Motores Scania a Gas OC 09 101/102/106

OC 09 101 / OC 09 102 /OC 09 106
1
Asistencia Técnica

INTRODUCCIÓN
Los motores de Gas Scania OC 09 101,
OC 09 102 Y OC 09 106 son motores Otto
basados en el motor de 9 litros Diesel de
Scania con el bloque de motor de 2ª
generación. Los motores incorporan un
control electrónico de la puesta a punto del
encendido y alimentación de gas, y utilizan
tres unidades de mando que interactúan .
2
Asistencia Técnica

Diferencia entre los Motores de 9 litros
3
GENERALIDADES DE LOS MOTORES
DATOS GENERALES DEL MOTOR CON GAS CON PDE
Diámetro de cilindro 130.0 mm 130.0 mm
Carrera del pistón 140.0 mm 140.0 mm
Cilindrada 9.29 litros 9.29 litros
N° de cojinetes de bancada 6 6
Orden de encendido 1-2-4-5-3 1-2-4-5-3
Relación de compresión 12,6:1 17,3:1
Sentido de giro (visto desde la parte trasera) A izquieda A izquieda
Régimen del motor en relantí bajo 600 rpm 600 rpm
Régimen del motor a relantí maximo 2300 rpm 2400 rpm
Volumen de aceite 31 litros 31 litros
Grado de aceite Scania Oil Low Ash Scania Oil ACEA E7
Peso total sin aceite ni agua 1,025 kg 1,025 kg
Asistencia Técnica

Llenado de aceite en Fabrica
Asistencia Técnica 4

Identificación del Motor
5
OC 09 101 280 hp / OC 09 102 340 hp / OC 09 106 320 hp
 O = Principio Otto
 C = Aire de carga refrigerado
Intercooler
 09 = Cilindrada
 101/102/106 = Código de
Certificación
 280 hp / 340 / 320 hp =
Potencia del motor
Asistencia Técnica

Tipos de Motor Scania GNC-
OC 09 101 – 280 hp – 1350 Nm
OC 09 106 – 320 hp – 1500 Nm
OC 09 102 – 340 hp – 1600 Nm

Motor Scania a Gas Euro 6
7
Basados en el motor Diesel de 9 litros.
Principales Cambios
 Sistema de Inyección
 Sistema de encendido
 Turbo
Ciclo Otto
Asistencia Técnica

Que es un motor de ciclo Otto?
8
Son motores de combustión interna con encendido provocado a
diferencia del motor del motor de ciclo Diesel que es por
compresión.
Asistencia Técnica

Generalidades entre el ciclo Otto y el ciclo Diesel
9
La temperatura a la cual el combustible se quema espontáneamente (punto de
auto ignición) determina la tecnología del motor a usar.
Si esta temperatura no puede ser alcanzada durante la fase de compresión del ciclo
de 4 tiempos, es necesario provocar el encendido.
Diesel: 257°C
Ciclo “Diesel”
Encendido por Compresión
Gasolina: 400°C / Gas: 595°C
Ciclo “Otto”
Encendido por Ignición
Asistencia Técnica

Generalidades Ciclo Diesel
10
 Relación de compresión 17,3:1
 El aire se comprime a una
temperatura elevada.
 La cantidad de aire absorbido es
constante en relación con el motor.
 La relación aire/combustible
varia dependiendo la carga.
 La combustión se inicia cuando
el combustible ingresa a la cámara
de combustión
 La presión de combustión
máxima es de 180-200 bar.
 El combustible se caracteriza por
su capacidad de encender en
ambiente favorable ( Calor, Presión
Numero de Cetano )
Asistencia Técnica

Generalidades del Ciclo Otto
11
 Relación de compresión 12,6:1
 La cantidad del aire absorbido es
regulado por la posición de la mariposa.
 Relación aire / combustible: El aire y el
combustible se mezclan antes de entrar en
la cámara de combustión, según la
relación estequiométrica (No hay más
oxígeno del necesario)
 La combustión se inicia por control de
una bujía y un sistema de encendido.
 La presión de combustión máxima es
de 80 a 140 bar.
 El combustible se caracteriza por su
resistencia a la auto ignición (octanaje en
gasolina y numero de metano en motores
a gas)
Asistencia Técnica

Nivel de emisiones contaminantes
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C14H30
Molécula del gas
metano
Molécula del Diesel
Por su composición química, con moléculas de un solo carbono, la
combustión de gas natural produce menos CO2 que la de otros
hidrocarburos a igual de la energía suministrada, reduciéndose las
emisiones de CO2 entre un 10% y un 25%.
Asistencia Técnica

Nivel de emisiones contaminantes
13
0
2
4
6
8
10
12
Emissions
Euro 6 demand
OC09 101 and
102
El metano se condensa a -163 ° C, por lo
que no puede estar en las partes frías de
la cámara de combustión (como es el
caso de la gasolina), lo que limita la
presencia de hidrocarburos no quemados
(HC) en el escape.
Además, el metano es el hidrocarburo de
cadena de carbono más pequeño, sus
opciones de subproductos de
descomposición son menores.
El metano no contiene aditivos a
diferencia de otros combustibles.
Asistencia Técnica

Especificaciones del Combustible
14
Gas Natural
Para motores Euro 6:
Biogás, Gas natural o una mezcla de ambos de acuerdo a la norma
ISO 15403-1, Grupo H- y L- según anexo B e índice de Wobbe = 38 –
56 MJ/m3
El gas suministrado en Colombia actualmente cumple con todos
los requerimientos del motor
Si la calidad del gas no cumple esta especificación, Scania no garantiza que el
motor funcione y que tenga el rendimiento y el nivel de emisiones
adecuados
Asistencia Técnica

Especificación del Gas Natural
15
Asistencia Técnica

Nivel de emisiones Euro 6
16
Motores
Scania a gas
Euro 6
 Mayor tolerancia a la altura, hasta 3.000 msnm
 Metano, Biogás(renovable), gas natural (fósil), o una mezcla de los dos
Asistencia Técnica

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TORQUE
Capacidad para desplazar una carga
Unidad de
medida:
Newton/metro
Nm
Asistencia Técnica

18
POTENCIA: La fuerza
necesaria para elevar un peso
de 1kg a 1m de altura en 1
segundo.
Potencia = Fuerza x Distancia
Tiempo
Potencia = Trabajo
Tiempo
Potencia = Fuerza x Velocidad
Asistencia Técnica

Especificaciones de potencia y torque
19
Par Máximo:
1350 Nm @ 1.100 a 1400
rpm
Potencia Máxima:
280 hp @ 1.900 rpm
Asistencia Técnica

20
Potencia Máxima:
320 hp @ 1.900 rpm
Par Máximo:
1500 Nm @ 1.100 a 1400
rpm
Asistencia Técnica

21
Potencia Máxima:
340 hp @ 1.900 rpm
Par Máximo:
1600 Nm @ 1.100 a 1400
rpm
Asistencia Técnica

22
Torque y potencia de motores Scania de 280 hp Diesel vs Gas
Asistencia Técnica

23
Torque y potencia de motores Scania de 320 hp Diesel vs Gas
Asistencia Técnica

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El sistema de gestión del motor de gas Scania Euro 6 se compone de 3 ECU
electrónicas que trabajan en la interacción y se comunican entre sí a través de la red
CAN.
ECU E44
Fundamentos del
motor e Interface
ECU E103 Monitoriza y gestiona las
funciones relacionadas con la
distribución de gas
ECU E104 Controla el
encendido y analiza la
combustión
Asistencia Técnica

Funciones Basicas del Motor (EMS) Funciones asociadas al gas (OCS) Controla el circuito de encendido
30
15
31
T110
Sensor de nivel de aceite
T5
Sensor de
presión de
aceite
T75
Sensor de velocidad del Motor
M1
Motor de arranque
T123
Sensor de velocidad de
rotación y electrovalvula de
control del ventilador
V107
Bloque de válvulas
P3/P2
Alternador
V2
Compresor A/A
T124
Sensor de posición
del EGR
T74
Sensor de regimen del
Motor
T121/T122
Sensor de temperatura y presión del
aire de admisión despues de la
mariposa
T197
Sensor de
temperatura de
gases de escape
T125
Sensor de presión de gases de escape
T126
Sensor de temperatura y
flujo de aire de admisión
V164
-V173
Inyectores a gas
T135
Sensor del eje de
levas
T33
Sensor de la temperatura
Del réfrigérante
T166/T168
Sensor de temperatura y presión
de la admisión delante de la
mariposa
V189
Válvula solenoide de
descarga
M34
Actuador (mariposa)
T134
Sensor de combustible y
temperatura
T137 Sonde lambda 1
Regulación
T772 Sonde lambda 2
Seguimiento
T132
Sensor de picado N° 1
T133 – N°2
T174 – N°3
V175
Valvula solenoide de
corte de gas (Baja
presión)
A2
Cil 2
A1
Cil 1
Bobinas de
encendido
A10
Cil 3
A3
Cil 4
A9
Cil 5
A7
A6
A8
A5
A4
26
Asistencia Técnica

Sistema de distribución de gas
27
Proceso de activación de las solenoides de los
tanques
Cada recipiente de gas está provisto
de un solenoide que permite la
distribución de gas al motor a
petición de la ECU E103.Ella activa
en una señal de la unidad de control
del motor a través de un relé. Por
razones de seguridad, la válvula de
solenoide sólo se puede abrir cuando
la unidad de control del motor recibe
una señal de velocidad del motor
desde el motor. El solo contacto de la
llave no genera ninguna apertura de
la señal de la válvula solenoide.
La activación de las solenoides
solo con el motor en marcha
Asistencia Técnica

Proceso de activación de las
solenoides de los tanques
Relais
EMS
Module E103
Sistema de distribución del gas

Central Eléctrica Autobus.

200 bar
Presión de admisión
7.3 bar
Sensor de presión
de alta (T140-ICL)
Manometro de
0 – 400 bar
Filtro de
combustible de alta
Regulador
Inyectores
Electroválvula V175,
válvula de cierre
Rampa de
alimentación
Válvula de
cierre manual
Conector de
llenado
Tanques de gas
Tanques de gas
Conector de llenado
(tipo NGV1)
Manometro
Fusibles
Electrovalvula (cerrda
Con Motor apagado)
Limitador de flujo
Válvula manual
Circuito de referencia
Manguera de
elnace a la rampa
Filtro de
combustible de
baja
Funcionamiento general del
sistema
de Gas

Panel de combustible
37
Valvula de
corte manual
para flujo de
gas
Filtro de
combustible
de alta
Manometro para
presión de alta
200 bar
Regulador de
presión de gas de
200 a 7.3 bar
Tubería de
admisión de
referencia al
tubo de
admisión
Filtro de
combustible
de baja
Refrigerante,
entrada y salida
Sensor se
presión de
alta T140
Tubo de combustible de
una válvula de seguridad
para descargar una
presión anormalmente alta
Tubo de
combustible para
flujo de gas al
motor
Valvula solenoide
de presión baja
Asistencia Técnica

La rampa de combustible y los
Inyectores forman un conjunto, pero los
inyectores se pueden desconectar
mediante un bloqueo en la abrazadera.
El inyector esta equipado con dos juntas
toricas: una para el cruce con la culata y
la otra para la conexión a la rampa.
Los inyectores son controlados
electronicamente por la ECU E103.
Los inyectores solo funcionaran si la
ECU E103 recibe la confirmación de que
el encendido de las bujias se hace
correctamenmte .
Rampa de
alimentación de gas
Inyector de gas
Juntas
toricas
Conector
amarillo
V164 V165 V168
V167
V166
Tubo de flujo de
combustible
V169 V173
V171
V170 V172
Bujia de ignición
ECU coordinador de los
Inyectores
(OCS)
Inyección en las
válvulas de admisión
Circuito de distribución de
gas
39
Asistencia Técnica

Tiempo de inyección
Voltaje de
referencia
Voltaje de monitoreo (5V)
Los 10 inyectores trabajan en orden
secuencial , es decir inyectan
indendientemente uno del otro , pero los
dos inyectores del cilindro inyectan
simultaneamente .
Un solenoide controla una válvula de aguja
que regula el caudal de gas desde el
inyecctor .
Cada cilindro se regula mediante dos
inyectores uno en cada umbrera de
admisión , se conectan en paralelo y se
controlan por medio de la ECU E103
La intención de la inyección por umbrera es
que si un inyector individual empieza a
rendir menos esta perdida se compensa
mediante todos los inyecores esto se
refleja en la adaptacion de la calidad del
gas
Circuito de ditribución de gas
40
Asistencia Técnica

Principios del Encendido Ciclo Otto
41
La bobina de encendido comprende dos
bobinados enrollados uno sobre el otro.
El primero comprende un pequeño numero
de vueltas mientras el segundo comprende
un gran numero de vueltas.
Estos dos bobinados se encuentran
alrededor de un núcleo de hierro dulce,
cuya función es fortalecer el campo
magnético.
Un extremo del bobinado primario esta
conectado por el terminal 15 (positivo de
la batería) y el otro extremo esta conectado
a masa .
Un extremo del bobinado secundario esta
conectado por el terminal 4 a masa y el otro
extremo esta conectado a la Bujia por
medio del distribuidor .
El condensador esta conectado en paralelo
al interruptor .
Bobinado primario
Bobinado secundario
Condensador
Interruptor
Distribuidor
Bujías
Asistencia Técnica

1. Se estableció el contacto .
2. El interruptor esta cerrado .
3. una corriente se presenta
poco a poco en el bobinado
primario.
4. Esto no sucede abruptamente
sino que se eleva
gradualmente para
finalmente tomar un valor
determinado por la tensión
de la bateria y la resistencia
óhmica .
5. El retraso en el aumento de
la corriente es causada por
un campo magnetico que se
origina en el bobinado
primario.
Almacenamiento de energia para ignición
Principios de encendido del
ciclo Otto
0
3
1
2
Courant primaire
A
t (ms)
Retardo de la
corriente primaria

1. El interruptor se abre y abre el circuito al
punto de ignición
2. La corriente primaria se interrumpe
3. Al mismo tiempo el campo magnetico del
circuito primario desaparece.
4. Esta desaparición del campo magnetico
tiene el efecto de crear una tensión en los
dos circuitos, como la bobina secundaria
tiene 100 veces mas conductor que la
bobina primaria , la tensión será 100
veces mayor
Transmisión de la corriente de ignición :
Corriente Primaria
La tensión secundaria de pende de:
1. Numero de vueltas del conductor en el bobinado secundario
2. La velocidad de la variación del campo (perfil de la leva)
3. La capacitancia del condensador y la relación de transformación primaria / secundaria.
La presencia de un condensador montado en paralelo con la bobina primaria, reduce la duración de ruptura para
evitar la creación de un arco eléctrico entre los contactos, lo que los dañaría rápidamente, esto debe evitarse
absolutamente ya que es precisamente la rotura la que hace posible la ignición
ciclo Otto

Producción de la chispa
1. Sin tensión de encendido no hay
funcionamiento de la bujía .
2. Al abrir el interruptor la tensión secundaria se
transmite a la bujía de ignición
3. Cuando el voltaje alcanza cierto valor
determinado , esta tensión pasa a la bujía.
4. Es cuando se produce la chispa.
El electrodo de la
bujía recibe una
valor de tensión
determinado.
ciclo Otto
En Conclusión:
Las bujías convierten la energia
eléctrica generada por el circuito
secundario en arco eléctrico

Tecnología elegida por Scania
Transformador de
tensión
Condensador
Interruptor
Electrónico
primario
secunadario
+ 24 V
Ventaja de esta tecnología: voltaje a
la bobina superior, una chispa libre
en un tiempo mucho más corto,
excelente combustión
E104
A
E103
La tecnología adoptada por Scania es un encendido de
descarga capacitiva.
El principio es sustancialmente idéntica, excepto que la
producción de la chispa se produce por medio de una
unidad electrónica: E104
Así que no hay interruptor mecánico o distribuidor. Cada
cilindro tiene su propia bobina.
La unidad de control consta entre otras cosas de un
condensador, un transformador de tensión y un "interruptor
electrónico". El condensador de almacenamiento se carga
a la tensión de 400V. El punto de ignición, se ejecuta
rápidamente en la primaria a través de la acción de
"interruptor electrónico". El condensador usado en este tipo
de encendido ya no sirve para proteger un elemento sino
que permite variar el flujo magnético en el primario.
La bobina 100 puede multiplicar la tensión de salida en
comparación con la tensión de entrada, si se proporciona
400V a la bobina primaria, puede ofrecer cerca de 40.000
voltios a la bujía.
45
Asistencia Técnica

46
Proceso ECU E104
Trasforma 24 v en 400 v
Cerrado de interruptor electrónico: Carga del condensador
Apertura de interruptor electrónico: Descarga de condensador en circuito primario
Producción de una muy alta tensión en el circuito secundario
Chispa

PMS PMS
Chispa demasiado pronto,
puede frenar el pistón
Chispa demasiado tarde,
despues del PMS, perdida de
potencia del motor .
Entre mas cantidad de gas hay para quemar,
mayor es el periodo de la combustión
El tiempo de la combustión sigue siendo el
mismo, incluso si la velocidad aumenta.
Necesidad de ajustar el tiempo de encendido
Encendido.
Estrategia para el control de
las bujías
Para mantener un rendimiento óptimo, el sistema
de gestión del motor debe elegir el momento
adecuado para controlar la chispa.
Algún tiempo que transcurre entre el momento de
la ignición de la / mezcla de aire y gas de
combustión completa.
Por lo tanto la chispa de encendido debe estar
con cierta antelación para que la presión de la
combustión alcance su valor máximo justo
después del punto muerto superior (TDC)
Si la chispa es demasiado pronto, el pistón está
fuertemente obstaculizado en carrera ascendente.
Si surge demasiado tarde, la combustión comienza
sólo durante la carrera de expansión.
En 2 casos la potencia del motor es baja
comparado con el consumo de gas y riesgo
indebido de las piezas del motor en la cámara de
combustión es considerable.
El punto de ignición debe ser elegido a fin de
obtener la mayor potencia posible al mismo tiempo
una operación económica.
La posición del punto de encendido con respecto a
la posición del cigüeñal en el PMS determina el
avance o retraso en el encendido.

La ECU E104 es la encargada de generar la tensión para la
chispa, para esto necesita de cierta información para controlar
esta tensión en el momento adecuado.
1. El sistema tiene dos sensores de velocidad del motor (T74
que solo es utilizado por la ECU E103) y un sensor de
posición del eje de levas T135, estos se complementan. El
T74 permite conocer la posición del pistón (solo con este
dato no se puede determinar la ignición) El T135 permite
conocer que cilindro se encuentra listo en fase de
compresión antes del PMS para poder dar la señal para la
ignición. Estas dos informaciones le permiten a la ECU E103
determinar el tiempo de encendido.
2. La ECU E103 realiza la petición a la ECU E104 mediante el
envío de señales a través de 5 alimentadores separados.
3. La ECU E104 produce un voltaje de 400 v de carga que se
envían a las bobinas de encendido.
La ECU E104 analiza la combustión mediante la medición de la
corriente iónica. Esta señal se utiliza para comprobar el
funcionamiento de las bobinas de encendido, los cables de
las bujías de encendido y las bujías y para detectar
cualquier fallo.
Esta información se envía a través del bus Can a la ECU E103
E103
E104
Posición del eje de levas
Rregimen del motor
Calculo de
anticipo de
la chispa
Demanda
De chispa
Corriente de carga
Actual
iónico
Análisis de
la calidad de
la ignición
Información de la calidad de la ignición
Encendido.
las bujías

Sensores de régimen de motor
T74, T75, T135

Encendido.
las bujías

ECU E103
Retorno de corriente de iónes
Control de corriente primaria
Tensión de carga de la bobina
Señal para bobina A1
Posición del eje de levas
+24 V
Encendido.
las bujías

Resistencia 9700 ohms
Resistencia
4500 ohms
Resistencia 5200 ohms
Cable de la bobina
Bujía
Resistencia primaria 0.9 ohms
(entre 1 et 3)
Encendido.
Estrategia para el control de las
bujías
52
Asistencia Técnica

Bobina
Manga de
plastico para
el sellado del
aceite del
motor
Manguito de acero
para refrigeración
eficiente de las
bujías
Refrigerante
cerca de la
bujía
Culata
Tapa
válvulas
Bujía
Encendido.
bujías
53
Asistencia Técnica

54
Bytesintervall på tändstiftshylsan
bujías

Relais
EMS
Module E103
Encendido.
Fuente de alimentación para la
ECU E104

M
COO
T137 Sonda lambda
detrás del turbo,
regulador
T772 Sonda lambda
del catalizador,
supervisa
T197
Sensor temperatura
gases de escape
T125
Sensor de presión
gases de escape
T126
Sensor de temperatura y flujo de
admisión de aire
T122/T121
Sensores de temperatura y presión
de admisión despues de la Mariposa
T168/T166
Sensores de temperatura y presión de
admisión antes de la Mariposa
Sensor de presión
atmosferica
T124
Sensor de presión
válvula EGR
T74 Sensor regimen motor
T75 Sensor regimen motor
T135 Sensor eje de levas
T33
Sensor de temperatura
del liquido refrigerante
T132, T174, T133
Sensores de picado
Los sensores

T33 : Temperatura del liquido refrigerante Arranque en frio
Funcionamiento del EGR
EGR activo entre 50° C y 100°C
Protección del turbo / Lubricación
T74/ T75 : Sensor de regimen
EGR activo entre 1000 y 2100 rpm
T124 : Sensor de posición válvula
EGR
Regulación del regimen
Ajuste de posisción de la válvula EGR
T122 : Presión admisión detrás Mariposa
T125 : Sensor de presión gases de escape
Capacidad para un buen flujo de
gases reciclados.
T134 : Presión y temperatura gas
+ Dosificación aire / gas
T126 : Sensor de temperatura y admisión
Cálculo de cantidad de gas
reciclado
T135 : Sensor eje de levas Tiempo de encendido
Inyección de gas
T137 : Sonda lambda regulador
Reducción de polución
T772 : Sonda lambda de supervision
Estado del catalizador
Cambio de oxidación / Reducción
T166 – T168 : Presión y temperatura de admisión delante de la Mariposa
Sensores
de
control
de
presión
cuando
el
vehículo
esta
parado.
+
Disponibilidad de potencia
Protección del turbo
(vía válvula APC)
Sensor de presión admosferica en el COO
Desactivación de la EGR en altitud
T197 : Temperatura gases de escape
T125 : Sensor de presión gases de escape
Densidad del gas EGR
Pprotección turbo (θ)
T121 : Temperatura admisión detrás Mariposa
+
+Densidad
Densidad

T166
T168
T121
T122
T134
Sensor de temperatura de aire
despues de la mariposa
Sensor de presión de aire despues de la mariposa
Sensor de presión y temperatura
de combustible en la rampa
Sensor de temperatura de
admisión antes de la Mariposa
Sensor presión de de admisión
antes de la Mariposa
T75 Sensor de regimen
del motor
T74 Sensor de regimen
del motor
T135 Sensor del eje de
levas
Sensores de picado
T132 T133
T174
Localización
Sensores
Sensor de
temperatura y
flujo de admisión
T126
T772 Sonda Lambda 2 –
Supervisión
1 :Entrada EGR
2 : Salida turbo
3 : Entrada turbo
T33
Sensor temperatura
refrigerante
T197
Sensor de temperatura gases
de escape
T137
Sonda Lambda 1 –
Regulación
T125
T124
T124
Sensor posición válvula EGR
T125
Sensor de presión de
gases de escape

Debe ser inyectado con
exactitud 1 gramo de gas
(CH4)
Cuando el motor aspira
17 gramos de aire
En este caso, la combustión de gas en el aire es completa
Tambien podemos decir que la dosificación estequimetrica es 1
O mas exactamente que lambda es igual a 1
Circuito de
regulación
Para quemar perfectamente el gas en el motor, es necesario
respetar una proporción entre las cantidades de aire y
metano presente en la cámara de combustión. Este informe
relacionado con cómo los elementos reaccionan
químicamente entre sí se llama relación estequiométrica.

Exceso de aire
(λ>1):
Mezcla pobre en gas
La falta de aire
(λ<1):
Mezcla rica en gas
Cantidad aire admisión
requerimiento de aire
teórico
λ =
La lambda (λ) define la riqueza o la pobreza de la mezcla, por que en realidad la
combustión nunca es perfecta
Circuito de
regulación
En la práctica, la combustión es (puntos fríos en la cámara de combustión, la
posible heterogeneidad de la mezcla de aire / gas con otros gases como el etano,
butano, propano requieren más oxígeno para quemar) nunca perfectos.
Para asegurar la combustión completa, y en las condiciones del motor a menudo
es necesario ajustar la relación aire / gas.

Catalizador
Gas (CH4)
Aire:
oxigeno(O2) +
nitrógeno (N2)
Combustión ideal: (completa) dosificación
estequiométrica
Dióxido de carbono + vapor de agua + nitrógeno
La combustión real (incompleta) dosificación no
estequiométrica:
Contaminantes antes de la catálisis
• Monóxido de carbono CO
• Óxidos de nitrógeno NOX
• hidrocarburos no quemados HC
Productos no contaminantes de la combustión
despues de la catálisis
• Gas carbónico CO2
• Vapor de agua, H2
• Nitrógeno N2
• Oxigeno O2
Circuito de
regulación

Cuando la lambda se aproxima a0,9
El CO y los HC aumentan considerablemente debido
a una muy alta proporción de gas en la mezcla
(mezcla rica), las emisiones de NOx son bajas
debido a la falta de oxigeno
Cuando la lambda de aproxima a 1,1
El CO y los HC disminuyen considerablemente
debido a la falta de gas y al exceso de oxigeno
(mezcla pobre) las emisiones de NOx son altas
debido al exceso de oxigeno y a la alta temperatura
de combustión
Conclusión: es muy difícil encontrar los tres contaminantes simultaneamente en sus
valores mínimos mientras se mantenga el valor lambda para el correcto funcionamiento
del motor. Antes de la catálisis, la mejor relación en términos de emisiones
contaminantes y del motor es al rededor de 1 lambda
Antes de
la
Catálisis
Circuito de
regulación

Cuando aumenta la lambda (mezcla pobre)
El NOx aumenta considerablemente debido a aumento en la
temperatura de combustión (exceso de aire).
El CO y los HC alcanzan un valor muy bajo (bajos niveles sin
quemar)
El CO y los HC aumentan debido a una proporción demasiado
elevada de gas CH4 no quemado en la mezcla
Cuando disminuye la lambda (mezcla rica)
La máxima eficiencia de reducción del catalizador esta en una
margen muy estrecha centrada al rededor de la lambda 1 (0,98 a
1,02)
Máxima eficiencia de reducción del catalizador
Despues
de la
catálisis
Circuito de
regulación

La catálisis permite: - Oxidación el monóxido de carbono (CO) en CO2 y los Hidrocarburos (HC) en H20 y en CO2
- La reducción los Óxidos de Nitrógeno (NOX) en N2 y en O2
Catalizador
Despues de la catalisis:
• Monoxido de Carbono (CO) + Oxigeno (O2) = Gas Carbónico (CO2)
• Hidrocarburos (HC) ) + Oxigeno (O2) = vapor de agua (H2O) + gas
carbónico (CO2)
• Oxido de Nitrógeno (NOX) - Oxigeno (O2) = Nitrógeno (N2) +
Oxigeno (O2)
Oxidación
Reducción
Oxidación
Combustión Incompleta:
• Monóxido de Carbono (CO)
• Óxidos de Nitrógeno (NOx)
•Hidrocarburos sin quemar (HC)
Circuito de
regulación

Circuito de
regulación
 Para reducir el contenido de HC y CO, los gases de escape deben tener un contenido significativo de oxígeno para que se oxiden,
la mezcla aire / gas debe ser pobre.
Para reducir los NOx, los gases de escape deben tener bajos niveles de oxígeno para obtener la reducción, la mezcla aire / gas
debe ser rica.
Por lo tanto .La mezcla debe variar continuamente entre pobre y rica cualquier catalizador debe tener un margen operación.
La eficiencia del catalizador total estará en una estrecha margen de operación de alrededor de un lambda 1 (entre 0,98 y 1,02)
Esta restricción tecnológica requiere una regulación para mezcla y un dispositivo específico
En conclusión :

A la salida del convertidor catalítico se encuentra la
sonda lambda T177 (o sonda de monitorización), el
funcionamiento de esta sonda no es diferente a la
sonda lambda reguladora T137 que se encuentra a
la salida del turbo.
Por consiguiente las dos sondas miden el oxigeno
sin quemar presente en los gases de escape.
Durante el funcionamiento del motor de control
electrónico la sonda lambda T137 corrige
continuamente la mezcla hacia el enriquecimiento
o empobrecimiento, el contenido de oxigeno
residual gas de la combustión cambia en
consecuencia..
Por tal motivo se encuentran corrientes cíclicas de
oxigeno que se transforman en vibraciones
regulares de tensión el la sonda T137, el
convertidor catalítico tiene una gran capacidad de
oxigeno amortigua casi en su totalidad los cambios
cíclicos del oxigeno.
De acuerdo a esto, la sonda lambda T137 indica
las vibraciones del oxigeno
En saltos de tensión,
Mientras que la sonda
T772 permanece particularmente
Estable.
El convertidor catalítico presenta un desgaste con
el paso del tiempo disminuye su capacidad para
acumular el oxigeno y con ello su capacidad para
amortiguar los ciclos del oxigeno, esto se hace
visible a través de la sonda lambda T772
Sistema de
control
T137
Catalizador
T772
Sonda
reguladora
Sonda de
supervisión
Circuito de
regulación

Aumento del
flujo de la
inyección
Mezcla Rica
Poco oxigeno en
los gases de
escape
Señal lambda
negativa
El sistema
empobrece la
mezcla
Disminución del
flujo de la
inyección
Mezcla Pobre
Gran cantidad
de oxigeno en
los gases de
escape
Señal lambda
positiva
El sistema
enriquece la
mezcla
Favorece la
reducción de
NOx
Favorece la
oxidación de
CO y HC
Circuito de
regulación

T137 sonda lambda de regulación
T772 sonda lambda de
supervisión
Circuito de
regulación

Sonda lambda T177 (convencional)
•Mide el contenido de oxigeno residual en los gases de
escape.
• La temperatura de funcionamiento es de 350°C
genera un tensión aproximada entre 25 y 900 mV
como una función del contenido de oxigeno en los
gases de escape.
•Compara el contenido de oxigeno residual con el
oxigeno del aire en el ambiente.
•Detecta el paso de mezcla rica (falta de aire λ < 1) y la
mezcla pobre (exceso de aire λ > 1)
Sonda lambda T137 (de banda ancha)
• Mide el contenido de oxigeno residual en los
gases de escape.
• Mide con extrema precisión tanto la mezcla rica
como la pobre por que tiene un rango de medición
mas amplio (0,7 < λ < ∞ (air))
• Es adecuada tanto para motores Diesel como
para motores a Gas.
Circuito de
regulación

Celda de bombeo: Solo ingresa oxigeno
Celda de concentración Nernst: compara el contenido
de oxigeno de los gases de escape con el del aire
Orificio de difución: se comunica con los gases de escape y
limita en flujo de moléculas de oxigeno.
Aire del ambiente: es la referencia
Celda de calefacción: Señal de la sonda aprovechable a
partir de 600 a 800°C. Necesidad de calentar
Caucho de protección
poroso
Gases de escape
Entrada de gas
Electrodos de celda de
bombeo
Electrodos de la celda de
concentración Nernst
Electrodos de la celda de
calefacción
Tubo de escape
T137
Circuito de
regulación
La sonda lambdaT137 detecta la concentración de oxígeno en los gases de escape. Se compone de una celda de bombeo y
una celda concentración Nernst hecho de de dióxido de circonio (ZrO2).
Entre estas dos celdas hay un orificio de difusión de aproximadamente 10 a 50 micras. Se comunica con los gases de escape
a través de un canal de alimentación. El orificio de difusión limita la afluencia de las moléculas de oxígeno del gas de escape.
Un lado de la celda de Nernst está conectado concentración en la atmósfera ambiente por un conducto de aire de
referencia y de un orificio. El otro lado está expuesto a los gases de escape en el hueco de difusión.

El procedimiento de control ocurre de la siguiente manera:
1 - Transferencia de los gases de escape en el orificio de difusión:
Los gases de escape entran a través del orificio de entrada de gas en el orificio dé difusión.
estos gases de escape llevan moléculas de oxígeno de la combustión.
Una cierta cantidad de moléculas de oxígeno se transfieren a el orificio de difusión. Esta cantidad corresponde a la concentración de oxígeno
transportado en el gas de escape.
Orificio de difusión
Barrera de difusión
porosa
Los gases de escape llevan moléculas de
oxigeno
Misma concentración de
oxigeno
T137
Circuito de
regulación

Diferencia de
potencial
Si V > 450mV λ < 1 (mezcla rica )
Si V < 450mV λ > 1 (mezcla pobre)
Si V = 450mV λ =1
Comparación
Aire del ambiente
Creación de
una tensión
T137
Circuito de
regulación
El procedimiento de control ocurre de la siguiente manera:
2- Comparación del contenido de oxígeno en el gas de escape a la contenida en el aire ambiente
La diferencia de oxígeno entre el aire ambiente y los gases de escape genera en los terminales de los electrodos de la
concentración de la celda Nernst de una diferencia de potencial (voltaje).
Un voltaje de 450 Mv corresponde a una lambda 1.
Un voltaje mayor a 450 mV es menor a 1 lambda
 Un voltaje menor a 450 mV es mayor a 1 lambda

El procedimiento de control ocurre de la siguiente marera:
3 – Cuando la mezcla es rica:
• La tensión es mayor de 450mV, esta información es enviada a la ECU E103
• La ECU E103 envía una señal positiva a la terminal de la bomba de la celda de bombeo (IP)
• El contenido de oxigeno presente en los gases de escape es atraído hacia el orificio de difusión pasando por la cerámica
• La ECU E103 regula la corriente de bombeo a fin de mantener la concentración a una tensión de 450mV en la celda de la lambda.
Tensión superior a
450mV
E103
T137
Ua
IP
Circuito de
regulación

E l procedimiento de control ocurre de la siguiente manera
3 – Cuando la mezcla es pobre:
• La tensión es menor a 450 mV, esta información es enviada a la ECU E103.
• La ECU E103 envía una señal negativa a la terminal de la bomba de la celda de bombeo (IP)
• El contenido de oxigeno presente en los gases de escape es rechazado hacia el orificio de difusión pasando por la cerámica y se
devuelve a los gases de escape
• La ECU E103 regula la corriente de bombeo a fin de mantener la concentración a una tensión de 450mV en la celda de la lambda.
Tensión menor a
450mV
E103
T137
IP
Ua
Circuito de
regulación

T137
Circuito de
regulación
En conclusión:
El contenido de oxígeno entre el aire ambiente y el orificio de difusión se
compara continuamente.
El sistema mantiene constantemente una tensión de 450 mV
Para ello:
controla la bomba a través de una corriente de bombeo de oxígeno
o rechaza la brecha de difusión de oxígeno.
El resultado:
una corriente de bombeo negativo cuando la mezcla es demasiado pobre
(exceso de oxígeno)
una corriente positiva de bombeo cuando la mezcla es demasiado rica
(falta de oxígeno).
Esta corriente de bombeo genera un voltaje variable como una función del
contenido de oxígeno en los gases de escape

Pines
T137
Puntos de señal Conexiones
E103
1 Corriente de bombeo B25
2 Masa B12
3 Calefacción PWM B4
4 Alimentación Calefacción B6
5 Ajuste Individual Analógico B24
6 Medición de tensión del sensor de
referencia
B11
Celda de bombeo
Celda de concentración Nernst
T137
Circuito de
regulación

La sonda lambda T772 esta montada a la salida del
catalizador , su función es la supervisar la sonda T137 y
el catalizador.
Esta sonda lambda mide la tasa contenido de oxígeno
en los gases de escape. Consiste esencialmente en un
cuerpo cerámico especial cuyas superficies tienen
electrodos de platino permeables a los gases.
El trabajo de esta sonda se basa en dos características
físicas: en primer lugar el material cerámico es poroso,
permitiendo así que el oxígeno pase por el materia y se
convierte en conductor de la electricidad a partir de 300
° C aprox.
El contenido de oxígeno atmosférico se miden en
ambos lados de los electrodos
La variación de la diferencia entre los dos niveles
genera una tensión eléctrica, del orden de unos 400 mV,
en los electrodos.
Aire atmosférico
(21 % de O2)
Diferencia en concentración de O2
→ Tensión eléctrica (mV)
Gases de
escape
T772
Circuito de
regulación

Sensores de picado T132- T133-T174

Angulo de giro del cigüeñal
Presión (bar)
PMS
Ignición
(chispa)
Inicio fase 2:
propagación del fuego
Combustión optima en
el momento adecuado
Fase 1: El núcleo de la
llama, se ha extendido
mas allá de la turbulencia
Sensores
Sensores de picado: T132, T133, T174

P
M
H
Curva de compresión sin contacto
Curva de ignición por compresión
Angulo de rotación del
cigüeñal
Presión
(bar)
Densidad del combustible insuficiente
Exceso de avance antes de ignición
Propagación de fuego mas lentamente
La combustión anticipada proyectada y presionando las paredes
Umbral de encendido automático se
alcanzo antes de aparecer la chispa
Ignición
(chispa)
Inicio fase 2:
propagación del
fuego
Fase 1: El núcleo de la llama,
se ha extendido mas allá de la
turbulencia
Auto aceleración de la
combustión
Onda de choque,
produce ruido y
vibraciones con una
velocidad cercana a
la del sonido de 5 a
10 kHz
Sensores

Masa simmica
Vibraciones
Cuarzo
piezoeléctrico
Bloque del
motor
El sensor de picado se instala fuera del motor, atornillado al
bloque y previene auto ignición perjudicial. Se encuentra más
cerca de la cámara de combustión (pero no en la cabeza del
cilindro con el fin de evitar ruidos mecánicos de la
distribución).
El sensor de detonación captura el "ruido" del cuerpo del
motor. Es decir, incluye un acelerómetro que registra las
vibraciones acústicas del bloque del motor.
Está constituido por un cuarzo piezoeléctrico (material que
tiene la propiedad de ser cargado eléctricamente bajo la
acción de la tensión mecánica) fijada al bloque del motor y
una masa sísmica asociada.
La señal eléctrica saliente del sensor pasa a través de un
sistema de control que filtra y analiza la frecuencia
característica del golpe para separar el motor de interferencia
"ruido".
Se detecta el clic, la unidad de control electrónico retrasa el
avance. Este sistema se puede colocar en el borde de la
aparición de la detonación para optimizar la eficiencia de
combustión.
La presencia de tres detectores en el motor Scania gas permite
una corrección de avance para cada cilindro individual.
Fuerza de
presión
Señal de salida
Filtración elimina la
frecuencia
Sensores

Sensores
Sensor de temperatura de los gases de escape T197

T197
Sensores de
temperatura de los
gases de escape
T125
Sensor de presión de
los gases de escape
Calculo de la densidad de
la recirculación de los
gases de escape a través
del EGR Información en
conjunto de T125 y T197)
Controla la temperatura
del turbo para su
protection
Auto diagnostico
mediante la comparación
de los sensores de
entrada y salida del turbo
3 Funciones:
CAN
OCS
3 Sondas
1 Transmisor
Sensores
Sensor de temperatura de los gases de escape T197

Terminales T197 Señales
1 Conección a tierra (0 V)
2 CAN baja de salida
3 CAN alta de salida
4 Alimentación + 24 V
3
2
1
Sensores
Sensor de temperatura de los
gases de escape T197
El sensor de temperatura T197 consta de un módulo electrónico que
recupera información a través de mediciones de temperatura tomadas
3 situados en los gases de escape.
Se distinguen por los números 1 (blanco), 2 (amarillo) y 3 (azul). No
deben ser revertidos al sustituir el módulo.
La información se transfiere a la ECU E103 a través de una red CAN.
Sonda 1 (marca blanca): se encuentra en el tubo de EGR. Contribuye
al cálculo del flujo de EGR
Sonda 2 (marcador amarillo): a la salida del turbocompresor que
permite la protección en caso de sobrecalentamiento. En este caso se
establece una reducción de par.
Sonda 3 (marca azul) situado a la entrada del turbocompresor
compara temperaturas de los gases de escape en comparación con los
valores de referencia que tiene la ECU E103

Sonda # 1
Sonda # 2
Sonda # 3
Sensores
Sensor de temperatura de los
gases de escape T197

Sensor de temperatura de gases de escape T197 se
actualiza por T204

Sensores
Sensor de temperatura y flujo de admisión de aire T126

El medidor de flujo de masa de aire por película caliente se
utiliza para detectar la masa de aire aspirado por el motor. Sobre
la base de su señal, la unidad de control del motor detecta la
masa exacta aire aspirado.
Para permitir una combustión óptima de 1 kg de gas, el motor
de combustión interna requiere 17 kg de aire, correspondiente a
la "mezcla estequiométrica".
Para que la unidad de control del motor puede adaptarse en
cualquier situación de la relación aire-gas correcta, se necesita
información precisa sobre la masa de aire aspirado.
Esta información es muy importante. De hecho, en el caso de
una mezcla estequiométrica (lambda 1), el contenido de los
contaminantes contenidos en el gas de escape es baja y se
puede eliminar casi por completo por el catalizador.
Otras funciones ligadas al flujo de masa de aire son:
- El punto de ignición,
- El periodo de inyección,
- La tasa de flujo de inyección
- La tasa de recirculación de gases de escape (EGR). La ECU E44
compara continuamente la cantidad medida de aire T126 a la
medida por T121 / T122, la diferencia corresponde a la tasa de
recirculación EGR
 Calcula la masa del aire aspirado.
 Ayuda a regular la relación
estequiométrica
Útil para determinar el tiempo de
encendido, la duración de la chispa,
la tasa de inyección
Ayuda a determinar la tasa de
reciclaje del EGR
T126
T122/T121
Sensores de presión de aire de
admisión despues de la mariposa
Sensores
admisión de aire T126

El sensor de temperatura y flujo de aire de admisión también se
conoce como sensor masa de aire y opera en un principio de
medición térmica.
Este es un medidor de flujo de aire a "de película caliente", en el
que una corriente eléctrica calienta una celda de detección en el
sensor. Esta celda comprende dos puntos de medición
(resistencias). Debido a la diferencia de temperatura en estas
resistencias, la ECU E103 detecta la masa de aire succionado y la
dirección del flujo de aire.
La detección de los flujos de retorno:
Cuando las válvulas de entrada están cerradas, impiden el paso
del aire de admisión se descarga entonces al medidor de masa de
aire. Si este aire no se detecta como una corriente de retorno, se
distorsiona el resultado de la medición.
El medidor de flujo de aire suministra una tensión de 12V y la
ECU E103 envía una señal de frecuencia que varía con la masa de
aire.
El sensor de temperatura mide la temperatura del aire
suministrado al motor.
La tasa de flujo de aire debe ser de aproximadamente 1 kg / min
en ralentí y 15 kg / min a plena carga.
electrónica
Celda de medición
Pines Señales
1 12 V
2 Masa
3 Temperatura
4 Señal de salida
Medición:
El flujo de aire en kg / min
+
La temperatura del aire
T126
Sensores
admisión de aire T126

Actuador
Mariposa
M34
Sensores
Mariposa (papillon) M34
 La posición de la válvula de mariposa depende de la cantidad de aire
en la cámara de combustión. Esto está relacionado con la demanda de
par del conductor y por lo tanto a la posición del pedal del acelerador.
La válvula de la mariposa no tiene contacto mecánico con el pedal
del acelerador.
Un control electrónico del acelerador esta en contacto con el
actuador a través de señales de la ECU E103.
El actuador está integrado en la mariposa.
Terminal M34 Señales Terminal E103
1 Potencionetro 1 de 0 - 5 V C11
2
Tensión de alimentación de 5 V
para potenciometros 1 y 2 C84
3 Comando del actuador (+) C50
4 Potencionetro 2 de 0 - 5 V C92
5 Comando del actuador (-) C49
6 Masa de potnciometros 1 y 2 C21

V189
Electroválvula
Tubería de referencia
hacia el panel
Válvula solenoide de control de la
válvula de vaciado V189

Válvula solenoide de control de la
válvula de vaciado V189
Válvula solenoide V189 Válvula de vaciado

M34
PWM à 0%
Válvula V189 (APC)
Válvula de vaciado cerrada ►
Cuando la mariposa del tubo de admisión se cierra rápidamente, una sobrepresión puede
ser generada en el tubo de admisión. Para evitar esta situación y para proteger el
turbocompresor (sobrecalentamiento, vibraciones), el motor está equipado con una válvula
de vaciado para disipar el exceso de presión en el lado de entrada ser necesario.
Esto es controlado por la válvula de solenoide (V189) que recibe señales PWM desde la
ECU E103.Desempeña el papel de un interruptor, mediante la conexión a los tubos de
admisión antes de la mariposa y despues de la mariposa.
Cuando se abre la mariposa la señal PWM enviada a V189 es 0%. El tubo de admisión
antes de la mariposa se conecta con la cámara de la válvula de vaciado y la válvula V189
que los obligaron a permanecer en la posición cerrada.
Mariposa abierta►
Compresión turbo
◄E103
Válvula solenoide V189 de control
de la válvula de vaciado

M34
PWM > 0%
Válvula de vaciado abierta ►
Si la mariposa se cierra rápidamente, V189 recibe una señal PWM mayor que 0% y cambia
la posición de la válvula en su distribución interna.
La V189 esta p en contacto con la tubería de admisión despues de la mariposa.
 Por el efecto de trabajo de los pistones se produce una depresión (vacio) y la válvula
V189 internamente se cierra.
 Este vacio permite la apertura de la válvula de vaciado.
La presión que hay en el tubo de admisión antes de la mariposa se descarga al tubo de
admisión del turbo.
Mariposa cerrada ► Depresión
Compresión
turbo
Evacuación de la
sobrepresión
◄E103
Válvula V189 (APC)

Presión despues
de la mariposa
Presión antes
de la mariposa
V189
Mariposa
Válvula de
vaciado

Presión de
turbo
(admisión
antes de la
mariposa
Manguera
conectada a
V189
Válvula de
vaciado

Evacuación de
la
sobrepresión

Válvula de descarga del turbo
“Wastegate "válvula V107
Válvula proporcional
V107
Válvula de alivio
“Wastegate” turbo

La función de la válvula de alivio es reducir la velocidad de
flujo en la turbina para no exceder la velocidad máxima del
turbocompresor.
Cuando la presión en la carcasa del compresor llega a ser
demasiado alta, se abre la válvula de alivio.
Los gases de escape pasan a través de la turbina a través
de un tubo de derivación del turbocompresor y la velocidad
de rotación se reduce.
Ciertos tipos de motores están equipados con una válvula
de alivio controlada eléctricamente.
La válvula de descarga controlada eléctricamente por la
V107 (bloque válvulas) que a su vez es controlada por la ECU
E103.
 La ECU E103 envía una señal al bloque de distribución que
a su vez se abre una válvula proporcional para que el aire
comprimido llega hasta la válvula de descarga.
 Si el control de la válvula V107 falla de generará un código
de falla y el motor no funcionara correctamente.
Turbo con válvula de alivio accionada eléctricamente:
1 – Aire de admisión
2 – Aire comprimido hacia el motor
3 – Gases de escape del motor
4 – Salida de gases de escape
5 – Válvula de descarga del turbo “Wastegate”
6 – Circuito de derivación
7 – Rueda compresora
8 - Turbina
9 – Aire comprimido procedente de la válvula proporcional V107
V107
Válvula de descarga del turbo
“Wastegate”válvula V107

Sensores de presión y temperatura antes de
la mariposa
T166
Sensor
de
presión
T168 Sensor
de
Temperatura

Actuador (Mariposa)
M34
Mariposa
Entrada
Refrigerante

Actuador (Mariposa)
Salida
Refrigerante

Sensores de presión y temperatura despues
de la mariposa
T122 Sensor
de presión
T121 Sensor de
temperatura

T 134 Sensor de presión y temperatura de la
rampa
T134 Sensor
de presión y
temperatura
Rampa de
combustible

T 124 Sensor de posición de la válvula del
EGR
T124 Sensor
de posición
de la válvula
del EGR

T 125 Sensor de presión gases de escape
T125 Sensor de
presión de gases
de escape

T 125 Sensor de presión gases de escape
Toma de
de
presión
de gases
de escape

Motores Scania a Gas OC 09 101/102/106

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Notas del editor