» Prof. N. Colado REGULACIÓN ELÉCTRONICA DIÉSEL. SISTEMAS AUXILIARES DEL MOTOR SISTEMAS AUXILIARES DEL MOTOR Inyección Diésel con regulación electrónica 1ª parte (de dos) 9 TEMA
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Tipos y técnicas de comunicaciónControl exacto del ralentí y del
régimen máximo.
Gestión precisa del caudal inyectado y del avance.
Gestión precisa del tratamiento de los gases de escape.
Optimización del uso del turbocompresor.
Prof. N. Colado
Los sistemas de mando mecánico, hidráulico o neumático, empleados en los primitivos motores diésel, no permiten cumplir con las exigencias actuales referentes a contaminación, potencia y agrado de uso.
Por este motivo se introduce el control electrónico.
Justificación del control electrónico en los motores Diésel.
»
Sensor de régimen.
Caudalímetro o debímetro.
Sensor de temperatura del motor.
Sensor de comienzo de la inyección.
Conmutador del freno.
Conmutador del embrague.
Actuadores:
Electroválvula de pare.
Electroválvula limitadora de presión de sobrealimentación.
Relé de las bujías de incandescencia.
Lámpara testigo de precalentamiento.
Prof. N. Colado
2. Regulación electrónica diésel con bomba rotativa BOSCH VE
»
Bomba rotativa BOSCH VE con control electrónico.
»
Preinyección: el primer muelle cede a 120 bar.
Inyección principal: el segundo muelle cede a 240 bar.
Generalmente son de cinco orificios.
Uno con sensor de inicio de inyección.
Nuevos elementos: inyectores bimuelle.
Etapas de funcionamiento de un inyector bimuelle.
»
Nuevos elementos: sensor de inicio de inyección.
Detecta el momento preciso del inicio de la inyección.
Racor de alta presión.
Conducto de alta presión.
SISTEMAS AUXILIARES DEL MOTOR
B - Bobinado eléctrico sin núcleo y con dos cables de salida.
V - Varilla metálica.
2. Regulación electrónica diésel con bomba rotativa BOSCH VE
»
2. Regulación electrónica diésel con bomba rotativa BOSCH VE
Señal de giro del cigüeñal, con rueda generadora con cuatro huecos.
Señal del sensor de alzada del inyector; muestra también el adelanto de la inyección.
Sea un motor girando al ralentí
»
Nuevos elementos: transmisor de posición de la corredera.
»
»
No hay función sustitutiva.
El motor se apaga, bien cortando la alimentación a la electroválvula del pare, bien poniendo la corredera en posición de alimentación cero.
El motor no arranca.
Avería en el sensor
Para cada posición de la corredera de regulación,
tenemos una lectura en los captadores inductivos.
Transmisor de posición de la corredera de regulación.
»
Significado de los pines del conector.
Señal de referencia.
Señal NTC.
Situado en la caja superior de la bomba.
Es una resistencia NTC en contacto con el gasoil.
Permite conocer la cantidad exacta inyectada.
La UCE lee una tensión variable.
Señal del sensor de
»
»
2. Regulación electrónica diésel con bomba rotativa BOSCH VE
Cada una de las pistas de resistencias tiene su propia alimentación de tensión (5 V) y masa.
Funciona por el principio de divisor de tensión.
»
2. Regulación electrónica diésel con bomba rotativa BOSCH VE
»
Nuevos elementos: transmisor de posición del pedal acelerador.
Este tipo de sensor tiene como ventaja el no tener contacto físico entre sus elementos (no hay desgaste).
Incorpora una pequeño circuito integrado
»
2. Regulación electrónica diésel con bomba rotativa BOSCH VE
Dosifica la cantidad inyectada mediante el control de la posición de la corredera.
Situado en la parte superior de la bomba.
Se mueve mediante un motor de corriente continua.
La UCE controla el movimiento por negativo con una señal pulsatoria de frecuencia variable.
Nuevos elementos: dosificador de combustible.
»
Diferentes posiciones de la corredera de regulación dependiendo del estado
de funcionamiento del motor.
2. Regulación electrónica diésel con bomba rotativa BOSCH VE
El comienzo de la inyección se regula con un sistema similar al ya conocido del variador de avance de la BOSCH VE.
La novedad consiste en gobernar el avance con una electroválvula.
El control se hace con corriente pulsatoria de frecuencia fija (PWM).
Si se excita 0%, toda la presión interna actúa sobre el émbolo (avance máximo)
Si se excita al 100%, la válvula está abierta ininterrumpidamente, no hay presión sobre el émbolo y el avance es nulo.
»
2. Regulación electrónica diésel con bomba rotativa BOSCH VE
Si tenemos una avería en el sistema, la alimentación es 0% y la UCE entra en estado de emergencia para proteger el motor: avance máximo, limitación de la inyección y limitación de la presión de sobrealimentación
Ubicación de la electroválvula de
regulación de comienzo de la inyección.
Señal de la electroválvula
»
Son resistencias de tipo PTC.
La UCE, a través de un relé, alimenta las bujías en las fases de pre y postcalentamiento.
Nuevos elementos: bujía de incandescencia
»
2. Regulación electrónica diésel con bomba rotativa BOSCH VE
Tres bujías colocadas en el manguito que entra en el radiador de la calefacción.
Son resistencias PTC.
Controlado por la UCE.
Si fijo: precalentamiento.
»
una bomba de inyección (generación de alta presión).
un inyector (con preinyección e inyección principal).
una electroválvula de control (regula el comienzo, duración y cantidad inyectada).
Cada cilindro tiene su propio inyector-bomba.
Se eliminan todas las tuberías de alta presión.
Nuevos elementos: inyector-bomba.
»
»
Suave descenso en el descendente.
»
Fase 1º: alimentación de combustible:
La cámara de alta presión (3), se llena al retroceder el émbolo (1), empujado por el muelle.
»
Fase 2º: preinyección:
La leva ataca el balancín y este el émbolo de la bomba.
El gasoil de la cámara de alta presión pasa hacia el conducto de alimentación a través de la aguja de la electroválvula.
La UCE excita la electroválvula atendiendo al avance de inyección necesario, cerrando el conducto que une la cámara de alta presión con la alimentación de combustible.
»
»
»
Radiador de combustible.
»
Evita el vaciado del circuito al parar el motor.
Nuevos elementos: Bomba de combustible.
Situada en el extremo de la culata.
»
Alimenta de combustible a los inyectores.
Su válv. reguladora de presión mantiene la presión de salida a 7,5 bar.
La válv. limitadora de presión mantiene la presión de retorno a 1 bar.
El taladro estrangulador elimina las burbujas.
Componentes de una bomba de aletas.
»
Nuevos elementos: válvula de precalentamiento.
Permite o no el paso de gasoil caliente del retorno hacia el filtro.
Nuevos elementos: radiador de combustible.
Refrigera el combustible de retorno para que no dañe el aforador ni el depósito.
Nuevos elementos: transmisor de temperatura del combustible.
Resistencia NTC situada en el conducto de retorno a la salida de la bomba de combustible.
»
SISTEMAS AUXILIARES DEL MOTOR
3. Sistema inyector bomba
Nuevos elementos: tubo distribuidor.
Tallado en la culata.
»
En el costado del conjunto inyector-bomba.
Si no se excitan eléctricamente, dejan paso libre entre el conducto de alimentación y la cámara de alta presión.
Secuencia del funcionamiento de un inyector-bomba:
Corriente de excitación: la UCE controla el comienzo y duración y registra el momento del cierre efectivo de la electroválvula por el cambio en la intensidad consumida.
Señal BIP (begin of inyección period).
Corriente de mantenimiento: la electroválvula sigue excitada (cerrada) y sigue la inyección.
»
SISTEMAS AUXILIARES DEL MOTOR
3. Sistema inyector bomba
»
electroválvula de un inyector-bomba.
(gráfica tensión-tiempo)
Esta propiedad nos permite sustituir las electroválvulas de los inyectores-bomba por un actuador piezoeléctrico, más rápido (hasta 5 veces) y fiable.
El efecto piezoeléctrico inverso:
»
»
»
SISTEMAS AUXILIARES DEL MOTOR
4. Inyector bomba piezoeléctrico
»
SISTEMAS AUXILIARES DEL MOTOR
4. Inyector bomba piezoeléctrico
La cámara del muelle del inyector es diferente a la ya conocida (se elimina el émbolo de evasión y se modifica el émbolo de cierre). La presión en su interior se controla mediante la válvula de retención y la despresurización mediante la ranura del émbolo de cierre.
Funcionamiento de la válvula de retención.
»
»
»
En la 2ª parte del tema veremos:
Regulación electrónica con bomba rotativa BOSCH VR
Sistema common rail
Gestión precisa del caudal inyectado y del avance.
Gestión precisa del tratamiento de los gases de escape.
Optimización del uso del turbocompresor.
Prof. N. Colado
Los sistemas de mando mecánico, hidráulico o neumático, empleados en los primitivos motores diésel, no permiten cumplir con las exigencias actuales referentes a contaminación, potencia y agrado de uso.
Por este motivo se introduce el control electrónico.
Justificación del control electrónico en los motores Diésel.
»
Sensor de régimen.
Caudalímetro o debímetro.
Sensor de temperatura del motor.
Sensor de comienzo de la inyección.
Conmutador del freno.
Conmutador del embrague.
Actuadores:
Electroválvula de pare.
Electroválvula limitadora de presión de sobrealimentación.
Relé de las bujías de incandescencia.
Lámpara testigo de precalentamiento.
Prof. N. Colado
2. Regulación electrónica diésel con bomba rotativa BOSCH VE
»
Bomba rotativa BOSCH VE con control electrónico.
»
Preinyección: el primer muelle cede a 120 bar.
Inyección principal: el segundo muelle cede a 240 bar.
Generalmente son de cinco orificios.
Uno con sensor de inicio de inyección.
Nuevos elementos: inyectores bimuelle.
Etapas de funcionamiento de un inyector bimuelle.
»
Nuevos elementos: sensor de inicio de inyección.
Detecta el momento preciso del inicio de la inyección.
Racor de alta presión.
Conducto de alta presión.
SISTEMAS AUXILIARES DEL MOTOR
B - Bobinado eléctrico sin núcleo y con dos cables de salida.
V - Varilla metálica.
2. Regulación electrónica diésel con bomba rotativa BOSCH VE
»
2. Regulación electrónica diésel con bomba rotativa BOSCH VE
Señal de giro del cigüeñal, con rueda generadora con cuatro huecos.
Señal del sensor de alzada del inyector; muestra también el adelanto de la inyección.
Sea un motor girando al ralentí
»
Nuevos elementos: transmisor de posición de la corredera.
»
»
No hay función sustitutiva.
El motor se apaga, bien cortando la alimentación a la electroválvula del pare, bien poniendo la corredera en posición de alimentación cero.
El motor no arranca.
Avería en el sensor
Para cada posición de la corredera de regulación,
tenemos una lectura en los captadores inductivos.
Transmisor de posición de la corredera de regulación.
»
Significado de los pines del conector.
Señal de referencia.
Señal NTC.
Situado en la caja superior de la bomba.
Es una resistencia NTC en contacto con el gasoil.
Permite conocer la cantidad exacta inyectada.
La UCE lee una tensión variable.
Señal del sensor de
»
»
2. Regulación electrónica diésel con bomba rotativa BOSCH VE
Cada una de las pistas de resistencias tiene su propia alimentación de tensión (5 V) y masa.
Funciona por el principio de divisor de tensión.
»
2. Regulación electrónica diésel con bomba rotativa BOSCH VE
»
Nuevos elementos: transmisor de posición del pedal acelerador.
Este tipo de sensor tiene como ventaja el no tener contacto físico entre sus elementos (no hay desgaste).
Incorpora una pequeño circuito integrado
»
2. Regulación electrónica diésel con bomba rotativa BOSCH VE
Dosifica la cantidad inyectada mediante el control de la posición de la corredera.
Situado en la parte superior de la bomba.
Se mueve mediante un motor de corriente continua.
La UCE controla el movimiento por negativo con una señal pulsatoria de frecuencia variable.
Nuevos elementos: dosificador de combustible.
»
Diferentes posiciones de la corredera de regulación dependiendo del estado
de funcionamiento del motor.
2. Regulación electrónica diésel con bomba rotativa BOSCH VE
El comienzo de la inyección se regula con un sistema similar al ya conocido del variador de avance de la BOSCH VE.
La novedad consiste en gobernar el avance con una electroválvula.
El control se hace con corriente pulsatoria de frecuencia fija (PWM).
Si se excita 0%, toda la presión interna actúa sobre el émbolo (avance máximo)
Si se excita al 100%, la válvula está abierta ininterrumpidamente, no hay presión sobre el émbolo y el avance es nulo.
»
2. Regulación electrónica diésel con bomba rotativa BOSCH VE
Si tenemos una avería en el sistema, la alimentación es 0% y la UCE entra en estado de emergencia para proteger el motor: avance máximo, limitación de la inyección y limitación de la presión de sobrealimentación
Ubicación de la electroválvula de
regulación de comienzo de la inyección.
Señal de la electroválvula
»
Son resistencias de tipo PTC.
La UCE, a través de un relé, alimenta las bujías en las fases de pre y postcalentamiento.
Nuevos elementos: bujía de incandescencia
»
2. Regulación electrónica diésel con bomba rotativa BOSCH VE
Tres bujías colocadas en el manguito que entra en el radiador de la calefacción.
Son resistencias PTC.
Controlado por la UCE.
Si fijo: precalentamiento.
»
una bomba de inyección (generación de alta presión).
un inyector (con preinyección e inyección principal).
una electroválvula de control (regula el comienzo, duración y cantidad inyectada).
Cada cilindro tiene su propio inyector-bomba.
Se eliminan todas las tuberías de alta presión.
Nuevos elementos: inyector-bomba.
»
»
Suave descenso en el descendente.
»
Fase 1º: alimentación de combustible:
La cámara de alta presión (3), se llena al retroceder el émbolo (1), empujado por el muelle.
»
Fase 2º: preinyección:
La leva ataca el balancín y este el émbolo de la bomba.
El gasoil de la cámara de alta presión pasa hacia el conducto de alimentación a través de la aguja de la electroválvula.
La UCE excita la electroválvula atendiendo al avance de inyección necesario, cerrando el conducto que une la cámara de alta presión con la alimentación de combustible.
»
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»
Radiador de combustible.
»
Evita el vaciado del circuito al parar el motor.
Nuevos elementos: Bomba de combustible.
Situada en el extremo de la culata.
»
Alimenta de combustible a los inyectores.
Su válv. reguladora de presión mantiene la presión de salida a 7,5 bar.
La válv. limitadora de presión mantiene la presión de retorno a 1 bar.
El taladro estrangulador elimina las burbujas.
Componentes de una bomba de aletas.
»
Nuevos elementos: válvula de precalentamiento.
Permite o no el paso de gasoil caliente del retorno hacia el filtro.
Nuevos elementos: radiador de combustible.
Refrigera el combustible de retorno para que no dañe el aforador ni el depósito.
Nuevos elementos: transmisor de temperatura del combustible.
Resistencia NTC situada en el conducto de retorno a la salida de la bomba de combustible.
»
SISTEMAS AUXILIARES DEL MOTOR
3. Sistema inyector bomba
Nuevos elementos: tubo distribuidor.
Tallado en la culata.
»
En el costado del conjunto inyector-bomba.
Si no se excitan eléctricamente, dejan paso libre entre el conducto de alimentación y la cámara de alta presión.
Secuencia del funcionamiento de un inyector-bomba:
Corriente de excitación: la UCE controla el comienzo y duración y registra el momento del cierre efectivo de la electroválvula por el cambio en la intensidad consumida.
Señal BIP (begin of inyección period).
Corriente de mantenimiento: la electroválvula sigue excitada (cerrada) y sigue la inyección.
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SISTEMAS AUXILIARES DEL MOTOR
3. Sistema inyector bomba
»
electroválvula de un inyector-bomba.
(gráfica tensión-tiempo)
Esta propiedad nos permite sustituir las electroválvulas de los inyectores-bomba por un actuador piezoeléctrico, más rápido (hasta 5 veces) y fiable.
El efecto piezoeléctrico inverso:
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SISTEMAS AUXILIARES DEL MOTOR
4. Inyector bomba piezoeléctrico
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SISTEMAS AUXILIARES DEL MOTOR
4. Inyector bomba piezoeléctrico
La cámara del muelle del inyector es diferente a la ya conocida (se elimina el émbolo de evasión y se modifica el émbolo de cierre). La presión en su interior se controla mediante la válvula de retención y la despresurización mediante la ranura del émbolo de cierre.
Funcionamiento de la válvula de retención.
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En la 2ª parte del tema veremos:
Regulación electrónica con bomba rotativa BOSCH VR
Sistema common rail
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