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Estudio de la alimentación
MOTORES TÉRMICOS Estudio de la alimentación
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Introducción Ventajas de la inyección Clasificación de los sistemas -Según donde inyectan -Según nº de inyectores -Según nº de inyecciones -Según características de funcionamiento Gestión de la U.C.E Componentes básicos Factores de influencia prioritaria -Sensor pedal del acelerador -Sensor tª motor y combustible -Sensor nº rpm y PMS -Caudalímetro -Sensor posición del regulador del caudal de inyección -Sensor de alzada -Cartografía de la inyección Factores de influencia secundaria -Contacto pedal embrague y freno Otros dispositivos Unidad Central Electrónica Circuito de baja presión Circuito de alta presión -Tipos de bombas -Inyectores -Common rail Sobrealimentación
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Introducción
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Ventajas de la inyección
exigencias de potencia consumo comportamiento de marcha limitación de contaminantes en los gases de escape mejor distribución de la mezcla la supresión del carburador da forma a los conductos de admisión permitiendo corrientes aerodinámicamente favorables mejorando el llenado de los cilindros favorecemos el par motor y la potencia tiempos de arranque más breves y una aceleración más rápida y segura desde el ralentí solucionar problemas de la carburación: la escarcha, la percolación, las inercias de la gasolina.
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Clasificación de los sistemas de inyección
Según el lugar donde inyectan. -Directa o indirecta
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monopunto / multipunto
Según el número de inyectores monopunto / multipunto monopunto multipunto
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Según el número de inyecciones:
-CONTINUA -INTERMITENTE -SECUENCIAL: los inyectores funcionan de uno en uno de forma sincronizada. -SEMISECUENCIAL: los inyectores abren y cierran de dos en dos. -SIMULTANEA: El combustible es inyectado en los cilindros por todos los inyectores a la vez
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Según las características de funcionamiento:
-INYECCIÓN MECANICA (K-jetronic) -INYECCIÓN ELECTROMECANICA (KE-jetronic) -INYECCIÓN ELECTRÓNICA (L-jetronic, LE-jetronic, motronic, Dijijet, Digifant, etc.)
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Gestión U.C.E
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Componentes básicos
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Factores de influencia priortaria a la hora de regular
el caudal de combustible a inyectar Sensor pedal del acelerador potenciómetro que se mueve empujado por el pedal del acelerador Si ocurre un fallo en este sensor el motor disminuye la velocidad para que el conductor pueda llegar hasta el taller mas cercano a comprobar la avería
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Sensor de temperatura del motor y del combustible
Estos sensores llevan una resistencia sensible a la temperatura con un coeficiente negativo de temperatura (NTC). La información que recibe la unidad de control de estos sensores le sirve para modificar o activar: - El ángulo de avance a la inyección. - El ventilador de refrigeración del radiador del motor. - Las funciones de diagnosis. - Las bujías de incandescencia. Si una de estas señales se pierde o ambas, la temperatura del motor y la del combustible son sustituidas por unos valores de repuesto memorizados por la unidad de control
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Sensor de nº rpm y punto muerto superior PMS
El numero de rpm que gira el motor es uno de los principales factores que la unidad de control tiene en cuenta a la hora de calcular la cantidad de combustible a inyectar. Si el sensor de rpm manda una señal errónea o se corta, la unidad de control activa un programa de emergencia. La señal del sensor de aguja del inyector se toma como referencia para este propósito.
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Caudalímetro Determina la masa de aire que entra a los cilindros
El mapa de humos registrado en la unidad de control limita la cantidad de combustible a inyectar si la entrada de aire es demasiado baja para una combustión completa del combustible inyectado que provocaría un exceso de humos. Si la señal del caudalimetro falla la unidad de control activa el programa de emergencia.
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Sensor de posición del regulador de caudal de inyección
Su misión es saber la cantidad de combustible inyectado por los inyectores. Si esta señal falla el funcionamiento del motor es interrumpido por razones de seguridad.
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Sensor de alzada de aguja
transmite una señal eléctrica a la unidad de control cuando se produce la inyección de combustible De la señal que manda este sensor la unidad de control sabe en todo momento el punto de comienzo de inyección real del motor y lo compara con la señal que le manda el sensor de rpm y PMS que le proporciona el valor de referencia, con estos dos valores mas el valor teórico de la cartografía de comienzo de inyección que tiene memorizada, la unidad de control determinara si hay una desviación entre el valor real y el teórico y lo corregirá actuando sobre la electroválvula de control de comienzo de inyección situada en la bomba inyectora
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Cartografía de inyección (Mapa de humos)
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Factores de influencia secundaria a la hora de regular
el caudal de combustible a inyectar Contacto del pedal del embrague Para suprimir los tirones en el automóvil la cantidad de inyección es brevemente reducida. Contacto del pedal de freno y contacto de freno por razones de seguridad (sistema redundante no puede estar pisado el freno y el acelerador a la vez ).
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La cartografía se determina empíricamente y representa un optimo compromiso entre el buen funcionamiento del motor y el control de las emisiones.
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Otros dispositivos Válvula EGR
Para reducir las emisiones de gases de escape, principalmente el oxido de nitrógeno (Nox), se utiliza el Sistema EGR (Exhaust gas recirculation) que reenvía una parte de los gases de escape al colector de admisión, con ello se consigue que descienda el contenido de oxigeno en el aire de admisión que provoca un descenso en la temperatura de combustión que reduce el oxido de nitrógeno (Nox). Cuando debe activarse el sistema EGR y cual es la cantidad de gases de escape que deben ser enviados al colector de admisión, es calculado por la unidad de control, teniendo en cuenta el régimen motor (nº de rpm), el caudal de combustible inyectado, el caudal de aire aspirado, la temperatura del motor y la presión atmosférica reinante. La unidad de control tiene memorizado una cartografía EGR que teniendo en cuenta los parámetros anteriores actúa sobre la electroválvula de control de vació para abrir la válvula EGR y se provoque la recirculación de los gases de escape a la admisión.
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Sistema de control de la presión del Turbocompresor
Sistema de control de la presión del Turbocompresor El control de la presión del turbo va estar condicionado por la gestión electrónica que se encarga de controlar la sobrepresión del turbo por medio de una electroválvula. Las características principales de este sistema de control son: - Permite sobrepasar el valor de máxima presión de carga. - A altos regímenes del motor (RPM), la sobrepresión esta limitada. - La velocidad de giro del turbo puede subir hasta aproximadamente RPM. Compensación de altura automática Con la gestión electrónica la potencia no disminuirá aunque cambien las condiciones externas al vehículo (altitud, temperatura).
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La evolución de la electrónica
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Unidad de control electrónica (ECU)
Las señales que recibe la ECU de los distintos sensores son controladas continuamente, en el caso de que falle alguna señal o sea defectuosa la ECU adopta valores sustitutivos fijos que permitan la conducción del vehículo hasta que se pueda arreglar la avería. Si hay alguna avería en el motor esta se registrara en la memoria de la ECU. La información sobre la avería podrá leerla el mecánico en el taller conectando un aparato de diagnosis al conector que hay en el vehículo a tal efecto. Unidad de control electrónica (ECU) Las señales que recibe la ECU de los distintos sensores son controladas continuamente, en el caso de que falle alguna señal o sea defectuosa la ECU adopta valores sustitutivos fijos que permitan la conducción del vehículo hasta que se pueda arreglar la avería. Si hay alguna avería en el motor esta se registrara en la memoria de la ECU. La información sobre la avería podrá leerla el mecánico en el taller conectando un aparato de diagnosis al conector que hay en el vehículo a tal efecto.
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Circuito de baja presión
Electrobomba de combustible Filtro de combustible Acumulador y amortiguador Regulador de presion
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Circuito de alta presión
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Tipos de bombas M, MW, A, P, ZWM, CW: son bombas de inyección en linea de tamaño constructivo ascendente. PF: bombas de inyección individuales. VE: bombas de inyección rotativas de émbolo axial. VR: bombas de inyección rotativas de émbolos radiales. UPS: unidad de bomba-tubería-inyector. UIS: unidad de bomba-inyector. CR: Common Rail.
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Bomba mecánica en línea
Bomba en línea tipo PE para 4 cilindros
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Bomba mecánica rotativa
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Bomba rotativa de inyección, tipo VE
Elementos de la bomba encargados de generar y distribuir el combustible a alta presión: 1.- Eje de accionamiento; 2.- Disco cruceta; 3.- Anillo de rodillos; 4.- Rodillo; 5.- Disco de levas; 6.- Arandelas de ajuste; 7.- Embolo distribuidor; 8.- Puente elástico; 9.- Corredera de regulación; 10.- Cabeza distribuidora; 11.- Muelle; 12.- Racor de impulsión (válvula de reaspiración).
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Conjunto de cabeza y émbolo distribuidores: 1.-Cabeza distribuidora; 2.- Embolo distribuidor; 3.- Racor de impulsión; 4.- Válvula de reaspiración (también llamada de impulsión); 5.- Corredera de regulación.
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La inyección piloto eleva la temperatura y la presión en el cilindro antes de hacer la inyección principal para permitir así una combustión más gradual, y resultando un motor más silencioso. (sistema multijet)
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Sobrealimentación
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Compresores volumétricos
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Comprex
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Turbocompresores
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Regulación de la presión turbo Para evitar el aumento excesivo de vueltas de la turbina y compresor como consecuencia de una mayor presión de los gases a medida que se aumenten las revoluciones del motor, se hace necesaria una válvula de seguridad (también llamada: válvula de descarga o válvula waste gate). Esta válvula está situada en derivación, y manda parte de los gases de escape directamente a la salida del escape sin pasar por la turbina.
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Intercooler Para evitar el problema del aire calentado al pasar por el rodete compresor del turbo, se han tenido que incorporar sistemas de enfriamiento del aire a partir de intercambiadores de calor (intercooler). El intercooler es un radiador que es enfriado por el aire que incide sobre el coche en su marcha normal. Por lo tanto se trata de un intercambiador de calor aire/aire a diferencia del sistema de refrigeración del motor que se trataría de un intercambiador agua/aire. Con el intercooler (se consigue refrigerar el aire aproximadamente un 40% desde 100°-105° hasta 60°- 65°). El resultado es una notable mejora de la potencia y del par motor gracias al aumento de la masa de aire (aproximadamente del 25% al 30%). Además se reduce el consumo y la contaminación.
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Turbocompresor de geometría variable (“turbina Kaplan”)
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