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Funcionamiento

Common Rail System 00400076S

© 2004 DENSO CORPORATION Todos los derechos reservados. Este libro no se puede reproducir ni copiar, total ni parcialmente, sin el permiso de la editorial por escrito.

CONTENIDO 1. DESCRIPCIÓN GENERAL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1-1. CAMBIOS EN EL MEDIO AMBIENTE RELACIONADOS CON EL MOTOR DIESEL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1-2. EXIGENCIAS SOBRE EL SISTEMA DE INYECCIÓN DE COMBUSTIBLE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1-3. TIPOS Y CAMBIOS EN LOS SISTEMAS ECD (DIESEL CONTROLADO ELECTRÓNICAMENTE) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1-4. CARACTERÍSTICAS DEL "COMMON RAIL SYSTEM" . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1-5. EL "COMMON RAIL SYSTEM" Y LOS CAMBIOS DE LA BOMBA DE SUMINISTRO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 1-6. CAMBIOS DE INYECTOR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 1-7. CONFIGURACIÓN DEL "COMMON RAIL SYSTEM" . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 2. PRESENTACIÓN DEL "COMMON RAIL SYSTEM" . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 2-1. DESCRIPCIÓN GENERAL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 3. DESCRIPCIÓN DE LOS COMPONENTES PRINCIPALES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 3-1. BOMBA DE SUMINISTRO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 3-2. RAMPA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 3-3. INYECTOR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 4. DESCRIPCIÓN DE LOS COMPONENTES DEL SISTEMA DE CONTROL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 4-1. DIAGRAMA DEL SISTEMA DE CONTROL DEL MOTOR (REFERENCIA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 4-2. ECU DEL MOTOR (UNIDAD DE CONTROL ELECTRÓNICO) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 4-3. EDU (UNIDAD DE CONDUCCIÓN ELECTRÓNICA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 4-4. SENSORES VARIOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 5. SISTEMAS DE CONTROL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 5-1. CONTROL DE LA INYECCIÓN DE COMBUSTIBLE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 5-2. SISTEMA E-EGR (RECIRCULACIÓN DE GASES DE ESCAPE ELÉCTRICA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 5-3. MARIPOSA DE GASES CONTROLADA ELECTRÓNICAMENTE (NO FABRICADA POR DENSO) . . . . . . . . . . . . . . . . 73 5-4. SISTEMA DE CONTROL DE LOS GASES DE ESCAPE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 5-5. SISTEMA DPF (FILTRO DE PARTÍCULAS DIESEL) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 5-6. SISTEMA DPNR (REDUCCIÓN DE PARTÍCULAS Y NOx DIESEL) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 6. DIAGNÓSTICO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 6-1. DESCRIPCIÓN GENERAL DE LA FUNCIÓN DE DIAGNÓSTICO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 6-2. DIAGNÓSTICO CON DST-1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 6-3. DIAGNÓSTICO CON EL INDICADOR DE AVERÍA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 6-4. COMPROBACIÓN DEL FUNCIONAMIENTO DEL CUERPO DE MARIPOSA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 7. FIN DEL MATERIAL DEL VOLUMEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 7-1. PARTÍCULAS (PM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 7-2. HISTORIA DEL DESARROLLO DEL SISTEMA DE INYECCIÓN DE COMBUSTIBLE DEL TIPO DE "COMMON RAIL SYSTEM" Y LOS FABRICANTES MUNDIALES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 7-3. PRESIÓN DE INYECCIÓN MÁS ALTA, RELACIONES DE INYECCIÓN OPTIMIZADAS, MAYOR PRECISIÓN DE CONTROL DEL CALADO DE INYECCIÓN, MAYOR PRECISIÓN DE CONTROL DE LA CANTIDAD DE INYECCIÓN . . 82 7-4. IMAGEN DEL INTERIOR DE LA CÁMARA DE COMBUSTIÓN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84

1.

DESCRIPCIÓN GENERAL

1-1. CAMBIOS EN EL MEDIO AMBIENTE RELACIONADOS CON EL MOTOR DIESEL •

A nivel mundial hay una imperiosa necesidad de mejorar la economía de combustible de los vehículos con el fin de prevenir el calentamiento global y de reducir las emisiones de los gases de escape que afectan la salud humana. Los vehículos con motor diesel son muy apreciados en Europa por la economía de combustible que ofrecen. Por otra parte, los "óxidos de nitrógeno (NOx)" y las "partículas (PM)" contenidas en los gases de escape deben ser reducidas en gran medida para cumplir con las regulaciones de los gases de escape. La tecnología se está desarrollando activamente con el objetivo de mejorar el ahorro de combustible y de reducir los gases de escape.

< Aviso > • Para obtener más información sobre las partículas (PM), consulte el material que hay al final de este documento.

A. Exigencias sobre los vehículos diesel • Reducir los gases de escape (NOx, PM, monóxido de carbono (CO), hidrocarburo (HC) y humo). • Mejorar la economía de combustible. • Reducir el ruido. • Mejorar el rendimiento y el ejercicio de la conducción.

B. Cambios en las Regulaciones de gases de escape (ejemplo de regulaciones para los vehículos diesel grandes) Las regulaciones EURO IV entrarán en vigor en Europa a partir de 2005 y las regulaciones 2004 MY han entrado en vigor en América del Norte a partir de 2004. Además, las regulaciones EURO V entrarán en vigor en Europa a partir de 2008 y las regulaciones 2007 MY entrarán en vigor en América del Norte a partir de 2007. A través de estas medidas, las emisiones de PM y NOx se reducirán progresivamente.

NOx

PM g/kWh

g/kWh Europa

Europa

EURO

EURO

EURO

EURO

EURO

EURO

Norteamérica 1998 MY

2004 MY

2007 MY

3,5 Norteamérica

2,7 2,0

0,11

0,13

1998 MY

0,03 2004 2005

2004 MY

2007 MY 0,27

0,013 2007 2008

2004 2005

2007 2008 Q000989S

1-2. EXIGENCIAS SOBRE EL SISTEMA DE INYECCIÓN DE COMBUSTIBLE •

Para cumplir con las diversas exigencias que se imponen sobre los vehículos diesel, el sistema de inyección de combustible (incluyendo la bomba de inyección y las toberas) juega un papel significativo porque afecta directamente al rendimiento del motor y del vehículo. Algunas de estas exigencias son: presión de inyección más alta, relación de inyección optimizada, mayor precisión del control del calado de inyección y mayor precisión del control de la cantidad de inyección del combustible.

< Aviso > • Para obtener más información sobre la presión de inyección más alta, la relación de inyección optimizada, la mayor precisión del control del calado de inyección y la mayor precisión del control de la cantidad de inyección del combustible, consulte el material que hay al final de este documento.

-1-

1-3. TIPOS Y CAMBIOS EN LOS SISTEMAS ECD (DIESEL CONTROLADO ELECTRÓNICAMENTE) •

Los sistemas ECD incluyen la serie ECD-V (V3, V4 y V5), que implementa el control electrónico mediante bombas distribuidas (bombas del tipo VE), y "common rail systems" que constan de bomba de suministro, rampa e inyectores. Los distintos tipos son el ECD-V3 y V5 para los vehículos de pasajeros y RV, el ECD-V4, que puede admitir también camiones pequeños, los "common rail systems" para camiones y los "common rail systems" para vehículos de pasajeros y RV. Además, hay una segunda generación de sistemas "common rail systems" que admite tanto la aplicación en vehículos grandes como en vehículos de pasajeros. El siguiente gráfico muestra las características de estos sistemas.

'85

'90

'95

'00

ECD-V1 ECD-V3 · El primer sistema SPV del mundo (sistema de válvula electromagnética de descarga electromagnetic spill valve-) se utiliza para el control de la cantidad de inyección de combustible, de modo que se puede controlar el volumen inyectado por cada uno de los cilindros. · Presión de inyección máxima 60 Mpa

ECD-V4 ECD-V5 · Mecanismo de bombeo de leva interior · Presión de inyección máxima 130 Mpa

· Utiliza la inyección piloto para reducir el sonido de combustión del motor. · Presión de inyección máxima 100 Mpa

ECD-V4

ECD-V5

Tipos de sistemas y cambios

ECD-V3

“common rail” de vehículos grandes (HP0) “common rail” de turismos (HP2)

Common Rail System · El combustible sometido a una presión superior mediante la bomba de suministro se acumula temporalmente en la rampa para después inyectarse tras la excitación del inyector. · Utiliza la inyección piloto para reducir el sonido de combustión del motor · Presión de inyección máxima 180 Mpa Bomba de suministro

Inyector

Rampa

Q000750S

-2-

1-4. CARACTERÍSTICAS DEL "COMMON RAIL SYSTEM" •

El "common rail system" utiliza un tipo de cámara de acumulación llamada rampa para almacenar el combustible a presión y para que los inyectores, que contienen válvulas electromagnéticas controladas electrónicamente, inyecten dicho combustible en el interior de los cilindros.

•

El sistema de inyección, al ser controlado por la ECU del motor (la presión, la relación y el calado de inyección), es independiente, y por lo tanto, no se ve afectado por el régimen o la carga del motor.

•

Como la ECU del motor puede controlar la cantidad y el calado de inyección con un alto grado de precisión, es posible incluso la inyección múltiple (múltiples inyecciones de combustible en una sola carrera de inyección).

•

Con ello se garantiza una presión de inyección estable en todo momento, incluso con un régimen del motor bajo, y se disminuye drásticamente la cantidad de humo negro que emiten normalmente los motores diesel en el arranque y en la aceleración. Como consecuencia, las emisiones de gases de escape son menores y más limpias, a la vez que se consigue un mejor rendimiento.

< Aviso > • Para obtener más información sobre el origen de los sistemas de inyección de combustible de "common rail", consulte el material que hay al final de este documento.

A. Funciones del control de inyección a.

Control de la presión de inyección • Posibilita la inyección a alta presión incluso a un régimen bajo del motor. • Optimiza el control para reducir al mínimo las emisiones de partículas y NOx.

b.

Control del calado de inyección Posibilita un control óptimo y preciso de acuerdo con las condiciones de la conducción. Control de la relación de inyección El control de la inyección piloto inyecta una pequeña cantidad de combustible antes de la inyección principal.

Common Rail System

Control del calado de inyección

Inyección piloto Relación de inyección

Presión optimizada y más alta · La presión de inyección es más del doble de la presión actual, lo que hace que sea posible reducir enormemente las partículas.

Tipo control electrónico

Can

Velocidad

tidad

Ángulo de avance

Partículas

Common Rail System

Bomba convencional

Control de la relación de inyección

de in

yecc

Presión de inyección

ión

Velocidad

Inyección secundaria

Inyección previa

Post-inyección

Inyección principal

Ángulo del cigüeñal Control de la cantidad de inyección Corrección de la cantidad de inyección del cilindro Cantidad de inyección

Control de la presión de inyección

Presión de inyección

c.

1

3 2 4

Q000751S

-3-

1-5. EL "COMMON RAIL SYSTEM" Y LOS CAMBIOS DE LA BOMBA DE SUMINISTRO •

El primer "common rail system" para camiones del mundo apareció en 1995. En 1999 se lanzó el "common rail system" para vehículos de pasajeros (la bomba de suministro HP2), y luego, en 2001, se lanzó un "common rail system" que utilizaba la bomba HP3 (una bomba de suministro más ligera y más compacta). En 2004 se lanzó la HP4 de tres cilindros, basada en la HP3.

A. Tipos de bombas de suministro y cambios 1996 Common Rail System

1998

2000

2002

“common rail system” de 1ª generación

HP0

2004

2006

“common rail system” de 2ª generación

120MPa

Camiones grandes

HP4 Camiones de tamaño medio Cantidad de ajuste de precarrera

HP3

180MPa Ajuste de la cantidad de succión

HP2 Camiones compactos 180MPa

Turismos Ajuste de la cantidad de succión

Ajuste de la cantidad de succión

135MPa Q000752S

1-6. CAMBIOS DE INYECTOR 97

98

99

00

01

02

1ª generación

X1

03

2ª generación

G2

· 120MPa · Inyección piloto

· 180MPa · Inyección múltiple X2 · 135MPa · Inyección piloto

Q000753S

-4-

1-7. CONFIGURACIÓN DEL "COMMON RAIL SYSTEM" •

El sistema de control de rampa común se puede dividir en líneas generales en las cuatro áreas siguientes: sensores, ECU del motor, EDU y actuadores.

A. Sensores Detectan el estado del motor y de la bomba.

B. ECU del motor Recibe señales de los sensores, calcula la cantidad y el calado de inyección adecuados para un funcionamiento óptimo del motor y envía las señales apropiadas a los actuadores.

C. EDU Posibilita la activación de los inyectores a regímenes altos. También hay algunos tipos con circuitos de carga dentro de la ECU que tienen la misma función que la EDU, por lo que no hay EDU en estos casos.

D. Actuadores Proporcionan la cantidad y el calado de inyección óptimos según las señales recibidas desde la ECU del motor.

Sensor de régimen del motor / Sensor TDC (G)

Sensor de posición del acelerador

Bomba de suministro (SCV: válvula de control de succión)

EDU

Inyector

ECU del motor

Otros sensores e interruptores

Otros actuadores

Diagnóstico

-5-

Q000754S

2.

PRESENTACIÓN DEL "COMMON RAIL SYSTEM"

2-1. DESCRIPCIÓN GENERAL •

Los "common rail systems" se componen principalmente de la bomba de suministro, la rampa y los inyectores. Existen los siguientes tipos según la bomba de suministro que se utilice.

A. Tipo HP0 Éste es el primer "common rail system" comercializado por DENSO. Utiliza el tipo de bomba de suministro HP0 y se monta en camiones y autobuses grandes. a.

Vista exterior de los componentes principales del sistema

Rampa

Bomba de suministro (tipo HP0)

Inyector Q000755S

b.

Configuración de los componentes principales del sistema (ejemplo de HP0)

ECU del motor


Rampa Sensor de presión de la rampa

Sensor de temperatura del combustible

Inyector

Sensor de temperatura del refrigerante

PCV (válvula de control de la bomba)

Bomba de suministro Sensor de identificación de cilindro (sensor TDC (G))

Sensor de posición del cigüeñal (sensor de régimen del motor)

Q000756S

< Aviso > • Para obtener más detalles sobre la configuración, consulte las explicaciones de las piezas de control y los elementos del diagrama del sistema de control del motor.

-6-

B. Tipo HP2 Este sistema utiliza un tipo de bomba de suministro HP2 que se ha hecho más ligera y compacta y es el "common rail system" que se utiliza en vehículos de pasajeros y RV en vez del ECD-V3. a.


Rampa

Bomba de suministro (tipo HP0)

Inyector Q000757S

b.

Diagrama de montaje de los componentes principales del sistema

Sensor de presión de aire de admisión

Válvula de EGR ECU del motor


Inyector Sensor de presión de la rampa E-VRV


Sensor de temperatura de aire de admisión Sensor de posición del cigüeñal (sensor de régimen del motor)

ECU (unidad de conducción electrónica) Rampa

Bomba de suministro

-7-

Sensor de identificación de cilindro (sensor TDC (G))

Q000758S

c.

Flujo del sistema global (combustible)

Sensores varios

ECU del motor

EDU

Sensor de presión de la rampa

Rampa

TWV Limitador de presión

Válvula reguladora

Filtro de combustible

Válvula de descarga Inyector

Bomba de suministro

SCV (válvula de control de succión) Válvula de retención

Bomba de alimentación

Émbolo buzo Leva interior

Flujo de inyección de combustible Flujo de fuga del combustible Depósito de combustible Q000926S

-8-

C. Tipo HP3, Tipo HP4 a.

Tipo HP3 Este sistema utiliza una bomba de suministro de tipo HP3 que es compacta, pesa poco y proporciona una presión más alta. Se monta sobre todo en vehículos de pasajeros y en camiones pequeños.

b.

Tipo HP4 Este sistema es en esencia el mismo que el del tipo HP3, pero utiliza la bomba de suministro de tipo HP4, que cuenta con un mayor volumen de bombeo para poder manejar motores más grandes. Se monta sobre todo en camiones de tamaño medio.

c.


Rampa

HP3

HP4

Bomba de suministro

Inyector Q000759S

d.

Diagrama de montaje de los componentes principales del sistema

ECU del motor

Cuerpo de mariposa Sensor de presión Válvula de EGR de aire de admisión

E-VRV para EGR Conector DLC3

Caudalímetro de aire (con sensor de temperatura de aire de admisión)

Sensor de posición del acelerador EDU R/B Sensor de posición Sensor de presión de la rampa del acelerador Válvula de descarga de presión

VSV de cierre de EGR Inyector

Bomba de suministro Sensor de posición del cigüeñal (sensor de régimen del motor)

HP3

HP4 Sensor de temperatura del combustible

SCV (válvula de control de succión)

Sensor de identificación de cilindro (sensor TDC (G)) SCV (válvula de control de succión)

-9-


Q000760S

e.

Flujo del sistema global (combustible)

EDU Sensores varios

ECU

Válvula de descarga de presión Rampa Limitador de presión


Bomba de suministro (HP3 o HP4)

Válvula de descarga

Inyector

Émbolo buzo

SCV (válvula de control de succión) Bomba de alimentación

: Flujo de inyección de combustible : Flujo de fuga del combustible

Filtro de combustible

Depósito de combustible

Q000927S

-10-

3.

DESCRIPCIÓN DE LOS COMPONENTES PRINCIPALES

3-1. BOMBA DE SUMINISTRO A. Tipo HP0 a.

Construcción y características • La bomba de suministro HP0 se compone principalmente de un sistema de bombeo como el de las bombas en serie convencionales (dos cilindros), la PCV (válvula de control de la bomba) para controlar el volumen de descarga del combustible, el sensor de identificación de cilindro (sensor TDC (G)), y la bomba de alimentación. • Admite el número de cilindros del motor cambiando el número de picos de la leva. La bomba de suministro gira a la mitad del régimen del motor. En la siguiente tabla se muestra la relación entre el número de cilindros del motor y la bomba de suministro que bombea. Bomba de suministro Número de cilindros del

Relación de velocidad

motor

(bomba: motor)

Número de cilindros

4 cilindros 6 cilindros

1:2

2

8 cilindros

Número de rotaciones de bombeo por 1 ciclo del motor

Picos de leva

(2 rotaciones)

2

4

3

6

4

8

• Al incrementar el número de picos de leva para soportar el número de cilindros del motor, se logra una unidad de bomba compacta de dos cilindros. Además, debido a que esta bomba tiene tantas carreras de bombeo como inyecciones, mantiene una presión de rampa estable y homogénea.

PCV (válvula de control de la bomba) Válvula de descarga

Elemento

Válvula de rebose


Generador de impulsos del sensor TDC (G)


Empujador de válvula Leva x 2

-11-

Q000768S

b.

Despiezo



Elemento


Empujador de válvula Leva

Rodillo

Árbol de levas

Bomba de cebado


Q000769S

-12-

c.

Funciones de las piezas componentes de la bomba de suministro Piezas componentes

Funciones


Aspira el combustible desde el depósito del mismo y se lo suministra al mecanismo de bombeo.

Válvula de rebose

Regula la presión del combustible en la bomba de suministro.


Controla el volumen de combustible que se suministra a la rampa.

Leva

Activa el empujador de válvula.

Mecanismo de

Empujador de vál-

Transmite un movimiento de vaivén al émbolo buzo

bombeo

vula Émbolo buzo

Se mueve en vaivén para aspirar y comprimir el combustible.


Detiene el flujo inverso del combustible que se bombea a la rampa.

Sensor de identificación de cilindro (sen-

Identifica los cilindros del motor.

sor TDC (G)) (1)

Bomba de alimentación La bomba de alimentación, que está integrada en la bomba de suministro, aspira combustible del depósito del mismo y se lo suministra a la cámara de la bomba a través del filtro de combustible. Hay dos tipos de bombas de alimentación, el tipo trocoide y el tipo paleta.

A)

Tipo trocoide El árbol de levas activa los rotores externo e interno de la bomba de alimentación, haciendo que éstos empiecen a girar. Según el espacio producido por el movimiento de los rotores externo e interno, la bomba de alimentación aspira combustible dentro de la lumbrera de succión y bombea el combustible fuera de la lumbrera de descarga.

Rotor externo

A la cámara de la bomba

Lumbrera de descarga

Lumbrera de succión

Rotor interno Del depósito de combustible

-13-

Q000770S

B)

Tipo paleta El árbol de levas activa el rotor de la bomba de alimentación y las paletas se deslizan por la circunferencia interior del anillo excéntrico. Al girar el rotor, la bomba aspira combustible del depósito del mismo y lo descarga en la SCV y el mecanismo de bombeo.


Rotor

Anillo excéntrico

Paleta


Q000771S

(2)

PCV: válvula de control de la bomba La PCV (válvula de control de la bomba) regula el volumen de combustible que se descarga de la bomba de suministro para controlar la presión de rampa. El volumen de combustible que se descarga de la bomba de suministro a la rampa se determina mediante la temporización con la que se aplica la corriente a la PCV.

A)

Circuito de activación El diagrama a continuación muestra el circuito de activación de la PCV. El interruptor de encendido gira el relé PCV a la posición ON y OFF para aplicar corriente a la PCV. La ECU maneja el control de la posición ON/OFF de la PCV. Basándose en las señales de cada sensor, determina el volumen de descarga que se requiere para proporcionar la presión de rampa óptima y controla la temporización de la posición ON/OFF para que la PCV consiga ese volumen de descarga deseado.

Del relé de la PCV PCV A la rampa Relé de la PCV

Interruptor de encendido +B

PCV1

PCV2

Q000772S

-14-

(3)

Mecanismo de bombeo El motor activa el árbol de levas y la leva activa el émbolo buzo a través del empujador de válvula para bombear el combustible enviado por la bomba de alimentación. La PCV controla el volumen de descarga. El combustible se bombea desde la bomba de alimentación al cilindro, y luego a la válvula de descarga.

PCV (válvula de control de la bomba) Válvula de descarga A la rampa

Émbolo buzo

Árbol de levas Bomba de alimentación

Generador de impulsos del sensor TDC (G)

Leva (3 lóbulos: 6 cilindros) Q000773S

-15-

(4)

SENSOR DE IDENTIFICACIÓN DE CILINDRO (SENSOR TDC (G)) El sensor de identificación de cilindro (sensor TDC (G)) utiliza la tensión de corriente alterna generada por el cambio de las líneas de la fuerza magnética que pasa a través de la bobina para enviar la tensión de salida a la ECU. Lo mismo ocurre con el sensor de régimen del motor instalado en el lado del motor. Hay un engranaje con forma de disco en el centro del árbol de levas de la bomba de suministro que tiene cortes colocados a intervalos de 120°, más un corte extra. De ese modo, este engranaje emite siete impulsos por cada dos revoluciones del motor (para un motor de seis cilindros). Mediante la combinación de los impulsos del régimen del motor del lado del motor y los impulsos del TDC, el impulso del corte extra se identifica como el cilindro nº 1.

· Para un motor de 6 cilindros (referencia) Sensor de identificación de cilindro (sensor TDC (G))

Impulso estándar del TDC (G) del cilindro nº 1

· Impulso TDC (G)

Impulso estándar del TDC (G) del cilindro nº 6

Impulso estándar del TDC (G) de la identificación del cilindro nº 1

· Impulso de régimen del motor 0 2 4 6 8 101214 0 2 4 6 810 1214 0 2 4 6 8 1012

0 2 4 6 8 101214 0 2 4 6 8 101214 0 2 4 6 8 1012

0 2 4 6 8

Impulso estándar del régimen del motor del cilindro nº 6 Impulso estándar del régimen del motor del cilindro nº 1

-16-

Q000774S

d. (1)

Funcionamiento de la bomba de suministro Flujo de combustible global de la bomba de suministro La bomba de alimentación aspira el combustible del depósito del mismo y lo envía al mecanismo de bombeo a través de la PCV. La PCV ajusta el volumen de combustible que bombea el mecanismo de bombeo al volumen de descarga necesario y el combustible se bombea hacia la rampa a través de la válvula de descarga.

(2)

Control del volumen de descarga de combustible El émbolo buzo bombea el combustible enviado desde la bomba de alimentación. La PCV controla el volumen de descarga para ajustar la presión de rampa. El funcionamiento real es el siguiente.

A)

Funcionamiento de la PCV y el émbolo buzo durante cada carrera

a)

Carrera de admisión (A) En la carrera descendente del émbolo buzo, la PCV se abre y el combustible a baja presión se succiona hacia la cámara de émbolo buzo a través de la PCV.

b)

Precarrera (B) Incluso cuando el émbolo buzo entra en su carrera de ascenso, la PCV permanece abierta mientras no se excite. Durante este tiempo, el combustible que se aspira a través de la PCV retorna a través de la PCV sin ser sometida a presión (precarrera).

c)

Carrera de bombeo (C) Con una temporización adecuada al volumen de descarga requerido, se suministra alimentación para cerrar la PCV, el paso de retorno se cierra y la presión de la cámara de émbolo buzo se eleva. Por consiguiente, el combustible pasa a través de la válvula de descarga (válvula de cierre del regreso de combustible) y se bombea hacia la rampa. Concretamente, la porción del levantamiento del émbolo después de cerrarse la PCV se convierte en el volumen de descarga; mediante la variación de la temporización para el cierre de la PCV (el punto final de la precarrera del émbolo), se varía el volumen de descarga para controlar la presión de rampa.

d)

Carrera de admisión (A) Cuando la leva excede el levantamiento máximo, el émbolo buzo entra en su carrera de descenso y la presión de la cámara de émbolo buzo disminuye. En ese momento, la válvula de descarga se cierra y el bombeo de combustible se detiene. Además, la PCV se abre porque se desactiva, y el combustible a baja presión se succiona hacia la cámara de émbolo buzo. En concreto, el sistema va al estado A. Cantidad de descarga

Carrera de admisión

Carrera de bombeo

Q=

d 2 (H-h) 4

Levantamiento de leva

h

H

Precarrera Válvula abierta Funcionamiento de la PCV Válvula cerrada Cuando aumenta Cuando disminuye la cantidad la cantidad de descarga de descarga

Funcionamiento de la bomba

Bombeo de la cantidad de descarga necesaria

PCV Retorno Del depósito de combustible Mecanismo de bombeo

A la rampa Válvula de descarga

Émbolo buzo

d

(A)

(B)

(C)

-17-

(A')

Q000775S

B. Tipo HP2 a.

Construcción y características • La bomba de suministro se compone principalmente de dos sistemas de mecanismo de bombeo (leva interior, rodillo, dos émbolos buzo), la SCV (válvula de control de succión), el sensor de temperatura del combustible y la bomba de alimentación (tipo paleta) y se activa con la mitad de la rotación del motor. • El mecanismo de bombeo consiste en una leva interior y un émbolo buzo y forma una configuración en tándem en la cual dos sistemas se disponen en forma axial, lo que hace la bomba de suministro compacta y reduce el par máximo. • La cantidad de combustible que se descarga en la rampa se controla mediante el volumen de succión de combustible que utiliza el control de la SCV (válvula de control de succión). Para controlar el volumen de descarga con el volumen de succión, se eliminan las operaciones de bombeo excesivo, reduciendo así la carga de actuación y evitando el aumento de la temperatura del combustible.

Sensor de temperatura del combustible Válvula de descarga

Rebose

Succión de combustible (del depósito de combustible)


Válvula reguladora

Bomba de alimentación Émbolo buzo

Válvula de retención

Q000818S

Par de activación de la bomba de suministro Debido a que el mecanismo de bombeo está en una configuración en tándem, su par de activación máximo es la mitad del de una bomba simple con la misma capacidad de descarga.

Tipo tándem

Tipo sencillo

Bombeo Bombeo

Émbolo buzo 1

Composición

Émbolo buzo 2

Suministro

Bombeo

Par (Tasa de bombeo de aceite)

Par (Tasa de bombeo de aceite)

Suministro

Modelo de par

b.

Rodillo Leva interior

Succión

Bombeo

Línea continua: Émbolo buzo 1 Línea discontinua: Émbolo buzo 2

Q000819S

-18-

c.

Despiezo

Válvula reguladora


Árbol de levas Leva interior Rodillo Cuerpo de la bomba Bomba de alimentación Zapata




Q000820S

-19-

d.

Funciones de las piezas componentes Piezas componentes


Funciones Aspira el combustible desde el depósito del mismo y se lo suministra al mecanismo de bombeo.

Válvula reguladora

Regula la presión interna del combustible de la bomba de suministro.

SCV (válvula de control de

Controla la cantidad de combustible que se suministra al émbolo buzo para controlar la

succión)

presión de combustible de la rampa.

Mecanismo de bombeo

Leva interior

Activa el émbolo buzo.

Rodillo


Émbolo buzo



Mantiene la presión alta mediante la separación del área sometida a presión (rampa) del mecanismo de bombeo.

Sensor de temperatura del

Detecta la temperatura del combustible.

combustible Válvula de retención (1)

Evita que el combustible a presión del mecanismo de bombeo vuelva al lado de succión.

Bomba de alimentación La bomba de alimentación es un tipo de cuatro paletas que aspira combustible del depósito y lo descarga en el mecanismo de bombeo. La rotación del eje impulsor hace que el rotor de la bomba de alimentación gire y que la paleta se mueva deslizándose por la superficie interior de la carcasa (anillo excéntrico). Al girar el rotor, la bomba aspira combustible del depósito y lo descarga en la SCV y el mecanismo de bombeo. Dentro de las paletas hay un muelle para que se mantengan apretadas contra la circunferencia interior, con el fin de reducir al mínimo la fuga de combustible dentro de la bomba.

Anillo excéntrico Muelle Rotor

Paleta

Cubierta delantera

Cubierta trasera Q000821S

Válvula reguladora El propósito de la válvula reguladora es controlar la presión de alimentación (presión del bombeo de combustible) que envía combustible al mecanismo de bombeo. Cuando aumenta el movimiento rotatorio de la bomba y la presión de suministro excede la presión fijada en la válvula reguladora, la válvula se abre venciendo la fuerza del muelle y permitiendo el retorno del combustible al lado de succión.

Válvula reguladora

Entrada de succión Cuerpo de la válvula reguladora Presión de suministro (presión de bombeo)

(2)

Filtro Muelle Pistón

Bomba de alimentación (lado de la descarga)

Bomba de alimentación (lado de la succión)

Válvula reguladora Características de la presión con la válvula abierta Alta presión con la válvula abierta

Baja presión con la válvula abierta

Velocidad Casquillo Q000822S

-20-

(3)

SCV: válvula de control de succión El sistema ha incorporado un tipo de válvula electromagnética. La ECU controla la duración de la corriente aplicada a la SCV para controlar el volumen de combustible aspirado hacia el mecanismo de bombeo. Sólo se suministra la cantidad de combustible necesaria para conseguir la presión deseada en la rampa, por lo que la carga de actuación de la bomba de suministro disminuye, mejorando de ese modo la economía de combustible.

Tope

Bobina

Válvula de aguja Muelle Q000823S

A)

Funcionamiento

a)

SCV ON Cuando se aplica corriente a la bobina, ésta empuja la válvula de aguja hacia arriba, permitiendo el suministro de combustible en el mecanismo de bombeo de la bomba de suministro.

Al mecanismo de bombeo de la bomba

De la bomba de alimentación b)

Q000824S

SCV OFF Cuando se deja de aplicar corriente a la bobina, la válvula de aguja se cierra y se detiene la succión de combustible.

De la bomba de alimentación Q000825S

-21-

(4)

Mecanismo de bombeo (émbolo buzo, leva interior, rodillo) • El mecanismo de bombeo consta de émbolo buzo, leva interior y rodillo; aspira el combustible descargado por la bomba de alimentación y lo bombea hacia la rampa. Como el eje impulsor y la leva interior están integrados uno en otro, la rotación del eje impulsor se convierte en la rotación de la leva interior. • Dentro de la leva interior hay dos sistemas de émbolos buzo dispuestos en serie (tipo tándem). El émbolo buzo 1 está colocado horizontalmente y el émbolo buzo 2 está colocado verticalmente. La succión y las carreras de compresión de los émbolos buzo 1 y 2 están invertidas (cuando uno está en admisión el otro está en descarga), y cada émbolo buzo descarga dos veces por cada rotación, de forma que por una rotación de la bomba de suministro, descargan un total de cuatro veces a la rampa.

Émbolo buzo 1 (horizontal)

Émbolo buzo 2 (vertical)

Combinación de longitudes de los émbolos buzos · Émbolo buzo 1: Medio + Medio · Émbolo buzo 2: Corto + Largo Rodillo Diámetro del rodillo: 9 Longitud del rodillo: 21 mm Material: cerámica reforzada

Leva interior (levantamiento de la leva: 3,4 mm)

Émbolo buzo 1 Rotación de leva de 90

Émbolo buzo 2 Émbolo buzo 1: inicio de la succión Émbolo buzo 2: inicio del bombeo (5)

Émbolo buzo 1: inicio del bombeo Émbolo buzo 2: inicio de la succión

Q000826S

Válvula de descarga La válvula de descarga, que contiene dos bolas de válvula, descarga el combustible a presión desde los émbolos buzo 1 y 2 hacia la rampa en carreras alternas. Cuando la presión del émbolo buzo excede la presión de la rampa, la válvula se abre para descargar combustible.

Desde el émbolo buzo 1 A la rampa Desde el émbolo buzo 2

Pasador Guía Tope Bola de la válvula Junta · Cuando el émbolo buzo 1 bombea

Soporte · Cuando el émbolo buzo 2 bombea

Q000827S

-22-

(6)

Sensor de temperatura del combustible El sensor de temperatura del combustible está instalado en la parte de admisión del combustible y tiene las características de un termistor en el cual la resistencia eléctrica cambia con la temperatura para poder detectar la temperatura del combustible.

Valor de la resistencia

Termistor

Resistencia - Característica temperatura

Temperatura Q000828S

(7)

Válvula de retención La válvula de retención, que está situada entre la SCV (válvula de control de succión) y el mecanismo de bombeo, evita que el combustible a presión vuelva del mecanismo de bombeo a la SCV.

Caja de la bomba

Muelle

Válvula

Al mecanismo de bombeo

Tope A)

A la SCV

Tapón

Q000829S

Válvula de retención abierta Durante la succión del combustible (SCV ON), la presión de suministro abre la válvula, permitiendo el suministro de combustible en el mecanismo de bombeo.

Al mecanismo de bombeo

Desde la SCV B)

Q000830S

Válvula de retención cerrada Durante el bombeo del combustible (SCV OFF), el combustible a presión del mecanismo de bombeo cierra la válvula, evitando que el combustible vuelva a la SCV.

Desde el mecanismo de bombeo

Q000831S

-23-

e. (1)

Funcionamiento de la bomba de suministro Flujo de combustible global de la bomba de suministro La bomba de alimentación succiona el combustible del depósito y lo envía a la SCV. En ese momento, la válvula reguladora ajusta la presión del combustible por debajo de cierto nivel. El volumen de descarga requerido del combustible enviado a la bomba de alimentación se ajusta mediante la SCV y el combustible se introduce en el mecanismo de bombeo a través de la válvula de retención. Luego el mecanismo bombea el combustible hacia la rampa a través de la válvula de descarga.

Orificio de rebose Válvula reguladora Al depósito

Del depósito de combustible


A la rampa

Leva SCV1

Válvula de retención 1 Válvula de retención 2 Culata

SCV2

Bomba de alimentación Émbolo buzo Q000832S

-24-

(2)

Control del volumen de descarga de combustible • El siguiente diagrama muestra que la temporización de arranque de la succión (SCV (válvula de control de succión) ON) es constante (y está determinada por el régimen de la bomba) debido a la señal del sensor de posición del cigüeñal. Por esta razón, el volumen de succión del combustible se controla cambiando la temporización del final de la succión (SCV OFF). Por lo tanto, el volumen de succión disminuye cuando la SCV se pone en OFF pronto y aumenta cuando la SCV se pone en OFF tarde. • Durante la carrera de admisión, el émbolo buzo recibe la presión de alimentación de combustible y desciende a lo largo de la superficie de la leva. Cuando la SCV se pone en OFF (final de la succión), termina la presión de suministro sobre el émbolo buzo y se detiene el descenso. Como el volumen de succión varía, al terminar la succión (excepto con la succión máxima) el rodillo se separa de la superficie de la leva. • Cuando el eje impulsor gira, el pico de leva sube y el rodillo entra en contacto con la superficie de la leva de nuevo, la leva aprieta el émbolo buzo y comienza el bombeo. Como el volumen de succión es igual al volumen de descarga, el volumen de descarga está controlado por la temporización con la cual la SCV se pone en OFF (volumen de succión).

360 CR

Ángulo del cigüeñal Punto muerto superior en compresión

TDC #3

TDC #1

TDC #2

TDC #4

Señal del sensor de identificación del cilindro 0 2 4 6 8 101214 16 0 2 4 6 8 101214

Señal del sensor de posición del cigüeñal SCV 1

ON OFF

SCV 2

ON OFF

0 2 4 6 8 101214 16 0 2 4 6 8 101214

Volumen de succión aumentado Succión Succión

Succión

Volumen de succión Succión disminuido

Descarga de la válvula de descarga

Levantamiento de leva horizontal Bombeo

Levantamiento de leva vertical

Combustible


Bombeo

Succión

Bombeo Succión

Succión

Bombeo Succión

Combustible SCV OFF

ON

OFF

OFF

Combustible

Émbolo buzo


Rodillo

Succión Inicio de la succión

Bombeo

Fin de la succión

Inicio del bombeo

Fin del bombeo Q000833S

-25-

C. Tipo HP3 a.

Construcción y características • La bomba de suministro se compone principalmente de la unidad de bomba (leva excéntrica, leva anular, dos émbolos buzo), la SCV (válvula de control de succión), el sensor de temperatura del combustible y la bomba de alimentación (tipo trocoide), y se activa con una rotación o con media rotación del motor. • Los dos émbolos buzo de la unidad de bomba compacta están colocados simétricamente por encima y por debajo de la parte exterior de la leva anular. • Al igual que en el tipo HP2, la SCV controla el volumen de descarga del combustible, con el fin de reducir la carga de actuación y evitar la subida de temperatura del combustible. Además, hay dos tipos de SCV de HP3: el tipo normalmente abierto (la válvula de succión se abre cuando no está excitada) y el tipo normalmente cerrado (la válvula de succión se cierra cuando no está excitada). • Con el sistema DPNR (sistema diesel de reducción de NOx y partículas), también hay un amortiguador de flujo. El propósito de este amortiguador de flujo es cerrar automáticamente el combustible si hay una fuga en el paso de la válvula de adición de combustible dentro del DPNR.

Válvula de succión


Émbolo buzo

Leva anular



Válvula de descarga Q000835S

-26-

b.

Despiezo


Subconjunto del elemento

Válvula de descarga Sensor de temperatura del combustible

Émbolo buzo

Bomba de alimentación Válvula reguladora

SCV (válvula de control de succión) Leva anular Émbolo buzo

Caja de la bomba

Leva excéntrica Árbol de levas


Subconjunto del elemento

Q000836S

-27-

c.


Funciones


Aspira el combustible desde el depósito y se lo suministra al émbolo buzo.

Válvula reguladora



Controla el volumen de combustible que se suministra a los émbolos buzo.

Unidad de bomba

Leva excéntrica

Activa la leva anular.

Leva anular


Émbolo buzo



Evita el flujo inverso de combustible comprimido hacia la SCV.


Evita el flujo inverso desde la rampa del combustible que se bombea desde el émbolo buzo.

Sensor de temperatura del combustible (1)


Bomba de alimentación La bomba de alimentación de tipo trocoide integrada en la bomba de suministro aspira el combustible del depósito y lo suministra a los dos émbolos buzo a través del filtro de combustible y la SCV (válvula de control de succión). El eje impulsor activa los rotores externo e interno de la bomba de alimentación, haciendo que éstos empiecen a girar. Según el espacio que aumenta y disminuye por el movimiento de los rotores externo e interno, la bomba de alimentación aspira combustible dentro de la lumbrera de succión y bombea el combustible fuera de la lumbrera de descarga.

Rotor externo

A la cámara de la bomba



Rotor interno Del depósito de combustible

-28-

Q000770S

(2)

Válvula reguladora La válvula reguladora mantiene la presión de alimentación de combustible (presión de descarga) por debajo de un cierto nivel. Si aumenta el régimen de la bomba y la presión de suministro excede la presión fijada en la válvula reguladora, la válvula se abre venciendo la fuerza del muelle para permitir el retorno del combustible al lado de succión.

Caja de la bomba

Casquillo

Pistón Bomba de alimentación

Muelle

SCV Tapón Q000837S

(3)

SCV: válvula de control de succión A diferencia del control ON y OFF de HP2 (todo abierto o todo cerrado), la SCV de HP3 utiliza una válvula electromagnética de tipo solenoide lineal para controlar el tiempo durante el cual se aplica corriente desde la ECU a la SCV (control de porcentaje de servicio), y de esta forma controla el volumen de flujo de combustible al émbolo buzo a alta presión. Cuando la corriente fluye a través de la SCV, el inducido de su interior se mueve según el porcentaje de servicio. El volumen de flujo de combustible cambia según el funcionamiento del inducido y se controla en función del tamaño de la apertura del conducto de combustible del cilindro. Como resultado, se controla el volumen de combustible de admisión para conseguir la presión de rampa deseada y disminuye la carga de actuación de la bomba de suministro.

-29-

A)

Tipo normalmente abierto y tipo normalmente cerrado Hay dos tipos de SCV de HP3: el tipo normalmente abierto (la válvula de succión se abre cuando no está excitada) y el tipo normalmente cerrado (la válvula de succión se cierra cuando no está excitada). Cada uno de estos tipos funciona a la inversa del otro.

a)

Tipo normalmente abierto • Cuando la válvula solenoide no está excitada, el muelle de retorno empuja el cilindro, abriendo por completo el conducto de combustible y suministrando combustible a los émbolos buzo. (Cantidad total de admisión y de descarga) • Cuando la válvula solenoide está excitada, el inducido aprieta el cilindro, que comprime el muelle de retorno y cierra el conducto de combustible. • La válvula solenoide se activa a las posiciones ON/OFF mediante el control del porcentaje de servicio. La cantidad de combustible que se suministra corresponde al área de la superficie abierta del conducto y luego se descarga mediante los émbolos buzo.

Muelle de retorno

Cilindro

Solenoide

Cuerpo de válvulas Aguja de la válvula Vista exterior

Sección transversal Q000838S

Control del porcentaje de servicio La ECU del motor emite señales de onda en diente de sierra con una frecuencia constante. El valor de la corriente es el valor efectivo (medio) de estas señales. Cuando aumenta el valor efectivo, disminuye la apertura de la válvula, y cuando disminuye el valor efectivo, la apertura de la válvula aumenta.

Corriente Tensión de activación

•

Volumen de succión bajo

Volumen de succión alto

ON

OFF

Diferencia de corriente media QD0710S

-30-

•

Cuando la duración de la excitación de la SCV (tiempo de servicio ON) es corta La corriente media que fluye a través de la válvula solenoide es pequeña, el cilindro retorna por la fuerza del muelle y la apertura de la válvula es grande. Como resultado, el volumen de succión de combustible aumenta.


SCV

Cilindro

Apertura grande Cilindro Q000839S

•

Cuando la duración de la excitación de la SCV (tiempo de servicio ON) es larga La corriente media que fluye a través de la válvula solenoide es grande, el cilindro se aprieta hacia afuera y la apertura de la válvula es pequeña. Como resultado, el volumen de succión de combustible disminuye.


SCV

Cilindro

Apertura pequeña Cilindro Q000840S

-31-

b)

Tipo normalmente cerrado • Cuando se excita la válvula solenoide, el inducido aprieta el cilindro, abriendo por completo el conducto de combustible y suministrando combustible a la parte del émbolo buzo. (Cantidad total de admisión y de descarga) • Cuando termina la excitación de la válvula solenoide, el muelle de retorno aprieta el cilindro y lo hace retornar, cerrando el conducto de combustible. • La válvula solenoide se activa a las posiciones ON/OFF mediante el control del porcentaje de servicio. La cantidad de combustible que se suministra corresponde al área de la superficie abierta del conducto y luego se descarga mediante los émbolos buzo.

Muelle de retorno

Cilindro

Aguja de la válvula Sección transversal

Solenoide

Cuerpo de válvulas Vista exterior Q000841S

Control del porcentaje de servicio La ECU del motor emite señales de onda en diente de sierra con una frecuencia constante. El valor de la corriente es el valor efectivo (medio) de estas señales. Cuando aumenta el valor efectivo, aumenta la apertura de la válvula, y cuando

Tensión de activación

disminuye el valor efectivo, la apertura de la válvula disminuye.

Corriente

•

Volumen de succión alto

Volumen de succión bajo

ON

OFF

Diferencia de corriente media

Q000844S

-32-

•

Cuando la duración de la excitación de la SCV (tiempo de servicio ON) es larga La corriente media que fluye a través de la válvula solenoide es grande, el cilindro se aprieta hacia afuera y la apertura de la válvula es grande. Como resultado, el volumen de succión de combustible aumenta.


SCV

Apertura grande Cilindro Q000842S

•

Cuando la duración de la excitación de la SCV (tiempo de servicio ON) es corta La corriente media que fluye a través de la válvula solenoide es pequeña, el cilindro retorna por la fuerza del muelle y la apertura de la válvula es pequeña. Como resultado, el volumen de succión de combustible disminuye.


Cilindro

SCV

Apertura pequeña Q000843S

-33-

(4)

Unidad de bomba (leva excéntrica, leva anular, émbolo buzo) La leva excéntrica está conectada al árbol de levas y la leva anular está instalada sobre la leva excéntrica. Hay dos émbolos buzo en posición simétrica por encima y por debajo de la leva anular.

Leva anular

Émbolo buzo A

Árbol de levas

Bomba de alimentación Leva excéntrica

Émbolo buzo B Q000845S

• Debido a que la rotación del árbol de levas hace que la leva excéntrica rote excéntricamente, la leva anular sigue este movimiento y se mueve de arriba abajo, lo que a su vez mueve los dos émbolos buzo recíprocamente. (La propia leva anular no gira)

Leva excéntrica

Leva anular

Árbol de levas

Q000846S

-34-

(5)

Válvula de descarga La válvula de descarga de HP3 cuenta con un elemento integrado que consta de la bola de retención, muelle y montura. Cuando la presión del émbolo buzo excede la presión de la rampa, la bola de retención se abre para descargar combustible.

Elemento

Bola de retención Muelle

Soporte

Émbolo buzo

Q000847S

Sensor de temperatura del combustible El sensor de temperatura del combustible está instalado en la parte de admisión del combustible y tiene las características de un termistor en el cual la resistencia eléctrica cambia con la temperatura para poder detectar la temperatura del combustible.

Resistencia - Características temperatura

Termistor Valor de la resistencia

(6)

Temperatura

Q000848S

-35-

d. (1)

Funcionamiento de la bomba de suministro Flujo de combustible global de la bomba de suministro La bomba de alimentación succiona el combustible del depósito y lo envía a la SCV. En ese momento, la válvula reguladora ajusta la presión del combustible por debajo de cierto nivel. El volumen de descarga requerido del combustible enviado desde la bomba de alimentación se ajusta mediante la SCV y se introduce en la unidad de bomba a través de la válvula de succión. La unidad de bomba bombea el combustible hacia la rampa a través de la válvula de descarga.

Inyector

Rampa Presión de succión Presión de suministro Alta presión Presión de retorno

Válvula de descarga Válvula de succión Desde la bomba

Émbolo buzo Muelle de retorno

A la rampa Retorno Rebose de la combustión Válvula reguladora

Filtro

Bomba de alimentación Lumbrera de admisión de combustible

Árbol de levas

Succión

Filtro de combustible (con bomba de cebado) Depósito de combustible Q000849S

-36-

(2)

Funcionamiento • Al igual que en HP2, el volumen de descarga se controla mediante el control de la SCV, sin embargo, se diferencia de HP2 en que la apertura de la válvula se ajusta mediante el control del porcentaje de servicio. • En la carrera de admisión, el muelle hace que el émbolo buzo siga el movimiento de la leva anular, de modo que el émbolo buzo desciende junto con la leva anular. Así, a diferencia de HP2, el propio émbolo buzo succiona también el combustible. Cuando el combustible succionado pasa a través de la SCV, el volumen de flujo se controla hasta el volumen de descarga requerido mediante la apertura de válvula y se introduce en la unidad principal de la bomba. • El volumen de combustible ajustado por la SCV se bombea durante la carrera de bombeo.

Válvula de succión Émbolo buzo A


Leva excéntrica

Leva anular SCV Émbolo buzo B Émbolo buzo A: Fin de la compresión

Émbolo buzo A: Inicio de la succión

Émbolo buzo B: Fin de la succión

Émbolo buzo B: Inicio de la compresión

Émbolo buzo A: Inicio de la compresión

Émbolo buzo A: Fin de la succión

Émbolo buzo B: Inicio de la succión

Émbolo buzo B: Fin de la compresión QD0707S

-37-

D. Tipo HP4 a.

Construcción y características • La construcción básica de la bomba de suministro HP4 es la misma que la de HP3. La composición es también la misma que la de HP3; consta de la unidad de bomba (leva excéntrica, leva anular, émbolo buzo), la SCV (válvula de control de succión), el sensor de temperatura del combustible y la bomba de alimentación. La diferencia principal es que hay tres émbolos buzo. • Debido a que hay tres émbolos buzo, éstos están colocados a intervalos de 120° alrededor del exterior de la leva anular. Además, la capacidad de suministro de combustible es de 1,5 veces la de HP3. • El volumen de descarga de combustible se controla mediante la SCV, al igual que en HP3.



Válvula de descarga Bomba de alimentación

Émbolo buzo Válvula de succión

Leva excéntrica

Q000850S

-38-

b.

Despiezo

SCV

IN Filtro

Sensor de temperatura del combustible Bomba de alimentación Válvula reguladora

Cuerpo de la bomba

OUT

Leva anular Árbol de levas

Q000457S

-39-

c.



Funciones Aspira el combustible desde el depósito y se lo suministra al émbolo buzo.

Válvula reguladora



Controla el volumen de combustible que se suministra a los émbolos buzo.

Unidad de bomba

Leva excéntrica

Activa la leva anular.

Leva anular


Émbolo buzo



Evita el flujo inverso de combustible comprimido hacia la SCV.


Evita el flujo inverso desde la rampa del combustible que se bombea desde el émbolo buzo.



Las funciones y las piezas componentes de HP4 son fundamentalmente las mismas que las de HP3. Las explicaciones que se encuentran a continuación cubren sólo los puntos en los que HP4 se diferencia de HP3. Para obtener información sobre otras piezas, consulte la sección correspondiente en la explicación sobre HP3. (1)

Unidad de bomba (leva excéntrica, leva anular, émbolo buzo) • Hay una leva anular triangular instalada en la leva excéntrica del eje impulsor, y tres émbolos buzo instalados en la leva anular a intervalos de 120°.

Émbolo buzo Árbol de levas

Leva excéntrica

Leva anular

Q000851S

-40-

• Debido a que la rotación del árbol de levas hace que la leva excéntrica rote excéntricamente, la leva anular sigue este movimiento, lo que a su vez mueve los tres émbolos buzo recíprocamente. (La propia leva anular no gira)

Leva anular

Émbolo buzo nº 1

Émbolo buzo nº 2 Fin del bombeo

Bombeo

Leva excéntrica

Árbol de levas Gira 120º en el sentido de las agujas del reloj

Árbol de levas Árbol de levas Gira 120º en el sentido de las agujas del reloj

Succión Émbolo buzo nº 3

Bombeo

Succión

Succión

Fin del bombeo

Árbol de levas Gira 120º en el sentido de las agujas del reloj Bombeo

Fin del bombeo

D000852S

-41-

d. (1)

Funcionamiento de la bomba de suministro Flujo de combustible global de la bomba de suministro La bomba de alimentación succiona el combustible del depósito y lo envía a la SCV. En ese momento, la válvula reguladora ajusta la presión del combustible por debajo de un cierto nivel. El volumen de descarga requerido del combustible enviado desde la bomba de alimentación se ajusta mediante la SCV y se introduce en la unidad de bomba a través de la válvula de succión. La unidad de bomba bombea el combustible hacia la rampa a través de la válvula de descarga.

Bomba de alimentación desde el depósito de combustible (succión) SCV desde la bomba de alimentación (baja presión) Unidad de bomba desde SCV (ajuste de baja presión completo) Desde la unidad de bomba a la rampa (alta presión) SCV

Árbol de levas

A la rampa Del depósito dep sito de combustible


Leva anular

Émbolo buzo Válvula de descarga

Válvula de succión Q000853S

(2)

Funcionamiento El volumen de descarga se controla mediante la SCV. Al igual que en HP3, la apertura de válvula se ajusta mediante el control del porcentaje de servicio. La única diferencia con HP3 es la forma de la unidad de bomba. El funcionamiento y el control son esencialmente los mismos. Para obtener más detalles sobre el funcionamiento y el control, consulte la explicación de HP3.

-42-

3-2. RAMPA A. Funciones y composición de la rampa • La función de la rampa es distribuir el combustible a presión a cada inyector de cilindro mediante la bomba de suministro. • La forma de la rampa depende del modelo y las piezas componentes varían en consonancia. • Las piezas componentes son el sensor de presión de la rampa (sensor Pc), el limitador de presión y en algunos modelos un amortiguador de flujo y la válvula de descarga de presión.

Limitador de presión Amortiguador de flujo

Rampa

Sensor de presión de la rampa (sensor Pc)

Válvula de descarga de presión Rampa

Limitador de presión

Sensor de presión de la rampa (sensor Pc)

Q000854S

B. Construcción y funcionamiento de las piezas componentes Piezas componentes Rampa

Funciones Almacena el combustible a presión bombeado por la bomba de suministro y distribuye el combustible a cada inyector de cilindro.


Abre la válvula para liberar la presión si ésta es anormalmente alta en la rampa.


Detecta la presión del combustible de la rampa

(sensor Pc) Amortiguador de flujo

Reduce las pulsaciones de la presión del combustible de la rampa. Si el combustible fluye hacia fuera en exceso, el amortiguador cierra el conducto de combustible para evitar que siga fluyendo. Se utiliza sobre todo en los motores de vehículos grandes.

Válvula de descarga de presión

Controla la presión del combustible de la rampa. Se utiliza sobre todo en los motores de vehículos de pasajeros.

-43-

a.

Limitador de presión El limitador de presión se abre para liberar la presión en caso de que se genere una presión anormalmente alta. El limitador de presión funciona (se abre) si se alcanza una presión anormalmente alta en el interior de la rampa. Reanuda su funcionamiento (se cierra) una vez que la presión ha caído a un cierto nivel. El combustible liberado por el limitador de presión vuelve al depósito de combustible.

< Aviso > • Las presiones que hacen funcionar el limitador de presión dependen del modelo de vehículo y son aproximadamente 140230MPa para la presión de apertura de la válvula y aproximadamente 30-50MPa para la presión de cierre de la misma.


Fuga (al depósito de combustible) Presión anormalmente alta

Válvula abierta

Válvula cerrada

Retorno Presión de la rampa

Sensor de presión de la rampa (sensor Pc) El sensor de presión de la rampa (sensor Pc) está instalado en la rampa. Detecta la presión del combustible en la rampa y envía una señal a la ECU del motor. Se trata de un sensor semiconductor que utiliza el efecto piezoeléctrico de la resistencia eléctrica que varía cuando se aplica presión al elemento de silicona.

Tensión - Características de la presión de salida de la rampa común

Diagrama de conexiones del sensor

Pc

Vout

Vout

ECU

GND GND

Vout

Vcc=5V

+5V Tensión de salida

Vcc

Vcc

Presión de la rampa

Q000856S

• También hay sensores de presión de la rampa que tienen sistemas duales para proporcionar una reserva en caso de avería. La tensión de salida está desfasada.

Pc Sensores

VC VCS

+5V

Vout/Vcc

PR PR2

ECU ECU

E2 E2S VC

PR

E2

Vcc=5V


Tensión de salida 2

E2S PR2 VCS

Tensión de salida 1

b.

Q000855S

Q000857S

-44-

c.

Amortiguador de flujo El amortiguador de flujo reduce las pulsaciones de la presión del combustible en el tubo a presión y suministra combustible a los inyectores a una presión estabilizada. Asimismo, el amortiguador de flujo presenta una descarga anormal de combustible al cerrar el conducto de combustible en caso de que haya una descarga excesiva del mismo, por ejemplo debido a la fuga de combustible desde un tubo de inyección o inyector. Algunos amortiguadores de flujo combinan un pistón y una bola y otros tienen solamente un pistón.

Tipo que combina pistón y bola Pistón

Tipo de sólo pistón

Bola

Asiento

Pistón

Muelle

Asiento

Muelle Q000858S

(1)

Funcionamiento del tipo de pistón y bola Cuando hay un impulso de presión en un tubo de alta presión, su resistencia al pasar a través del orificio rompe el equilibrio entre la presión de la parte de la rampa y la presión de la parte del inyector, de modo que el pistón y la bola se desplazan a la parte del inyector, absorbiendo el impulso de presión. Cuando los impulsos de presión son normales, como la presión del lado de la rampa y la presión del lado del inyector se equilibran rápidamente, el muelle hace retroceder el pistón y la bola hacia el lado de la rampa. Si hay una descarga irregular, por ejemplo debido a una fuga de combustible en el lado del inyector, la cantidad de combustible que pasa a través del orificio no se puede compensar y el pistón aprieta la bola contra el asiento, de modo que el paso del combustible hacia el inyector se cierra.

· Durante la absorción de impulsos de presión Pistón

· Corte de combustible

Bola

Muelle

Asiento Q000859S

(2)

Funcionamiento del tipo de sólo pistón El pistón está directamente en contacto con el asiento y cierra el conducto de combustible directamente. Funciona igual que el tipo de pistón y bola.

· Durante la absorción de impulsos de presión

· Corte de combustible

Pistón

Asiento

Muelle Q000860S

-45-

d.

Válvula de descarga de presión La válvula de descarga de presión controla la presión del combustible de la rampa. Cuando la presión del combustible de la rampa excede la presión de inyección deseada, o cuando la ECU del motor detecta que la presión del combustible de la rampa excede el valor meta, se excita la bobina solenoide de la válvula de descarga de presión. Se abre así el paso de la válvula de descarga de presión, permitiendo que el combustible vuelva de nuevo a su depósito y reduciendo la presión del combustible de la rampa hasta la presión deseada.

Bobina solenoide

Válvula de descarga de presión

Rampa

Funcionamiento ON

ECU Al depósito de combustible

Q000861S

-46-

3-3. INYECTOR A. Descripción general • El inyector inyecta el combustible a presión de la rampa en la cámara de combustión del motor al calado, volumen, relación y modelo de inyección óptimos, en función de las señales de la ECU. • La inyección se controla utilizando una TWV (válvula de dos vías) y un orificio. La TWV controla la presión de la cámara de control para controlar el principio y el final de la inyección. El orificio controla la relación de inyección moderando el régimen en el cual se abre la tobera. • El pistón de mando abre y cierra la válvula al transmitir la presión de la cámara de control a la aguja de la tobera. • Cuando la válvula de la aguja de la tobera se abre, la tobera pulveriza el combustible y lo inyecta. • Hay tres tipos de inyectores: el X1, X2, y G2.

TWV


Orificio ECU Parte de la cámara de control Rampa Pistón de mando

Bomba de suministro

Aguja de la tobera

Tobera

Q000862S

-47-

B. Construcción y características del inyector El inyector consiste en una tobera similar a la “tobera y portainyector” convencionales, un orificio que controla la relación de inyección, el pistón de mando y una TWV (válvula electromagnética de dos vías). La construcción básica es la misma en los tipos X1, X2 y G2. a.

Tipo X1 El control de precisión se logra mediante el control electrónico de la inyección. La TWV consta de dos válvulas: la válvula interior (fija) y la válvula exterior (móvil).

Solenoide TWV

Válvula interior Válvula exterior

Pistón de mando

Orificio 1

Orificio 2

Tobera

Q000863S

-48-

b.

Tipo X2 Al reducir la carga de actuación del inyector, éste se ha hecho más compacto y eficaz en cuanto a la energía, a la vez que se ha mejorado la precisión de la inyección. La TWV abre y cierra directamente el orificio de salida.

Tornillo hueco con amortiguador

Válvula electromagnética

Cámara de control

Desde la rampa

Junta tórica Pistón de mando

Muelle de la tobera Pasador de presión Asiento

Paso de fuga

Combustible a alta presión

Aguja de la tobera

Q000864S

-49-

c.

Tipo G2 Para asegurar una presión alta, el tipo G2 ha mejorado la fuerza de la presión, el rendimiento del sellado y la resistencia del desgaste de la presión. Ha mejorado también el funcionamiento a un régimen alto, haciendo posible un control de la inyección más preciso y la inyección múltiple.

Al depósito de combustible

Conector

Válvula electromagnética

Desde la rampa

Pistón de mando

Muelle de la tobera

Pasador de presión

Aguja de la tobera Paso de fuga

Asiento

Q000865S

< Aviso > • La inyección múltiple significa que la inyección principal se realiza mediante un número de inyecciones de combustible entre uno y cinco sin que cambie la cantidad de inyección, con el fin de reducir las emisiones de gases de escape y el ruido.

Cantidad de inyección

Ejemplo: modelo con cinco inyecciones Inyección principal


Inyección piloto Inyección previa

Tiempo

-50-

Post-inyección

Q000866S

C. Funcionamiento del inyector El inyector controla la inyección a través de la presión del combustible de la cámara de control. La TWV lleva a cabo el control de fugas de combustible en la cámara de control para controlar la presión del combustible dentro de esa cámara. La TWV varía según el tipo de inyector. a.

Sin inyección Cuando la TWV no está excitada, cierra el paso de fuga desde la cámara de control, de forma que la presión del combustible de la cámara de control y la presión del combustible que se aplica a la aguja de la tobera sean la misma presión de la rampa. Así, la aguja de la tobera se cierra debido a la diferencia entre el área de la superficie sometida a presión del pistón de mando y la fuerza del muelle de la tobera, y el combustible no se inyecta. En el tipo X1, el paso de fuga desde la cámara de control se cierra mediante la válvula exterior, que se aprieta contra el asiento por la fuerza del muelle y la presión del combustible dentro de la válvula exterior. En los tipos X2 y G2, el orificio de salida de la cámara de control se cierra directamente por la fuerza del muelle.

b.

Inyección Cuando empieza la excitación de la TWV, esta válvula se levanta, abriendo el paso de fuga de la cámara de control. Cuando este paso de fuga se abre, el combustible de la cámara de control sale y la presión baja. Debido a la caída de presión dentro de la cámara de control, la presión de la aguja de la tobera vence la fuerza que la aprieta hacia abajo, la aguja es empujada hacia arriba y empieza la inyección. Cuando hay fugas de combustible desde la cámara de control, el volumen del flujo se restringe mediante el orificio, de modo que la tobera se abre gradualmente. La relación de inyección sube cuando la tobera se abre. Al continuar aplicando corriente a la TWV, llega un momento en que la aguja de la tobera alcanza la elevación máxima, lo que da como resultado la máxima relación de inyección. El combustible excedente vuelve al depósito de combustible a través del camino mostrado.

c.

Final de la inyección Cuando termina la excitación de la TWV, la válvula desciende, cerrando el paso de fuga de la cámara de control. Cuando se cierra el paso de fuga, la presión del combustible dentro de la cámara de control vuelve instantáneamente a la presión de rampa, la tobera se cierra de repente y la inyección se detiene.

X2 · G2 Al depósito de combustible

Paso de fuga Solenoide TWV X1

Corriente de funcionamiento

Válvula interior


Válvula exterior Rampa Orificio de salida Presión de la cámara de control

Orificio de entrada


TWV Paso de fuga Orificio de salida

Presión de la cámara de control

Presión de la cámara de control

Pistón de mando Relación de inyección

Tobera

Sin inyección

Relación de inyección

Inyección


Final de la inyección Q000867S

-51-

D. Circuito de funcionamiento del inyector Para mejorar la respuesta del inyector se ha cambiado la tensión de funcionamiento a alta tensión, lo que acelera tanto la magnetización del solenoide como la respuesta de la TWV. La EDU del circuito de carga de la ECU aumenta la respectiva tensión de la batería a aproximadamente 110V, lo que suministra al inyector la señal de la ECU para activarlo.

Funcionamiento de la EDU EDU Circuito de amperaje constante

Circuito de carga

Circuito de producción de alta tensión

Inyector INJ#1 (Cilindro nº 1) Corriente de funcionamiento

IJt

INJ#2 (Cilindro nº 3) ECU INJ#3 (Cilindro nº 4)

Circuito de control

IJf

INJ#4 (Cilindro nº 2)

Activación directa de la ECU Común 2 Común 1

ECU

Circuito de amperaje constante Circuito de amperaje constante Circuito de producción de alta tensión

Inyector 2WV#1 (Cilindro nº 1)

Corriente de funcionamiento 2WV#2 (Cilindro nº 5) 2WV#3 (Cilindro nº 3) 2WV#4 (Cilindro nº 6) 2WV#5 (Cilindro nº 2) 2WV#6 (Cilindro nº 4)

Q000868S

-52-

E. Otras piezas componentes del inyector a.

Tornillo hueco con amortiguador El tornillo hueco con amortiguador mejora la precisión de la cantidad de inyección al reducir las pulsaciones de la presión de retroceso (fluctuaciones de presión) del combustible de fuga. Además, minimiza la dependencia de la presión de retroceso del combustible del tubo de fugas (el efecto de la presión en el tubo de fugas cambia la cantidad de inyección aunque la orden de inyección sea la misma).

Tornillo hueco con amortiguador Junta tórica

Amortiguador

Junta tórica Al depósito de combustible Q000869S

b.

Conector con el resistor de corrección El conector con el resistor de corrección cuenta con un resistor de corrección integrado en la sección del conector, para minimizar la variación de la cantidad de inyección entre los cilindros.

Terminal de la resistencia de corrección Terminal del solenoide

Q000870S

c.

Inyector con códigos QR Se han adoptado los códigos QR (respuesta rápida) para mejorar la precisión de la corrección. El código QR, que contiene los datos de corrección del inyector, está escrito en la ECU del motor. Los códigos QR han dado como resultado un aumento considerable de los puntos de corrección de la cantidad de inyección del combustible, mejorando mucho la precisión de la cantidad de inyección.

Códigos QR 10EA01EB 13EA01EB 0300 0000 0000 BC

Códigos ID


· Puntos de corrección de código QR (ejemplo) Parámetro de presión

Anchura de impulso de accionamiento TQ

Q000871S

< Aviso > • Los códigos QR son unos nuevos códigos de dos dimensiones que han sido desarrollados por DENSO. Además de los datos de corrección de la cantidad de inyección, el código contiene el número de pieza y el número de producto, que se pueden leer a velocidades sumamente altas.

-53-

(1)

Manejo de los inyectores con códigos QR (referencia) Los inyectores con códigos QR tienen la ECU del motor reconocida y corrigen los inyectores, de modo que cuando se reemplaza un inyector o la ECU del motor, es necesario registrar el código ID del inyector en la ECU del motor.

A)

Cuando se reemplaza el inyector Es necesario registrar en la ECU del motor el código ID del inyector que ha sido reemplazado.

"No hay resistencia de corrección, por lo tanto no hay capacidad de identificación eléctrica"

Inyector de repuesto ECU del motor

* Necesario para registrar los códigos ID del inyector en la ECU del motor.

QD1536S

B)

Cuando se reemplaza la ECU del motor Es necesario registrar en la ECU del motor los códigos ID de todos los inyectores del vehículo.

"No hay resistencia de corrección, por lo tanto no hay capacidad de identificación eléctrica"

Inyector del lado del vehículo

ECU de motor de repuesto

* Necesario para registrar los códigos ID del inyector en la ECU del motor.

Q000985S

-54-

4.

DESCRIPCIÓN DE LOS COMPONENTES DEL SISTEMA DE CONTROL

4-1. DIAGRAMA DEL SISTEMA DE CONTROL DEL MOTOR (REFERENCIA) Sensor de posición del acelerador Señal del interruptor de encendido Señal del motor de arranque Señal del interruptor de calentamiento Señal de velocidad del vehículo

Bomba de suministro PCV(HP0) SCV(HP2·3·4) Sensor TDC (G) (HP0)

ECU del motor

Sensor de temperatura del combustible (HP2·3·4)

Circuito de carga EDU Válvula de descarga de presión



Rampa

Amortiguador de flujo (vehículos grandes)

Sensor de temperatura de aire de admisión

Caudalímetro de aire (con sensor de temperatura de aire de admisión)

E-VRV para EGR Al depósito de combustible Sensor de temperatura del combustible (HP0)


Inyector Sensor de temperatura del refrigerante

VSV de cierre de EGR Sensor de identificación de cilindro (sensor TDC (G): HP2, 3, 4) Sensor de posición del cigüeñal (sensor de régimen del motor)

Volante de inercia

Bomba de suministro PCV

Sensor TDC (G) Sensor de temperatura del combustible SCV

HP0

HP2

Sensor de temperatura del combustible HP3

Sensor de temperatura del combustible SCV SCV

HP4 Q000874S

-55-

4-2. ECU DEL MOTOR (UNIDAD DE CONTROL ELECTRÓNICO) •

La ECU del motor determina constantemente el estado del motor a través de las señales de los sensores, calcula las cantidades de inyección de combustible, etc. apropiadas a las condiciones, activa los actuadores y lleva a cabo un control para mantener el motor en el estado óptimo. Los inyectores se activan bien mediante la EDU o bien mediante el circuito de carga de la ECU del motor. Este circuito de activación depende de las especificaciones del modelo en el que esté montado. La ECU tiene también una función de diagnóstico para registrar las averías del sistema.

Sensores

ECU del motor

Actuadores

Circuito de activación

EDU o


Inyector

Circuito de carga (incorporado en la ECU)


ECU del motor Bomba de suministro (PCV : HP0, SCV : HP2 · HP3 · HP4) Sensor de posición del acelerador

Otros sensores

Otros actuadores Q000875S

4-3. EDU (UNIDAD DE CONDUCCIÓN ELECTRÓNICA) A. Descripción general El sistema cuenta con una EDU para posibilitar el funcionamiento de los inyectores a alta velocidad. La EDU tiene un dispositivo generador de alta tensión (convertidor DC/DC) y suministra alta tensión a los inyectores para activarlos a alta velocidad.

Señal de activación Emisión de activación ECU

Señal de comprobación

EDU

Q000876S

-56-

B. Funcionamiento El dispositivo generador de alta tensión de la EDU transforma en alta tensión la tensión de la batería. La ECU envía señales a los terminales B a E de la EDU según las señales captadas por los sensores. Al recibir estar señales, la EDU emite señales a los inyectores de los terminales H a K. En ese momento, el terminal F emite la señal de verificación de inyección IJf a la ECU.

+B

COM A

L

Circuito de producción de alta tensión

IJt#1 IJt#2 ECU

H

B

IJt#1 I

C

IJt#3

Circuito de control

D

IJt#4

IJt#2

J IJt#3 K

E

IJt#4

IJf F

G

M

GND

GND

Q000877S

4-4. SENSORES VARIOS A. Funciones de los diversos sensores Sensor Sensor de posición del cigüeñal (sen-

Funciones Detecta el ángulo del cigüeñal y emite la señal de régimen del motor.

sor de régimen del motor) Sensor de identificación de cilindro

Identifica los cilindros.

(sensor TDC (G)) Sensor de posición del acelerador

Detecta el ángulo de apertura del pedal del acelerador.

Sensor de temperatura de aire de

Detecta la temperatura del aire de admisión una vez que ha pasado a través del

admisión

turbocompresor.

Medidor de caudal de aire

Detecta el flujo de aire de admisión. Contiene también un sensor de temperatura de aire de admisión que detecta la misma (temperatura atmosférica).


Detecta la temperatura del refrigerante del motor.

Sensor de temperatura del combustible Detecta la temperatura del combustible. Sensor de presión de aire de admisión

Detecta la presión del aire de admisión.

Sensor de presión atmosférica

Detecta la presión atmosférica.

-57-

a. (1)

Sensor de posición del cigüeñal (sensor de régimen del motor) y sensor de identificación de cilindro (TDC (G)) Sensor de posición del cigüeñal (sensor de régimen del motor) El sensor de posición del cigüeñal está instalado cerca del engranaje de distribución del cigüeñal o del volante de inercia. La unidad del sensor es de tipo MPU (captor magnético). Cuando el engranaje generador de impulsos del régimen del motor instalado en el cigüeñal pasa la sección del sensor, el campo magnético de la bobina dentro del sensor cambia, generando tensión de CA. Esta tensión de CA es detectada por la ECU del motor como la señal de detección. El número de impulsos por generador de impulsos del régimen del motor depende de las especificaciones del vehículo en el que está montado el sensor.

(2)

Sensor de identificación de cilindro (sensor TDC (G)) El sensor de identificación de cilindro está instalado en la unidad de la bomba de suministro en el sistema HP0, pero en los sistemas HP2, HP3 o HP4, está instalado cerca del engranaje de distribución de la bomba de suministro. La estructura de la unidad del sensor es del tipo MPU, que es el mismo que el del sensor de posición del cigüeñal y del tipo MRE (elemento de resistencia magnética). En el tipo MRE, cuando el generador de impulsos pasa el sensor, la resistencia magnética cambia, al igual que la tensión que pasa a través del sensor. Este cambio de tensión se amplifica mediante el circuito IC interno y se emite a la ECU del motor. El número de impulsos por generador de impulsos TDC depende de las especificaciones del vehículo en el que está montado el sensor.

Posición de montaje del sensor (referencia) Sensor de identificación de cilindro (sensor TDC (G))

Generador de impulsos (sección sin engranaje)

Generador de impulsos del régimen del motor

Generador de impulsos

Para el tipo MPU

Generador de impulsos TDC (G)


Vista exterior del sensor NECable TDC(G)- TDC(G) blindado NE+

Diagrama del circuito VCC GND TDC(G)

Tipo MPU

ECU TDC(G)

Circuito de entrada TDC (G)

VCC TDC(G) GND

Tipo MRE

Tipo MPU

Para el tipo MRE

NE

Tipo MRE

Circuito de entrada del régimen del motor

Sensor de posición del cigüeñal Sensor de identificación de cilindro (sensor de régimen del motor) (sensor TDC (G)) Gráfico de impulsos (referencia) 360 CA

360 CA

Impulso de régimen del motor Tipo MPU Impulso TDC (G)

Tipo MRE 0V 720 CA

-58-

Q000878S

b.

Sensor de posición del acelerador El sensor de posición del acelerador convierte la apertura del acelerador en una señal eléctrica y la emite a la ECU del motor. Hay dos tipos de sensor de posición del acelerador: el tipo generador a efecto Hall y el tipo contacto. Además, con el fin de proporcionar una reserva en caso de avería, hay dos sistemas y la tensión de salida está desfasada.

(1)

Tipo generador a efecto Hall Este sensor utiliza un generador a efecto Hall para generar tensión del cambio de dirección del campo magnético. El eje tiene instalado un imán y rota en conexión con el pedal del acelerador; la rotación de este eje cambia el campo magnético del generador a efecto Hall. La tensión generada mediante este cambio del campo magnético se amplifica mediante un amplificador y se aplica a la ECU del motor. A-VCC

Tensión de salida (V) de VACCP

Amplificador nº 1 Imanes (par)

+5V

VACCP1 A-GND A-VCC

+5V

VACCP2 A-GND

ECU Pedal del acelerador

Amplificador nº 2 Generadores a efecto Hall (2)

3 2 1

0

50 100 Apertura del acelerador (%)

Q000879S

Tipo contacto El sensor utiliza una resistencia variable de tipo contacto. Como la palanca se mueve en conexión con el pedal del acelerador, el valor de la resistencia del sensor varía con la apertura del pedal del acelerador. Por lo tanto, la tensión que pasa por el sensor cambia, y esta tensión se aplica a la ECU del motor como señal de apertura del acelerador.

Sensor de posición del acelerador Diagrama de circuito del sensor de posición del acelerador Totalmente abierto

Totalmente cerrado

Totalmente cerrado

Totalmente abierto

EP2 VPA2 VCP2 EP1 VPA1 VCP1

Característica de la tensión de salida del sensor de posición del acelerador Tensión de salida

(2)

4

VPA2 VPA1

Totalmente cerrado Totalmente abierto Posición del pedal del acelerador Q000880S

-59-

c.

Sensor de temperatura de aire de admisión El sensor de temperatura de aire de admisión detecta la temperatura del aire de admisión después de que haya pasado por el turbocompresor. La parte del sensor que detecta la temperatura contiene un termistor. El termistor, provisto de una resistencia eléctrica que cambia con la temperatura, se utiliza para detectar la temperatura del aire de admisión.

Resistencia - Característica temperatura

Resistencia

Termistor


d.

Medidor de caudal de aire (con sensor de temperatura de aire de admisión incorporado) El medidor de caudal de aire está instalado detrás del filtro de aire y detecta el caudal de aire de admisión (caudal de aire). Este sensor es de tipo de cable caliente. Como la resistencia eléctrica del cable caliente varía con la temperatura, esta característica se utiliza para medir el volumen de aire de admisión. El medidor de caudal de aire cuenta también con un sensor de temperatura de aire de admisión incorporado (tipo termistor) y detecta la temperatura del aire de admisión (temperatura atmosférica).

Sensor de temperatura de aire de admisión

+B

E2G

VG THAF

Resistencia

Resistencia del sensor de temperatura Característica de aire de admisión de temperatura

E2

Cable caliente

Temperatura C Sensor de temperatura del refrigerante

El sensor de temperatura del refrigerante está instalado en el bloque de cilindros y detecta la temperatura del refrigerante. Este sensor es de tipo termistor.

ECU

Resistencia del sensor Característica de la de temperatura del refrigerante temperatura del agua +5V

Termistor

VTHW

A-GND


e.

Q000882S

Temperatura del refrigerante Q000883S

-60-

f.

Sensor de temperatura del combustible Este sensor es de tipo termistor y detecta la temperatura del combustible. En los sistemas HP2, HP3 y HP4, este sensor está instalado en la unidad de la bomba de suministro, mientras que en el sistema HP0, se encuentra en el tubo de fugas de un inyector.

Resistencia -

ECU del motor Termistor


+5V VTHL

A-GND

Característica de la temperatura


g.

Sensor de temperatura de aire de admisión y sensor de presión atmosférica Este sensor es de tipo semiconductor. Mide la presión utilizando el efecto piezoeléctrico, que consiste en la variación de la resistencia eléctrica cuando cambia la presión del elemento de silicona del sensor. Además, la presión del aire de este sensor se conmuta entre la presión del colector de admisión y la presión atmosférica, de forma que tanto la presión del aire de admisión como la presión atmosférica se detectan con un único sensor. El cambio entre la presión del aire de admisión y la presión atmosférica es controlada por la VSV (válvula de conmutación de vacío). Cuando se establece alguna de las condiciones siguientes, la VSV es activada durante 150 mseg. por la ECU del motor, para detectar la presión atmosférica. Si no se cumple ninguna de dichas condiciones, la VSV se desactiva para detectar la presión del aire de admisión. Condiciones de medida de la presión atmosférica • Régimen del motor = 0 rpm • Motor de arranque activado • Estado de estabilización del régimen de ralentí

VC

PIM

E2

Característica Tensión de salida PIM de la presión Tensión de salida

(1)

Presión absoluta

Q000885S

-61-

5.

SISTEMAS DE CONTROL

5-1. CONTROL DE LA INYECCIÓN DE COMBUSTIBLE A. Descripción general Este sistema controla la cantidad de inyección de combustible y el calado de inyección de manera más apropiada que el regulador mecánico y el variador de avance utilizados en la bomba de inyección convencional. La ECU del motor efectúa los cálculos necesarios basándose en las señales que se reciben desde los sensores situados en el motor y el vehículo. Luego, la ECU controla la temporización y la duración de la corriente que se aplica a los inyectores para obtener la cantidad de inyección y el calado de inyección óptimos.

B. Varios tipos de controles de inyección del combustible Control

Funciones

Control de la cantidad de inyección de

Este control reemplaza la función del regulador de la bomba de inyección conven-

combustible

cional. Consigue la cantidad de inyección óptima realizando el control según el régimen del motor y las señales de apertura del acelerador.

Control del calado de inyección de

Este control reemplaza la función del variador de avance de la bomba de inyec-

combustible

ción convencional. Consigue el calado de inyección óptimo realizando el control según el régimen del motor y la cantidad de inyección.

Control de la relación de inyección de

Esta función controla la relación de la cantidad de combustible que se inyecta

combustible (control de la inyección

desde el orificio del inyector dentro de una unidad de tiempo determinada.

piloto) Control de la presión de la inyección

Este control utiliza el sensor de presión de la rampa para medir la presión del

de combustible

combustible y suministra estos datos a la ECU del motor para controlar la cantidad de descarga de la bomba.

-62-

C. Control de la cantidad de inyección de combustible a.

Descripción general Este control determina la cantidad de inyección de combustible añadiendo la temperatura del refrigerante, la temperatura del combustible, la temperatura del aire de admisión y las correcciones de la presión del aire de admisión a la cantidad de inyección básica. La ECU del motor calcula la cantidad de inyección básica basándose en las condiciones de funcionamiento del motor y en las condiciones de la conducción. Método de cálculo de la cantidad de inyección El cálculo consiste en la comparación de los dos valores siguientes: 1. La cantidad de inyección básica que se obtiene desde el patrón del regulador, que se calcula a partir de la posición del acelerador y el régimen del motor. 2. La cantidad de inyección que se obtiene mediante la adición de varios tipos de correcciones a la cantidad de inyección máxima obtenida a partir del régimen del motor. La menor de las dos cantidades de inyección se utiliza como base para la cantidad de inyección final.


Apertura del acelerador


Régimen del motor

Cantidad de inyección básica Cantidad de inyección máxima

Régimen del motor

Lado del volumen bajo seleccionado

Cálculo del periodo de activación del inyector

Cantidad de inyección final corregida

Cantidad de corrección del cilindro individual Corrección de la velocidad Corrección de la presión de inyección Cantidad de inyección

b.

Corrección de la presión de aire de admisión Régimen del motor

Corrección de la temperatura del aire de admisión Corrección de la presión atmosférica Corrección de la temperatura ambiente Corrección de la cantidad de inyección máxima con el motor frío

-63-

Q000887S

c. (1)

Cantidades de inyección fijadas Cantidad de inyección básica la apertura del acelerador. Con el régimen del motor constante, si la apertura del acelerador aumenta, la cantidad de inyección aumenta; con la apertura del acelerador constante, si el régimen del motor sube, la cantidad de inyección disminuye.

Cantidad de inyección básica

Esta cantidad está determinada por el régimen del motor y


Régimen del motor

(2)

Q000888S

Cantidad de inyección de arranque Esta cantidad se determina basándose en la cantidad de inyección básica cuando arranca el motor y las correccioarranque, el régimen del motor y la temperatura del refrigerante. Si la temperatura del refrigerante es baja, la cantidad de inyección aumenta. Cuando el motor ha arrancado por completo, este modo se cancela.

Temperatura del refrigerante Cantidad de inyección

nes añadidas para el tiempo de encendido del motor de

Alta

Baja

Cantidad de inyección base en el arranque Tiempo STA ON STA ON

Arranque Q000889S

(3)

Cantidad de inyección para fijación de régimen máximo de motor Está determinado por el régimen del motor. La cantidad de inyección se restringe para prevenir una subida excesiva


del régimen del motor (arrastre del motor).

Cantidad de inyección para fijación de régimen máximo de motor

Régimen del motor Cantidad de inyección máxima Se determina basándose en la cantidad de inyección máxima básica determinada por el régimen del motor y las correcciones añadidas para la temperatura del refrigerante, la temperatura del combustible, la temperatura del aire de admisión, la temperatura atmosférica, la presión del aire de admisión, la presión atmosférica y la resistencia de ajuste total Q (sólo para el sistema HP0 de la primera generación), etc.

Cantidad de inyección máxima básica

(4)

Q000890S

Régimen del motor QB0717S

-64-

d. (1)

Correcciones Corrección de la cantidad de inyección máxima con el motor frío Cuando la temperatura del refrigerante es baja, ya sea durante el arranque o durante el funcionamiento normal, esta


corrección aumenta la cantidad de inyección.

Régimen del motor Q000891S

(2)

Corrección de la presión de aire de admisión Cuando la presión del aire de admisión es baja, la cantidad de inyección máxima se restringe para reducir la emisión


de humo negro.

Cantidad de corrección de la presión de aire de admisión


(3)

Corrección de la presión atmosférica La cantidad de inyección máxima se aumenta o disminuye rica es alta, se aumenta la cantidad de inyección máxima.


según la presión atmosférica. Cuando la presión atmosfé-

Cantidad de corrección de la presión atmosférica Régimen del motor Q000893S

Corrección del retardo de la cantidad de inyección durante la aceleración Durante la aceleración, si hay un gran cambio en la apertura del pedal del acelerador, se retrasa el aumento de la cantidad de inyección para prevenir las emisiones de humo negro.


(4)

Cambio de posición del pedal del acelerador

Cantidad de inyección después de la corrección Retardo Tiempo Q000487S

-65-

(5)

Resistencia de ajuste total Q (sólo para los sistemas HP0 de la primera generación) La resistencia Q total sirve para corregir la cantidad de inyección de la carga completa. El fabricante del vehículo aumenta o disminuye la cantidad de inyección máxima para cumplir con las normas. Hay 15 tipos de resistencia de ajuste

Cantidad de ajuste/Cantidad de inyección de la corrección

total Q. Se selecciona y se utiliza el tipo apropiado.

ECU +5V VLQC

A-GND

Cantidad de ajuste/Tensión de corrección del resistor Q000894S

D. Control de la relación de inyección de combustible a.

Descripción general Aunque la relación de inyección aumenta con la adopción de la inyección de combustible a alta presión, el retraso del encendido, es decir, el tiempo que pasa desde el comienzo de la inyección hasta el inicio de la combustión, no se puede reducir por debajo de un periodo de tiempo determinado. Por consiguiente, la cantidad de combustible inyectado hasta que tiene lugar el encendido aumenta (la relación de inyección inicial es demasiado alta), lo que da como resultado una combustión explosiva simultánea al encendido, y un aumento del NOx y del ruido. Con el fin de contrarrestar esta situación, el sistema proporciona la inyección piloto, para mantener la inyección inicial en la relación mínima requerida, para amortiguar la combustión explosiva primaria y para reducir el NOx y el ruido.

[Inyección corriente]

[Inyección piloto]


Pequeña combustión de primera etapa

Gran combustión de primera etapa

Tasa de disipación de calor

-20

TDC

20

40

-20

Ángulo del cigüeñal (grad.)

TDC

20

40

Ángulo del cigüeñal (grad.) Q000895S

< Aviso > • Para obtener una imagen del interior de la cámara de combustión, hay un plano de muestra de la cantidad de inyección piloto básica en el material que se encuentra al final de este documento.

-66-

E. Control del calado de inyección de combustible a.

Descripción general El calado de inyección del combustible se controla mediante la temporización de la corriente aplicada a los inyectores. Una vez que se decide el periodo de inyección principal, se determina la inyección piloto y otro calado de inyección.

b. (1)

Control del calado de inyección principal y piloto Calado de inyección principal El calado de inyección básica se calcula a partir del régimen del motor (pulsación de régimen del motor) y la cantidad de inyección final, a lo que se añaden varios tipos de correcciones para determinar el calado de inyección principal óptimo. Calado de inyección piloto (intervalo piloto) El calado de inyección piloto se controla añadiendo el valor del intervalo piloto a la inyección principal. El intervalo piloto, por su parte, se calcula en base a la cantidad de inyección final, el régimen del motor, la temperatura del refrigerante, la temperatura atmosférica y la presión atmosférica (corrección de la presión absoluta del colector). El intervalo piloto,

Intervalo piloto

Calado de inyección básica

en el momento en el que se arranca el motor, se calcula a partir de la temperatura del refrigerante y el régimen del motor.

Intervalo piloto

(2)


Régimen del motor

Régimen del motor

1. Presentación de la temporización del control del calado de inyección Punto muerto superior real 0 1 Impulso de régimen del motor

NE Inyección piloto


Impulso de mando de la válvula INJ electromagnética del inyector Levantamiento de la aguja de la tobera

lift Calado de inyección piloto

Calado de inyección principal

Intervalo piloto 2. Método de cálculo del calado de inyección

Régimen del motor Cantidad de inyección

Calado de inyección principal


Corrección Calado de inyección piloto Corrección de la tensión Corrección de la presión de aire de admisión Corrección de la temperatura del aire de admisión Corrección de la presión atmosférica Corrección de la temperatura del refrigerante

Q000896S

-67-

(3)

Inyección dividida El propósito de la inyección dividida es mejorar el arranque con el motor frío. Antes de que se realice la inyección principal convencional, esta función inyecta dos o más inyecciones de combustible sumamente pequeñas.



Inyección piloto

Es igual a la inyección de combustible convencional Inyección piloto Antes de la inyección principal se inyecta una pequeña cantidad de combustible.

Inyección piloto

Inyección previa

Inyección múltiple Si la temperatura al arrancar el motor es baja, antes de la inyección principal se inyecta una pequeña cantidad de combustible dividida entre Q000897S las inyecciones múltiples.

(4)

Control de inyección múltiple (sólo para algunos modelos) El control de inyección múltiple se produce cuando se llevan a cabo pequeñas inyecciones (hasta cuatro veces) antes y después de la inyección principal, según el estado de la inyección principal y el funcionamiento del motor. Este intervalo (el tiempo A-D en el diagrama inferior) se basa en la cantidad de inyección final, el régimen del motor, la temperatura del refrigerante y la presión atmosférica (corrección de la presión absoluta del corrector). El intervalo durante el arranque se basa en la temperatura del refrigerante y el régimen del motor.

TDC Impulso TDC (G)

A

B

C

D

Relación de inyección Q000898S

F. Control de la presión de la inyección de combustible La ECU del motor calcula la presión de inyección del combustible, que está determinada por la cantidad de inyección final y el régimen del motor. El cálculo se basa en la temperatura del refrigerante y el régimen del motor durante el arran-


que.

Cantidad de inyección final

Régimen del motor

-68-

Q000899S

G. Otro control de la cantidad de inyección a.

Sistema de control del régimen de ralentí (ISC) El sistema de control del régimen de ralentí controla el régimen de ralentí regulando la cantidad de inyección para que el régimen real corresponda con el régimen meta de revoluciones calculado por el ordenador. El ISC puede ser automático o manual.

(1)

ISC automático Con el ISC automático, la ECU del motor fija el régimen meta de revoluciones. El régimen meta de revoluciones varía según el tipo de transmisión (manual o automática), según esté encendido o apagado el aire acondicionado, según la posición de cambio y según la temperatura del refrigerante.

Condiciones de control del régimen de ralentí Condiciones cuando empieza el control Condiciones que afectan al control · Interruptor de régimen de ralentí

· Temperatura del agua

· Apertura del acelerador

· Carga del Aire acondicionado

· Velocidad del vehículo

· Posición de cambio

ECU del motor Cálculo del régimen meta de revoluciones

Comparación

Régimen del motor real

Corrección de la cantidad de inyección de combustible

Instrucción de la cantidad de inyección de combustible

Actuadores Q000900S

ISC manual El régimen de ralentí del motor se controla fijando el botón de configuración del ralentí en el asiento del conductor.

ECU A-VCC V-IMC

A-GND

+5V

Régimen meta de revoluciones

(2)

Tensión del terminal del volumen IMC Q000901S

-69-

b.

Regulación de reducción de vibración de ralentí Este control reduce la vibración del motor durante el ralentí. Para conseguir que el motor funcione suavemente, compara las velocidades angulares (tiempos) de los cilindros y regula la cantidad de inyección para cada cilindro particular en caso de que haya una gran diferencia.

#1

#3

t1

Régimen angular #1

#3

#4

t3

#4

t4

(Iguala el

t de todos los cilindros)

#2

#1

Ángulo del cigüeñal

Corrección

#3

#4

#2

Ángulo del cigüeñal Q000902S

-70-

5-2. SISTEMA E-EGR (RECIRCULACIÓN DE GASES DE ESCAPE ELÉCTRICA) A. Descripción general El sistema E-EGR es un sistema EGR controlado electrónicamente. El sistema EGR recircula una porción de los gases de escape del colector de admisión para bajar la temperatura de la cámara de combustión y reducir las emisiones de NOx. Sin embargo, el funcionamiento del sistema EGR puede reducir la potencia de salida del motor y afectar la manejabilidad. Por esta razón, en el sistema E-EGR, la ECU del motor controla la EGR para conseguir una cantidad de EGR óptima. a.

Ejemplo de condiciones de funcionamiento Funciona en el área de funcionamiento que cumple con las condiciones de arranque que se especifican a continuación


(un ejemplo).

· Condiciones de funcionamiento del motor · · · · · Excepto durante el arranque y el calentamiento del motor, no se recalienta, etc. · Ciclo de funcionamiento de la EGR · · · · · · · · Para una carga media del motor

Régimen del motor

Q000501S

B. Funcionamiento • Después de que la bomba de vacío genere el vacío, la E-VRV (válvula eléctrica de regulación de vacío) regula este vacío y lo dirige a la cámara del diafragma de la válvula de EGR. En respuesta a este vacío, el diafragma empuja el muelle hacia abajo, lo que determina la apertura de la válvula de EGR y controla el volumen de recirculación de gases de escape. • El enfriador de EGR, que está en el paso de EGR entre la culata y el paso de admisión, enfría la EGR para aumentar el volumen de recirculación de gases de escape. • El corte VSV para EGR, que abre la cámara del diafragma al exterior cuando se cierra la válvula de EGR, contribuye a mejorar la respuesta.

Diafragma

Bomba de vacío

Amortiguador de vacío Válvula de EGR E-VRV Muelle

VSV de cierre de EGR

Refrigerante Enfriador de EGR

Régimen del motor Apertura del acelerador Presión del aire de admisión y presión atmosférica Temperatura del refrigerante Aire de admisión

Motor Unidad de control Colector de escape

Relación entre la presión de vacío y la apertura de la válvula de EGR Vacío

Bajo Pequeña

Apertura de la válvula de EGR

Alto Grande Q000903S

-71-

a.

Para aumentar la cantidad de EGR El porcentaje de servicio de E-VRV está controlado*1. En las condiciones estables que se muestran en el diagrama central inferior, el aumento de la corriente que se aplica a la bobina hace que aumente la fuerza de atracción FM de la bobina. Cuando esta fuerza es mayor que la fuerza de la presión de vacío FV que actúa en el diafragma, el núcleo móvil se mueve hacia abajo. En conjunción con este movimiento, se abre la lumbrera de la bomba de vacío hacia la cámara superior del diafragma. Por consiguiente, aumenta la presión de vacío de salida, lo que hace que se abra la válvula de EGR y que aumente el volumen de recirculación de gases de escape. Mientras tanto, debido a que "el aumento de la presión de vacío de salida es igual al aumento de la FV", el núcleo móvil se mueve hacia arriba al aumentar la FV. Cuando FM y FV son iguales, la lumbrera se cierra y las fuerzas se estabilizan. Debido a que el circuito de presión de vacío de la EGR es un bucle cerrado, la presión de vacío se mantiene en estado estable, siempre y cuando no haya cambios en el amperaje.

*1: La ECU del motor emite señales de onda en diente de sierra con una frecuencia constante. El valor de la corriente es el valor efectivo (medio) de estas señales. Para obtener más detalles, consulte la explicación de la SCV y la bomba de suministro HP3

b.

Para disminuir el volumen de recirculación de gases de escape: La disminución de la corriente que se aplica a la bobina hace que FV sea más grande que FM. Como resultado, el diafragma se mueve hacia arriba. El núcleo móvil se mueve también hacia arriba en conjunción con el movimiento del diafragma, haciendo que se abra la válvula que sella las cámaras superior e inferior del diafragma. En consecuencia, la presión atmosférica de la cámara inferior se introduce en la cámara superior, reduciendo por tanto la presión de vacío de salida. Esto hace que la válvula de EGR se cierre y el volumen de recirculación de gases de escape disminuya. Debido a que "la disminución de la presión de vacío de salida es igual a la disminución de la FV", el núcleo móvil se mueve hacia abajo al disminuir la FV. Cuando FM y FV son iguales, la lumbrera se cierra y las fuerzas se estabilizan.

Desde la bomba de vacío A la válvula de EGR

FV Válvula Muelle

Núcleo móvil Diafragma

FM Bobina

Núcleo del estátor FM > FV Aumento del volumen de EGR

Exterior

FM < FV Disminución del volumen de la EGR

Q000904S

-72-

5-3. MARIPOSA DE GASES CONTROLADA ELECTRÓNICAMENTE (NO FABRICADA POR DENSO) A. Descripción general La mariposa de gases controlada electrónicamente está situada hacia arriba de la válvula de EGR en el colector de admisión. Controla la mariposa reguladora a un ángulo óptimo para regular el gas EGR y reducir el ruido y los gases de escape perniciosos.

B. Funcionamiento Las señales de la ECU del motor activan el motor paso a paso, que regula la abertura de la mariposa reguladora. a.

Control de EGR Para aumentar más el volumen de recirculación de los gases de escape cuando la válvula de EGR está totalmente abierta, se puede aumentar la presión de vacío del colector de admisión reduciendo la abertura de la válvula reguladora que restringe el flujo del aire de admisión.

b.

Reducción del ruido y de los gases de escape • Cuando se arranca el motor, la mariposa reguladora se abre totalmente para reducir las emisiones de humo negro y de humo blanco. • Cuando se para el motor, la mariposa reguladora se cierra totalmente para reducir la vibración y el ruido. • Durante la conducción normal, la apertura de la mariposa reguladora se controla según las condiciones del motor, la temperatura del refrigerante y la presión atmosférica.

Motor paso a paso

Mariposa reguladora

Q000905S

-73-

5-4. SISTEMA DE CONTROL DE LOS GASES DE ESCAPE A. Descripción general El sistema de control de los gases de escape se proporciona para mejorar el calentamiento y el rendimiento de la calefacción. Este sistema activa la válvula de control de los gases de escape VSV, que está conectada al colector de escape. Aumenta la presión de escape para aumentar la temperatura de escape y la carga del motor, con el fin de mejorar el calentamiento y el rendimiento de la calefacción.

Bomba de vacío

Válvula de control de los gases de escape

Filtro de aire VSV

Medidor de caudal de aire Sensor de identificación de cilindro (sensor TDC (G)) Sensor de posición del acelerador Sensor de presión atmosférica

Sensor de turbocompresión Sensor de temperatura del refrigerante Sensor de posición de la válvula de EGR Interruptor de calentamiento

Válvula de control de los gases de escape

ECU

Q000906S

B. Funcionamiento El sistema de control de los gases de escape funciona cuando el interruptor de calentamiento está en ON y se cumplen todas las condiciones enumeradas a continuación. Condiciones de funcionamiento • La EGR está funcionando • La temperatura del refrigerante es inferior a 70°C. • La temperatura ambiente es inferior a 5°C. • Han pasado 10 segundos como mínimo después de arrancar el motor. • El régimen del motor y la cantidad de inyección del combustible están en el estado que se muestra en el siguiente gráfico.

[Intervalo de funcionamiento del sistema de control de los gases de escape]


a.

CALENTAMIENTO

Ciclo de funcionamiento Par o margen del régimen del motor extremadamente bajos


-74-

5-5. SISTEMA DPF (FILTRO DE PARTÍCULAS DIESEL) A. Descripción general Este sistema reduce las emisiones de PM (partículas). Para recoger las partículas hay un depurador DPF con un filtro catalítico incorporado montado en el tubo central. Las partículas recolectadas se tratan con el proceso de combustión durante el funcionamiento.

B. Configuración del sistema Rampa


Inyector G2

Intercooler

Enfriador de EGR

Actuador VNT Válvula de EGR

Actuador de equilibrio

Bomba de suministro

DPF (con catalizador de oxidación)

Sensor de temperatura de los gases de escape

ECU y EDU Sensor de presión del diferencial Sensor de temperatura de los gases de escape Q000908S

C. Varios sensores Sensor de temperatura de los gases de escape El sensor de temperatura de los gases de escape está instalado en la parte delantera y la parte trasera del DPF para detectar la temperatura en estas posiciones. La ECU del motor controla la temperatura de escape para la combustión de partículas basándose en las señales de este sensor. El elemento sensor es un termistor.

Valor de la resistencia ( )

a.

Elemento del termistor

Cubierta

Temperatura de los gases de escape (

) Q000909S

-75-

b.

Sensor de presión del diferencial El sensor de presión del diferencial detecta la diferencia de presión en la parte delantera y la parte trasera del DPF y emite una señal a la ECU del motor. La porción del sensor es un sensor de presión de tipo semiconductor que utiliza el efecto piezoeléctrico mediante un elemento de silicona y amplifica y emite la tensión con su circuito IC. Cuando se recolectan las partículas y se acumulan en el DPF, el filtro se obstruye y aumenta la diferencia de presión en la parte delantera y la parte trasera del DPF. Por consiguiente, basándose en las señales de este sensor, la ECU del motor

VP Tensión de salida

determina si hay que someter o no las partículas al proceso de combustión.

GND VP

(V)

VC

Presión (kPa) Q000910S

D. Funcionamiento Al optimizar el modelo de inyección y controlar la temperatura de los gases de escape basándose en la temperatura de los gases de escape y la diferencia de presión en la parte delantera y la parte trasera del DPF, las partículas se recolectan, se oxidan y se queman a sí mismas. Cuando la temperatura de escape es baja, al añadir la postinyección después de la inyección principal sube la temperatura de los gases de escape a aproximadamente 250°C y se potencia la oxidación de las partículas. Cuando las partículas se recolectan y se acumulan, se añade la postinyección y se añade HC al catalizador para aumentar la temperatura del mismo a 600°C, que es la temperatura de autocombustión de las partículas. Esto provoca la combustión de las partículas en poco tiempo. La ECU del motor controla los tiempos A, B y C y los tiempos de inyección.

TDC

B

A

C


Post-inyección

Q000506S

-76-

5-6. SISTEMA DPNR (REDUCCIÓN DE PARTÍCULAS Y NOx DIESEL) A. Descripción general Este sistema reduce las emisiones de PM (partículas) y de NOx. El catalizador DPNR montado en el tubo central recolecta y regenera las partículas y reduce a la vez el NOx. Las partículas recolectadas se tratan con el proceso de combustión durante el funcionamiento.

B. Configuración del sistema Bomba de suministro

Indicador de visualización del dispositivo de limpieza de los gases de escape Interruptor del dispositivo de limpieza de los gases de escape

Válvula de restricción de admisión

Inyector

ECU del motor

VSV del retardador de escape Catalizador DPNR Catalizador de oxidación Sensor A/F Catalizador de oxidación Antes del enfriador de EGR Válvula de adición de combustible Sensor A/F Retardador de escape NSR

Sensor de presión del diferencial

-77-

Sensor de temperatura de los gases de escape

Q000911S

6

DIAGNÓSTICO

6-1. DESCRIPCIÓN GENERAL DE LA FUNCIÓN DE DIAGNÓSTICO La función de diagnóstico permite al sistema diagnosticar sus propias averías. Si se producen anomalías en los sensores o en los actuadores utilizados en los sistemas de control, los sistemas respectivos convierten las señales de avería en códigos y se los transmiten a la ECU del motor. La ECU del motor registra en la memoria los códigos de avería transmitidos. Los códigos registrados se emiten al conector de diagnósticos del vehículo. Para informar de la avería al conductor, la ECU del motor hace que el MIL (indicador de avería) del juego de instrumentos se ilumine. Se puede llevar a cabo una precisa localización y reparación de desperfectos mediante los DTC (códigos de diagnóstico) que se emiten al conector de diagnóstico. Para obtener información sobre los códigos de diagnóstico reales, consulte el manual del vehículo. Antes de empezar la inspección, es necesario que el vehículo esté como se indica a continuación:

A. Preparación previa a la inspección a.

Coloque la palanca de cambios en "N" o "P".

b.

Apague el aire acondicionado.

c.

Asegúrese de que la mariposa reguladora está totalmente cerrada.

6-2. DIAGNÓSTICO CON DST-1 • La DST-1 puede utilizarse tanto en el modo de comprobación como en el modo normal. En comparación con el modo normal, el modo de comprobación tiene una mayor sensibilidad para detectar averías. • La inspección en modo de comprobación se lleva a cabo cuando se emiten códigos normales en el modo normal a pesar de que pueda haber averías en los sistemas de señales del sensor.

A. Lectura de los DTC a.

Conexión de la DST-1: Conecte la DST-1 al terminal DLC3.

DLC3 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

Q000914

b.

Lectura de los DTC: Siga las instrucciones mostradas en la pantalla para que aparezca en la misma "DTC check". Seleccione el modo normal o el modo de comprobación y lea el DTC.

Diagnostic Trouble Codes (DTC) 1.

···

Execute: Execute Q000915S

< Aviso > • Si no aparece ningún DTC en la pantalla, es posible que haya un fallo en la ECU del motor.

-78-

c.

Comprobación de los datos de imagen fija: Si no puede reproducirse el síntoma que emite un DTC, compruebe los datos de imagen fija.

d.

Borrado de los DTC de la memoria: Siga las instrucciones mostradas en la pantalla para que aparezca en la misma "DTC check". Seleccione "Erase DTCs" para borrar los DTC.

Diagnostic Trouble Code (ECD Erasure) This will erase the DTC and freeze frame data. Erase OK?

NG : - OK : + Q000916S

< Aviso > • Si no es posible borrar algún DTC, ponga el interruptor de encendido en posición OFF y repita el proceso. e.

Comprobación de circuitos abiertos en mazo de cables y conectores

< Aviso > • Si el DTC emitido durante el diagnóstico (en el modo de comprobación) ha identificado una avería en el sistema, utilice el método indicado a continuación para reducir el área de la avería. (1)

Borrado de los DTC de la memoria: Después de leer los DTC en el modo de comprobación, bórrelos de la memoria.

(2)

Arranque del motor: Seleccione el modo de comprobación y arranque el motor.

(3)

Sistema averiado, comprobación 1: Con el motor en marcha en régimen de ralentí, agite el mazo de cables y los conectores del sistema del que se señala la avería durante el diagnóstico (modo de comprobación).

(4)

Sistema averiado, comprobación 2: Si el MIL (indicador de avería) se enciende al mover el mazo de cables y los conectores, hay un contacto defectuoso en el mazo de cables o en los conectores de ese área.

6-3. DIAGNÓSTICO CON EL INDICADOR DE AVERÍA • Antes de leer un DTC, ponga el interruptor de encendido en posición ON para asegurarse de que el MIL (indicador de avería) se enciende. • No pueden realizarse inspecciones en el modo de comprobación.

A. Lectura de los DTC a.

Corte de circuito del conector: Con la ayuda de la STT, realice un cortocircuito entre los terminales 8 (TE1) y 3 (E1) del DLC1 o entre los terminales 13 (TC) y 4 (CG) del DLC3.

DLC1

DLC3

E1

TC 1 2

3

4

5 6

16 15 14 13 12 11 10 9

18 19

TE1

7 8

9

12 13 14

15

10 11

20

16 17

21

8 7 6 5 4 3 2 1 22 23

CG Q000917S

< Precaución > • Tenga cuidado de no conectar nunca terminales incorrectos de los conectores o provocará una avería.

-79-

b.

Lectura de los DTC 1: Coloque el interruptor de encendido en posición ON y cuente el número de veces que destella el MIL (indicador de avería)

· Funcionamiento normal 0,26sec

0,26sec Repetir

ON OFF

Indicador de advertencia de revisión del motor

0,26sec

Terminales de salto TE1 y TC

· Avería (se emiten los códigos "12" y "23") 0,52sec 1,5sec

2,5sec

1,5sec

4,5sec

4,5sec

Repetir a partir de ahí

ON OFF 0,52sec

0,52sec

Terminales de salto TE1 y TC

Q000918S

< Aviso > • Si el MIL (indicador de avería) no emite ningún código (el indicador no destella), puede haber un circuito abierto en el sistema del terminal TC, o una avería en la ECU del motor. • Si el indicador de avería está constantemente encendido, puede haber un cortocircuito (pinzamiento) en el mazo de cables o una avería en la ECU del motor. • Si se emiten DTC sin sentido, puede haber una avería en la ECU del motor. • Si el MIL (indicador de avería) se ilumina sin emitir ningún DTC con el motor funcionando a un régimen mínimo de 1000rpm, coloque el interruptor de encendido en OFF una vez y a continuación reanude la inspección. c.

Lectura de los DTC 2: Si se emite un DTC anormal, compruébelo en la lista de los DTC.

d.

Borrado de los DTC de la memoria: Extraiga el fusible ECD (15A) e instálelo de nuevo pasados 15 segundos.

Bloque de relés del compartimiento del motor Fusible ECD (15 A)

Q000919S

< Precaución > • Cuando haya finalizado la inspección del sistema ECD, borre la memoria de los DTC y compruebe si se emite el código normal.

-80-

6-4. COMPROBACIÓN DEL FUNCIONAMIENTO DEL CUERPO DE MARIPOSA < Precaución > • Asegúrese de comprobar el funcionamiento del cuerpo de mariposa después de haberlo desmontado y montado de nuevo o después de haber extraído e instalado de nuevo cualquiera de sus componentes. • Inspección del motor de mariposa: Compruebe si oye el ruido de funcionamiento del motor al colocar el interruptor de encendido en la posición ON. Compruebe también si hay ruidos de interferencias.

A. Borrado de los DTC a.

Conecte la DST-1 al conector DLC3.

DLC3 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

Q000914

b.

Siga las instrucciones mostradas en la pantalla para que aparezca en la misma "DTC check". Seleccione "Erase DTCs" para borrar los DTC.

Diagnostic Trouble Code (ECD Erasure) This will erase the DTC and freeze frame data. Erase OK?

NG : - OK : + Q000916S

B. Inspección a.

Arranque el motor. El MIL (indicador de avería) no debe encenderse y el régimen del motor debe estar dentro de los valores estándar al encender y apagar el aire acondicionado después de que se haya calentado el motor.

< Precaución > • Asegúrese de que no se aplica ninguna carga eléctrica.

C. Inspección final a.

Después de comprobar el funcionamiento del cuerpo de mariposa, haga la prueba de conducción para confirmar que el funcionamiento es normal.

-81-

7.

FIN DEL MATERIAL DEL VOLUMEN

7-1. PARTÍCULAS (PM) •

A altos niveles de concentración, está comprobado que esta sustancia afecta al sistema respiratorio. Consiste en materia orgánica soluble, como aceite sin quemar, combustible diesel sin quemar y otra "materia orgánica soluble" de los gases de escape y materia orgánica insoluble, como hollín (humo negro) y gas de ácido sulfúrico.

7-2. HISTORIA DEL DESARROLLO DEL SISTEMA DE INYECCIÓN DE COMBUSTIBLE DEL TIPO DE "COMMON RAIL SYSTEM" Y LOS FABRICANTES MUNDIALES •

La bomba de inyección convencional se enfrentaba a ciertas cuestiones, como la presión de inyección que dependía del régimen del motor y los límites de la presión máxima de combustible. Otros tipos de control de inyección como la inyección piloto se enfrentaban también a algunas dificultades. Afrontando estas cuestiones de forma revolucionaria, DENSO se convirtió en el líder mundial al lanzar una aplicación comercial del "common rail system".

•

Hoy día se utilizan dos tipos de "common rail system". Uno es el "common rail system" que somete a presión el combustible y lo inyecta directamente en los cilindros. DENSO fue primero a nivel mundial en lanzar una aplicación comercial de este sistema. Este sistema, que está siendo sujeto de un desarrollo más amplio, ha sido adoptado en las aplicaciones de los vehículos de pasajeros. Otras compañías, como R. Bosch, Siemens y Delphi ofrecen también hoy día versiones comerciales de este sistema. El otro sistema es el sistema de inyección de unidad eléctrica hidráulica (HEUI), desarrollado por Caterpillar en Estados Unidos. Este sistema utiliza aceite de motor a presión para someter a presión el combustible accionando el pistón de la tobera (inyector) a través de la cual se inyecta el combustible a presión.

7-3. PRESIÓN DE INYECCIÓN MÁS ALTA, RELACIONES DE INYECCIÓN OPTIMIZADAS, MAYOR PRECISIÓN DE CONTROL DEL CALADO DE INYECCIÓN, MAYOR PRECISIÓN DE CONTROL DE LA CANTIDAD DE INYECCIÓN A. Presión de inyección más alta El combustible que se inyecta desde la tobera se transforma en partículas más finas cuando aumenta la presión de inyección. Esto mejora la combustión y reduce la cantidad de humo que contienen los gases de escape. Inicialmente, la presión de inyección máxima de la bomba en línea (tipo A) y la bomba rotativa (tipo VE) era de 60 Mpa. Debido al avance de las aplicaciones de alta presión, existen algunos sistemas de inyección de combustible desarrollados recientemente que inyectan el combustible a una presión de 100 Mpa o incluso superior. El "common rail system" de segunda generación inyecta combustible a una presión sumamente alta de 180 Mpa. a.

Comparación de la presión de inyección

Bomba de tipo A Bomba mecánica

Bomba de tipo distribución Bomba de tipo NB Bomba ECD V3

1 Mpa es aproximadamente 10,2 kgf/cm2.

Bomba ECD V4

120

Bomba HP0

120

Serie ECD V

(1ª generación) Serie “common rail”

Bomba HP2 (2ª generación) Bomba HP3, 4

145 185 50 100 150 200 Presión de inyección (Mpa) Q000920S

-82-

B. Relaciones de inyección optimizadas • La relación de inyección es la relación de los cambios de la cantidad de combustible que se inyecta sucesivamente desde la tobera dentro de una unidad de tiempo determinada.

Relación de inyección alta


Relación de inyección t

Q000921S

• Cuando la presión de inyección aumenta, la relación de inyección aumenta en consecuencia. El aumento de la relación de inyección lleva a un aumento del volumen de la mezcla aire-combustible que se crea desde el comienzo de la inyección hasta el encendido (el periodo de retraso del encendido). Debido a que esta mezcla se quema posteriormente de una sola vez, se produce ruido (golpeteo diesel) y NOx. Por esta razón, es necesario controlar de forma apropiada la relación de inyección manteniendo una relación de inyección baja al principio de la inyección y suministrando una cantidad suficiente después del encendido. Para satisfacer esta necesidad, se han adoptado inyectores de dos muelles y un sistema de inyección piloto que ha sido desarrollado recientemente.

Relación de inyección de inyector de 2 muelles Cantidad de inyección


Control de la relación de inyección del “common rail system” Inyección piloto

Q000922S

C. Mayor precisión de control del calado de inyección La reducción de las emisiones de los gases de escape y del consumo de combustible y la optimización del calado de inyección son importantes. Es sumamente difícil conseguir los niveles deseados de reducción de la emisión de escape mediante los métodos que ajustan el calado de inyección de acuerdo al régimen (o fuerza centrífuga), como el variador de avance mecánico convencional. Por esta razón, se han adoptado los sistemas controlados electrónicamente, para controlar el calado de inyección de forma libre y precisa según las características del motor.

ad de

inyecc

ión

Cantid

ad de

Régimen del motor

Ángulo de avance

Cantid

Temporizador mecánico

Ángulo de avance

Tipo control electrónico

inyecc

ión


D. Mayor precisión de control de la cantidad de inyección El ajuste de la potencia de salida de un motor diesel se logra mediante la regulación de la cantidad de inyección. La inadecuada precisión de control de la cantidad de inyección lleva al aumento de las emisiones de gases de escape, ruido y una deficiente economía de combustible. Por este motivo, se han desarrollado sistemas controlados electrónicamente para asegurar una alta precisión de control de la cantidad de inyección.

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7-4. IMAGEN DEL INTERIOR DE LA CÁMARA DE COMBUSTIÓN •

Con los métodos de inyección convencionales, debido a que se inyectaba una cantidad excesiva de combustible en el periodo inicial, la presión de explosión se elevaba en exceso, lo que provocaba que se generaran ruidos como el sonido de golpeteo del motor. Para mejorar esta condición a través de la inyección piloto, inicialmente sólo se inyecta la cantidad de combustible necesaria y adecuada. Al mismo tiempo se eleva la temperatura de la cámara de combustión y se ayuda a la combustión de la inyección principal mientras que funciona de cara a prevenir el ruido y la vibración.

Q000924S

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Fecha de publicación: agosto 2004

Editado y publicado por:

DENSO CORPORATION Departamento de servicio 1-1 Showa-cho, Kariya, Aichi Prefecture, Japón

Denso CR general español

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