INSTITUCIÓN INSTITUCIÓN DE EDUCACIÓN EDUCACIÓN SUPERIOR AVA AVANSYS
ESCUELA DE INGENIERÍAS INGENIERÍAS CARRERA: MECÁNICA CARRERA: MECÁNICA AUTOMOTRIZ AUTOMOTRIZ
TEMA:
Sistema De Common Rail En El Ve Vehículo Audi (2014) (2014) !ima
A"T#R:
Uturunco Ccama Dante. Chiclla Sueldo Cirilo. Hurtado Huamani Hermogenes.
!ima 201$
DEDICATORIA
Este trabajo está dedicado a mis compañeros de trabajo quienes desde principio me supieron orientar de la manera más correcta y con su amor, esfuerzo, sacrificio, compresión y apoyo han hecho de que mi grupo lo que hoy somos, un grupo útil y de beneficio para la sociedad, son los que han velado por m grupo en todo momento, y de los cuales me siento e!tremadamente orgulloso. "ambi#n a los demás compañeros que siempre estuvieron ah brindándonos su apoyo incondicional para salir adelante, as como tambi#n dedicamos este trabajo a una persona muy especial como es nuestra profesora que desde el inicio siempre nos guio y dándonos la fuerza para salir adelante y cumplir con este trabajo. $ a %ios por ser quien ha estado en nuestro lado en todo momento dándonos las fuerzas necesarias para continuar luchando da tras da. &utores'
ÍNDICE GENERAL (. )lanteamiento de investigación. (.(. *ealidad problemática (.+. ormulación de problema. (.-. ustificación de problema. (./. 0imitación. (.1. 2bjetivos. (.1.(. 2bjetivo general +. 3arco teórico +.(. &ntecedentes +.+. 4ase teórico +.-. %efinición de tema básico -. 5ipótesis -.(. ormulación de la hipótesis -.+. 6ariable /. 3ateriales m#todos /.(. "ipos de diseño de investigación. /.+. 3ateriales. /.+.(. 7nidad de estudio /.+.+. )oblación. /.+.-. 3uestra. /.-. 3#todos /.-.( "#cnicas de recolección de datos y análisis de datos. /.-.+ )rocedimientos.
1. Problema investia!i"n 1.1 Realidad %&o'lemtica El sistema de common rail, en los últimos años se ha convertido en un sistema de inyección más utilizada en los motores di#sel moderna, en los vehculos pesados como, camiones, autobuses, maquinarias pesadas, barcos, y entre otros vehculos. $ por otro lado presta un servicio fiable y económico, poca contaminación para el medio ambiente. 0as grandes posibilidades del sistema de common rail, es generar las grandes presiones de y que puede aprovechar por completamente la inyección de combustible de manera
separada, ya que cuenta comandado con la computadora 8E97:, y la inyección es controlada electrónicamente mediante las señales. Este sistema incorpora una bomba generadora de alta presión comandada por la polea cig;eñal a trav#s de una correa, que enva el combustible a una rampa de inyectores, donde es distribuido a cada inyector por cañeras metálicas. 0os inyectores son electromagn#ticos y la computadora decide la cantidad ideal de combustible que esto debe inyectar directamente en el cilindro variado el tiempo de apertura de la misma de la presión de inyección, que oscilará entre (1<< hasta +1<< 4ares. %ebido a las evoluciones y desarrollos tecnológicos en los motores de inyección a di#sel como el sistema =common rail> y su invasión al mercado automotriz peruano, y tambi#n teniendo en cuenta las pocas disponibilidades de motores de 8tipo rail común: y módulos de información en la carrera de ingeniera en mantenimiento de automotriz como materiales didácticas para realizar prácticas de aprendizaje y el funcionamiento incorrecto en este tipo de sistema que se ha desarrollado en los motores de inyección electrónica individual a di#sel.
1.# o&mulaci*n del %&o'lema 1.#.1 +&o'lema ,ene&al ?E!iste la deferencia del sistema common rail en el vehculo &udi 8+<(/: en 0ima @+<(AB
1.$ -usti.icaci*n 0a razón de nuestra investigación tiene la intención de ayudar a los estudiantes que les servirá
de consulta para posibles investigaciones principalmente a los compañeros de
la 9arrera de 3ecánica &utomotriz quienes contaran con un motor &udi %i#sel con un sistema =9ommon *ail> y a la vez con un módulo que contendrá toda la información sobre la *iel 9omún, de inyectores, y 4omba de alta presión de dicho sistema. )or tal
razón la investigación que se realizará, será de mucha utilidad para los estudiantes, docentes ya que les ayudará a tener una gua de nuevos conocimientos con las nuevas tecnologas que e!isten en el campo automotriz con el sistema 9ommon *al. sistema 9ommon *ail, del cual nosotros realizaremos la investigación de lo que es la *iel 9omún, los inyectores y la 4omba de Cnyección. Esta investigación se realizará con el propósito de que la 9arrera de 3ecánica &utomotriz vaya relacionándose y familiarizándose con los nuevos sistemas common rail en los motores di#sel. $a que hoy en da en el mercado de peruano ya e!isten una gran cantidad de vehculos con sistemas de inyección di#sel =9*%C>, y cada vez se aumentan más porcentajes del vehculos que traen este sistema, ya que por otro lado cumplen con las normativas ambientales, y por otro razón en nuestro mercado laboral no hay bastantes informaciones para identificar las fallas del sistema de inyección de common rail, y por otra parte el sistema ha sido fabricado con el fin de disminuir el ruido de motor, también reducir los gases contaminantes para el medio de ambiente.
Distema common rail con las e!igencias actuales y futuras que vienen planteándose a los sistemas de tracción una menos contaminación por lo cual este sistema ya vienen incorporando a los sistemas con conducto common rail el cual tiene un mayor rendimiento del motor y alta potencia. 0os sistemas de inyección con regulación mecánica que se han implantado hasta ahora sólo permiten cumplir con ciertas restricciones las e!igencias planteadas en cuanto a un consumo reducido, una menor cantidad de contaminantes en los gases de escape y una marcha suave del motor . )ara estos efectos se necesitan unas presiones de inyección muy intensas, operaciones e!actas de inyección y la dosificación muy e!acta de las cantidades inyectadas. El sistema de inyección por conducto común 9ommon *ail cumple con estas e!igencias, siendo el sistema que se ha implantado en el motor di#sel. 0os motores %i#sel presentan siempre un servicio fiable, económico y poco contaminante con common rail. %iferentemente de los antiguos motores %i#sel, ruidosos y humeantes, la nueva generación de motores aporta innumerables ventajas' 3ás silenciosos, Económicos, 0impios, *ápidos, Deguros El rendimiento fiable y económico de los motores %i#sel requiere sistemas de inyección que trabajen con elevada precisión. 9on estos sistemas, se inyecta en los cilindros del
motor a la presión necesaria y en el momento adecuado el caudal de combustible requerido para que alcance una determinada potencia del sistema common rail.
1.% Limita!iones %ificultades en conseguir información del sistema common rail. %ificultades de tomar encuestas.
1.& Ob'etivos
1.&.1 #'/etio ,ene&al
&nalizar la deferencia del sistema common rail en el vehculo &udi 8+<(/: en 0ima @+<(A
#. (ar!o Te"ri!o. 21 Antecedentes
En la tesis )e A*irre A+ala ,-!tor la)imir + Orti/ Hern0n)e/ +ron Rom0n ELAORACI2N DE UN (2DULO DID3CTICO DEL SISTE(A CO((ON RAIL DEL (OTOR (A4DA T &5 6L7C #.& CRDI DIESEL8 UNI,ERSIDAD T9CNICA DEL NORTE :ACULTAD DE EDUCACI2N; CIENCIA < TECNOLOGÍA =E!*a)or > Ibarra ;#51$ ?0ina.1% > 1&@ 0a presente propuesta de investigación trata acerca de la implementación de un módulo didáctico para la enseñanza del Distema 9ommon *ail del 3otor 3azda 4" 1< 0@9 +.1 9*%C %i#sel en los "alleres de 3antenimiento &utomotriz de la acultad de Educación 9iencia y "ecnologa perteneciente a la 7niversidad "#cnica del Forte. El propósito de la investigación constituye en complementar el proceso de aprendizaje en la 9arrera de Cng. 3antenimiento &utomotriz, el diseño sistemático que se obtuvo es una investigación bibliográfica, tecnológica y práctica aplicando los m#todos inductivo@deductivo, cientfico y
analtico. El modulo del sistema 9ommon *ail conllevara a la comprensión de la partes que lo componen y estos son' tanque de combustible, filtro de combustible, bomba de alimentación y bomba de alta presión, conjunto inyectores, sensores y actuadores , cañeras de alta y baja presión de combustible, todo esto mencionado realiza el siguiente proceso de funcionamiento' la bomba de alimentación aspira el combustible del tanque para luego presurizarla a trav#s de la bomba de alta presión (A1< bar la misma que enva por cañeras el combustible hacia la riel donde esta se encarga de distribuir en forma homog#nea y a presión contantes el combustible a los inyectores. 0a implementación del módulo didáctico tiene como objetivo conocer todos sus componentes para as poder manipularlos, cuya intención es motivar el aprendizaje del sistema 9ommon *ail mejorando el conocimiento de los estudiantes de la carrera de Cng. 3antenimiento &utomotriz y as aportando con nuevas tecnologas en beneficio de la educación 7niversitaria. &demás de esto podremos implementar un motor de este tipo con lo cual mejoraremos el conocimiento tanto teórico como practico de los estudiantes de la carrera y as conseguir una mejor preparación para el mundo profesional y estar preparados con las tecnologas actuales que vienen incorporados en los motores di#sel para reducir las emisiones de gases y mejor el medio ambiente basadas en las normas Europeas que se aplican en la actualidad en todo el campo automotriz. Este módulo será de mucha importancia ya que contará con información actualizada con lo que respecta a los Distemas 9ommon *ail de los 3otores %i#sel. 8&guirre 6. 2rtiz. 4., +<(-. )p..(/ G (1:.
22 ases te*&icas 211 uncionamiento
)rincipalmente es utilizado en el sistema inyector de common rail en los vehculos pesados a di#sel. 9omo podemos apreciar en la imagen, el combustible es generado con la bomba de baja presión, por lo cual, alimentando a la bomba de engranajes,
que va integrado junto con la bomba de alta presión, tras pasar por un filtro. 0a bomba de alta presión es comandada por la polea de cig;eñal a trav#s de una correa, y por cual enviando el combustible a la rampa de inyectores, donde es distribuido a cada inyector o cilindro por cañeras metálicas.
Figura 1.1: Esquema de un sistema common rail genérico (Fuente Bosch).
212 Com%onentes del sistema common &ail
Alimenta!i"n a ba'a ?resi"n. 0a bomba de baja presión enva constantemente desde del depósito del combustible, generando una determinada presión de - a A bar. )or lo cual alimenta a la bomba de engranajes que va integrada en la bomba de alta presión, manteniendo la presión adecuada para la inyección.
igura (. bomba de baja presión http'HHIII.iesmontilivi.netH%epartamentsJ19&utomocioJ19ebJ19&utJ19+n J199-J19%ocsJ19"reballsH&7%CJ+<9ommonJ+
#.1.$. :iltro )e !omb*stible. El filtro de combustible purifica las partculas de mayor diámetro y agua, y dejando de pasar a 8(@ + micras: y por lo cual protegiendo el sistema de inyección.
*educir las impurezas en forma de partculas muy finas.
<a capacidad de acumulación de partculas 8evitar obstrucción:
Deparación efectiva del agua libre del combustible 8evitar o!idación:
igura . !ltro trampa de agua de file'HHH'Hiltros.pdf bosch
214 ilt&o de com'usti'le con cale.acci*n el3ct&ica
El filtro de combustible está equipado con una calefacción el#ctrica. Esta calefacción se activa a trav#s del rel# para calefacción del filtro de combustible. 9alienta el combustible en el conducto de alimentación.
%e esa forma se evita que el filtro de combustible se pueda obstruir por partculas de parafina que se cristalizan a bajas temperaturas e!teriores del ambiente y se produzcan fallos en el funcionamiento del motor.
igura -. filtro de combustible http'HHIII.fbelectronica.comHCnfosistemasHDistemas J+<%ieselH9ommonJ+
21 om'a de en,&ana/es o de 'a/a %&esi*n
0a bomba de engranajes es una bomba de preelevación que trabaja de un modo netamente mecánico. &spira el combustible e!tray#ndolo del depósito de combustible y transporta continuamente el caudal de combustible necesario, en dirección a la bomba de alta presión. %e esta forma se asegura la alimentación de combustible para la bomba de alta presión en todas las condiciones operativas.
igura /. bomba de engranajes http'HHIII.pime!diesel.comH9.*H&udiJ+<9ommon J+<*ailJ+
21$ om'a de alta %&esi*n
"a bomba tiene la misión de poner siempre a disposición su!ciente combustible comprimido, en todos los m#rgenes de ser$icio % durante toda la $ida &til del $eh'culo. Esto inclu%e el mantenimiento de una reser$a de combustible necesaria para un proceso de arranque r#pido % un aumento de r#pido de la presión.
igura 1. Fuente: E*B+-, al. istema de in%ección de acumulador de /ommon ail. /anad#: Edición obert Bosch, 1000. p.1.
#.1. Cir!*ito )e alta ?resi"n.
4omba de alta presión &cumulado de alta presión con sensor de alta presión
Cnyectores
"uberas de alta presión igura A. Esquema del circuito de alta presión common rail
( 4omba de alta presión + 6álvula de descone!ión del elemento - *egulador de presión / "uberas de alta presión 1 *iel A Densor de presión del riel M 6álvula limitadora de presión K 0imitador de flujo L Cnyector (< E97
uente' 9urso de Cnyección Electrónica %i#sel 9aptulo A
#.1.B. A!*m*la)or )e alta ?resi"n =rail@. El acumulador de alta presión es un tubo orjado en acero. 2sume la unción de acumular a alta presión el combustible que se necesita para la in%ección en todos los cilindros. El combustible se encuentra sometido continuamente a alta presión en el acumulador.
igura. M. uente. &udi, sistema de common rail, edición *obert 4osch. (LLL. p.+1.
215 Vlula limitado&a de %&esi*n
0a válvula limitadora de presión se encuentra directamente en el acumulado de alta presión. De encarga de limitar la presión má!ima en el acumulador y protegerlo de esta forma contra sobrecarga. Di la presión interna en el acumulador sobrepasa la intensidad má!ima de (./1< bares, la válvula limitadora de presión abre y deja pasar el combustible superfluo hacia el conducto de retorno.
igura K &udi common rail p. +M
2110 6n7ecto& del sistema common &ail .
0a parte complicada del sistema serán los inyectores, controlados desde la unidad de control electrónica del motor 8E97:, y que controlarán la duración de la inyección, el momento en el que se inyecta y la cantidad de combustible inyectado, mediante un campo magn#tico.
0os inyectores van montados en la culata. "ienen la misión de inyectar o es de realizar la pulverización de la pequeña cantidad el combustible a las cámaras de combustión en la cantidad correcta y al momento correcto. )ara esos efectos son e!citados por la unidad de control para sistema de inyección directa di#sel.
igura. L &udi common railN p..+L
DCD"E3& %E 92332F *&C0 EF E0 6E5O9702 &udi 8+<(/: +. 3otor "%C de +,K ltr. 9on sistema de inyección 9ommon *ail -. 6A "%( Distema common rail. /. Cnyección %i#sel "%C G "ecnomovil common rail. 1. Distema de inyección 9ommon *ail para el motor 6K "%C de -,- ltr. %iseño y funcionamiento.
28 De.inici*n de t3&minos 'sicos
omba )e alta ?resi"n. 7 Es un dispositivo mecánico que tiene la función de aumentar la presión de un fluido en un sistema. 8&guirre,+<(-:
omba )e transeren!ia . @ Esta bomba es aquella encargada de enviar un primer bombeo llamada tambi#n de transferencia porque su función es transferir el combustible desde el depósito hacia la bomba principal a una presión apro!imada de A bares. 8&guirre,+<(-:
Ele!trov0lv*la. 7 Es una válvula electromecánica, creada para controlar el flujo de un fluido mediante un conducto como puede ser una tubera o cañera. 8&guire,+<(-:
Ralent-. 7 Es el giro mnimo de revoluciones por minuto 8giros o vueltas por minuto: a las que se ajusta un motor de combustión interna en estado de parqueo. 8&guirre,+<(-:
EGR. 7 Es una válvula que sirve para la recirculación de gases de escape, fueron diseñadas, para traer gases del múltiple de escape, hacia el 8múltiple de admisión: manifold de admisión. 8&guirre,+<(-:
$. Hi?"tesis 81 o&mulaci*n de la hi%*tesis
Di el sistema 9ommon *ail evolución en el sistema de combustible de los motores di#sel, haci#ndolos más similares a los motores de inyección electrónica de gasolina, evolucionará en cuanto todo será controlado por unidad de control 8E97:. 82 Va&ia'le
Distema de inyección common rail
%. (ateriales mto)os 41 Ti%os de dise9o de inesti,aci*n
Fo e!perimental Gtransversal@e!plorativo@ descriptivo. 42 Mate&iales
/.+.(. 7nidad de estudio Estudiante de avansys. /.+.+. )oblación. Estudiantes del instituto avansys. /.+.-. 3uestra. 1 estudiantes de instituto avansys, + personas de la calle. 48 M3todos
1.@ ILIOGRA:ÍA (. @ &rpem. 8+<(-:. arpem.com. *ecuperado http'HHIII.arpen.comHtecnicaHcommonPrail +.@ 4osch. 8+<<(:. 9ontrol Electrónico para 3otores %i#sel. Dantiago de 9hile. -.@ 4osch. 8+<<1:. 3anual "#cnica del &utomóvil. 4uenos &ires. /.@ http'HHrepositorio.utn.edu.ecHbitstreamH(+-/1AMKLH-/-KH(H<1J+<E9$" J+<(AK/J+<"EDCD.pdf Encuesta
?Distema de common rail es menos contamnate para medio ambienteB &: 4: 9: %:
E!celente 4ueno *egular %eficiente.
?En el sistema de alimentación el combustible tras pasar por el filtro cuantas micras puede filtrarB &: 4: 9: %:
+ a / micras. ( a / micras ( a + micras F.&.
?9uál es la presión má!ima posible en el acumulador de alta presión 8conducto común rail:B &: 4: 9: %:
(.A<< 4ares (./<< 4ares (./1< 4ares F. &.
?Qu# componentes son los encargados de regular la presión del combustible en el circuito de alta presión del sistema de inyección 9ommon *ailB
&: 0a válvula limitadora de presión. 4: El sensor de presión del combustible. 9: 0os inyectores. %: F.&. ?Qu# componente de la bomba de alta presión es el encargado de los movimientos de ascenso y descenso de los tres #mbolos de bombaB &: 4: 9: %:
%isco de leva. Eje impulsión. 0eva e!c#ntrica. F. &.
