MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA 3

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MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA 3

  1. 1. Sistema de inyección Bosch K-Jetronic El K-Jetronic es un sistema de inyección mecánico de Bosch, que se divide en tres campos de funcionamiento: - Medición del caudal de aire - Alimentación de combustible - Preparación de la mezcla Medición del caudal de aire El volumen de aire aspirado por el motor se controla mediante la mariposa y se mide con el medidor de caudal de aire. Alimentación de combustible El combustible se alimenta al distribuidor-dosificador por medio de la electrobomba, a través del acumulador de combustible y el filtro. Luego, este distribuidor-dosificador lo dosifica a las válvulas de inyección en los tubos de admisión de cada cilindro. Preparación de la mezcla El caudal de aire aspirado por el motor, según la posición que tenga la mariposa, determina la dosificación de combustible. Se mide con el medidor del caudal de aire, que ejerce el control del distribuidor-dosificador. El medidor del caudal de aire y el distribuidor-dosificador son partes integrantes del regulador de mezcla. La inyección del combustible se realiza de forma continua, es decir, sin que influya la posición de la válvula de admisión. La mezcla es «prealmacenada» durante la fase de cierre. Sistema de inyección Bosch KE-Jetronic El sistema básico del KE-Jetronic es, como en el K-Jetronic, un sistema de inyección mecánico-hidráulico. El plato-sonda, desviado por la corriente de aire manda el émbolo dosificador de combustible abriendo en consecuencia, más o menos la lumbrera de dosificación. En su operación básica, el KE-Jetronic dosifica el combustible en función del caudal de aire aspirado por el motor, es decir de la magnitud del control principal. A diferencia del K-Jetronic, el KE-Jetronic registra otros datos de servicio del motor mediente sensores. Las señales de salida de éstos son procesadas en la unidad de control electrónica, la cual gobierna un actuador electrohidráulico de presión que adapta el caudal de inyección a los diferentes estados de funcionamiento en la medida exigida. En caso de avería, el KE- Jetronic trabaja según su función básica. Con el motor caliente, el conductor dispone todavía de un sistema con un funcionamiento bastante aceptable. Sistema de inyección Bosch L3-Jetronic El principio de funcionamiento de esta versión es similar al sistema LE2-Jetronic, difiere en las particularidades siguientes: Lleva dos relés convencionales, UCE integrada en el caudalímetro, conector múltiple de la UCE de 15 terminales, reglaje de riqueza mediante potenciómetro integrado en la UCE, UCE digital (señales de 0 a 5V), modalidad degradada (tiene valores sustitutivos para algunos casos de averías).
  2. 2. Sistema de inyección Bosch LH-Jetronic La inyección de gasolina LH funciona según el mismo principio que los sistemas L-Jetronic y derivados, diferenciandose principalmente en los siguientes aspectos: - Medidor de caudal de aire por hilo caliente. - UCE separada del caudalímetro. - Actuador rotativo de ralentí. - Sonda lambda. A diferencia de L-Jetronic, donde el parámetro de carga es medido por un caudalímetro volumétrico de trampilla, el LH realiza la medida directa de la masa de aire aspirado gracias a la utilización de un medidor de aire por hilo caliente. Este sistema elimina por completo los accionamientos mecánicos propios del caudalímetro de L-Jetronic. Consiste básicamente en la utilización de un cable de platino fino, de unas 70 micras, dispuesto en la corriente de aire que penetra hacia los cilindros. Este hilo se mantiene a una temperatura de 120 ºC superior a la del aire de admisión, información suministrada por la sonda situada a la entrada del medidor. El volumen de aire aspirado por el motor ejerce una acción refrigerante sobre el hilo, mediante la cual se consiguen instantáneamente variaciones en su resistencia eléctrica. El circuito eléctrico detecta instantáneamente estas variaciones de resistencia y corrige la corriente, de forma que mantiene constante la temperatura del cable. La corriente necesaria para mantener la temperatura del hilo es proporcional al volumen de aire aspirado. Sistema de inyección Bosch Motronic MP3.1 Bajo este nombre Bosch ha comercializado el segundo sistema de inyección y encendido del tipo presión-régimen desde aquel lejano sistema D-Jetronic. Básicamente responde a las características del ML4.1, presentando las particularidades siguientes: - Captador de presión del colector, en sustitución del caudalímetro de trampilla. - Potenciómetro de mariposa, en sustitución del interruptor de tres posiciones. - Válvula de aire adicional o actuador rotativo de ralentí, según la variante. Con respecto a los restantes sistemas de manómetro de colector, la principal diferencia se encuentra en que el sensor de presión absoluta se halla alojado dentro de la unidad electrónica de control en lugar de ser un elemento independiente de la misma. En este caso la UCE está dotada de una conexión de vacío que, mediante un tubo flexible, la comunica con el colector.
  3. 3. Válvula de impulsos (estrangulador variable) Función La proporción aire/combustible de la mezcla producida con un sistema K-jetronic debe ser controlable eléctricamente para que el sistema pueda funcionar con control en ciclo cerrado. Por esta razón, algunos sistemas K-jetronic utilizan un solenoide. Cuando el control conecta la corriente a través de este solenoide, se abre una válvula. Esto produce un descenso de la presión del combustible en la cámara baja del regulador del combustible. Esto produce un aumento de la diferencia de presiones dentro del regulador del combustible, que da lugar a una mezcla más rica. El cierre de la válvula da lugar a un descenso de la diferencia de presión. Esto produce una mezcla pobre. Actuando sobre la válvula la unidad de control mantiene la proporción de mezcla dentro de la proporción estequiométrica aire-combustible. Especificaciones resistencia ± 15 ohms voltaje de alimentación 12 Volts Control electrónico El comportamiento eléctrico del solenoide viene determinado por la bobina interna. Mientras fluya la corriente a través de la bobina, la válvula permanecerá abierta. El solenoide tiene un conector con dos terminales. Uno de estos terminales se conecta a la tensión de la batería. Este voltaje de alimentación suele conectarse mediante un relé. El otro terminal se conecta
  4. 4. directamente a la unidad de control. La corriente a través del solenoide se conecta durante el tiempo en que la unidad de control conecta este terminal a la masa. El voltaje en este terminal durante este tiempo es de 0 Volts. Mientras el solenoide no está conectado, el voltaje en el terminal es de 12 Volts La unidad de control controla la proporción aire/combustible conectando y desconectando el solenoide siguiendo un cierto ciclo de trabajo. El ciclo de trabajo depende de las RPM del motor y de la carga del motor. Diagnosis eléctrica Para realizar esta medida el relé que conecta la potencia al solenoide debe estar cerrado. Si es necesario, cortocircuitar el interruptor del relé. Medidas Medir el voltaje en la unidad de control. Utilizar el terminal que conecta el solenoide. Resultado 12 V · el solenoide y el cableado son eléctricamente correctos. 0 V · comprobar el relé que conecta la potencia al solenoide · comprobar el cableado entre el relé y el solenoide · comprobar la resistencia del solenoide · comprobar el cableado entre el solenoide y la unidad de control · comprobar la unidad de control Diagnosis mecánica · comprobar los tubos · comprobar la válvula
  5. 5. Diesel Common rail El motor Diesel está viviendo una nueva era de esplendor, debido a que su contribución al ahorro de combustible también conlleva un menor volumen de sustancias contaminantes emitidas a la atmósfera. Ahora el Diesel tiene las prestaciones de un gasolinero pero consumiendo un 40 por ciento menos. Entre las sustancias contaminantes emitidas por los motores térmicos incluimos el dióxido de carbono, inofensivo para la salud a corto plazo, pero que a largo plazo afecta el desarrollo del clima en todo el mundo, ya que contribuye al efecto invernadero. Además de los contaminantes monóxido de carbono, hidrocarburos y óxidos de nitrógeno ya conocidos en los motores a nafta, los Diesel también emiten partículas y dióxido de azufre, éste último proveniente del combustible, es decir del gasoil. Comúnmente, las emisiones de hidrocarburos y monóxido de carbono de los motores Diesel en buenas condiciones de mantenimiento, son bajas, por lo que el problema principal reside en la reducción de los óxidos de nitrógeno y del azufre. Al emplear catalizadores en motores Diesel, debe tenerse en cuenta lo siguiente: debido a las características inherentes al proceso de combustión, el Diesel trabaja con un exceso de aire. Una reducción de los óxidos de nitrógeno no podría conseguirse, puesto que ésta sólo se logra con la falta de aire. Y decimos que no podría porque hay esperanzas de aplicar un nuevo tipo de catalizador del que hablaremos más adelante y que actúa sobre el óxido de nitrógeno. Para reducir los niveles de óxidos de nitrógeno todos los Diesel actuales traen sistemas de recirculación de gases de escape. La entrada dosificada de gases de escape a los cilindros en el tiempo de admisión, desplaza oxígeno del aire, por lo que baja la temperatura de la combustión y se reduce el nivel de emisiones. La parte superior o tapa de cilindros con sus componentes, en un Diesel multiválvulas de inyección directa. El inyector es el elemento de color amarillo. El principio de funcionamiento del catalizador que se está empleando ahora en los Diesel se basa en la oxidación del monóxido de carbono e hidrocarburos, pasando a formar dióxido de carbono. Además, el catalizador sirve para reducir considerablemente las emisiones de gases malolientes. Básicamente, un catalizador Diesel consiste en un cuerpo cerámico o metálico monolítico con múltiples conductos que lo atraviesan y forman una especie de panal, por el que circulan los gases de escape. Al moverse, estos toman contacto con el metal noble catalizador (platino, rodio y paladio) depositado en los conductos del cuerpo, generándose las reacciones químicas de oxidación que transforman a las sustancias nocivas en inocuas. El conjunto está rodeado por una carcasa metálica y por un cuerpo que actúa como aislante térmico y como un medio de
  6. 6. fijación y protección mecánica. Por otro lado, el catalizador Diesel suele tener un inconveniente, también presente en los motores a nafta: su rendimiento sólo es elevado cuando los gases de escape alcanzan altas temperaturas. Por esto se los suele situar lo más cerca posible del múltiple de escape, y, a nivel experimental, ya existen catalizadores precalentados eléctricamente, de forma tal que el catalizador ya está caliente aún después de un arranque en frío. Sin embargo, hay que resolver el problema del elevado consumo de energía asociado a un dispositivo de este tipo. Asimismo, para el catalizador Diesel es especialmente importante que el combustible sea de buena calidad y, sobre todo, contenga una mínima proporción de azufre. Varios fabricantes de automóviles están sometiendo a prueba a un nuevo tipo de catalizador Diesel, denominado "Denox", capaz de actuar también sobre los óxidos de nitrógeno y se espera verlo en los autos Diesel de serie dentro de pocos años. Avanzado motor Diesel de cuatro cilindros e inyección directa, equipado con el sistema "common-rail". Con 2.2 litros de cilindrada entrega 125 CV Las partículas son residuos de la combustión y la mayor parte de ellas tiene un volumen de 2 a 3 milésimas de milímetro, es decir que son mucho mas pequeñas que las partículas de polvo o ceniza. Las partículas de hollín, por ejemplo, causantes del típico humo Diesel, pueden almacenar distintos tipos de hidrocarburos y se ha expresado la sospecha de que algunas de estas sustancias pueden ser potencialmente peligrosas para la salud. Aquí juega también un rol decisivo la cantidad de azufre presente en el gasoil: cuanto menor sea, menos partículas se emitirán por el escape. El catalizador Diesel no puede retener partículas si no va asociado a la llamada "trampa de partículas", la que ya se instala en algunos camiones livianos y también en automóviles. En realidad, algunas de estas trampas también operan como catalizador, ya que disponen de un elemento de filtro cerámico de poros finos, del tipo monolítico, recubierto con un catalizador de metal noble. Las partículas de los gases de escape son separadas mecánicamente y se quedan en el filtro, mientras que el monóxido de carbono y los hidrocarburos se queman continuamente por combustión catalítica. Las partículas deben eliminarse por un proceso de combustión que utiliza electricidad o un quemador especial. De este modo, la trampa de partículas queda regenerada y lista para volver a operar. La trampa de partículas combinada con el catalizador Diesel reduce las emisiones de partículas
  7. 7. en un mínimo del 80 por ciento, las emisiones de hidrocarburos en un 60 por ciento y las de monóxido de carbono en un 50 por ciento. Pero el problema de la regeneración del filtro de partículas ha puesto un freno a la masiva difusión de este sistema. Los nuevos motores de inyección directa para automóviles traen un avanzado sistema de inyección que incorpora el llamado common rail. Este dispositivo acumula gasoil a presión en un conducto parecido al de los sistemas de inyección a nafta,y la dosificación a los inyectores, que de puramente mecánicos pasan a ser electromagnéticos, se controla con total flexibilidad a través de una computadora digital. De este modo se obtiene un funcionamiento mucho más suave, mejores prestaciones y una reducción del consumo y de las emisiones contaminantes. El principio "common rail" (conducto común) Al contrario de lo que sucede con los sistemas de inyección Diesel convencionales, donde la presión de inyección se genera por "saltos" y para cada inyector (la bomba determina el sincronismo de la inyección), en el sistema common rail la generación de presión y la inyección actúan de manera independiente -están desacopladas-. El combustible requerido para cada cilindro individual es tomado de un acumulador o conducto común (el common rail) para todos los inyectores, en el que una variable y muy alta presión es constantemente mantenida. La computadora de control suministra impulsos eléctricos a la válvula solenoide de cada inyector y determina el momento en que debe iniciarse el proceso de inyección. La cantidad de gasoil a inyectar es determinada por la sección del orificio del inyector, la duración de la apertura de la válvula solenoide y la presión en el conducto común. La presión en el conducto común es generada por una bomba a pistón de alta presión accionada por el motor, que llega a generar un valor de 1600 bar. La presión de inyección puede variar en función de las condiciones de operación de la planta motriz. La computadora recibe datos de diferentes sensores y envía las órdenes correspondientes a los inyectores y a la bomba de alta presión. Los componentes del sistema "common-rail": válvula de control de presión, inyector, common- rail, sensor de presión, bomba de alta presión.

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