unidad de mando la gobierna mediante masa, al contrario que la mayora de las electrovlvulas (electrovlvula del turbo, electrovlvula de la EGR,etc...) que son gobernadas mediante pulsos, la electrovlvula de anulacin del tercer pistn recibe masa en forma de todo o nada dependiendo si la UCE quiere activar o no a la electrovlvula.

Gracias a la anulacin de uno de los pistones el consumo del vehculo se ve reducido debido a que con esta maniobra conseguimos recuperar hasta 2 CV.

Esta electrovlvula no es montada en todos los sistemas Common rail, tan siquiera en los sistemas Bosh, de hecho solamente se monta esta vlvula en los vehculos del grupo PSA y el la Mercedes Vito Cdi.

ELECTROVALVULA ELIMINACIN TERCER PISTON


MANUAL HDI


La anulacin de un pistn no se realiza en todo momento puesto que podramos tener problemas en el funcionamiento del motor, teniendo en cuenta esta circunstancia podemos diferenciar tres intervalos de funcionamiento:

RALENT En esta fase es necesario la utilizacin de los tres pistones, puesto que si anulramos uno de ellos podramos tener inestabilidad en el motor debido a que los dos pistones no generan un caudal suficientemente estable para el funcionamiento del motor a ralent.

En esta posicin la unidad no le da masa a la electrovlvula por lo que esta permanece en reposo.

REGIMEN INTERMEDIO Desde 1500 a 4200 RPM, las revoluciones del motor garantiza que la bomba sea capaz de mantener la presin estable que necesita el motor utilizando nicamente dos pistones, por lo que la unidad de mando acta sobre la electrovlvula para anular un pistn.

La electrovlvula posee un vstago interno, cuando esta es activada por la unidad de mando, dicho vstago se desplaza longitudinalmente actuando de este modo sobre la vlvula de entrada; llegados a este punto, y con la vlvula abierta en todo momento, cuando se produzca la carrera de compresin el gasoil escapara por dicha vlvula sin esfuerzo por lo que no restara potencia al motor.

PLENA CARGA Cuando el motor llega al estado de plena carga, el consumo de gasoil sube considerablemente por lo que el caudal generado por dos pistones ya no es suficiente, en este momento la unidad deja de actuar sobre la electrovlvula para que trabajen los tres pistones y garantizar el caudal necesario de gasoil.


MANUAL HDI

MISIN DEL REGULADOR

Hasta ahora hemos visto como la bomba de alta es capaz de generar la presin necesaria para el funcionamiento del motor, esta presin oscila desde los 300 bares de ralent hasta 1300 bares que puede alcanzar el sistema a plena carga y como se vio al principio de este manual, la presin que puede generar la bomba es prcticamente independiente de las revoluciones de motor; por lo tanto se hace necesario un elemento de control capaz de gobernar dicha presin.

Este elemento es el regular de presin, normalmente se encuentra ubicado en la parte trasera de la bomba de alta, aunque tambin lo podemos encontrar en la propia rampa de inyeccin.

Este regulador de presin esta alimentado a 12V y la unidad de mando mediante pulsos de onda cuadrada es capaz de aumentar o disminuir la presin de la rampa, para que la variacin de la presin de combustible se realice suavemente la unidad realiza el control mediante pulsos de masa, estos pulsos se produce a una frecuencia estable de 1000 Hz variando nicamente el ciclo de trabajo para subir o bajar la presin de la rampa.

REGULADOR DE PRESIN


MANUAL HDI

FUNCIONAMIENTO DEL REGULADOR

Como hemos dicho anteriormente el regulador esta montado en la parte trasera del regulador de presin y tiene como finalidad la de controlar la presin existente en el sistema. Tal y como se ve en la figura, el regulador de presin esta conectado, en la bomba, hidrulicamente a la presin de alta. El regulador esta formado por una bobina de accin, un vstago empujador, una bola de cierre y un muelle el cual se encuentra tarado a 100 Bares.

PRINCIPIO FUNCIONAMIENTO

Cuando el regulador de presin se encuentra en reposo (la UCE no lo esta alimentando elctricamente) la presin que ejerce el muelle sobre la bola de cierre es nicamente de 100 Bar, cuando la bomba empieza a trabajar, la presin en el circuito de alta sube por encima de los 100 Bares por lo que la bola es empujada y parte del gasoil vuelve al retorno.

En estas condiciones el vehculo es incapaz de arrancar puesto que necesita una presin mnima, a ralent, de 300 Bares.

Para poder arrancar el motor, la UCE acta sobre la bobina del regular de forma que empuja la bola para cerrar el retorno de combustible, haciendo que todo el gasoil que se comprime en la bomba se dirija hacia la rampa de inyeccin por lo que la presin del gasoil aumenta.

Cuando la presin sube excesivamente, nicamente hay que dejar de actuar elctricamente sobre la bobina con lo que la presin empujara a la bola y pasara parte del gasoil al retorno bajando de este modo la presin en la rampa.


MANUAL HDI

FASES DE FUNCIONAMIENTO

FASES DE FUNCIONAMIENTO REGULADOR DE PRESIN

1 Fase: En esta etapa el regulador esta en reposo puesto que no existe presin en el circuito de alta debido a que la bomba se encuentra en reposo.

2 Fase: En esta fase la bomba ya esta trabajando pero la presin genera por esta es inferior a 100 bares debido al muelle que se encuentra empujando el vstago, en estas condiciones el regular se encuentra en cerrado.

3 Fase: En esta fase la bomba hace que aumente la presin en el sistema por lo que vence al muelle de tarado y parte del gasoil es dirigido hacia el retorno. Mientras que no se modifique las condiciones de trabajo, la presin en el circuito de alta no comenzara a subir.

4 Fase: Cuando la unidad quiere que aumente la presin, acta sobre el regulador para cerrar el paso de gasoil y aumentar la presin en el sistema.

1 Fase 2 Fase

3 Fase 4 Fase


MANUAL HDI

Conector Regulador de combustible

Conector Regulador de Presin

REGULADOR DE CAUDAL DE COMBUSTIBLE SISTEMAS BOSCH

REGULADOR DE CAUDAL

La electrovlvula de regulacin de caudal tiene como principal finalidad la de controlar la cantidad de combustible que entra en la etapa de alta presin de la bomba.

La utilidad del sistema radicar en comprimir nicamente el combustible necesario en cada momento y de este modo ahorrar el trabajo que seria necesario para comprimir todo el gasoil.

La regulacin es controlada por la unidad de mando en funcin del nmero de revoluciones y carga de motor.


MANUAL HDI

RAMPA DE INYECCIN

MISIN

La principal finalidad de la rampa de inyeccin es la de servir como puente y almacenamiento para el gasoil, que sale de la bomba de inyeccin hasta que llega a los inyectores.

Adems de la finalidad anteriormente mencionada, una misin suplementaria de la rampa consiste en servir como soporte del sensor de presin de combustible y de la sonda de temperatura del gasoil.

SENSOR DE PRESIN DE COMBUSTIBLE

MISIN DEL SENSOR

Este sensor tiene una gran importancia debido a que es el encargado de medir la presin de combustible en el interior de la rampa.

Esta presin es extremadamente importante puesto que este parmetro junto con el tiempo de apertura del inyector, delimita la cantidad de gasoil inyectado segn se muestra en la siguiente figura.

CARTOGRAFIA DE UN INYECTOR

En la curva se puede observar que al aumenta la presin del combustible permaneciendo igual el tiempo de inyeccin, aumenta la cantidad de gasoil en el cilindro.

Una incorrecta medicin de la presin de combustible de la rampa, hace que la unidad de mando no inyecte la cantidad de gasoil especificada y por tanto se produzcan fallos en el funcionamiento del motor.

1.- Tuberas de Salida

2.- Tubera de Entrada


MANUAL HDI

PRESIN EN BARES

SEAL EN VOLTIOS

298

400

500

600

700

1,30

1,56

1,90

2,10

2,46

MISIN DE LA SONDA

Esta sonda tiene como principal finalidad la de medir la temperatura del gasoil, este parmetro tiene una gran importancia debido a que la densidad del gasoil se ve afectada por la temperatura del mismo, adems en los sistemas de inyeccin Common Rail la temperatura del gasoil posee un elevado gradiente de temperatura debido a la presin elevada que alcanza el gasoil.

SONDA DE TEMPERATURA DE COMBUSTIBLE

5 V

0 V

2,5 V

0 Bar 1300 Bar700 Bar

FUNCIONAMIENTO DEL SENSOR DE PRESIN

El sensor de presin del colector es un MAP capaz de medir desde 100 a 2000 bares, esta seal es utilizada por la unidad de mando para actuar sobre el regulador de presin de la bomba hasta que coincida la presin medida con la cartografiada en la unidad de mando en funcin de: nmero de revoluciones, posicin pedal acelerador, carga del motor, etc...

Este sensor posee tres cables:

Pin 1: Alimentacin 5 Voltios.

Pin 2: Seal segn presiones tal y como se muestra en la tablas.

Pin 3: Masa.


MANUAL HDI

INYECTORESINYECTORES SISTEMA BOSCH

MISIN DEL INYECTOR

A diferencia de los inyectores diesel utilizado en los sistemas Tdi, Tds, etc... Estos inyectores son gobernados directamente por la unidad de mando y dicho gobierno se realiza mediante pulsos de corriente.

Debido a esta posibilidad la UCE es capaz de controla el momento de inicio de inyeccin (avance) y el tiempo de apertura del inyector (cantidad de gasoil), adems gracias al sistema de apertura elctrica se puede controlar la veces que abre un inyector, es decir podemos abrir varias veces el inyector en un mismo ciclo.

Como ventaja principal a poder inyectar en varias ocasiones podemos observar la posibilidad de provocar una pequea inyeccin antes de la inyeccin principal (preinyeccin) cuya finalidad principal es la de preparar las condiciones ptimas en el interior del cilindro para aprovechar al mximo la combustin de la inyeccin principal; por otro lado y en determinadas condiciones podra resultar interesante realizar una pequea inyeccin en la etapa de escape, por ejemplo en vehculos con filtro de partculas.

Los inyectores son abiertos por la unidad de mando y debido a las caractersticas especiales de estos inyectores necesitan un pulso de corriente que puede llegar hasta los 80 Voltios, adems en la grafica se puede apreciar adems las diferencias existentes entre preinyeccin e inyeccin principal.


MANUAL HDI

PRINCIPIO APERTURA INYECTOR

ESTRUCTURA INYECTORES BOSCH

PRINCIPIO APERTURA INYECTOR

Cuando la bola tapa el orificio A la presin en la cmara superior y en la cmara inferior son iguales por lo que el inyector permanece cerrado. Cuando la unidad quiere que se abra el inyector, el vstago que mantiene la bola cerrada sobre el orificio A deja de ejerce fuerza alguna, por lo que la presin de la cmara superior empuja a la bola de control y el gasoil que se encuentra en la cmara superior sale por el retorno. Llegados a este punto en la cmara inferior existe ms presin que en la superior y por tanto la aguja es empujada por la presin del gasoil y se levanta e inicia la inyeccin.

Cuando la unidad quiere terminar la pulverizacin del gasoil, basta con apoyar la bola de control sobre el calibre de apertura, igualando de este modo las presiones y por tanto cerrando la aguja del inyector.


MANUAL HDI

SECUENCIA DE ACTIVACIN

1 Etapa: En la primera etapa el inyector se encuentra en reposo puesto que la unidad de mando no gobierna al inyector, en esta etapa la cmara superior e inferior del inyector se encuentra con la misma presin por lo que el inyector permanece cerrado.

2 Etapa: La unidad de mando quiere abrir al inyector y para ello utiliza un pico de corriente de 80 Voltios; en estos momentos la bobina del inyector crea un campo magntico sobre la guja piloto que hace comprimir el muelle y liberar la bola de cierre por lo que baja la presin del gasoil de la cmara superior.

3 Etapa: El gasoil de la cmara superior se ha escapado por el retorno por lo que la presin del gasoil en la cmara inferior es mayor que la presin de la cmara superior por lo que la aguja del inyector se levanta por la propia presin del gasoil, en este momento comienza la inyeccin.

4 Etapa: Una vez que la unidad de mando da como concluido el tiempo de inyeccin, deja de actuar elctricamente sobre el inyector con lo que la bobina anula el campo magntico y, por la fuerza del muelle, el conjunto aguja piloto y bola vuelven a su posicin de reposo, cerrando de este modo el inyector.

1 Etapa 2 Etapa

3 Etapa 4 Etapa


MANUAL HDI

ESTRUCTURA INYECTORESSIEMENS

1.- Filtro Laminar2.- Retorno Carburante3.- Conector elctrico4.- Actuador Piezoelctrico5.- Placa Amplificadora6.- Pistn de Mando7.- Tapn hongo de cierre8.- Pistn de mando de la aguja9.- Aguja de Inyector10.- Cmara de alta presin aguja11.- Orificio del inyector

INYECTORES SISTEMAS SIEMENS

PRINCIPIO FUNCIONAMIENTO INYECTOR SIEMENS

Cuando el inyector esta en reposo el tapn hongomantiene el retorno cerrado por lo que la presin F1 ms la FR (procedente del muelle) es superior a la fuerza F2 que se encuentra en la base del inyector.

Cuando la unidad quiere abrir el inyector, el piezoelctrico empuja al tapn hongo para libera el retorno por lo que la presin en la cmara superior (F1) ms la fuerza del muelle FR es menor que la fuerza F2 y por lo tanto se abre el inyector.

INYECTOR CERRADO

F1+FR>F2

F1

INYECTOR ABIERTO

F1+FR


MANUAL HDI

TIEMPOS DE INYECCIN ( SISTEMAS BOSCH )

INYECCIN COMMON RAIL

En los sistemas de inyeccin Common rail la apertura de los inyectores se realiza elctricamente, gracias a este sistema podemos abrir el inyector en el momento adecuado y el tiempo necesario. De hecho en los sistema Common Rail tipo Bosch la unidad abre el inyector dos veces en cada ciclo para que la combustin del gasoil dentro del cilindro sea mucho ms homognea y eficaz.

A la primera inyeccin, que es ms pequea, se le conoce como preinyeccin y tiene como finalidad la de preparar en el cilindro las condiciones optimas para la segunda inyeccin; el tiempo de la preinyeccin es mucho menor que el tiempo de la inyeccin principal, el tiempo de preinyeccin es de 0,179 mseg. aproximadamente.

La segunda inyeccin tambin conocida como inyeccin principal es la que realmente genera la potencia del motor, la duracin suele estar entorno a 0,509 mseg. Dependiendo siempre de las necesidades del motor y del resto de parmetros de parmetros de funcionamiento: revoluciones, presin de carga, posicin pedal acelerador, temperatura de gasoil, temperatura de agua, etc...

En la grafica tambin se puede observar la separacin existente entre la preinyeccin y la inyeccin principal, esta separacin a ralent es de 12 grados de giro del motor. Es lgico pensar que al aumentar las revoluciones del motor, disminuya la separacin entre las dos seales; esta separacin se hace cada vez menor hasta que llega un punto (aproximadamente 3500 RPM) en el que la preinyeccin carece de sentido puesto que la inyeccin se produce a una frecuencia tan alta que el cilindro siempre se encuentra en las mejores condiciones para el funcionamiento del motor.

Preinyeccin Inyeccin Principal


MANUAL HDI

MULTIJET

TIEMPOS DE INYECCIN ( SISTEMAS SIEMENS )

INYECCIN SIEMENS

En los sistemas de inyeccin Siemens el pulso de inyeccin es una onda cuadrada.

Esto es debido a que se utilizan inyectores piezoelctrico y su funcionamiento es distinto al funcionamiento de inyectores tradicionales de bobina.

La ventaja de estos inyectores radica en que pueden abrir y cerrar ms rpido que los inyectores tradicionales, por lo que se pueden obtener 3-4 o 5 inyectores por cada ciclo.

Este sistema de inyeccin mltiple es conocido como MULTIJET

FUNCIONAMIENTO ELECTRICO INYECCTORES ( SISTEMAS SIEMENS )

FUNCIONAMIENTO INYECTORES SIEMENS

El funcionamiento elctrico de un inyector siemens puede semejarse al de un condensador que se carga y descarga. Cuando la unidad de mando manda corriente al inyector, este se carga y se produce la apertura del inyector, para poder cerrar el inyector la unidad necesita descargar el condensador, es decir, la unidad da masa por el mismo cable donde anteriormente haba alimentado al inyector. De este modo el inyector se cierre y termina el pulso de inyeccin.


MANUAL HDI

UCE

RPM Y PMS

PRESINTURBO

ALIMENTACIN

TEMPERATURA

POSICIN PEDALACELERADOR

INTERRUPTORA.C.

SENSOR DEIMPACTO

POSICINEGR

SENSOR FASE

CONECTOR DEDIAGNOSIS

PRESIN DEGASOIL

PRESIN ATMOSFRICA

SEAL DE FRENO

SEAL PEDAL DEEMBRAGUE

SENSOR DEVELOCIDAD

INMOVILIZADOR

REGULADOR DEPRESIN

VLVULA DESCARGADEL TURBO

RELE DEBOMBA

RELE CALENTADORES

VENTILADORES

LUZ AVERA

INYECTORES

LUZ ALTATEMPERATURA

LUZ CALENTADORES

VLVULA EGR

DESACTIVACINTERCER PISTN

RESISTENCIASCALEFACCIN

MANDO AC

TACMETRO

CONECTOR DEDIAGNOSIS

SISTEMA ELECTRNICO


MANUAL HDI

CAPTADOR DE REVOLUCIONES

El captador de revoluciones suele ir alojado cerca de la corona del volante de inercia, en esta corona estn tallados los dientes que se utilizan para detectar el rgimen.

Se trata de un captador inductivo, cuya misin consiste en informar a la UCE de las RPM del motor y del PMS de los cilindros 1-4, para que se pueda calcular el avance de inyeccin y las veces que se deben de abrir.

La corona tiene un diente distinto a los dems que es el encargado de indicar el P.M.S. de los cilindros 1-4 para de este modo calcular el avance de inyeccin.

En la seal de osciloscopio se puede observar cada uno de los dientes, adems de la seal diferente del diente de punto muerto superior.

Los sensores informan a la unidad de mando mediante las seales de entrada, esta informacin es analizada por la UCE y calcula la cantidad de inyeccin, el avance, presin de turbo deseada, acta sobre el rel de compresor de aire acondicionado, los ventiladores de refrigeracin e incluso la luz de avera del motor. Dentro de los sensores ms importantes podemos destacar los siguientes.

ENTRADA DE SEALES

CAPTADOR DE REVOLUCIONES


MANUAL HDI

MISIN DEL SENSOR DE FASE

La misin del captador consiste en informar a la UCE en todo momento de cual es el cilindro que se encuentra en fase de compresin, con la seal de revoluciones y la que obtiene del sensor de fase, la unidad es capaz de conocer la posicin exacta de cada uno de los cilindros.

Este captador esta situado en el rbol de levas y se trata de un captador hall alimentado a 5 Voltios.

CAPTADOR DE FASE

PLACA DE REFERENCIA

Para la clara identificacin de cada uno de los cilindros, el captador Hall utiliza dientes distintos para cada uno de los cilindros de modo que conoce en cada momento la posicin exacta de los cilindros.

Debido a esta circunstancia, la seal que se genera en el osciloscopio es muy caracterstica tal y como se muestra en la figura.

La seal de este captador tambin es base en el momento del arranque puesto que la unidad de mando necesita conocer que cilindro esta en compresin, para poder inyectar.

Una vez a arrancado el motor, la unidad nicamente con el captador de revoluciones y PMS ya es capaz de seguir en funcionamiento.


MANUAL HDI

POTENCIMETRO ACELERADOR

El potencimetro del pedal acelerador tiene como principal finalidad la Informar a la unidad de mando de la posicin requerida por el conductor, una vez leda la seal, la UCE calcula, teniendo en cuenta el resto de valores, la cantidad de gasoil oportuna en cada instante, es decir, la unidad aumentara la cantidad de gasoil inyectado cuando aumente el voltaje del potencimetro del acelerador, hasta alcanzar ciertos limites puesto que la intentar responder a las peticiones del conductor siempre y cuando los valores de contaminacin este dentro de los mrgenes de modo que la unidad intentara conseguir el mximo rendimiento del motor con la menor emisin de contaminante y el menor consumo de combustible.


Para reconocer la seal del pedal de acelerador, la unidad de mando utiliza dos potencimetros o un potencimetro doble integrado en la misma pieza, de modo que obtendramos dos seales de apertura de la mariposa.

La explicacin de la utilizacin de dos potencimetros es clara, si una de las seales tuviera un error y se disparar el voltaje, el vehculo se acelerara y provocaramos un accidente.

El voltaje de los potencimetros no son exactamente iguales, en realidad la pista nmero dos del potencimetro se encuentra justamente a la mitad de voltaje que la pista nmero uno, tal y como se muestra en la grafica.

5 V

0 V

2,5 V

0 % 100 %50 %


MANUAL HDI

CAUDALIMETRO

Esta situado entre el filtro de aire y el colector de admisin (siempre aguas arriba del turbo compresor). Tiene como finalidad principal informar a la UCE de la cantidad de aire aspirada por el motor, con objeto de calcular la cantidad de combustible a suministrar.

Dependiendo del tipo de gestin, este sensor puede resultar base para el clculo de la cantidad de gasoil, de aqu la importancia de la este sensor en el correcto funcionamiento del motor.

CAUDALIMETRO CAPA CALIENTE

1.-CONECTOR CAUDALIMETRO

2.-CUERPO CAUDALIMETRO

3.- REJILLA PROTECCIN

4.- ENTRADA DE AIRE PARTE ELECTRICA

5.- PLACA CALIENTE

TERMINALES CAUDALIMETRO

OBLIGATIRIOS

-Positivo 12 Voltios (calefaccin placa caliente)

-Masa 0 Voltios (para la calefaccin y electrnica del sensor)

-Seal del caudalmetro (desde 1,5 V Ralent a 4,7 V plena carga)

OPCIONALES

-5 Voltios (Alimentacin electrnica caudalmetro)

-Masa electrnica

MANUAL HDI

ELECTROVLVULA DEL TURBO

Es montada por todos los motores con turbo pilotado la electrovlvula regula la presin de soplado del turbocompresor est comandada por la unidad electrnica diesel y en reposo corta el paso de presin del colector de admisin hacia la vlvula mecnica del turbo y al recibir excitacin, descarga la presin que afecta a la reguladora mecnica hacia el exterior

Esta electrovlvula de limitacin de la presin de sobrealimentacin tiene una resistencia de 25 .... 45 Ohm en losmotores AGR y el valor para los motores ASV y ALH es de 14 .... 20 Ohm.

La comprobacin del turbocompresor tambin es necesaria antes de desechar la electrovlvula. Para ello desconectar la electrovlvula, arrancar el motor y llevarlo a tope de revoluciones, en esta breve aceleracin comprobar que la varillade mando de la vlvula mecnica de descarga del turbo se desplace, si el resultado no es positivo, sustituir la vlvula reguladora mecnica del turbocompresor , o el turbocompresor mismo.

La alimentacin de la electrovlvula de sobrepresin es igual a la tensin de la batera, desconectar el conector y con el contacto dado medir en un pin 12V. , desconectar la UCE y verificar la continuidad del cable de seal hasta la centralita de gestin diesel que no debe superar una resistencia de 1,5 Ohm mximo.


SALIDA DE SEALES


MANUAL HDI

ELECTROVLVULA EGR

La electrovlvula de recirculacin de gases de escape es la encargada de gobernar a la EGR, este actuador se encarga de abrir o cerrar el paso de los gases de escape al colector de admisin. Cundo no est excitada, la electrovlvula moduladora de recirculacin de gases de escape provoca el cierre del obturador de la vlvula: as se impide la recirculacin de los gases quemados para garantizar un funcionamiento correcto del motor en fro, en ralent y en condiciones de cargamedia alta.

En posicin de apertura, los 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 combustin (por la presencia de gases inertes) reduciendo en consecuencia la formacin de NOx (xidos de nitrgeno)

La electrovlvula tiene una resistencia de entre 14 .... 20 Ohm, la tensin de alimentacin es de 12V con el contacto dado en uno de sus cables.

Cuando la vlvula de la EGR recibe vaco de la electrovlvula, esta abre y permite el paso de gases de escape hacia los colectores de admisin. A travs de la EGR circulan gases de escape, estos gases suelen tener carbonilla partculas de gasoil, etc...

Estas partculas contaminantes pueden llegar a ensuciar el vstago de la EGR y provocar que se atranque y quede cogida, en este caso se puede provocar humos, falta de potencia y que la unidad de mando capte la avera e incluso entre el vehculo en fase degradada.

VLVULA EGR


MANUAL HDI

MISIN ENFRIADOR

En los sistemas Hdi la elevada presin del gasoil hace que suba la temperatura del mismo.

El gasoil que se encuentra a elevada temperatura en caso de llegar directamente al deposito de combustible podra producir daos tanto en el tanque como en los elementos que existen en l (bomba de combustible y aforador).

Este enfriador puede estar localizado en el retorno del gasoil, desde el motor hacia el deposito de combustible, o incluso en un circuito de refrigeracin situado en el habitculo de motor.

En los sistemas Hdi, el rendimiento de la combustin del gasoil es muy alto, debido a lo cual las perdidas por evacuacin del calor son bajas, esto hace que la temperatura del motor tarde mucho en subir, aun ms en condiciones de baja temperatura ambiente.

Debido a estas circunstancia se hace necesario la utilizacin de elementos adicionales de calefaccin, principalmente de han extendido dos sistemas:

Calefactor elctrico: Este calefactor puede ser accionado por la UCE de motor o incluso por la del sistema de calefaccin, dentro de este sistema existe tambin dos variantes:

Uno de los sistemas consiste en calentar directamente el agua del motor y por consiguiente el agua de calefaccin; como principal inconveniente a este sistema radica el problema de tener que calentar toda el agua del motor para poder tener calefaccin en el circuito.

Otro sistema utilizando calefactores elctricos consiste en calentar directamente el aire que circula hacia la calefaccin, siendo este sistema ms rentable y con mejores rendimiento.

ENFRIADOR RETORNO DE GASOIL

CALENTADOR PARA LA CALEFACCIN


MANUAL HDI

Como principal problemas que podemos encontrar en los calefactores elctrico es el elevado consumo de corriente que provoca estos sistemas, que unidos a la accin de los calentadores en situaciones de fro extremo, puede provocar una cada considerable del voltaje de la batera, por ellos existen otros sistemas como puede ser:

Calefactores de gasoil: Estos sistemas estn formado por una pequea turbina que utiliza gasoil para la combustin, esta pequea turbina suele ir en la parte inferior del vehculo y posee un escape para la salida de gases.

Este sistema es gobernado por unidad de calentador que a su vez es dirigida por unidad de mando del motor; la energa producida por el calefactor se utiliza principalmente para calentar el agua de la calefaccin y posteriormente la del motor.


MANUAL HDI

ANEXOS

La distintas normativas anticontaminacin han obligado a los fabricantes a la utilizacin de toberas que poseen orificios de salida cada vez ms pequeos, la principal explicacin a esta conducta, radica en que la pulverizacin del gasoil es ms homognea y por tanto se disminuye el consumo de gasoil y la emisin de partculas contaminantes.

GEOMETRIA DE ASIENTO STANDAR

GEOMETRIA DE ASIENTO IRH

TOBERA IRH

Este tipo de tobera posee una guia de aguja doble su denominacion es irh (de espacio de corte trasero inverso). Una ventaja de esta tobera es la formacion de un chorro mejorado, el cual se deja notar en la zona de carga parcial, con cantidades reducidas de inyeccin y carreras de aguja pequeas.

Al mismo tiempo se consigue reducir la emision de gases de escape y los valores de partculas en un 20% gracias a la mejor formacion del chorro.

TOBERAS INYECTORES

DESCRIPCION DEL SISTEMA DE FILTRO DE PARTICULAS

Se compone:1. De un soporte filtrante asociado a un precatalizador colocado al principio del tubo de escape y de captadores que controlan la temperatura y la presin.2. De un nuevo procesador de mando y control del "common rail" HDI que controla la regeneracin del filtro y el autodiagnstico del conjunto: es el corazn del sistema.3. De un sistema de adicin de carburante, integrado en el vehculo.

FILTRO DE PARTICULAS


MANUAL HDI

PRINCIPIO DE REGENERACION

La regeneracin consiste en quemar las partculas acumuladas en el filtro. Estas partculas, fijadas en el filtro, estn compuestas principalmente por carbono e hidrocarburos, y se queman en presencia de oxgeno a una temperatura de 550C.

La regeneracin del filtro est controlada por el sistema de inyeccin Common Rail que permite desencadenar mltiples inyecciones con el fin de aumentar la temperatura inicial de los gases (del orden de 150C en circulacin urbana) hasta los 450C a la salida del colector de escape.

Esta operacin de aumento de la temperatura se efecta en dos etapas:Primera Etapa:Una post-inyeccin, en fase de expansin, que crea una post-combustin en el cilindro y provoca una subida de la temperatura de 200 a 250C.

Segunda Etapa: Una post-combustin complementaria, generada por un catalizador de oxidacin colocado al principio del filtro, que trata los hidrocarburos sin quemar procedentes de la post-inyeccin. La temperatura puede aumentar ms de 100C.

FILTRO DE CERINAEl tanque de cerina tiene un volumen de 5 litros, conforme se va llenando el tanque, la UCE mide la cantidad de gasoil aportada y la UCE inyecta la cantidad ptima de cerina en el deposito, dicha cerina se va mezclando con el gasoil dentro del tanque. La autonoma del deposito de cerina es de 80.000 Km y nicamente puede ser repocisionado por el servicio oficial que adems debe limpiar el filtro con agua a presin. Al cerina tiene por objeto disminuir la temperatura de combustin de las partculas de 550 a 450


MANUAL HDI

G HI .- Entrada informacin entrada filtro de partculas (dimetro 4,32 mm).h REF .- Entrada informacin salida filtro de partculas (dimetro 4,32 mm).j .- Marca blanca.k .- Conector elctrico.I .- Membrana.

SENSORES DEL FILTRO DE PARTICULASSENSOR PRESIN GASES DE ESCAPE

Los captadores de temperatura informan al calculador de inyeccin de la temperatura de los gases de escape (a la entrada y salida del catalizador)La sonda esta compuesta de una resistencia con coeficiente de temperatura negativo (NTC).Cuanto mas aumenta la temperatura menor es su resistencia.

SENSORES TEMPERATURA GASES DE ESCAPE

FUNCIONEl captador mide permanentemente la diferencia de presin de los gases de escape, entre la entrada y la salida del filtro de partculas, para determinar el estado del filtro (problemas de atascamiento o de

deterioro del filtro.El captador esta compuesto de los elementos siguientes:- Electrnica para la amplificacin de la seal.- Una membrana estanca.La membrana es sometida a las presiones siguientes:- La presin a la entrada del filtro de partculas (entrada).- La presin de salida del filtro de partculas (salida).

El captador suministra una tensin proporcional a la presin diferencial medida por la membrana (delta P = P entrada P salida).


MANUAL HDI

FILTRO DE PARTICULASEl filtro de partculas tiene una estructura porosa, de carbono de silicio, formada por canales que retienen las partculas de los gases de escape. Se caracteriza por su gran capacidad de retencin.

FILTRO DE PARTICULAS

common rail hdi

Documents