Inyector Bomba Válvula Electromagnética
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Indice
El Manual de Reparaciones contiene indicacionesreferentes a la inspección y mantenimiento, asícomo instrucciones para el ajuste y reparación.
Introdución 4
Sistema de inyección bomba-inyector 6
Alimentación de combustible 18
Sistema de precalentamiento 25
Gestión del motor 26
Esquema de funcionamiento 38
Autodiagnóstico 41
Mecánica del motor 42
Compruebe Ud. sus conocimientos 46
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Introdución
El motor TDI de 1,9 l con sistema deinyección bomba-inyector
Las ventajas se consiguen mediante:
– una elevada presión de inyección de 205 MPa(2050 bares), como máximo
– una regulación exacta del proceso deinyección
– una inyección previa
Al comparar los sistemas de inyección de labomba de inyección rotativa y de la bomba-inyector, se muestran para este último lassiguientes ventajas:
– escasos residuos de combustión – menor emisión de sustancias nocivas
– menor consumo de combustible – alto aprovechamiento de la potencia
SP36_05
El motor TDI 1,9 l con sistema de inyecciónbomba-inyector es un desarrollo sobre la basedel motor TDI de 1,9 l con bomba de inyección
rotativa.
Su diferencia de este motor radica principalmenteen el tipo de inyección.
En este programa autodidáctico se presenta eldiseño y funcionamiento de este nuevo sistemade inyección y se exponen las innovacionesrelacionadas con el mismo que se han aplicado alsistema de combustible, a la gestión del motor ya la mecánica del motor.
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Datos técnicos
Letras distintivas ATDde motor:Gestión del motor: Bosch EDC 15P
Tipo de construcción: motor de 4 cil. en líneaVálvulas por cilindro: 2Cilindrada:
1896 cm
3
Diámetro: 79,5 mmCarrera: 95,5 mm
Relación de compresión: 19,0 : 1Potencia nominal: 74 kW/4000 min
-1
Par motor máx.: 240 Nm a1900 ... 2400 min
-1
Depuración de gases recirculación de gasesde escape: de escape, catalizador
por oxidaciónNorma sobre gases EU3de escape:Combustible: gasóleo, mín. CN49
PME, mín. CN48
La mecánica del motor
– Motor turbodiesel con refrigeración del aire desobrealimentación.
– Bomba en tándem para alimentación decombustible y de depresión, bomba desuministro previo eléctrica.
– Carcasa de fundición gris.
– Taqués huecos con compensación hidráulicadel juego de válvulas.
– Cada cilindro tiene un sistema de inyecciónbomba-inyector y una elevada presión deinyección de 205 MPa (2050 bares).
– Refrigeración del combustible refluyentemediante un radiador bañado por aire en elpiso del vehículo.
n (1/min)
1000 50002000 3000 4000 6000
SP36_28
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Sistema de inyección bomba-inyector
Cada cilindro tiene una unidad bomba-inyector.De este modo se requieren sólo pocoscomponentes generadores de alta presión.
Generalidades
¿Qué es una unidad bomba-inyector?
Una unidad bomba-inyector es una bomba deinyección de un cilindro de mando por válvulaelectromagnética y con inyector, reunidos en unmódulo.
Igual que una bomba de inyección rotativa, elsistema de inyección bomba-inyector tiene lassiguientes tareas:
– generar la alta presión para la inyección,
– inyectar la cantidad adecuada de combustibleen el momento preciso.
bomba de inyección de un cilindro
(generador de presión)
inyector
válvula electromagnética
SP36_06
Nota:La unidad bomba-inyector se designatambién como Unit-Injector-SystemUIS.
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La unidad bomba-inyector se encuentradirectamente en la culata, encima de cadacilindro.
La unidad bomba-inyector está hermetizadahacia la culata mediante anillos toroidales.
Lugar de montaje
Fijación/ajuste
La unidad bomba-inyector está fijada en la culata
con un bloque tensor.Se ajusta con un tornillo de ajuste tras el montajedel émbolo de bomba.
Al montar una unidad bomba-inyector, atender auna posición de montaje correcta y ajustarla. Sino se encuentra perpendicular al bloque tensor,podrá aflojarse el tornillo de fijación. Ello puededañar la unidad bomba-inyector o la culata.
Con el ajuste, se ajusta una distancia mínima enel punt más bajo entre el fondo de la cámara de
alta presión y el émbolo de la bomba (véasetambién la página 8). De este modo se impideque, en caso de calentamiento, el émbolo debomba choque contra el fondo de la cámara dealta presión.
Nota:¡Sírvase tener en cuenta al respectolas instrucciones del Manual de
Reparaciones!
SP36_17
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bloque
tensor
culataunidad bomba-inyector
tornillo de
ajuste
tornillo de
fijación
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Sistema de inyección bomba-inyector
Estructura de diseño
balancín de rodillo
leva de inyección
perno esférico
émbolo de bomba
muelle de émbolo
válvula para
bomba-inyector
aguja de válvula
electromagnética
retorno de
combustible
alimentación de
combustible
muelle de
inyector
amortiguación
de aguja de
inyector
aguja de
inyector
culata junta termoaislante
anillos
toroidales
émbolo de desvío
cámara de alta
presión
SP36_19
tornillo de ajuste
contratuerca
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Accionamiento
Cada unidad bomba-inyector por cilindro la
acciona el árbol de levas mediante balancín derodillo.
El árbol de levas tiene para ello cuatro levasadicionales, las levas de inyección, que seencuentran entre las levas de válvula.Estas accionan, mediante balancines de rodillo,los émbolos de bomba de las unidades bomba-inyector.
… y un flanco descendente plano.
Mediante éste, el émbolo de bomba se muevelenta y uniformemente hacia arriba y elcombustible puede seguir fluyendo exento deburbujas en la cámara de alta presión de launidad bomba-inyector.
La leva de inyección tiene un flancoascendente empinado …
El émbolo de bomba es presionado hacia abajo agran velocidad. De este modo, se alcanza muyrápidamente una presión de inyección elevada.
leva de inyección
émbolo de bomba
balancín de rodillo
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leva de inyección
émbolo de bomba
balancín de rodillo
SP36_20
balancín de rodillo
levas de válvula
leva de inyección
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Sistema de inyección bomba-inyector
El curso de la inyección en el sistema deinyección bomba-inyector, con escasa presión enla inyección previa seguida de una "pausa deinyección", así como con creciente presión en lainyección principal y rápido fin de inyección,concuerda en gran medida con el requerimientodel motor.
Requerimientos formulados a la formación de la mezcla y a la combustión
La condición previa para una combustión eficazes una buena formación de la mezcla.Para ello hay que inyectar la cantidad adecuadade combustible en el momento preciso y a unapresión elevada.Ya la menor divergencia puede ocasionar unaumento de las emisiones de sustancias nocivas,fuertes ruidos de combustión o un consumoelevado de combustible.
Para el proceso de combustión de un motorDiesel es importante un retardo muy breve delencendido. El retardo de encendido es el tiempoque transcurre entre el inicio de la inyección y elcomienzo del aumento de la presión en la cámarade combustión. Si durante este tiempo se inyectauna cantidad grande de combustible, ello causaráun brusco aumento de la presión y, porconsiguiente, fuertes ruidos de combustión.
Esto crea la condición previa para un encendidorápido de la cantidad de inyección principal, conla consiguiente reducción del retardo deencendido. La inyección previa y una "pausa deinyección" entre las inyecciones previa y principalhacen que las presiones en la cámara decombustión no se originen bruscamente, sino queaumenten de modo plano.De ello resultan escasos ruidos de combustión ymenos emisiones de óxido de nitrógeno.
Inyección previa
A fin de conseguir un proceso de combustión conla máxima suavidad posible, antes de comenzarla inyección principal se inyecta una pequeñacantidad de combustible con poca presión - lainyección previa.Mediante la combustión de esta pequeñacantidad de combustible aumentan la presión y latemperatura en la cámara de combustión.
Inyección principal
En la inyección principal se trata de conseguiruna buena formación de mezcla a fin de que elcombustible se queme lo más totalmente posible.Con una presión de inyección elevada, elcombustible se pulveriza muy finamente, demodo que pueda mezclarse bien con el aire. Unacombustión completa reduce las emisiones desustancias nocivas y proporciona un altoaprovechamiento de la potencia.
Fin de la inyección
Al final de la inyección es importante que lapresión de la misma disminuya rápidamente yque la aguja del inyector se cierre rápidamente.Esto impide que el combustible llegue a lacámara de combustión con escasa presión deinyección y gotas de gran diámetro y sólo sequeme de modo incompleto, lo cual haríaaumentar las emisiones de sustancias nocivas.
Bomba-inyectorPresión de inyección
R
e q u e r i m i e n t o
d
e l m o t o r
Tiempo
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Durante el proceso de llenado, el émbolo de
bomba se mueve hacia arriba por efecto delmuelle del émbolo, con lo que aumenta elvolumen de la cámara de alta presión.La válvula para la unidad bomba-inyector no estáactivada.La aguja de válvula electromagnética seencuentra en posición de reposo y deja libre lavía de alimentación de combustible a la cámarade alta presión.
La presión generada por la bomba decombustible en el conducto de alimentación hace
fluir el combustible a la cámara de alta presión.
El proceso de inyección
Llenado de la cámara de alta presión
émbolo de bomba
válvula para
bomba-inyector
cámara de alta
presión
muelle de émbolo
alimentación de
combustible
aguja de válvula
electromagnética
balancín de rodillo
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Sistema de inyección bomba-inyector
La leva de inyección empuja el émbolo de bomba
hacia abajo mediante el balancín de rodillo, conlo que impele el combustible de la cámara de altapresión al conducto de alimentación decombustible.El proceso de inyección lo inicia la unidad decontrol del motor. Para ello, ésta activa la válvulapara la unidad bomba-inyector. Al hacerlo, laaguja de válvula electromagnética es presionadaal asiento y cierra la vía de la cámara de altapresión al conducto de alimentación decombustible. Con ello se comienza a generarpresión en la cámara de alta presión. Al
alcanzarse una presión de 18 MPa (180 bares)se supera la fuerza de tensión previa del muelledel inyector. La aguja del inyector se levanta y seinicia la inyección previa.
El proceso de inyección
Comienzo de la inyección previa
asiento de válvula
electromagnética
aguja de inyector
émbolo de bomba
cámara de alta
presión
alimentación de combustible
aguja de válvula
electromagnéticaleva de inyección
válvula para
bomba-inyector
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Amortiguación de la aguja de inyector
En la inyección previa se amortigua el recorridode la aguja de inyector mediante un acolchadohidráulico. Ello hace posible dosificar conexactitud el combustible.
Proceso de funcionamiento
En el primer tercio del recorrido total, la aguja deinyector se abre sin estar amortiguada. Alhacerlo, se inyecta en la cámara de combustiónla cantidad de inyección previa.
Tan pronto el émbolo de amortiguación sesumerge en el orificio de la carcasa del inyector,el combustible por encima de la aguja de inyectorsólo se puede desplazar a través de una rendijade fuga a la cámara del muelle de inyector. Deeste modo se origina un acolchado hidráulico quelimita la carrera de la aguja durante la inyecciónprevia.
SP36_23
SP36_24
recorrido sin
amortiguar
cámara de muelle
de inyector
carcasa de inyector
rendija de fuga
acolchado
hidráulico
émbolo de
amortiguación
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Sistema de inyección bomba-inyector
Inmediatamente después de abrirse la aguja de
inyector, finaliza la inyección previa. Por efectode la creciente presión, el émbolo de desvío semueve hacia abajo, con lo que aumenta elvolumen de la cámara de alta presión.Ello hace disminuir la presión por un brevemomento y la aguja del inyector se cierra. Hafinalizado la inyección previa.El movimiento descendente del émbolo de desvíopretensa más fuertemente el muelle de inyector.Así que, para volver a abrir la aguja de inyectoren la subsiguiente inyección principal, serequerirá mayor presión de combustible que en la
inyección previa.
El proceso de inyección
Fin de la inyección previa
aguja de inyector
émbolo de bomba
cámara de alta
presión
válvula para
bomba-inyector
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émbolo de desvío
muelle de inyector
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Poco antes de cerrarse la aguja de inyector
vuelve a aumentar la presión en la cámara dealta presión.Al hacerlo, la válvula para bomba-inyector siguecerrada y el émbolo de bomba se mueve haciaabajo.A una presión de aprox. 30 MPa (300 bares), lafuerza resultante de la presión del combustible esmayor que la fuerza del muelle de inyectorpretensado. La aguja de inyector vuelve alevantarse y se inyecta la cantidad de inyecciónprincipal.Al hacerlo, la presión aumenta hasta 205 MPa
(2050 bares) porque en la cámara de alta presiónse ha de desplazar más combustible por unidadde tiempo del que puede salir a través de losorificios de inyector. Al desarrollar el motor supotencia máxima, es decir, a un alto régimen,siendo al mismo tiempo elevado el caudal deinyección, la presión alcanza su valor máximo.
Comienzo de la inyección principal
aguja de inyector
émbolo de bomba
cámara de alta
presión
válvula para bomba-inyector
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muelle de inyector
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Sistema de inyección bomba-inyector
Se inicia el final de la inyección principal cuando
la unidad de control del motor ya no activa laválvula de la unidad bomba-inyector.En tal caso, el muelle de la válvulaelectromagnética abre la aguja de la misma. Acontinuación, el combustible desplazado por elémbolo de bomba puede entrar en el conductode alimentación de combustible. La presióndisminuye. La aguja de inyector se cierra y elémbolo de desvío, presionado por el muelle deinyector, vuelve a su posición inicial.
El proceso de inyección
Fin de la inyección principal
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aguja de inyector
émbolo de bomba
válvula para
bomba-inyector
émbolo de desvío
aguja de válvula
electromagnética
alimentación de combustible
muelle de válvula
electromagnética
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El retorno de combustible en launidad bomba-inyector
El conducto de retorno de combustible en launidad bomba-inyector realiza las siguientestareas:
– Refrigeración de la unidad bomba-inyector.Para ello, a través de los canales de la unidadbomba-inyector se enjuaga el conducto deretorno con combustible procedente delconducto de alimentación.
– Evacuación del combustible de fuga en elémbolo de bomba.
– Separación de burbujas de vapor delconducto de alimentación de combustible, através de las mariposas, al conducto deretorno de combustible.
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combustible
de fuga
retorno de combustible
alimentación de combustible
mariposas
émbolo de bomba
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Alimentación de combustible
Con el encendido "CON.", la bomba eléctrica
bombea previamente durante 2 segundos yvuelve a pararse hasta que el motor gire alnúmero de revoluciones de arranque.A continuación, funciona constantemente y ponea disposición de la bomba de combustiblemecánica el combustible directamente en elmotor.Una válvula limitadora de presión en la bomba decombustible eléctrica asegura que la presión delcombustible en la bomba mecánica sea casi de0 MPa (0 bares).Seguidamente, a través del orificio dealimentación en la culata, la bomba mecánicasuministra el combustible directamente a lasunidades bomba-inyector.
Sistema de alimentación decombustible
Para la alimentación de combustible trabajan dosbombas:
– una bomba de combustible eléctrica* – una bomba de combustible mecánica
La bomba de combustible eléctrica trabaja comobomba de suministro previo y está emplazada enel depósito de combustible. Ella bombeacombustible con una presión de 0,05 MPa(0,5 bares) a la bomba de combustible mecánica.Esta se encuentra abridada en el motor,directamente junto a la bomba de vacío en la
culata.
M
Radiador de combustible,
refrigera, con apoyo del viento de
marcha, el combustible refluyente, a
fin de proteger el depósito decombustible contra combustible
demasiado caliente.
Termosensor de combustible,
determina la temperatura del
combustible en el conducto de retorno
del mismo y envía una señal a la
unidad de control del motor.
Filtro de combustible,
protege el sistema de inyección
contra suciedad y desgaste a
causa de partículas y agua.
Válvula de retención,
impide que, estando parado el motor,
refluya al depósito combustible de la
bomba [presión de apertura = 0,02 MPa
(0,2 bares)].
Depósito decombustible
Bomba de combustibleeléctrica
con válvula limitadora de
presión, bombea combustible a
la bomba mecánica.
* Algunos modelos se fabricaron alinicio de la serie sin bomba de
combustible eléctrica.
** En función de la temperatura del
combustible en la válvula deprecalentamiento se conduce
nuevamente a la tubería de
alimentación combustible calentadode la tubería de retorno a través delfiltro de combustible.
Válvula de precalentamiento**,
sirve para regular el precalentamiento
del combustible.
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En la tubería de retorno de combustible se
encuentran un termosensor y un radiador decombustible.
El combustible que no se necesita para la
inyección refluye al depósito, a través del orificiode retorno en la culata, mediante la bomba decombustible mecánica.
SP36_04
Válvula reguladora de presión,
regula la presión de combustible en el conducto
de alimentación de combustible. A una presión
de combustible superior a 0,75 MPa (7,5 bares)
se abre la válvula. El combustible se conduce
nuevamente al lado de aspiración de la bomba
de combustible.
Tamiz,
recoge burbujas de vapor del conducto de
alimentación de combustible. A
continuación, se separan las burbujas a
través del orificio de mariposa y del
conducto de retorno.
Válvula reguladora de presión,
limita la presión en el conducto de retorno de
combustible a 0,1 MPa (1 bar). De este modo
se consigue un estado uniforme de fuerza en
la aguja de válvula electromagnética.
Orificio de mariposa del conducto de
alimentación de combustible al
conducto de retorno de combustible
A través del orificio de mariposa se
separan y fluyen al conducto de retorno
de combustible burbujas de vapor que se
encuentran en el conducto de
alimentación de combustible.
Bypass
Si hay aire en el sistema de combustible, por ejemplo en caso de
vaciarse el depósito conduciendo, la válvula limitadora de
presión permanecerá cerrada. El aire saldrá del sistema
empujado por el combustible que fluye posteriormente.
Orificio de retorno
Orificio de alimentación
Bomba de
combustible
mecánica
Culata
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Alimentación de combustible
La bomba de combustiblemecánica
Esta bomba se encuentra directamentedetrás de la bomba de vacío, a un lado dela culata. Las dos bombas son accionadasconjuntamente por el árbol de levas.Esta unidad se designa también comobomba en tándem.
El combustible puesto a disposición en elmotor por la bomba eléctrica lo suminsistrala bomba mecánica, a través del orificio dealimentación (en la culata) a las unidadesbomba-inyector.
En la bomba de combustible se encuentraun tornillo de cierre para empalme de unmanómetro.Allí se puede comprobar la presión delcombustible en el conducto dealimentación.
SP36_08
bomba de
combustible
bomba de
vacío
orificio de alimentación de
combustible (en la culata)
orificio de retorno de combustible
(en la culata)
SP36_09
alimentación de
combustible
(del depósito)
del orificio de
retorno en la culata
retorno de combustible
(al depósito)
válvula reguladora de
presión para retornode combustible
alimentación de
combustible (en la culata)
rotor
mariposa
aleta bloqueadora
La bomba de combustible mecánica es unabomba de aletas bloqueadoras. Las aletasbloqueadoras son presionadas por fuerzade muelle contra el rotor.Ventaja:ya a números de revoluciones bajos sesuministra combustible.(Las bombas de aletas bloqueadorasaspiran sólo cuando el número de
revoluciones es tal alto que los elementosde aleta quedan aplicados al estátor porefecto de la fuerza centrífuga.)
La conducción del combustible dentro de labomba está realizada de tal modo, que elrotor esté siempre humedecido concombustible, también en caso de vaciarseel depósito. Se garantiza una aspiraciónautomática.
válvula reguladora de presión
para alimentación de combustible
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Funcionamiento
La bomba de combustible trabaja según el
principio:
– aspirar mediante aumento de volumen – suministrar mediante disminución de volumen
El combustible se aspira y se suministra siempreen dos cámaras.Las cámaras de aspiración y las cámaras desuministro están separadas por las aletasbloqueadoras.
Representación del funcionamientocámaras 1 y 4
El combustible lo aspira la cámara 1 (cámara deaspiración)y lo suministra la cámara 4 (cámara desuministro).Al girar el rotor, aumenta el volumen de lacámara 1, mientras que disminuye el volumen dela cámara 4.
Representación del funcionamientocámaras 2 y 3
Aquí, las dos otras cámaras están en acción.El combustible es suministrado por la cámara 2 ypor la cámara 3.
SP36_10
SP36_11
cámara 4
rotor
cámara 1
cámara 2
cámara 3
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Alimentación de combustible
El tubo distribuidor
En el orificio de alimentación en la culata se
encuentra un tubo distribuidor.Su tarea: distribuir uniformemente el combustiblea las unidades bomba-inyector y mantener enéstas el combustible a la misma temperatura.
Principio de funcionamiento
La bomba suministra el combustible al tubodistribuidor en la culata.En el interior del tubo distribuidor fluye elcombustible hacia el cilindro 1.
A través de orificios transversales, el combustiblellega a la rendija anular entre tubo distribuidor y
pared. Aquí se mezcla el combustible con elcombustible muy caliente que las unidadesbomba-inyector hacen volver al orificio dealimentación.
El resultado es una temperatura uniforme delcombustible en la alimentación de todos loscilindros.Todas las unidades bomba-inyector reciben igualmasa de combustible. De este modo se consigueuna marcha equilibrada del motor.
SP36_15
SP36_12
cilindro 1 cilindro 2 cilindro 3 cilindro 4
orificios transversales
orificios transversales
SP36_13
rendija anular tubo distribuidor
culata
mezcla del
combustible en la
rendija anular
combustible de la unidad
bomba-inyector
combustible a la
unidad bomba-
inyector
tubo distribuidor
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La temperatura del combustible del cilindro 4 al
cilindro 1 aumentaría y las unidades bomba-inyector recibirían diferentes masas decombustible.Consecuencias:
– marcha desequilibrada del motor – temperatura demasiado elevada en los
cilindros delanteros
VAS 5187
Sin el tubo distribuidor, la temperatura del
combustible en las unidades bomba-inyector nosería uniforme.
En tal caso, el combustible muy calienteempujado de vuelta al orificio de alimentación porlas unidades bomba-inyector sería desplazadopor el combustible de alimentación frío que fluyedel cilindro 4 hacia el cilindro 1.
SP36_14
cilindro 1 cilindro 2 cilindro 3 cilindro 4
culata
orificio de alimentación combustible muy
caliente de retornocombustible de
alimentación frío
Comprobación de la presión delcombustible
Para comprobar la presión del combustible, labomba en tándem tiene extra un tornillo de cierre,el cual se extrae para empalmar el dispositivomanométrico VAS 5187.
Condición para la comprobación:
– temperatura del líquido refrigerante, como
mín., 85 oC – número de revoluciones incrementado de
1500 min-1
El valor teórico de la presión del combustible hade ser de 0,35 MPa (3,5 bares), como mínimo.
La determinación del número de revoluciones seefectúa durante la comprobación de la presióncon un lector de averías.
SP36_67
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Alimentación de combustible
La refrigeración del combustible
Ahora, el combustible que refluye enfriado notiene ningún efecto negativo sobre el depósito, labomba ni el transmisor de nivel de combustible.
El radiador de combustible se encuentra en laparte izquierda de los bajos del vehículo, en latubería de retorno al depósito de combustible.
En caso necesario, las tuberías de combustiblese pueden soltar fácilmente (cieres rápidos).
Mediante la presión elevada en las unidadesbomba-inyector, el combustible se calienta tanfuertemente que se ha de enfriar antes de querefluya al depósito.
Por ello, a la tubería de retorno de combustiblehay incorporado adicionalmente un radiador decombustible.
El combustible que las unidades bomba-inyectorhacen retornar a través de la bomba fluye a
través del radiador, el cual está provisto denervaduras refrigerantes y se calienta por elcombustible.En este punto, el aire que fluye (viento demarcha) absorbe calor del combustible muycaliente.
retorno de combustiblede motor (caliente)
alimentación de
combustible al motor
retorno de combustible
al depósito (enfriado)
radiador de
combustible con
nervaduras
refrigerantes
SP36_27
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Sistema de precalentamiento
La sinopsis del sistema muestra qué señales de
sensor se utilizan y qué actores se activan.La activación del testigo luminoso para tiempo deprecalentamiento se efectúa mediante el BUSCAN propulsión, de la unidad de control del motoral cuadro de instrumentos.
Sistema de precalentamiento
Con el sistema de precalentamiento se facilita el
arranque del motor en caso de reinartemperaturas bajas.Este sistema lo conecta la unidad de control delmotor a una temperatura del líquido refrigerantepor debajo de +9˚C.El relé para bujías de incandescencia lo activa launidad de control del motor. A continuación, seconecta la corriente de trabajo para las bujías deencendido.
Sinopsis del sistema de precalentamiento
Postcalentamiento
Después de cada arranque del motor, sepostcalienta independientemente de que se hayaprecalentado.
De este modo se reducen los ruidos decombustión, se mejora la calidad del ralentí y sereducen las emisiones de hidrocarburos.
La fase de postcalentamiento dura, como máx.,cuatro minutos y se interrumpe a un régimen delmotor superior a 2500 min-1.
Precalentamiento
Tras haber conectado el encendido, se conectanlas bujías de encendido a una temperatura pordebajo de +9˚C.Se enciende el testigo luminoso para tiempo deprecalentamiento.
Una vez finalizado el proceso deprecalentamiento, se apagará el testigo luminosoy se podrá hacer arrancar el motor.
transmisor número de
revoluciones motor
G28
transmisor para
temperatura del
líquido refrigerante
G62
unidad de control del motor J248
testigo luminoso para
tiempo de
precalentamiento K29
bujías de incandescencia Q6
relé para bujías de
incandescencia J52
SP36_35
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Sinopsis del sistema
Gestión del motor
Medidor de masa de aire G70
Transmisor de número de revoluciones
motor G28
Sensor de posición árbol de levas
Transmisor para posición del pedalacelerador G79Conmutador kick-down (sobregás) F8Conmutador de ralentí F60
Transmisor de temperatura del líquidorefrigerante G62Transmisor de presión colector deadmisión G71Transmisor de temperatura delcolector de admisión G72Conmutador de pedal de embragueF36Conmutador de luz de freno Fy conmutador de pedal de freno F47
Transmisor de temperagtura delcombustible G81
Señales adicionales:Señal de velocidad de marchaConmutador para GRA (CON./ DESCON.)Borne de alternador DFMCalefacción PTC con.
Transmisor dealtitud F96
L í n e a K
C A N
p r o p u l s i ó n
Unidad decontrol parared de a bordoJ519
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Relé para bomba decombustible J17Bomba de combustibleG6*
Relé para bujías deincandescencia J52Bujías de incandescencia
Q6
Válvulas para bomba-inyector, cilindros 1 - 4N240 … N243
Válvula pararecirculación de gases deescape N18
Válvula electromagnéticapara limitación de lapresión desobrealimentación N75
Válvula de conmutaciónpara chapaleta decolector de admisiónN239
Unidad de control para
sistema de inyección directaDiesel J248
Testigo luminosopara tiempo deprecalentamiento
K29
SP36_34
Señales adicionales:funcionamiento por inerciadel ventilador de radiador
Relé para potenciacalorífica baja J359
Relé para potenciacalorífica alta J360Calefacción PTC
* Nota:Algunos modelos se han fabricadoal comienzo de la serie sin la bombade combustible eléctrica G6.
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28 E
G40
109 101
+
-
30/+
18
o
J 322
J 248
Gestión del motor
El sensor de posición del árbol delevas G40
Utilización de la señal
Efecto en caso de fallar la señal
Conexión eléctrica
El sensor de posición del árbol de levas trabajasegún el principio del transmisor Hall. El sensorestá fijado a la protección de la correa dentada,debajo del piñón del árbol de levas.El explora los dientes en el piñón transmisor delárbol de levas (7 dientes emplazadosdiferentemente).
La señal del sensor de posición del árbol de levasle sirve a la unidad de control del motor, alarrancar éste, para la identificación de loscilindros.
En caso de fallar la señal, la unidad de controlutilizará la señal del transmisor de número derevoluciones del motor G28.
SP36_52
SP36_53
piñón transmisor del
árbol de levas
sensor de posición del
árbol de levas
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29 E
La identificación de cilindros al arrancar elmotor
Al arrancar el motor, la unidad de control delmismo ha de identificar qué cilindro se encuentraen el tiempo de compresión, a fin de activar lacorrespondiente válvula para unidad bomba-inyector. Para ello, la unidad de control del motorprocesa la señal del sensor de posición del árbolde levas, el cual palpa los dientes del piñóntransmisor del árbol de levas y determina así laposición del árbol de levas.
SP36_54
El piñón transmisor del árbol de levas
Como el árbol de levas da una vuelta de 360˚ porciclo de trabajo, en el piñón transmisor hay paracada cilindro un diente a una distancia de 90˚.
A fin de asignar los dientes a loscorrespondientes cilindros, el piñón transmisortiene un diente adicional para cada uno de loscilindros 1, 2 y 3, con diferentes distancias encada uno de ellos.
Funciona del siguiente modo:
Cada vez que un diente pasa por delante delsensor de posición del árbol de levas, se generauna tensión Hall que se transmite a la unidad decontrol del motor. Por razón de las diferentesdistancias de los dientes, las tensiones Hall sepresentan en diferentes períodos de tiempo.
Partiendo de ello, la unidad de control del motoridentifica el cilindro en cuestión y así puedeactivar la correspondiente válvula para unidadbomba-inyector.
90o
90o
90o
90o
SP36_55
Imagen de la señal del transmisor Hall
cilindro 1 cilindro 3 cilindro 4 cilindro 2 cilindro 1
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30 E
G28
110 102
J 248
Gestión del motor
El transmisor de número de revoluciones del
motor es un transmisor inductivo. Se encuentrafijado al bloque de cilindros en el lado del volante.
Transmisor de número derevoluciones del motor G28
Piñón transmisor de número de revolucionesdel motor
Utilización de la señal
Efecto en caso de fallar la señal
Conexión eléctrica
El transmisor de número de revoluciones delmotor explora un piñón transmisor que está fijadoal cigüeñal. El piñón transmisor tiene en superímetro 56 dientes y 2 huecos de 2 dientescada uno. Los huecos están desplazados en 180˚y sirven como marcas de referencia paradeterminar la posición del cigüeñal.
Mediante la señal del transmisor del número derevoluciones del motor se registra el régimen delmismo y la posición exacta del cigüeñal.Con estas informaciones se calcula el momentode la inyección y el caudal de la misma.
Si falla la señal del transmisor del número derevoluciones del motor, éste se parará y no sepodrá hacer arrancar de nuevo.
SP36_46
SP36_46
SP36_48
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31E
En el arranque, la unidad de control del motorprocesa inmediatamente las señales del sensorde posición del árbol de levas y del transmisor de
número de revoluciones del motor.
Con la señal del sensor de posición del árbol delevas, que explora el piñón transmisor del árbolde levas, la unidad de control del motor identificalos cilindros.
Mediante los 2 huecos en el piñón transmisor delcigüeñal, la unidad de control del motor recibe yadespués de media vuelta del cigüeñal una señalde referencia.
De este modo, la unidad de control del motoridentifica anticipadamente la posición delcigüeñal y puede activar la correspondienteválvula electromagnética, a fin de iniciar elproceso de la inyección.
Funcionamiento de la identificación delarranque rápido
Imagen de la señal del sensor de posición delárbol de levas y del transmisor de número derevoluciones del motor
SP36_49
1 vuelta de árbol de levas
cilindro 1 cilindro 3 cilindro 4 cilindro 2
señal del sensor
de posición del
árbol de levas
señal del transmisor
de número de
revoluciones del
1 vuelta de cigüeñal
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La señal sirve para identificar la temperatura delcombustible.
La unidad de control del motor la necesita paracalcular el comienzo del suministro y el caudal deinyección, a fin de tener en cuenta la densidaddel combustible a diferentes temperaturas.
Transmisor de la temperatura delcombustible G81
El transmisor se encuentra en la tubería de
retorno de combustible después de la bomba decombustible. Se determina la temperatura delcombustible en un momento dado.
El transmisor es un termosensor con coeficientesnegativos de temperatura (NTC).
La resistencia del sensor disminuye a medidaque aumenta la temperatura del combustible.
Utilización de la señal
Efecto en caso de fallar la señal
Conexión eléctrica
En caso de fallar la señal, la unidad de control delmotor calculará un valor sustitutivo a partir de laseñal del transmisor de temperatura del líquidorefrigerante G62.
SP36_37
111 103
G81
J 248
SP36_36
Gestión del motor
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Válvula para bomba-inyectorN240, N241, N242, N243
Comienzo del suministro
Caudal de inyección
Efecto en caso de fallo
Conexión eléctrica
J248 Unidad de control para sistema deinyección directa Diesel
N240 Válvula para bomba-inyector… N243 para cilindro 1 … 4
SP36_33
Si se activa la válvula, se presionará la aguja dela válvula electromagnética en el asiento de ésta.Se cerrará la vía del conducto de alimentación decombustible a la cámara de alta presión de launidad bomba-inyector. A continuación,comenzará la inyección.
Cada unidad bomba-inyector posee una válvula,que está directamente fijada a dicha unidad. Lasválvulas son electromagnéticas y están activadaspor la unidad de control del motor.
Mediante estas válvulas, la unidad de control delmotor regula el comienzo de suministro y elcaudal de inyección.
El caudal de inyección lo determina el tiempo deactivación. Si la válvula está cerrada, seinyectará combustible en la cámara decombustión.
Si falla una válvula, la marcha del motor estarádesequilibrada y disminuirá la potencia.
La válvula para bomba-inyector tiene una doblefunción de seguridad:
– Si la válvula permanece abierta, no se podrágenerar presión en la unidad bomba-inyector.
– Si la válvula permanece cerrada, ya no sepodrá llenar la cámara de alta presión de launidad bomba-inyector.
En ambos casos, no se inyectará combustible enel cilindro.
N240 N241 N242 N243
J248
SP36_03
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34 E
Gestión del motor
La unidad de control del motor controla el cursode la corriente de la válvula para bomba-inyector.
Para la regulación del comienzo del suministro, launidad de control del motor recibe un acusesobre el comienzo real del suministro. Se puedendetectar perturbaciones de funcionamiento de laválvula.
El control de la válvula para bomba-inyector
Proceso de funcionamiento
Curso de la corriente, válvula para bomba-inyector
El proceso de inyección se inicia con la activaciónde la válvula para bomba-inyector. Al hacerlo, segenera un campo magnético, la intensidad de lacorriente aumenta y la válvula se cierra.
Al chocar la aguja de la válvula electromagnéticacontra el asiento de la misma, llama la atenciónuna inflexión en el curso de la corriente.Esta inflexión se designa como BIP(abreviatura de "Beginning of Injection Period";inglés = comienzo del período de inyección).
El BIP señaliza a la unidad de control del motor elcierre completo de la válvula para bomba-inyector y, de este modo, el momento decomenzar el suministro.
SP36_50
Válvula comienzo
de activación BIP
Válvula fin de
activación
corriente de retención
límite de regulación
corriente de atracción
Tiempo
I n t e n s i d a d d
e
c o r r i e n t e
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Si la válvula está cerrada, la intensidad de lacorriente disminuirá a una corriente de retenciónconstante. Si se ha alcanzado la duración
deseada de suministro, finalizará la activación yse abrirá la válvula.
El momento real de cierre de válvula lo registra launidad de control del motor, a fin de calcular elmomento de activación para la subsiguienteactivación. Si el comienzo del suministro difieredel valor teórico memorizado en la unidad decontrol del motor, se corregirá el comienzo deactivación de la válvula.
A fin de detectar perturbaciones defuncionamiento de la válvula, se explora y evalúael sector en el que la unidad de control del motorespera el BIP. Este sector caracteriza el límite deregulación del comienzo de suministro. En casode un funcionamiento exento de perturbaciones,el BIP aparece dentro del límite de regulación.
Si hay una perturbación de funcionamiento, elBIP aparecerá fuera del límite de regulación. Ental caso, se regulará el comienzo de suministrosegún valores fijos del diagrama característico;no será posible una regulación.
Ejemplo de una perturbación defuncionamiento
Si se encuentra aire en la unidad bomba-inyector,la aguja de válvula electromagnética tendrá unapequeña resistencia al cerrarse.La válvula se cerrará más rápidamente y el BIPaparecerá antes de lo esperado.
En este caso, el autodiagnóstico dará el aviso deavería:
Límite de regulación traspasado por debajo
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36 E
Nota:Para la regulación del motor de 1,9 lcon el sistema de inyección bomba-
inyector se siguen utilizandocomponentes de funcionamiento quetambién son similares a los existentesen el TDI de 1,9 l y 81 kW o 50 kW.
Sírvase utilizar para ello comoinformación los programas
autodidácticos ya existentes.
Gestión del motor
Componente de funcionamiento Descripción defuncionamiento
Medidor de masa de aire G70Determina la masa de aire aspirado en el colector deadmisión.
SSP 16SSP 23
Transmisor de temperatura del líquido refrigeranteG62Informacion a la unidad de control del motor sobre la
temperatura del líquido refrigerante en un momentodado.
SSP 16
Transmisor de posición del pedal acelerador G79,F8, F60Información (eléctrica) a la unidad de control delmotor sobre la posición del pedal acelerador en unmomento dado.
SSP 16SSP 27
Transmisor de presión G71 y temperatura G72 delcolector de admisión
Las señales sirven para limitar la presión desobrealimentación.
SSP 16
Transmisor de altitud F96La señal le sirve a la unidad de control del motorpara corrección en altitud de la regulación de lapresión de sobrealimentación.
SSP 16
SP36_40
SP16_04
SP36_38
SP36_39
SP27_27
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Componente de funcionamiento Descripción defuncionamiento
Conmutador de pedal de embrague F36Influye sobre la regulación del caudal de inyecciónen el cambio de marcha (suavidad defuncionamiento).
SSP 16
Conmutador de pedal de freno F y F47Conecta las luces de freno y envía a la unidad decontrol el aviso "Freno accionado".
SSP 16
Recirculación de gases de escapeAl aire aspirado se le agregan contingentes de gasesde escape.Disminuye el porcentaje de sustancias nocivas enlos gases de escape.
SSP 16
Válvula para recirculación de gases de escape N18
Regula la cantidad de gases de escape agregada alaire del exterior.
SSP 16
SSP 22
Turbocompresor por gases de escape con álabesguía regulables.El aire precomprimido se impele en el cilindro.
SSP 16SSP 22
Válvula electromagnética para limitación de la
presión de sobrealimentación N75Limita la presión de sobrealimentación conforme aldiagrama característico de presión desobrealimentación.
SSP 16
SSP 22
Chapaleta de colector de admisión N239Impide, cerrando el colector de admisión, sacudidasal desconectar el motor.
SSP 22
SP36_42
SP36_43
SP36_45
SP27_44
SP36_41
SP36_58
SP36_59
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J 322
4
31
N239 N75 N18
+
-
A
G28
S
30
15
G72
G70
S
A
B D
C E
N79
S
G71 F60/F8 G79
52 73 31 71 110 102 51 70 63 69 50 12 38 46 15 29 11
81 62 61 4 68 30 37 18
G40
109 101
S S
5
+
-o
C A N -
L
C A N -
H
76
+
+
S
K
16
Esquema de funcionamiento
Leyenda del esquema de funcionamientovéase la página 40
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39 E
J 52
Q6
J 248
F
31
N240
S
SS S
S
PTC
S S S
4M
in out
F47 F36 J 359 J 360
J 17
G81
N241 N242 N243
111 103 114 116 117 118118 121
42 1 2 32 65 66 21 22
80
G6
G62
104112
J 519
15+30+
SP36_56
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Señales adicionales
A Alternador DFM
B Conmutador para GRA con./descon.
C Calefacción PTC con.
D Señal de velocidad de marcha
E Funcionamiento por inercia del ventiladordel radiador
Codificación de colores/leyenda
= señal de entrada
= señal de salida
= polo positivo de batería
= masa
= bus de datos CAN
= conexión para diagnóstico
Esquema de funcionamiento
Leyenda del esquema defuncionamiento
Componentes
A BateríaF Conmutador de luz de frenoF8 Conmutador de kick-down (sobregás)F36 Conmutador de pedal de embragueF47 Conmutador de pedal de freno para
GRA/sistema de inyección directa DieselF60 Conmutador de ralentíG6 Bomba de combustible (bomba de
suministro previo)*G28 Transmisor de n˚ de revoluciones motorG40 Sensor de posición del árbol de levasG62 Transmisor de temp. líquido refrigeranteG70 Medidor de masa de aireG71 Transmisor presión colector de admisiónG72 Transmisor temp. colector de admisiónG79 Transmisor posición pedal aceleradorG81 Transmisor de temp. del combustibleJ17 Relé de bomba de combustibleJ52 Relé para bujías de incandescenciaJ248 Unidad de control para sistema de
inyección directa DieselJ322 Relé para sistema de inyección directa
DieselJ359 Relé para potencia calorífica bajaJ360 Relé para potencia calorífica altaJ519 Unidad de control para red de a bordoN18 Válvula para recirculación de gases de
escapeN75 Válvula electromagnética para presión
de sobrealimentaciónN79 Reóstato de calefacción (respiradero del
cárter cigüeñal)
N239 Válvula de conmutación para chapaletade colector de admisiónN240 Válvula para bomba-inyector, cilindro 1N241 Válvula para bomba-inyector, cilindro 2N242 Válvula para bomba-inyector, cilindro 3N243 Válvula para bomba-inyector, cilindro 4Q6 Bujías de incandescencia (motor)S Fusibles
El esquema de funcionamiento representa unesquema de circuitos eléctricos simplificado.
Muestra todos los enlaces de la gestión de motorEPC 15 P.
* Nota:
Algunos modelos se han fabricadoal comienzo de la serie sin bombade suminisro previo.
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Autodiagnóstico
La unidad de control para el sistema de inyeccióndirecta Diesel está provista de una memoria deaverías.
Código de dirección 01 - Electrónica del motor
Las siguientes funciones se pueden leer con elsistema de diagnóstico del vehículo, medición einformación VAS 5051 o con el comprobador desistemas del vehículo V.A.G 1552:
01 - Consultar versión de unidad control02 - Consultar la memoria de averías03 - Diagnóstico de elementos actuadores04 - Iniciar el ajuste básico05 - Borrar la memoria de averías06 - Finalizar la emisión07 - Codificar la unidad de control08 - Leer el bloque valores de medición
En la función 02 - Consultar memoria de averías -tienen salida eventuales averías de todos loscomponentes marcados en color.
Leyendas de los componentes: véase bajo elesquema de funcionamiento.
G 6
J 52
N 240
N 241
N 242
N 243
N 18
N 75
N 239
K 29
J 248
J 359
J 360
J 519
G 70
G 28
G 40
G 79
G 62
G 71
G 72
F
F 47
G 81
SP36_57
Nota:El motor ha de funcionar en ralentí.
SP33_73
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Mecánica del motor
En el sistema de inyección bomba-inyector seoriginan mayores presiones de combustión queen el motor Diesel convencional.
Esta circunstancia trae consigo una modificaciónde la geometría en el pistón y biela:
Pistón trapecial y biela trapecial
El cubo de pistón y el ojo de biela tienen formatrapecial.
En comparación con la unión convencional entrepistón y biela, mediante la forma trapecial
aumenta la superficie de apoyo del ojo de biela ycubo de pistón en el bulón de pistón.
Gracias a la distribución de las fuerzas decombustión en una superficie mayor, el bulón depistón y la biela están sometidos a menor carga.
Distribución de fuerzas en un pistón ybiela de forma paralela
Distribución de fuerzas en un pistón ybiela de forma trapecial
forma trapecial en
el cubo de pistón
forma trapecial
en la biela
fuerzas de combustión fuerzas de combustión
SP36_65
SP36_64 SP36_63
superficie de apoyo
superficie ampliadaxxxx
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Refrigeración del pistón
Para la refrigeración del pistón se desvía, como
ya se conoce, una pequeña parte del aceitelubricante del circuito de aceite y se rocía con éldirectamente el interior del pistón.
Para ello, en la zona debajo de cada pistón en elcilindro existe un eyector de aceite de firmecarcasa que recibe a través de un canal el aceitedirectamente de la bomba.
A fin de reducir la temperatura del pistón en lazona de los aros y en el borde de la cavidad, el
pistón está provisto ahora adicionalmente en estazona de un canal refrigerante de forma anular.
Ahora el aceite ya no se proyecta hacia la paredinterior del pistón, sino que, en el punto muertoinferior, el eyector se sumerge en la ampliaciónen forma de embudo del orificio de alimentación.
En el pistón se hace entrar por fuerza el aceite enun pequeño circuito y vuelve a gotear del pistónhacia abajo.
A través del canal refrigerante, el aceite derociado enfría el pistón de dentro hacia fuera.
SP36_66
eyector de aceite
canal refrigerante de forma anular
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44 E
Mecánica del motor
El accionamiento de la correadentada
Para generar una presión de inyección de hasta205 MPa (2050 bares) se requieren elevadasfuerzas de bombeo, las cuales constituyen unafuerte carga a soportar por los componentes queaccionan la correa dentada.
A fin de aliviar el esfuerzo de la correa dentada,se han aplicado unas eficaces medidas dediseño:
– En el piñón del árbol de levas se encuentra unantivibrador que reduce las vibraciones en el
accionamiento de la correa dentada.
– Se ha aumentado en 5 mm la anchura de lacorrea dentada, con lo que se puedentransmitir fuerzas más elevadas.
– Un dispositivo tensor para correa dentadaproporciona una tensión uniforme en caso dediferentes estados de carga.
– El piñón de correa dentada del cigüeñal tiene2 pares de huecos de diente aumentados, a
fin de reducir el desgaste de la correadentada.
SP36_51
b
a
SP36_50
Al generar elevadas altas presiones de inyección,la correa dentada sufre una pequeña dilatación aconsecuencia del elevado esfuerzo a soportar.
A fin de aliviar la correa dentada de este esfuerzodurante el proceso de la inyección, el piñón decorrea dentada del cigüeñal tiene en dos puntos
de su perímetro, desplazados en 180˚, 2 huecosde diente sucesivos en cada punto, los cualesson de mayor tamaño en comparación con losdemás huecos.
De este modo, los dientes de la correa dentadadilatada engranan en el hueco más grande y nogolpean ningún diente del piñón de correadentada del cigüeñal.
a - anchura normal de huecob - anchura aumentada de hueco
piñón de árbol de levas
bomba de líquido
refrigerante
piñón de correa
dentada de cigüeñal
rodillo tensor
dispositivo
tensor
rodillo de
reenvío
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Proceso de funcionamiento
Durante el proceso de la inyección, la correa
dentada está sometida a grandes esfuerzos acausa de las elevadas fuerzas de bombeo. Elpiñón del árbol de levas sufre un retardoocasionado por las fuerzas de bombeo; al mismotiempo, la combustión iniciada acelera el piñónde correa dentada del cigüeñal. Con ello sealarga la correa dentada y el paso de los dienteses mayor temporalmente.
SP36_61
SP36_62
Por razón del orden de encendido, este procesose presenta periódicamente, de modo que cadavez engranan los mismos dientes en la correadentada.
En estos puntos, el piñón de correa dentada delcigüeñal tiene huecos de diente aumentados y,por tanto, también mayor juego entre correadentada y piñón. De este modo se compensa elpaso modificado de los dientes y se reduce el
desgaste de la correa dentada.
En un piñón de correa dentada del cigüeñal con
huecos de diente uniformes, los dientes de lacorrea dentada golpearían los cantos de dientedel piñón de correa dentada del cigüeñal en casode estar la correa dentada sometida a elevadasfuerzas de bombeo.
Consecuencia de ello sería mayor desgaste ymenor vida útil de la correa dentada.
p a s o
d e
d i e
n t e
fuerza retardadora
fuerza aceleradora
fuerza retardadora
fuerza aceleradora
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