Manual Motor OM651

Global Training – The finest automotive learning

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO 5 Run

Participante 02/09 NTWD-LT260

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO 5 Run

Esta documentación está destinada exclusivamente al uso en cursos de formación. Los ejercicios realizados no se pueden aplicar sin más en la práctica. Siempre se deben observar las leyes, directivas y prescripciones específicas del país. La documentación de formación no está sometida al servicio de modificaciones vigente. Para los trabajos en el vehículo se deben utilizar siempre los recursos de taller actuales (p. ej., EPC net, WIS net, DAS, herramientas especiales) del fabricante correspondientes al vehículo en cuestión. Printed in Germany © 2009 Mercedes-Benz Editor: Global Training La obra, incluidas la totalidad de sus partes, está protegida por el derecho de autor. Su utilización o aprovechamiento requieren la autorización previa por escrito de Mercedes-Benz. Ello es especialmente válido para la reproducción, distribución, refundición, traducción, microfilmación y memorización/o tratamiento en sistemas electrónicos, incluidos bancos de datos y servicios online.

1511 2275 04

1.ª edición

02/09

102

Nota: Por »colaboradores« se entiende siempre tanto los colaboradores de sexo masculino como los de sexo femenino.

estado 16.02.2009

02/09

Indice

16.02.2009

Título

Página

Bienvenida .......................................................................................................................................................................................................................................... 1 Historia de los motores diésel para turismos...................................................................................................................................................................................... 2 Mecánica del motor .......................................................................................................................................................................................................................... 10 Práctica 1 ......................................................................................................................................................................................................................................... 28 Circuito de combustible.................................................................................................................................................................................................................... 45 Sistema de precalentamiento ........................................................................................................................................................................................................... 55 Admisión de aire, sistema de escape, sobrealimentación................................................................................................................................................................. 61 Novedades/modificaciones de Euro 5.............................................................................................................................................................................................. 79 Práctica 2 ......................................................................................................................................................................................................................................... 84 Interconexión.................................................................................................................................................................................................................................... 89 Mantenimiento y herramientas especiales ....................................................................................................................................................................................... 91

02/09

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Indice

I

1

02/09

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Indice

I

2

Bienvenida

16.02.2009

Bienvenido al curso de introducción del nuevo motor de cuatro cilindros OM651. En este curso se familiarizará con la estructura del motor, las funciones de los sistemas parciales y las posibilidades de comprobación y ajuste. Con la introducción en el mercado del nuevo motor de cuatro cilindros OM651 en las furgonetas, se presenta un paquete de tecnologías innovadoras. Entre ellas se encuentran algunos avances que no se encuentran en esta combinación en ningún otro motor diésel montado de serie. El valor límite de gases de escape prescrito por la norma Euro 5 se respeta por completo con el conocido sistema de tratamiento posterior de los gases de escape formado por un catalizador de oxidación y un filtro de partículas diésel (DPF). Al mismo tiempo, incluso se ha alcanzado un aumento de la potencia con una cilindrada menor y se ha aumentado el par motor máximo a 360 Nm. Esperamos que disfrute y le deseamos mucho éxito.

02/09

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Bienvenida

1

Historia de los motores diésel para turismos

16.02.2009

En 1936 llegó la era de los motores diésel MB en los turismos de Mercedes-Benz con el OM138 en el 260 D. Por aquel entonces se alcanzaba una potencia de 33 kW con una cilindrada de 2,6 litros. Los motores siguientes fueron: •

1949: OM636 con 1,8 l y 28 kW

•

1955: OM621 con 1,9 l y 37 kW

En 1956 llegó la primera furgoneta de Mercedes, la L 319. También en este vehículo se montaron los motores OM636 y OM621.

1936: OM138, 2,6 l, 33 kW

N00.00-2509-00

L319 260D Las ilustraciones de los motores, las potencias indicadas y el año de introducción en el mercado corresponden a los modelos para turismos y pueden variar en las furgonetas. 02/09

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Historia de los motores diésel para turismos

2

El OM616, que solo se diferencia de su predecesor OM615 por su mayor cilindrada, se montó en las furgonetas T1 (207 D) y MB100, entre otras. Más adelante llegó una versión de 5 cilindros: OM617. Con este motor, la T1 recibió la designación 209 D. El OM617 estaba disponible por primera vez también con turbocompresor para turismos y vehículos todoterreno.

En 1973 en el "barra ocho": OM616 2,4 l, 49 kW

N00.00-2518-00

N00.00-2513-00

T1 207 D 02/09

MB 100

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Historia de los motores diésel para turismos

3

En 1983, el OM601 de diseño totalmente nuevo, estableció nuevos estándares sobre todo en cuanto a potencia y reducción de ruidos. Se montó en la T1, en 1995 en la SPRINTER y en 1996 en la VITO y la Clase V. Además, en la SPRINTER existía la versión de 5 cilindros OM602, por primera vez como motor de inyección directa con bomba de inyección rotativa regulada electrónicamente, turbocompresor y refrigeración del aire de sobrealimentación. (OM602 DE 29 LA). Potencia: 122 CV (90 kW). Este motor convirtió a la furgoneta en un "SPRINTER". En 1983 en el turismo 190 D: OM601, 2,0 l, 53 kW

N00.0-2514-00

SPRINTER 1995-2000 02/09

N00.10-2276-00

VITO/Clase V 1996-1999

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Historia de los motores diésel para turismos

4

En 1998 llegaron los motores con inyección directa common rail (CDI). Por primera vez en la VITO/Clase V en 1999, pero "solo" con 90 kW. Los motores CDI y CR son también de inyección directa, con turbocompresor y refrigeración del aire de sobrealimentación. Sin embargo, la mayor innovación la constituyen los inyectores activados eléctricamente, con los que se puede inyectar con gran precisión (inyección previa). En la SPRINTER también se utilizó la variante de 5 cilindros, el OM612.

P01.00-2484-00

Desde 1998 en turismos: OM611, 2,2 l, 105 kW

GT00_00_0633_C71

SPRINTER 2000 02/09

P00.00-3463-00

VITO/Clase V 1999

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Historia de los motores diésel para turismos

5

El motor CDI perfeccionado con la designación OM646 llegó a las furgonetas con las nuevas VITO/VIANO 2003. (a la derecha se ve una variante para turismos). Con la nueva SPRINTER mod. 906 se montó por primera vez el OM646 con una sobrealimentación de 2 etapas y 95 y 110 kW. Como variante de 6 cilindros, en las furgonetas también se montó el OM642.

P01.00-2815-50

Desde el 2001 en turismos: OM646, 2,2 l, 125 kW

N00.00-3140-00

GT_00_00_0464_C75

VITO/VIANO 2003 02/09

SPRINTER 2006

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Historia de los motores diésel para turismos

6

En el año 2008 se lanzó al mercado un motor diésel de nuevo desarrollo. Este fue concebido de forma que se adaptara a muchos modelos y que, por lo tanto, sustituyera a algunos motores diésel. El accionamiento de las válvulas, de la bomba de alta presión y de la bomba de aceite y de depresión se desplazó hacia atrás. Se redujo el diámetro del pistón y se desplazó la bomba de alta presión hacia un lado. Así se redujo la longitud de montaje, lo que permite incluso montar el motor transversalmente. Al igual que en los motores predecesores, para el montaje en la SPRINTER fue necesario adaptar algunas piezas. Puede ver esta variante para SPRINTER en la páginas siguientes.

P01.10-2949-50

GT00_00_0491_C71

SPRINTER 2009

En el 2008 por primera vez en la Clase C: OM651, 2,2 l, 150 kW

Las ilustraciones y los datos que aparecen debajo de ellas son aplicables a turismos. En las furgonetas, los datos divergen. 02/09

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Historia de los motores diésel para turismos

7

OM651 en la SPRINTER Características: • Sistema de inyección CDI-D de la casa Delphi (1800 bar) con inyectores con bobina electromagnética •

Tecnología de 4 válvulas con 2 árboles de levas en culata

•

Sobrealimentación de 1 ó 2 etapas

•

2 árboles de compensación Lanchester

•

Bomba de aceite regulada

•

Bomba de agua conmutable

•

Termostato de líquido refrigerante calefactable

•

Eyectores de aceite desconectables

•

Euro 5/EU5 (con filtro de partículas)

•

Accionamiento del árbol de levas en la parte trasera (lado de accionamiento) mediante ruedas y cadena

•

Brida del cambio sustituible para diferentes cambios y accionamientos alternativos (híbrido)

•

02/09

Adecuado para el montaje longitudinal o transversal

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Historia de los motores diésel para turismos

8

Vista de conjunto OM646/OM651 y OM642 Vehículo Motor kW a rpm Cilindrada (cm³) Par de giro (Nm) Equipamiento de gases de escape Sistema de inyección Presión de inyección en bar Sobrealimentación

VITO/VIANO Diésel de 4 cilindros OM646 70 85 110 3800 2148 240 290 330 Euro 4/EU4 III

SPRINTER

65

220

OM646 95 3800 2148 280 300 Euro 4/EU4 III 80

CDI 4 Piezoeléctrico 1600 Geometría variable de turbina

Retrotratamiento de los gases de escape

Wastegate

DOC + DPF

Vehículo Motor kW a rpm Cilindrada (cm³) Par de giro (Nm) Equipamiento de gases de escape Sistema de inyección Presión de inyección en bar Sobrealimentación Retrotratamiento de los gases de escape

VITO/VIANO OM642 150 3800 2987 420 Euro 4/Euro 5 EU4 III/EU5/III CDI 4 Piezoeléctrico 1600 VTG DOC* + DPF**

SPRINTER OM651 110

70

95

120 3800 2148

330

CDI 4 Piezoeléctrico 1600 Sobrealimentación VTG de 2 etapas DOC + DPF

250

VTG

305 Euro 5/EU5 III

360

CDI-D Electroimán 1800 SobrealimentaSobrealimentación ción de 2 etapas de 2 etapas DOC + DPF

SPRINTER OM642 140 3800 2987 440 Euro 4/Euro 5 EU4 III/EU5 III CDI 4 Piezoeléctrico 1600 VTG DOC + DPF

* Diesel Oxidation Catalyst (catalizador de oxidación diésel) ** Filtro de partículas diésel 02/09

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Historia de los motores diésel para turismos

9

Mecánica del motor

16.02.2009

Bloque motor OM651 El bloque motor totalmente rediseñado se fabrica en fundición gris. El concepto general del motor OM651 para ahorrar espacio se reconoce especialmente en el bloque motor. Así, el engranaje de distribución, el accionamiento de la bomba de aceite, la bomba de alta presión, los árboles de levas y los árboles de compensación Lanchester se encuentran en el lado de transmisión de fuerza. Gracias a este nuevo tipo de construcción se consiguen las siguientes ventajas: • • •

El bloque motor es 4 cm más corto en comparación con el OM646 (p. ej. mediante diámetros de pistón más pequeños) Sencilla adaptación del cambio gracias a diferentes tapas del cárter de distribución. En el futuro aquí también se abridará el motor eléctrico para los vehículos híbridos. Motor básico único para las variantes de montaje longitudinal y transversal

GT01_40_0012_C81

A

02/09

Indicación

El número de identificación del motor se encuentra en el lado izquierdo del motor, en la zona de la bomba de aceite.

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Mecánica del motor

10

Circuito de aceite OM651 A través del circuito de aceite, se suministra aceite de motor a todas las piezas móviles del motor que se lubrican o refrigeran con aceite de motor. Adicionalmente, la bomba de aceite acciona la bomba de depresión y le suministra aceite lubricante.

Leyenda 1 Cárter de aceite 2 Prefiltro 3 Bomba de aceite 4 Válvula limitadora de presión 5

Válvula de bloqueo de retorno del aceite del filtro de aceite 6 Válvula de presión diferencial 7 Intercambiador de calor aceiteagua 8 Elemento del filtro de aceite 9 Válvula de derivación del filtro de aceite 10 Bomba de depresión

B

02/09

Indicación

GT07_00_0113_C75

11 Sobrealimentador de alta presión 12 Sobrealimentador de baja presión 13 Canal de aceite del cojinete de bancada del cigüeñal y del cojinete de biela 14 Eyectores de aceite 15 Cojinete de bancada de los árboles de levas

16 17 18 19 A B

Compensación hidráulica del juego de la válvula Eyector de aceite de la cadena de distribución Tensor de cadena Rueda intermedia del engranaje de distribución Cárter de aceite con bomba de aceite Módulo de filtro de aceite

C D E F G Y131

Bloque motor Cárter de distribución Culata Sobrealimentación Bomba de depresión Válvula de cierre de los eyectores de aceite

Para supervisar el nivel de aceite y para calcular el intervalo de mantenimiento, hay un sensor de aceite montado en el cárter de aceite.

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Mecánica del motor

11

Sensor de temperatura del aceite El sensor de temperatura del aceite registra la temperatura actual del aceite del motor. La temperatura del aceite se utiliza activamente para calcular la inyección. Por este motivo, el sensor debe colocarse directamente en el circuito de aceite para poner a disposición de la unidad de control la temperatura actual del aceite.

B40/9

Leyenda B40/9 Sensor de temperatura del aceite

02/09

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Mecánica del motor

GT07_04_0022_C05

12

Cárter de aceite Para optimizar el espacio necesario y la producción de ruido, el cárter de aceite está diseñado en dos piezas. Ambas piezas están fabricadas en aluminio. En la parte inferior se encuentra el sensor de aceite (1). Este está diseñado de modo que las oscilaciones breves de nivel (recorridos por curvas, etc.) se puedan compensar. Con el sensor de aceite se controla el nivel de aceite y se calcula la calidad del aceite de motor.

1 GT01_45_0012_C11

02/09

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Mecánica del motor

13

Bomba de aceite Por el lado del aceite puro, la bomba de aceite está controlada por volumen y está diseñada como bomba celular de aletas. La presión de regulación asciende a 4,7 bar. La bomba de aceite es accionada a través de un engranaje de distribución y dispone de una válvula de arranque en frío integrada que limita la presión de aceite a un máximo de 10 bar. Cuando el motor arranca, el aceite de motor es succionado en el tubo de aspiración de aceite a través de la tubería de admisión con prefiltro integrado (1) y es dirigido al módulo de filtro de aceite con intercambiador de calor por aceite y agua a través de la tubería de presión. En la fase de arranque en frío del motor, el intercambiador de calor por aceite y agua proporciona un calentamiento más rápido y, en la fase de calentamiento, proporciona una refrigeración suficiente del aceite de motor. Si el paso de aceite resultara insuficiente, se puede hacer pasar el aceite por el exterior del intercambiador de calor por aceite y agua a través de la válvula by-pass montada paralelamente. Después, el aceite de motor llega a la unidad del filtro de aceite. En ella, el aceite fluye del exterior al interior, limpiándose en este proceso. Si el paso es demasiado reducido, p. ej. a causa de un porcentaje de suciedad demasiado elevado, la válvula de desvío del filtro de aceite montada paralelamente abre el paso por el exterior del filtro de aceite. 1 GT18_10_0019_C81

02/09

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Mecánica del motor

14

Funcionamiento A través del empalme A el aceite se succiona hacia la bomba. El muelle de compresión (1) ajusta la presión de aceite a 4,7 bar. Si la presión de aceite aumenta, la válvula preselectora (2) contrarresta la fuerza de tensión previa del muelle de compresión y el flujo de aceite se dirige a la cámara A o B. Si el motor está frío, el aceite de motor es viscoso. Debido a ello se reduce la necesidad de aceite en los componentes, lo que tiene como resultado que se pone demasiado aceite en circulación. Si la presión de aceite supera los 12 bar, la válvula de protección para arranque en frío (7) abre un cortocircuito hacia la aspiración para sacar este aceite superfluo de la zona de bombeo.

GT18_10_0020_C81

Leyenda A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Entrada de aceite Muelle de compresión Válvula preselectora Casquillo Aleta Muelle de compresión Caja Válvula de protección para arranque en frío Anillo de ajuste Conjunto de rotor Tapa

Representación de la regulación

Cámara A

Muelle, anillo

Aceite de mando 02/09

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Mecánica del motor

Cámara B

Regulación

GT18_10_0021_C72

15

Ejercicio

P Al aumentar el número de revoluciones se incrementa la presión de aceite. El pistón de la válvula preselectora se mueve hacia la derecha contra el muelle. Describa las consecuencias.

             

02/09

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Mecánica del motor

16

Eyectores de aceite conmutables En los motores diésel existentes hasta el momento, los eyectores de aceite tenían la tarea de refrigerar las cabezas de los pistones. Funcionaban mediante una válvula bajo presión de muelle dependiendo de la presión del aceite. Con el OM651, los eyectores de aceite se conmutan a través de una válvula de desconexión. Debido a ello se suprimen las válvulas bajo presión de muelle y, por lo tanto, los eyectores están abiertos. Al desconectar los eyectores de aceite, se reduce la potencia de accionamiento de la bomba de aceite. Esto contribuye a reducir el total de combustible. Una válvula de desconexión con corriente aplicada (1) significa que el canal de aceite está cerrado hacia los eyectores de aceite. La desconexión tiene lugar en función de: • Número de revoluciones del motor • Temperatura del aceite de motor • Potencia del motor. Actualmente no se dispone de valores detallados. Si una de las condiciones no se cumple, la válvula de desconexión no tiene corriente y, por lo tanto, el canal de aceite está abierto.

02/09

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Mecánica del motor

P18.30-2136-00

17

Culata OM651 La culata del OM651 se compone de aluminio de gran resistencia y tiene las siguientes propiedades: • •

Canales de paso en espiral y de entrada de llenado (regulados por EKAS) Construido para una presión de ignición máxima de 200 bar

La elevada presión de ignición admisible en la zona de la cámara de combustión de la culata se hace posible gracias a una gestión térmica mejorada. Una camisa de agua dividida en dos en la culata proporciona, aparte de una mayor rigidez constructiva, un mejor suministro de calor al sistema de refrigeración. Como consecuencia de ello, se da un aumento del caudal de inyección admisible, gracias al cual se consigue en la variante superior un incremento de la potencia nominal (máx.120 kW) y del par nominal (máx. 360 Nm). La tapa de culata está fabricada en plástico resistente a los golpes GT01_30_0031_C81

Leyenda 1 Válvula de admisión 2 Inyector de combustible 3 Válvula de escape 4 Bujía de incandescencia 5 Tapa de culata C

02/09

Indicación

La rosca para el tornillo de fijación central del inyector se encuentra en un casquillo roscado. Este está enroscado directamente en la culata y se puede renovar en caso de reparación. El casquillo dispone de una rosca fina a la derecha y se asegura en la culata mediante una marca por golpe.

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Mecánica del motor

18

Mecanismo cigüeñal OM651 El cigüeñal forjado dispone de ocho contrapesos para eliminar las vibraciones. La rueda dentada de accionamiento (2) para el engranaje de distribución se une de forma permanente con el cigüeñal (3) mediante soldadura por fricción. El antivibrador se fija al alojamiento del antivibrador (7) del cigüeñal mediante una unión atornillada cuádruple. El cigüeñal es de cinco apoyos. Todos los puentes de cojinetes de bancada están fabricados como componente común. Este componente sirve al mismo tiempo para alojar los dos árboles de compensación Lanchester. Mediante esta construcción se ha conseguido reducir aún más la altura de construcción de todo el motor. Las bielas forjadas en acero tienen sombrerete. Su peso se ha mejorado aún más. Todos los pistones tienen un tamaño homogéneo y están fabricados en aluminio. Se desplazan con una fricción optimizada en la superficie de deslizamiento de cilindro de fundición gris.

GT03_20_0020_C81

Leyenda 1 Arboles de compensación Lanchester 2 Rueda de accionamiento soldada por fricción con 3 Cigüeñal 4 Ruedas intermedias (ruedas tensoras)

D

02/09

Indicación

5 Pistón 6 Biela 7 Aplicador para el antivibrador de torsión

La rueda dentada de accionamiento del cigüeñal no tiene ninguna posición definida. Por este motivo, los árboles de levas y sus ruedas dentadas, al igual que los árboles de compensación Lanchester y sus ruedas dentadas, no tienen posición fija.

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Mecánica del motor

19

Árboles de compensación Lanchester OM651 En el mecanismo cigüeñal de los motores se producen fuerzas de inercia no deseadas que pueden tener efectos negativos para la regularidad de funcionamiento del motor. Para compensar estas molestas fuerzas de inercia, en el OM651 se montan los llamados árboles de compensación Lanchester. Estos proporcionan una regularidad de funcionamiento del motor agradable y una reducida producción de ruidos. Los 2 árboles de compensación Lanchester están integrados en el puente de cojinete de bancada y están apoyados en tres puntos con rodamientos. Son accionados en sentido contrario a través del engranaje de distribución para contrarrestar las fuerzas de inercia de segundo orden que se producen. Giran con el doble de número de revoluciones del cigüeñal. El centro de gravedad común de los pesos de desequilibrio compensa en todo momento las fuerzas de inercia del mecanismo cigüeñal.

GT03_20_0021_C72

02/09

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Mecánica del motor

20

Distribución OM651 Por primera vez, los motores de furgonetas Mercedes-Benz utilizan una combinación de accionamiento por ruedas dentadas y transmisión por cadena. Esta está situada en el lado de transmisión de fuerza del motor. Los grupos secundarios esenciales son accionados directamente por ruedas dentadas. Ahora, el cárter de distribución es el punto de separación entre el motor y el cambio. La ventaja de este diseño es: • • • • •

Reducción del espacio necesario para el montaje Conexión variable de cambios sustituyendo el cárter de distribución (mecánico, automático, híbrido) Adecuado para el montaje longitudinal o transversal Resistente a altos números de revoluciones Comportamiento de ruidos optimizado

Leyenda 1 Ruedas intermedias con flancos de dientes sometidos a tensión 2 Rueda de accionamiento del cigüeñal 3 Ruedas de accionamiento Lanchester 4 Rueda de accionamiento de la bomba de aceite 5 Rueda de la transmisión por cadena 6 Rueda de accionamiento de la bomba de alta presión GT_13_20_0010_C81

Ejercicio

P Describa el accionamiento de los árboles de levas. ¿A través de qué componentes tiene lugar?

  02/09

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Mecánica del motor

21

Mecanismo de distribución OM651 Todo el mecanismo de distribución ha sido diseñado con la finalidad de reducir el coeficiente de fricción y las masas en movimiento. Por cada cilindro se accionan 2 válvulas de admisión y 2 válvulas de escape mediante palancas de arrastre de rodillo de baja fricción. Para compensar el juego de válvula hay elementos hidráulicos montados.

GT05_30_0019_C81

Leyenda 1 Cadena de distribución 2 Ruedas de accionamiento 3 Árbol de levas de admisión 4 Rueda de sensor 5 Palanca de arrastre de rodillo 6 Árbol de levas de escape E

02/09

Indicación

Los tornillos para fijar las ruedas de cadena en los árboles de levas tienen una rosca a la izquierda.

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Mecánica del motor

22

Árboles de levas OM651 Los dos árboles de levas en la parte superior son accionados directamente por la cadena de casquillos simple, que no necesita mantenimiento. Las levas están caladas en caliente individualmente en los ejes. Un tornillo de fijación central se encarga de proporcionar una unión segura entre el árbol de levas y el piñón de la cadena de transmisión. El árbol de levas de escape dispone de una rueda de impulsos para el sensor del árbol de levas. Así, junto con el sensor del cigüeñal se determina el OT de encendido del primer cilindro.

GT05_20_0036_C81

Leyenda 1 Rueda de accionamiento 2 Árbol de levas de escape 3 Rueda de sensor

F

02/09

Indicación

En caso de fallar el sensor del cigüeñal, el funcionamiento de emergencia del motor queda asegurado a través de la señal del sensor del árbol de levas.

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Mecánica del motor

23

Sistema de refrigeración OM651 Generalidades Un sistema de refrigeración potente con gestión térmica inteligente regula el calor del OM651. Para ello, este sistema de refrigeración cerrado suministra líquido refrigerante a los siguientes componentes: • Culata y bloque motor • Intercambiador de calor por aceite y agua • Radiador de realimentación de gases de escape • Radiador previo para válvula AGR (tapa de la caja de cadena) Los componentes centrales del mando y la regulación del sistema de refrigeración son la bomba de agua conmutable y el termostato de líquido refrigerante calefactable eléctricamente. Es la primera vez que estos componentes se utilizan en un motor diésel para furgonetas de Mercedes-Benz. La regulación de las funciones correspondientes del sistema de refrigeración corre a cargo de la unidad de control del motor.

02/09

Gracias al funcionamiento combinado del termostato calefactable eléctricamente, la bomba de agua conmutable y la posibilidad de desconectar los eyectores de aceite, el motor siempre se encuentra en las condiciones de funcionamiento óptimas o se restablecen estas condiciones con la mayor rapidez. Así, la desconexión de la bomba de agua permite, en combinación con los eyectores de aceite desconectables, un calentamiento puntual muy rápido del cilindro o de la cabeza del pistón. Consecuencia El caudal de inyección se puede reducir antes para cumplir los exigentes requisitos de las normas de gases de escape.

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Mecánica del motor

24

Bomba de líquido refrigerante La bomba de líquido refrigerante del motor OM651 está disponible en dos ejecuciones. En función de si el vehículo está matriculado con EU5/III, o con Euro5, la bomba de líquido refrigerante se activa neumáticamente. Activar significa que una corredera se desplaza por el rodete para interrumpir el paso de líquido refrigerante. Así el líquido refrigerante está "quieto" en el circuito de refrigeración. Esto es aplicable a los motores con EU5/III (matriculación como turismo). La conexión o desconexión de la bomba de agua se regula a través de la unidad de control del motor. Se conmuta cuando se cumplen determinadas condiciones, como • 300 segundos después de arrancar el motor • No se ha alcanzado la temperatura de servicio del motor • El aire acondicionado no está conectado • Durante el proceso de inicio con el pedal acelerador no accionado Para la regulación también se tiene en cuenta la regulación de la temperatura del aire de admisión y el caudal de inyección. Estos valores límite están guardados en la unidad de control del motor. Si se sobrepasa un valor límite o no se cumple una de las condiciones, se desconecta la regulación y no se vuelve a activar hasta la parada del motor.

GT20_10_0029_C81

02/09

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Mecánica del motor

25

Ejercicio 1

P En su opinión, ¿qué ventajas aporta la desconexión del paso de líquido refrigerante?

   Funcionamiento La activación de la corredera de regulación de la bomba de agua tiene lugar mediante depresión y se conecta y desconecta a través de la válvula de conmutación de la bomba de líquido refrigerante. En este proceso, la afluencia de líquido refrigerante hacia el rodete se cierra o se abre. Leyenda 1 Caja de la bomba de agua de aluminio 2 Rodete 3 Empalme de depresión 4 Membrana enrollable 5 Barra cremallera 6 Corredera de regulación con labio de obturación

3

2 1

4

5

6 GT20_10_0030_C81

02/09

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Mecánica del motor

26

Elemento calefactor, termostato de líquido refrigerante Ejercicio El elemento calefactor (espiga calefactora) del termostato de líquido refrigerante contribuye a determinar el momento de apertura de la válvula del termostato y, por tanto, también la temperatura nominal del motor.

4

1

Ahora, con la espiga calefactora situada en el baño de cera se puede influir en el circuito de líquido refrigerante independientemente de la temperatura del líquido refrigerante. La regulación de la temperatura del líquido refrigerante del motor presenta las siguientes ventajas: • Se puede circular con una temperatura del líquido refrigerante más elevada • Reducción de las emisiones • Confort de calefacción mejorado

2

La regulación de la espiga calefactora tiene lugar a través de la unidad de control del motor. Leyenda 1 Espiga calefactora en cartucho de cera 2 Entrada de líquido refrigerante 3 Salida de líquido refrigerante/cortocircuito 4 Salida de líquido refrigerante/radiador G

02/09

Indicación

3

GT20_10_0031_C02

La espiga calefactora no se puede sustituir por separado. También los daños en la caja pueden tener como consecuencia tiempos de apertura y cierre modificados.

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Mecánica del motor

27

Práctica 1

16.02.2009

Trabajo en grupo del grupo 1 Ejercicio 1

02/09

P Junto con sus compañeros, elabore esquemáticamente en el tablón de notas un circuito de baja presión del combustible. Empiece por el depósito de combustible. Dibuje la afluencia y el retorno. A continuación, presente el resultado a sus compañeros. Tiempo: 45 minutos

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Práctica 1

28

Baja presión de combustible

Depósito de combustible

02/09

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Práctica 1

29

Ejercicio 2

P ¿Qué componentes pertenecen al sistema de baja presión CDI-D?

  

Ejercicio 3

P ¿Qué particularidades respecto al circuito de combustible CDI 4 existen en el OM646 en la SPRINTER mod. 906?

  

02/09

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Práctica 1

30

Ejercicio 4

02/09

P Describa en palabras clave las tareas de los diferentes componentes del sistema de baja presión CDI-D. Componente

Ejercicio

Depósito de combustible

Contiene un nivel de combustible. En el depósito de combustible está el recipiente de estabilización, que evita que el combustible se balancee. En el recipiente de estabilización está el transmisor del depósito y la bomba de combustible eléctrica.

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Práctica 1

31

Componente

02/09

Ejercicio

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Práctica 1

32

Ejercicio 5

Precalentamiento de combustible:

P ¿Cómo se llevan a cabo las siguientes funciones en el sistema de combustible CDI-D? - Precalentamiento de combustible - Protección del depósito de combustible

     

Protección del depósito de combustible:

    

02/09

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Práctica 1

33

Trabajo en grupo del grupo 2 Ejercicio 1

02/09

P Junto con sus compañeros, elabore esquemáticamente en el tablón de notas un circuito de alta presión del combustible. Empiece con la bomba de alta presión. Dibuje la afluencia y el retorno. A continuación, presente el resultado a sus compañeros. Tiempo: 45 minutos

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Práctica 1

34

02/09

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Práctica 1

35

Ejercicio 2

P ¿Qué componentes pertenecen al sistema de alta presión CDI-D?

  

Ejercicio 3

P ¿Qué particularidades respecto al circuito de combustible CDI 4 existen en el OM646 en la SPRINTER mod. 906?

  

02/09

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Práctica 1

36

Ejercicio 4

P Describa en palabras clave las tareas de los diferentes componentes del sistema de alta presión CDI-D. Componente

Ejercicio

Bomba de alta presión

La bomba de alta presión transporta el combustible al rail en función del requerimiento de carga y del número de revoluciones del motor.

02/09

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Práctica 1

37

Ejercicio 5

P A continuación verá 2 inyectores. Uno de la SPRINTER mod. 906 con motor OM646, y uno del OM651. Asigne los inyectores a las ejecuciones de motor:

Motor: _________________________________

GT07_16_0153_C74

Motor: _________________________________

GT07_16_0154_C74

02/09

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Práctica 1

38

Ejercicio 6 Inyector OM646 en la SPRINTER mod. 906

P Describa en qué consiste la diferencia entre ambos inyectores.

      

Inyector OM651 en la SPRINTER mod. 906

      

02/09

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Práctica 1

39

En Star Diagnosis, en la unidad CDI-D encontrará la lista de comprobaciones guiadas. En esta lista también hay una comprobación del sistema de baja presión. Esta comprobación ya la conoce por otras series de motor.

Ejercicio 7

P Describa en palabras clave esta comprobación guiada. ¿Qué particularidades le llaman la atención?

  

Ejercicio 8

P Ha sustituido el rail en un caso de reparación. ¿Qué debe hacer a continuación para entregarle al cliente un vehículo adecuadamente reparado?

  

02/09

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Práctica 1

40

Ejercicio 9

P ¿Por qué es necesario llevar a cabo estos pasos?

  

Ejercicio 10

P En una SPRINTER con motor OM651 se debe llevar a cabo una comprobación del caudal de recuperación de combustible. ¿Qué herramienta especial necesita para ello? ¿En qué unidad de medida se determina el resultado?

  

02/09

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Práctica 1

41

Ejercicio 11

P Describa el modo de proceder para comprobar la válvula del eyector de aceite.

  

Ejercicio 12

P Comprueba los inyectores a causa de la irregularidad "funcionamiento irregular del motor". ¿Qué comprobaciones le ofrece el DAS?

  ___________________________________________________________________________  ___________________________________________________________________________  

02/09

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Práctica 1

42

Ejercicio 13

P ¿En qué circunstancias sustituiría un inyector?

  

Ejercicio 14

P Compruebe el sensor de picado. ¿Qué valores se consideran correctos?

  

02/09

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Práctica 1

43

Ejercicio 15

P ¿Cómo se producen estas diferencias de tensión? Tenga en cuenta que los sensores de picado son sensores piezoeléctricos.

  

Ejercicio 16

P El cliente llega al taller reclamando que el testigo de control del motor está iluminado. En el DAS aparece el código de avería P242F00. Usted constata que el filtro de partículas diésel está cargado con 9 gramos de ceniza. ¿Qué hace?

  

Ejercicio 17

P Describa en palabras clave el modo de proceder para ajustar los árboles de levas en el punto muerto superior. ¿Qué herramientas especiales emplearía?

 

02/09

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Práctica 1

44

Circuito de combustible

16.02.2009

Nuevo sistema de inyección CDI-D de la empresa Delphi Para la introducción del motor OM651 en las furgonetas se utiliza la nueva tecnología common rail de la empresa Delphi CDI-D. La presión de inyección máxima se ha aumentado 200 bar, de 1600 bar a 1800 bar. Una novedad es el concepto de inyector con bobina electromagnética y control indirecto de la aguja de inyector. Al desplazar los electroimanes de activación al interior del inyector, los cambios del caudal de inyección se pueden llevar a cabo rápidamente y con la máxima exactitud. Las principales novedades de este sistema de inyección son: • Bomba de alta presión con dos elementos de bomba (presión de inyección máx. 1800 bar) • Inyectores con bobina electromagnética Delphi • El combustible de recuperación de los inyectores se succiona hacia el retorno a través de un tubo de Venturi.

02/09

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Circuito de combustible

45

Componentes del sistema CDI-D Filtro de combustible El filtro de combustible limpia el combustible. En función de la ejecución nacional, el filtro de combustible está equipado con una calefacción del filtro de combustible. Esta está integrada en el sensor del nivel de agua. El sensor del nivel de agua está montado de serie. La activación de la calefacción del filtro de combustible se lleva a cabo a través del borne 15. La temperatura no se regula; es decir, la calefacción tiene corriente, o no tiene corriente (sin lógica). Sensor de nivel de agua El sensor de agua condensada del filtro de combustible con elemento calefactor determina la resistencia eléctrica entre el electrodo 1 y el electrodo 2. Si hay combustible entre los electrodos, el sensor de agua condensada no emite ninguna señal de salida. Si el nivel de agua del filtro de combustible sube hasta los electrodos, la resistencia eléctrica entre los electrodos se reduce. La caída de la resistencia eléctrica es registrada por la electrónica integrada y enviada a la unidad de control CDI como señal de tensión. En caso de un nivel de agua elevado en el filtro de combustible, la unidad de control CDI envía un mensaje al cuadro de instrumentos a través del bus CAN. Para evitar la electrólisis (corrosión de los electrodos), para la medición se utiliza tensión alterna.

02/09

P07.04-2625-11

Leyenda 70 Filtro de combustible 76/1 Electrodo 1 76/2 Electrodo 2 76/3 Electrónica integrada 76/4 Cierre (para la aspiración de agua) 76/5 Elemento calefactor B76/1 Sensor de agua condensada del filtro de combustible con elemento calefactor

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Circuito de combustible

46

Unidad de bomba de alta presión Bomba de alta presión La bomba de alta presión de 2 émbolos se encuentra en el lado izquierdo del bloque motor, en el lado de transmisión de fuerza. Mediante la bomba de alta presión se comprime el combustible y se genera la presión del rail necesaria. La rueda dentada de la bomba de alta presión se acciona a través del engranaje de distribución con la mitad de par que el cigüeñal. Mediante un arrastrador de dentado múltiple se transfiere el par al eje de la bomba de alta presión.

P07.02-2119-00

Leyenda 1 Alimentación de combustible 2 Válvula reguladora de caudal 3 Retorno de combustible 4 Sensor de temperatura del combustible 5 Rueda dentada 6 Arrastrador de dentado múltiple

02/09

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Circuito de combustible

47

Válvula reguladora de caudal La válvula reguladora de caudal se encuentra en la unidad de bomba de alta presión. Ejercicio • Regulación de la admisión de combustible hacia los elementos de bomba de la bomba de alta presión • Interrupción de la alimentación de combustible a los elementos de bomba de la bomba de alta presión al parar el motor • Regulación de la presión del rail en cooperación con la válvula reguladora de presión, el sensor de presión del rail y la unidad de control CDI Funcionamiento El combustible impulsado por la bomba de combustible llega a la brida de la bomba de alta presión y allí, a través del sensor de temperatura del combustible, es dirigido hacia la válvula reguladora de caudal y hacia la válvula de sobrepresión de combustible. Sobre la base de la señal de la unidad de control CDI (señal PWM), la válvula reguladora de caudal regula el caudal de combustible que se suministra a los elementos de bomba a través de un canal anular. 1

GT07_03_0024_C81

H

02/09

Indicación

Desde el sistema CDI-D, en la válvula reguladora de caudal hay integrado un tamiz (1) adicional.

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Circuito de combustible

48

Afluencia de combustible en la unidad de bomba de alta presión

3

El combustible es transportado por la bomba de combustible a la unidad de la bomba de alta presión. A través del empalme A, el combustible llega primero a la válvula limitadora de presión (1), que limita la presión de combustible a aprox. 4 bar. La válvula reguladora de caudal (2) solo deja pasar a la bomba de alta presión la cantidad de combustible que se necesita en cada momento. El sensor de temperatura del combustible (3) registra la temperatura actual del combustible. A través del canal anular (4) el combustible llega a la bomba de alta presión. El retorno del sistema pasa por el empalme B hasta volver al depósito de combustible. En este canal hay un tubo de Venturi a través del cual se succiona el caudal de recuperación de los inyectores (C).

B

C 4 2

A

1 GT07_03_0025_C81

02/09

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Circuito de combustible

49

Retorno de combustible en la unidad de bomba de alta presión Con la introducción del sistema CDI-D de la empresa Delphi en el motor OM651, se ha modificado el retorno de combustible al depósito de combustible. A diferencia de en los OM646 y OM642 con sistema CDI-4, el combustible no vuelve a la afluencia, sino que se dirige a la tubería de retorno a través de un tubo de Venturi. La cantidad circulante de combustible se sitúa en aprox. 50 litros/hora de combustible diésel. Esta cantidad pasa por el lado de baja presión de la unidad de bomba de alta presión. La parte que llega a los inyectores como alta presión es mucho menor.

B

1

C

2

Tubo de Venturi Leyenda 1 Tubo de Venturi 2 Situación de la válvula reguladora de caudal B Retorno al depósito de combustible C Empalme de la tubería de recuperación de los inyectores

02/09

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Circuito de combustible

GT07_03_0026_C75

50

Ejercicio 1

P ¿Por qué es tan elevado el caudal de combustible?

   Inyector de combustible En el desarrollo del inyector de combustible de la empresa Delphi se dio especial importancia a que este cumpliera los requerimientos que se esperan de un motor diésel de inyección directa moderno. Algunas de las características son: • Control preciso del caudal de inyección • El espacio disponible para el montaje • Rápida reacción de la aguja de inyector • Ciclos de inyección cortos Para poder satisfacer estos requerimientos, se procuró que las medidas de los componentes fueran lo más pequeñas posible. Como resultado, las masas que se deben mover reaccionan rápidamente. Otra ventaja es que se reduce la fuerza que actúa en el asiento del inyector especialmente al cerrar la aguja de inyector. Una válvula de distribución con compensación hidráulica situada en el inyector se encarga de traspasar el impulso de activación eléctrico a la válvula electromagnética y de allí al movimiento de la aguja de inyector.

02/09

El combustible se inyecta directamente en la cámara de combustión a través de un inyector de 7 orificios. Gracias a que las presiones de inyección posibles son muy elevadas (hasta 1800 bar), las fuerzas que se deben superar para permitir elevar la aguja de inyector son muy altas. Por este motivo, el inyector se activa indirectamente, a través de una válvula electromagnética que controla la aplicación de presión y la descarga de presión de la cámara de control situada sobre la aguja de inyector. • Si la aguja de inyector se debe elevar (inicio de la inyección), se abre la válvula, de modo que pueda fluir combustible de la cámara de control hacia el retorno. • Si la aguja de inyector se debe cerrar (fin de la inyección), se cierra la válvula, de modo que se vuelva a generar presión en la cámara de control.

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Circuito de combustible

51

Retorno de combustible Con el traslado de la bobina electromagnética al interior del inyector, la construcción del electroimán y de la aguja de inyector es más pequeña. Debido al elevado número de inyecciones (hasta 5) es necesario retirar del inyector el caudal de recuperación regulado lo más rápido posible. Por este motivo, el caudal de recuperación es "succionado" del inyector CDI-D. Esto se lleva a cabo a través del tubo de Venturi hacia la unidad de bomba de alta presión.

P07.03-2204-00

Leyenda 1 Conexión de tubería de alta presión 2 Conexión de la tubería de recuperación de combustible 3 Cuerpo de sujeción de eyectores 4 Válvula de distribución 02/09

5 6 7 8

Cámara de control Aguja de inyector Cuerpo de inyector Estrangulador de afluencia de la aguja de inyector 9 Estrangulador de afluencia

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Circuito de combustible

52

Control de inyección previa mediante sensor de picado Para determinar el caudal de inyección y también para reducir los ruidos de combustión, en el motor OM651 con sistema de inyección CDI-D se registran las vibraciones que se producen en el bloque motor durante la inyección previa y la subsiguiente combustión en los diferentes cilindros. De este modo se puede determinar individualmente el momento de inyección. Estas vibraciones se miden con 2 sensores de picado situados en el bloque motor. Sus señales son transferidas a través de una masa sísmica a un elemento piezoeléctrico situado en el interior y convertidas en señales de tensión eléctrica. El sensor de picado de los cilindros 1+2 y el sensor de picado de los cilindros 3+4 se encuentran en el lado izquierdo del bloque motor.

GT07_16_0157_C81

La información obtenida al evaluar las señales de los sensores de picado es utilizada por la unidad de control CDI para el calibrado del caudal cero de los inyectores de combustible. Es decir, al registrar las señales de la inyección previa se calcula un offset (desviación) específico para cada inyector. Este offset se añade permanentemente al impulso de activación de la inyección previa del inyector en cuestión. El uso de esta estrategia permite calibrar los vehículos con caudales de inyección previa reducidos, lo que tiene como resultado menos ruidos de combustión en el sistema CDI-D. El sensor de picado de los cilindros 1+2 y el sensor de picado de los cilindros 3+4 se compone de los siguientes componentes: • Masa sísmica • Masa de relleno • Elemento piezoeléctrico • Contacto • Conexión eléctrica

02/09

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Circuito de combustible

53

Tecnología de inyección Circuito de combustible

3

2

4

1

6

Leyenda 1 Alimentación de combustible desde el depósito de combustible 2 Filtro de combustible 3 Unidad de bomba de alta presión 4 Retorno de combustible al depósito de combustible 5 Tubería de recuperación de combustible 6 Rail 7 Inyector

7 5

GT07_16_0155_C81

02/09

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Circuito de combustible

54

Sistema de precalentamiento

16.02.2009

La etapa final del tiempo de incandescencia GZE se monta sobre un soporte detrás del ventilador del motor en la superficie frontal de la culata. Este sistema de incandescencia se caracteriza por un tiempo de preincandescencia muy corto, con el que en todo tipo de condiciones se puede alcanzar una disposición de arranque en cuestión de pocos segundos. La etapa final del tiempo de incandescencia se comunica a través de un bus LIN con la unidad de control del motor. Las órdenes de incandescencia, como incandescencia "Con." o incandescencia "Descon." proceden de la unidad de control del motor. Durante la incandescencia activa, la etapa final del tiempo de incandescencia lleva a cabo un diagnóstico de sistema y envía los posibles errores a la unidad de control del motor. Las siguientes funciones de incandescencia son realizadas por la etapa final del tiempo de incandescencia: • Preincandescencia: Tiene la finalidad de alcanzar rápidamente en la bujía de incandescencia de espiga una temperatura que permita arrancar el motor (máx. 2 s). • Incandescencia para disponibilidad de arranque: Tras la preincandescencia y hasta el arranque del motor, proporciona una temperatura suficiente en las bujías de incandescencia de espiga (máx. 25 s). • Incandescencia de arranque: Respalda la carrera de aceleración durante el proceso de arranque del motor. • Postincandescencia: Proporciona una temperatura regulada a las bujías de incandescencia de espiga para respaldar la combustión. • Incandescencia de diagnóstico: Se aplica corriente a las bujías de incandescencia de espiga para ajustar un nivel de temperatura bajo y diagnosticar los diferentes circuitos de corriente de incandescencia. • Incandescencia DPF: Para respaldar la regeneración del filtro de partículas diésel, las bujías de incandescencia de espiga se ponen a una temperatura de aprox. 850 °C.

• Incandescencia de emergencia: Si se presenta un problema en la comunicación con la unidad de control del motor a través del bus LIN, se activa la función de incandescencia de emergencia durante un tiempo determinado (máx. 180 s). 02/09

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Sistema de precalentamiento

55

Las siguientes averías son detectadas por la etapa final del tiempo de incandescencia, registradas en la memoria de averías correspondiente y enviadas a la unidad de control del motor a través del bus LIN. • Circuito de incandescencia abierto (bujía de incandescencia de espiga averiada, contacto flojo) • Circuito de incandescencia cortocircuitado • Fallo del borne 30 • Etapa final del tiempo de incandescencia averiada, etapa final conductiva • Etapa final del tiempo de incandescencia averiada, etapa final interrumpida Entradas discretas: • Borne 30 • Borne 31 • Borne 87 Salidas discretas: • Bujías de incandescencia de espiga (1-4) A través del bus LIN, la unidad de control CDI pone los siguientes parámetros a disposición de la etapa final del tiempo de incandescencia: • Número de revoluciones • Carga • Temperatura del líquido refrigerante

Diagrama Temperatura – Corriente – Tensión

P15.20-2132-81

A partir de una temperatura del líquido refrigerante < 40 °C y el borne 87 conectado, la etapa final del tiempo de incandescencia inicia el proceso de incandescencia.

02/09

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Sistema de precalentamiento

56

Bujías de incandescencia de cerámica Por primera vez se utilizan bujías de incandescencia con espiga de incandescencia de cerámica en las furgonetas. En comparación con las bujías de incandescencia convencionales, las bujías de incandescencia de cerámica alcanzan una temperatura de incandescencia aprox. 200 °C mayor. La temperatura permanente de las bujías de incandescencia es de unos 1300 °C, lo que garantiza un excelente comportamiento al arrancar incluso con relaciones de compresión bajas.

Las características especiales de las bujías de incandescencia de cerámica son: • menor consumo de energía • excelente comportamiento al arrancar • aumento de temperatura más rápido • gran conductividad • alta temperatura de incandescencia • larga vida útil

Leyenda 1 Filamento calefactor con caja de cerámica 2 Casquillo 3 Anillo 4 Electrodo 02/09

5 6 7 8 A

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Sistema de precalentamiento

Cuerpo de bujía Anillo toroidal Aislador Enchufe de conexión Parte de cerámica

57

Indicaciones de seguridad para el manejo de bujías de incandescencia de cerámica:

Indicación

!

02/09

•

Usar únicamente bujías de incandescencia procedentes de embalajes originales sin abrir.

•

Si una bujía de incandescencia ha sido sometida a un golpe, por ejemplo, por haberse caído, esta ya no se debe utilizar. Las bujías de incandescencia de cerámica son muy delicadas. Un pequeño choque ya puede hacer que se formen fisuras capilares en el elemento de cerámica. Como consecuencia de ello, se desprenden fragmentos de cerámica y, en determinadas circunstancias, se caen en la cámara de combustión mientras el motor está en funcionamiento. Esto puede causar averías del motor.

•

El montaje y desmontaje de las bujía de incandescencia solo debe llevarse a cabo en la culata montada en el bloque motor. Antes de desmontar la culata se deben retirar todas las bujías de incandescencia. Las bujías de incandescencia sobresalen de la culata al interior de la cámara de combustión. Si se desmonta la culata y se deposita, por ejemplo, sobre una mesa, se dañarán los elementos de cerámica.

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Sistema de precalentamiento

58

Esquema de circuitos del sistema de incandescencia del OM651

PE54.15-D-2001-99AA

02/09

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Sistema de precalentamiento

59

Ejercicio

P Se arranca una SPRINTER con motor OM651 frío. Describa los procesos en relación con el sistema de incandescencia. Como base, utilice: "A partir de una temperatura del líquido refrigerante < 40 °C y el borne 87 conectado, la etapa final del tiempo de incandescencia inicia el proceso de incandescencia." Al hacerlo, explique lo que se quiere decir con "borne 87" en la documentación. Dibuje la alimentación de tensión del borne 87 en el esquema de circuitos.

       

02/09

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Sistema de precalentamiento

60

Admisión de aire, sistema de escape, sobrealimentación

Ejercicio

02/09

16.02.2009

P Confeccione junto con el instructor un esquema en el que se vea la corriente de aire desde el filtro de aire hasta el silenciador de gases de escape. Debe contener todos los componentes, especialmente los sensores. Discuta la finalidad de los componentes.

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Admisión de aire, sistema de escape, sobrealimentación

61

Aspiración de aire Sensor de presión detrás del filtro de aire (1) A diferencia de en los turismos, el filtro de aire está colocado de forma fija en la carrocería. Contiene un sensor de presión (p1) con el que se supervisa el flujo de aire (ensuciamiento) del filtro. Sin este sensor de presión, si el filtro de aire estuviera obstruido el turbocompresor funcionaría siempre con un número de revoluciones muy elevado para alcanzar la presión de sobrealimentación necesaria. Debido a ello se dañaría al cabo de poco tiempo. A través del sensor de presión, la unidad de control detecta el estado del filtro y puede regular el sobrealimentador en correspondencia o mostrar un mensaje en el cuadro de instrumentos. Medidor de la masa de aire por película caliente HFM (2) El HFM determina, como hasta el momento, la masa de aire admitido y su temperatura. Estos valores los transfiere a la unidad de control CDI.

2

1

3

Sobrealimentación de 2 etapas

GT09_00_0055_C75

Aquí, la única diferencia entre la sobrealimentación de 1 etapa y la de 2 etapas es la disposición del empalme de la ventilación del bloque motor con la calefacción (3). Los técnicos de desarrollo de vehículos han denominado los sensores del sistema de admisión y de gases de escape p (presión) y t (temperatura) y les han asignado números correlativos. Así, el primer sensor de presión del sistema de admisión recibe el nombre p1. 3

Sobrealimentación de 1 etapa 02/09

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Admisión de aire, sistema de escape, sobrealimentación

GT09_00_0056_C75

62

Sensor de presión de sobrealimentación detrás del sobrealimentador de baja presión Este sensor solo está presente en los vehículos con sobrealimentación de 2 etapas (p2/1). A través de él, la unidad de control CDI mide la presión directamente en la salida de aire del exterior del sobrealimentador grande (sobrealimentador de baja presión). De este modo, la unidad de control puede detectar exactamente el momento en el que la válvula abre el by-pass y prácticamente solo el sobrealimentador de baja presión está en funcionamiento. El propio sensor está fijado en la cara frontal del motor y unido al tubo de presión de sobrealimentación mediante un tubo flexible. El empalme de tubo flexible se puede ver en la ilustración de la derecha. Empalme del sensor de presión en el sobrealimentador de 2 etapas GT09_00_0057_C81

Sonda térmica del aire de sobrealimentación Esta sonda está situada en la salida del refrigerador del aire de sobrealimentación. Es el segundo punto de medición de temperatura en el sistema de admisión/de gases de escape y, por lo tanto, recibe la designación t2. El lugar de montaje y la finalidad son las mismas que hasta el momento en el OM646.

Sensor térmico del aire de sobrealimentación 02/09

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Admisión de aire, sistema de escape, sobrealimentación

GT09_00_0058_C72

63

Posicionador de mariposa A través del posicionador de mariposa (3) y de la mariposa (2) se puede regular la cantidad de aire del exterior. Reduciendo la entrada de aire del exterior y realimentando al mismo tiempo los gases de escape se puede reducir la temperatura de combustión y los valores de NOx del gas de escape.

Sensor de presión de sobrealimentación El sensor de presión de sobrealimentación (1) está situado detrás de la mariposa (2) y del posicionador de mariposa (3). El sensor de presión de sobrealimentación (p2) transmite a la unidad de control CDI la presión exacta existente en el colector de admisión.

P07.04-2559-00

Posicionador del desacoplamiento del canal de admisión (EKAS) Hacia cada cilindro hay dos canales de admisión, un canal de paso espiral acodado (4) y un canal de llenado recto (3). Cuando el número de revoluciones es bajo, el posicionador (1) y las mariposas (2) cierran los canales de llenado para conseguir una mejor combustión mediante el aire arremolinado en el canal de paso espiral. Cuando el número de revoluciones es elevado, se abren los canales de llenado para hacer llegar suficiente aire a los cilindros. P09.41-2548-00

02/09

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Admisión de aire, sistema de escape, sobrealimentación

64

Sistema de escape Sensor de contrapresión de gases de escape Para asegurarse de que la presión no pueda aumentar en exceso en el sistema de gases de escape, por ejemplo estando el filtro de partículas obstruido, está montado el sensor de contrapresión de gases de escape (p3). Este está montado en el "recorrido de realimentación de gases de escape", en la parte trasera del motor. En las páginas siguientes encontrará más información acerca de este recorrido de realimentación de gases de escape. Sensor de contrapresión de gases de escape

GT14_00_0119_C80

Sonda térmica para los gases de escape

GT14_00_0120_C80

Sonda térmica para los gases de escape Esta sonda térmica (t3) tiene la tarea de registrar la temperatura de los gases de escape delante del catalizador y del turbocompresor. Las señales de la sonda térmica se necesitan para regular el tratamiento posterior de los gases de escape y para proteger el turbocompresor por gases de escape contra un sobrecalentamiento.

02/09

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Admisión de aire, sistema de escape, sobrealimentación

65

Sonda lambda (1) La sonda lambda de banda ancha (sonda de O2) delante del catalizador registra el contenido de oxígeno restante en los gases de escape y emite una señal correspondiente a la unidad de control CDI. La sonda lambda de banda ancha no sólo puede determinar un valor lambda exacto en la regulación lambda 1, sino que también lo puede hacer en el margen más pobre o en el más rico. Sensor de presión diferencial (2) El sensor de presión diferencial (Δp) registra la presión de gases de escape delante y detrás del filtro de partículas diésel DPF a través de las tuberías de presión de gases de escape. Con ayuda del valor del transmisor de presión diferencial, la unidad de control CDI registra el estado de carga del filtro de partículas diesel con hollín y ceniza.

1 2

3

Sonda térmica delante del DPF (3) La tarea de la sonda térmica delante del DPF (t5) consiste en registrar la temperatura de los gases de escape delante del filtro de partículas diésel. Por este motivo está situada en el centro de la caja combinada (4) de catalizador (DOC) y DPF. Este valor se necesita para poder regular y supervisar el tratamiento posterior de los gases de escape y regenerar el filtro de partículas diesel.

4

El sonda térmica t4 solo existe en la variante para EE. UU. Tratamiento posterior de los gases de escape 02/09

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Admisión de aire, sistema de escape, sobrealimentación

GT14_00_0121_C82

66

Caja combinada DOC (1) y DPF (2) En la SPRINTER con OM651, el catalizador (DOC) y el filtro de partículas diésel (DPF) están en una misma caja.

Combinación de catalizador y filtro de partículas Leyenda 1 Catalizador de oxidación 2 DPF CO Monóxido de carbono CO2 Dióxido de carbono O2 Oxígeno

Ejercicio 1

02/09

HC H 2O N2 NO2 PM

Hidrocarburo Agua Nitrógeno Óxido de nitrógeno Partículas de hollín

P Tome los esquemas de circuitos y añada a cada sensor la designación abreviada del componente. Para ello utilice Star Diagnosis en el siguiente ejercicio práctico (siguiendo las indicaciones del instructor).

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Admisión de aire, sistema de escape, sobrealimentación

67

Realimentación de gases de escape (AGR)

La gráfica muestra los componentes de la realimentación de gases de escape: el "recorrido de realimentación de gases de escape". Empieza con el empalme al colector de escape (1). En el radiador previo AGR (2) se enfría ligeramente el gas de escape, que está muy caliente, para que no se dañe el posicionador AGR (3) con la mariposa AGR. Después de que se haya dosificado el gas de escape correctamente en el posicionador, fluye a través de la compuerta by-pass AGR. Esta compuerta se acciona mediante una cápsula de depresión (5). Cuando el motor está frío, el gas de escape fluye directamente a través de las aberturas de salida (7) hacia el canal de aire del exterior. Si el motor está caliente, se conmuta la compuerta by-pass y el gas de escape se enfría en el radiador de realimentación de gases de escape (6). De esta manera, los efectos del gas de escape son aún más eficaces, porque la densidad aumenta al bajar la temperatura.

5

6

4 1

2

3

7

GT14_20_0040_C78

02/09

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Admisión de aire, sistema de escape, sobrealimentación

68

Ejercicio 2

P Describa en palabras clave el efecto de los siguientes componentes en la depuración de los gases de escape. ¿Qué partes componentes del gas de escape se reducen?

Realimentación de gases de escape:

  

Mariposa (con posicionador):

  

Catalizador:

  

Filtro de partículas:

  

02/09

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Admisión de aire, sistema de escape, sobrealimentación

69

Sobrealimentación del motor OM651 Generalidades En el motor OM651 con la variante de potencia 70 kW, la sobrealimentación se lleva a cabo mediante un turbocompresor por gases de escape VTG (geometría variable de turbina). El sobrealimentador VTG se activa mediante un servomotor. En los motores con 95 kW y 120 kW, la sobrealimentación del motor se lleva a cabo a través de un turbocompresor por gases de escape de 2 etapas. La activación de las compuertas de presión de sobrealimentación se lleva a cabo mediante depresión. El objetivo consiste en mejorar el efecto del turbocompresor por gases de escape de una etapa. En este sentido, uno de los aspectos es el momento de inercia de un sobrealimentador de gran tamaño, que puede resultar perceptible para el conductor en el comportamiento de arranque ("caída en la sobrealimentación"). En el sobrealimentador de una etapa, es prácticamente imposible proporcionar a la vez un buen comportamiento de arranque con una potencia máxima y un reducido consumo de combustible con la máxima potencia.

Sobrealimentador VTG

GT09_40_0063_C71

Sobrealimentación de 2 etapas

GT09_40_0064_C81

Con este fin, en función de la fase de funcionamiento y mediante el funcionamiento combinado de un turbocompresor de alta presión (turbocompresor HD) y de un turbocompresor de baja presión (turbocompresor ND), se suministra al motor la presión de sobrealimentación correspondiente para aumentar el llenado de los cilindros y, por lo tanto, también la potencia del motor y el par motor. Las ventajas de esta sobrealimentación de 2 niveles quedan patentes ya al arrancar. En el margen de carga inferior, gracias a una reacción rápida del sobrealimentador de alta presión, el motor alcanza un par potente que se transforma en un comportamiento de marcha armonioso. 02/09

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Admisión de aire, sistema de escape, sobrealimentación

70

Regulación de la presión de carga El funcionamiento de la sobrealimentación de 2 etapas se basa en el principio wastegate. En él, para la regulación de la presión de carga se desvía por el exterior de la rueda de turbina parte de la corriente de gases de escape a través de varios by-pass para evitar un número de revoluciones de la turbina demasiado elevado. Estos by-pass se regulan mediante compuertas de regulación by-pass que, a su vez, son activadas neumáticamente mediante dos convertidores de presión. A través de la unidad de control del motor, se secuencian en función de • el requerimiento de carga del conductor • el número de revoluciones del motor • el caudal de inyección de los inyectores de combustible • la presión de combustible • la temperatura del líquido refrigerante • la temperatura del aire de sobrealimentación • la presión atmosférica Sobrealimentación de 2 etapas

GT09_00_0059_C71

Indicación El convertidor de presión para la cápsula de membrana de la compuerta reguladora de la presión de sobrealimentación está situado junto a la válvula de realimentación de gases de escape. El convertidor de presión para la cápsula de membrana de la compuerta de regulación wastegate está situado junto al motor, debajo de la etapa final del tiempo de incandescencia. Convertidor de presión 02/09

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Admisión de aire, sistema de escape, sobrealimentación

P14.20-2256-00

71

A continuación puede ver el esquema de funcionamiento de la sobrealimentación de 2 etapas.

Leyenda A Aire de admisión B Corriente de gases de escape 1 Turbocompresor de alta presión 2 Turbocompresor de baja presión 3 Compuerta reguladora de la presión de sobrealimentación (LRK) 4 Wastegate 5 Válvula de retención del aire de sobrealimentación 6 Filtro de aire 7 Refrigerador de aire de sobrealimentación 8 Posicionador de mariposa 9 Colector de admisión 10 Colector de escape 11 Radiador previo AGR 12 Elemento de ajuste AGR 13 Radiador AGR 14 Compuerta by-pass AGR

02/09

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Admisión de aire, sistema de escape, sobrealimentación

72

Modo de funcionamiento de la sobrealimentación Ejercicio

P Elabore junto con su instructor la regulación de la presión de carga en las siguientes situaciones de marcha. Dibuje las posiciones de las compuertas.

Margen de revoluciones inferior Toda la corriente de masa de aire del exterior fluye a través del sobrealimentador de baja presión al sobrealimentador de alta presión. Cuando el número de revoluciones del motor es reducido, es decir, cuando existen corrientes de masa de gases de escape pequeñas, la compuerta reguladora de la presión de sobrealimentación (LRK) (3) permanece casi cerrada y toda la corriente de masa de gases de escape se hace pasar a través de la turbina de alta presión pequeña (1). Debido a ello, se establece una presión de carga muy elevada con mucha rapidez. Al ir aumentado el número de revoluciones del motor, se abre la LRK (3). Para evitar una sobrecarga, ahora se desvía parte de la corriente de gases de escape por el exterior del sobrealimentador de alta presión a través del canal by-pass.

GT09_40_0065_C81

02/09

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Admisión de aire, sistema de escape, sobrealimentación

73

Margen de revoluciones medio En el margen de revoluciones medio (de 1.200 a 2.800 rpm) se va abriendo cada vez más el bypass HD (3). Es decir, una proporción creciente de la energía de los gases de escape actúa inmediatamente sobre el sobrealimentador de baja presión, de modo que su rendimiento de compresión aumente de forma continuada. Por así decirlo, tiene lugar una transición "sin costuras". Al mismo tiempo, debido al aumento de la presión de sobrealimentación, se va abriendo continuadamente la válvula de retención bajo presión de muelle (5).

GT09_40_0065_C81

02/09

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Admisión de aire, sistema de escape, sobrealimentación

74

Margen de revoluciones superior A partir de un número de revoluciones de aproximadamente 2800 rpm, la LRK está completamente abierta y la energía de los gases de escape se hace llegar al sobrealimentador de baja presión. Ahora, el sobrealimentador de alta presión ha llegado a su "límite de taponamiento"; es decir, ya no puede hacer frente a la corriente de aire procedente del sobrealimentador de baja presión y el aire de combustión se calienta demasiado. Debido al aumento de la presión del aire de sobrealimentación, la válvula de retención se abre más y transporta el aire del exterior admitido, pasando por el exterior del sobrealimentador de alta presión, directamente al refrigerador del aire de sobrealimentación. A través del wastegate (4) se pueden regular la presión de sobrealimentación y el volumen del aire de sobrealimentación del sobrealimentador de baja presión.

GT09_40_0065_C81

02/09

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Admisión de aire, sistema de escape, sobrealimentación

75

Válvula de retención del aire de sobrealimentación En el margen de revoluciones inferior (inferior a 2800 rpm), es decir, con una presión de sobrealimentación reducida, la válvula de retención del aire de sobrealimentación está cerrada. Se sostiene a través de la tensión previa del muelle.

Si aumenta la presión de sobrealimentación, a través de la presión de sobrealimentación en aumento se abre la válvula de retención y el volumen de aire fluye a través del sobrealimentador de baja presión.

Válvula de retención cerrada

GT09_00_0060_C82

Válvula de retención abierta

GT09_00_0061_C82

Indicación para el caso de reparación Las cápsulas de depresión del turbocompresor por gases de escape se pueden sustituir por separado estando montadas. A este respecto, se adjuntan a continuación algunos puntos importantes que se deben tener en cuenta: • El código de color de las tuberías de mando • La fijación de las tuercas con pintura resistente a las altas temperaturas

J

02/09

Indicación

En los motores OM651 para turismos, en lugar de la válvula de retención hay montada otra compuerta regulada por depresión.

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Admisión de aire, sistema de escape, sobrealimentación

76

Regulación por depresión La bomba de depresión es accionada por el cigüeñal a través del engranaje de distribución y genera la depresión necesaria. La bomba de depresión está empalmada con el acumulador de depresión (1) a través de un tubo flexible de depresión. A través de tubos flexibles y tuberías de depresión, el depósito de depresión está empalmado con los siguientes componentes: • Convertidor de presión, compuerta reguladora de la presión de sobrealimentación • Convertidor de presión, regulación wastegate • Válvula de conmutación, by-pass, radiador de realimentación de gases de escape • Válvula de conmutación, bomba de líquido refrigerante

1

La unidad de control del motor activa los componentes mediante una señal modulada por anchura de impulsos: • Convertidor de presión de la compuerta reguladora de la presión de sobrealimentación: la compuerta reguladora de la presión de sobrealimentación se abre de forma continua y regula la corriente de gases de escape entre el sobrealimentador de alta presión y el sobrealimentador de baja presión. • Convertidor de presión de la regulación wastegate: el wastegate se abre de forma continua. Una parte de la corriente de gases de escape se hace pasar por el exterior del sobrealimentador de baja presión hasta llegar al sistema de escape. • Válvula de conmutación del by-pass del radiador AGR: el by-pass situado delante del radiador AGR se abre, la corriente de gases de escape se hace pasar a través del radiador AGR. • Válvula de conmutación de la bomba de líquido refrigerante: mediante el mecanismo de regulación integrado en la bomba de líquido refrigerante, se cierra el paso de líquido refrigerante hacia la bomba de líquido refrigerante.

02/09

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Admisión de aire, sistema de escape, sobrealimentación

GT14_20_0041_C11

77

Sistema de depresión

GT07_09_0003_C75

Leyenda A Tubería de depresión de la compuerta reguladora de la presión de sobrealimentación B Tubería de depresión wastegate D Tubería de depresión del radiador AGR E Tubería de depresión de la bomba de depresión F Tubería de depresión

02/09

G 22 104 110/10 110/11

Tubería de aire atmosférico Acumulador de depresión Bomba de depresión Cápsula de depresión de la compuerta reguladora de la presión de sobrealimentación Cápsula de depresión de la compuerta by-pass del radiador AGR

110/13 112 112/1 Y27/16 Y77/7 Y93/1

Cápsula de depresión wastegate Filtro Filtro de ventilación Válvula electromagnética de la refrigeración AGR Convertidor de presión wastegate Convertidor de presión de la compuerta reguladora de la presión de sobrealimentación

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Admisión de aire, sistema de escape, sobrealimentación

78

Novedades/modificaciones de Euro 5

16.02.2009

Valores límite obligados por la ley EURO 4/5

1990

Esta ilustración muestra la evolución histórica de los valores límite de emisiones en motores de vehículos industriales y la reducción porcentual de EURO 0 (EURO 1) a EURO 5.

1993

1996

2000

2006

2009

*) EURO sin limitación de partículas, estimado 1,1 g/KWh en los motores de la época GT14_00_0032_C76

02/09

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Novedades/modificaciones de Euro 5

79

La siguiente tabla hace patente la reducción de los contaminantes con las normas EURO cada vez más estrictas. Valor límite de contaminantes en g/kWh

EURO 0 1990

EURO 1 1993

EURO 2 1996

EURO 3**) 2000

EURO 4 20006

EURO 5 2009

EURO 4-EURO3, reducción porcentual

EURO 5-EURO3, reducción porcentual

PM

*)

0,40

0,15

0,10

0,02

0,02

- 80

- 80

HC

2,60

1,23

1,10

0,66

0,46

0,46

- 30

- 30

CO

12,30

4,90

4,00

2,10

1,50

1,50

- 29

- 29

NOX

15,80

9,00

7,00

5,00

3,50

2,0

- 30

- 60

*) EURO 0 sin limitación de partículas, estimado 1,1 g/KWh en los motores de la época **) Proceso de medición modificado, más estricto

El drástico aumento de las exigencias respecto a los valores límite de gases de escape (véase arriba) para los vehículos industriales requiere el uso de un tratamiento posterior de los gases de escape eficaz. Algunos conceptos potenciales de depuración de gases de escape para reducir la emisión de partículas son los filtros, con los que se pueden conseguir tasas de reducción de más del 80%, así como procedimientos de reducción de NOx sobre la base de catalizadores SCR (selective catalytic reduction), que pueden reducir la emisión de óxido de nitrógeno en más de un 80% con ayuda de un producto reductor aglutinador de amoníaco. El punto más importante del desarrollo de este tipo de sistemas reside en la durabilidad en todos los perfiles de servicio imaginables. Ejercicio 1

P ¿Qué medidas conoce para conseguir reducir los contaminantes de los gases de escape?

 P En su opinión, ¿qué ha sido necesario modificar en el OM651 para alcanzar el nivel EURO 5?



02/09

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Novedades/modificaciones de Euro 5

80

Generalidades OM642 EURO5

140 kW/190 CV, 440 Nm (MG5)

3,0 t

219 CDI

3,5 t

319 CDI

4,6 t

419 CDI

Los motores de 6 cilindros no están disponibles con EURO 3.

5,0 t

519 CDI

Motor modificado OM642

Aumento respecto a OM642 Euro 4

En comparación con los motores predecesores, los motores Euro 5 de nueva concepción aportan más potencia y un mayor par con un menor consumo y, por lo tanto, menos emisiones de gases de escape. En este sentido, el motor diésel de 4 cilindros (OM651) representa un desarrollo totalmente nuevo, y el motor diésel de 6 cilindros (OM642), un perfeccionamiento. Los motores diésel de 4 cilindros fabricados para vehículos de fuera de Europa (Euro 3), reciben de momento el anterior OM646 con equipamiento sencillo. Esto significa que estos motores no tienen • Filtro de partículas diesel • Catalizador • Válvula de recirculación de gases de escape • Medidor de la masa de aire por película caliente • Desacoplamiento del canal de admisión

La potencia de la serie perfeccionada OM642 se ha aumentado a 140 kW (190 CV) mediante modificaciones del diagrama característico en la unidad de control. En combinación con el nuevo cambio manual para furgonetas, se consigue un consumo reducido y un par nada despreciable de 440 Nm. El motor diésel de 6 cilindros cumple la norma Euro 5 y dispone de un filtro de partículas diésel.

02/09

Par de giro

+ 10 %

Potencia

+3%

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Novedades/modificaciones de Euro 5

81

Ventilador de acoplamiento hidrodinámico regulado electrónicamente En la serie de motores OM642 se utiliza un ventilador de acoplamiento hidrodinámico regulado electrónicamente en combinación con el aire acondicionado regulado (HH9). Este ventilador se conecta automáticamente en función de las necesidades, aportando las siguientes ventajas: • Menor producción de ruidos • Frecuencia de conexión reducida • Consumo de combustible reducido Además se suprime el ventilador eléctrico adicional para el aire acondicionado, situado directamente delante del condensador. Se reduce la carga para la red eléctrica de a bordo y se ahorra el peso del soplador de presión.

GT20_40_0020_C81

02/09

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Novedades/modificaciones de Euro 5

82

El cambio manual para furgonetas TSG El cambio manual TSG desarrollado especialmente para furgonetas MercedesBenz sustituye de serie al cambio NSG anterior en todas las variantes de Sprinter. La calidad de acoplamiento se ha mejorado en varios puntos a la vez: mejor desmultiplicación, transición entre marchas optimizada y un mayor escalonamiento de marchas. TSG 360 y TSG 480 El cambio manual para furgonetas está disponible en dos variantes: • TSG 360 para motorización Euro 5 con OM651 • TSG 480 para motorización Euro 5 con OM642 El escalonamiento del cambio se ha adaptado a los requerimientos específicos de las furgonetas. Resultado: Un nivel de revoluciones generalmente más bajo con un una sexta marcha más larga tiene como consecuencia un menor consumo y, por lo tanto, emisiones más bajas con la misma velocidad. En el servicio en trayectos largos, se puede conseguir un ahorro de combustible enorme con el cambio manual para furgonetas. Al mismo tiempo, los números de revoluciones más bajos reducen el nivel de ruido y, por lo tanto, proporcionan más confort.

GT26_10_0045_C81

Los cambios manuales disponen de seis marchas; la cuarta marcha está diseñada como marcha directa (doble sobremarcha). Existen dos variantes con desmultiplicación idéntica, la misma distancia entre ejes y el mismo tamaño de montaje: el TSG 360 (GD8) con 360 Nm y el TSG 480 (GD9) con 480 Nm de par de entrada.

02/09

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Novedades/modificaciones de Euro 5

83

Práctica 2

Ejercicio 1

16.02.2009

P Sobre la base del esquema de depresión, descubra dónde están montados los diferentes componentes del sistema de depresión en el motor o ayudándose del DAS y WIS. Componente

Lugar de montaje

Filtro de ventilación de la presión atmosférica (ATM) Bomba de depresión Cápsula de depresión de la compuerta reguladora de la presión de sobrealimentación Cápsula de depresión wastegate Cápsula de depresión de la compuerta by-pass del radiador AGR Acumulador de depresión Válvula electromagnética de la refrigeración AGR Convertidor de presión wastegate Convertidor de presión, compuerta reguladora de la presión de sobrealimentación 02/09

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Práctica 2

84

Comprobación del sistema de depresión Ejercicio 2

P Compruebe la estanqueidad del sistema de depresión. ¿Qué herramienta especial utiliza para la comprobación?

  

Ejercicio 3

P Describa en palabras claves cómo lleva a cabo la comprobación.

   

02/09

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Práctica 2

85

Ejercicio 4

P En el esquema, marque con una cruz el lugar donde vaya a empalmar la tubería de comprobación.

P ¿Cuál es la tensión predeterminada?

 ___________________________________________________________________________

02/09

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Práctica 2

86

Ejercicio 5

P Usted detecta una falta de estanqueidad en el sistema. ¿Cuáles son los pasos de comprobación siguientes?

      Ejercicio 6

P Simule una falta de estanqueidad en el sistema de depresión separando una tubería de depresión. ¿Cómo reacciona el sistema?

   P ¿Qué código de avería se muestra?

 

02/09

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Práctica 2

87

Ejercicio 7

P Con ayuda del DAS, realice una comprobación del sistema de realimentación de gases de escape. Llegará ahí a través del menú Activaciones. Describa por qué se reduce la masa de aire al abrirse la válvula de realimentación de gases de escape.

  

Ejercicio 8

P La masa de aire por carrera se indica en mg/carrera. ¿Cómo se obtiene este valor?

  

02/09

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Práctica 2

88

Interconexión

16.02.2009 CDW

Interconexión de la SPRINTER con OM642, OM651

TEL

STR

STL

KE

TSG

PTS

PTC

RDK

KLA

SRS

DBE

PSM

HU* AGW STH/ ZUH

OBF

SAM

MOST Bus optoelectrónico

KI

AAG

Bus CAN de diagnóstico CAN D CAN Class C

EZS DRS

LWR

TCO

N14/3

ARS

MRM

*Head Unit (COMAND, Sound…) 02/09

ESP

EGS

EWM

Bus CAN del espacio interior CAN I CAN CLASS B

CDI

LIN

Bus CAN del motor CAN M CAN CLASS C

G2/7

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Interconexión

89

Ejercicio 1

P ¿En qué unidad de control pueden leerse averías del alternador?

  

Ejercicio 2

P Describa el recorrido de la señal cuando se pulsa "acelerar" en la palanca del TEMPOMAT.

  

Ejercicio 3

P Describa el recorrido de la señal para parar el motor tras un accidente con activación de airbag.

  

02/09

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Interconexión

90

Mantenimiento y herramientas especiales

16.02.2009

Reposición del recorrido restante/tiempo restante tras un servicio de aceite realizado High Line: Puede accederse al menú de taller de la siguiente manera: Encendido CON. (el display muestra el menú estándar) • Pulsar la tecla del volante de la dirección con la flecha "avance" (hacia arriba) varias veces hasta que aparezca "Mantenimiento x en xxx km". • Pulsar la tecla O del cuadro de instrumentos y mantenerla presionada durante aprox. 30 segundos, soltarla tras el pitido. • Accionar una vez la tecla del volante de la dirección inferior izquierda ("Menú atrás"). Ahora se encuentra en el menú de taller. Reposición tras el mantenimiento realizado: • • • • • • • •

Con las teclas de flecha seleccionar "Mantenimiento x en xxx km". Pulsar la tecla 0, aparece el menú "A realizar". Con las teclas + y – seleccionar "Mantenimiento completo". Confirmar con la tecla de flecha "Avance" Aparece el menú de selección "Clase de aceite". Seleccionar con las teclas + y – la calidad del aceite llenado. Confirmar con la tecla de flecha "Avance". Presionar la tecla O del cuadro de instrumentos durante 3 segundos.

GT00_20_0022_C71

En el menú de selección "A realizar", aparte de "Mantenimiento completo" también encontrará: • "Entrega del vehículo" Para la reposición en vehículos nuevos con tiempo de inactividad prolongado, • "Reposicionar mantenimiento completo" Para la reposición de un Reset realizado por descuido o incorrectamente. 02/09

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Mantenimiento y herramientas especiales

91

Low Line: Puede accederse al menú de taller de la siguiente manera: Encendido CON., el display muestra el menú estándar. Mantener presionada la tecla O durante 30 segundos, tras el pitido soltarla y pulsar la tecla M. Ahora se encuentra en el menú de taller. Hojee entre las opciones de menú con la tecla M. Entre otras, aparecen las siguientes indicaciones:

Indicador (diésel)

SIGNIFICADO

Información

Reset Std

Reposición tras cambio de aceite con aceite estándar

No se utiliza en los talleres MB

Reset .31

Reposición con calidad del aceite según la hoja 229.31

Reset .51

Reposición con calidad del aceite según la hoja 228.51/229.51

Reset llave para tuercas

Reposición en vehículos nuevos con tiempo de inactividad prolongado

Presionar la tecla O durante aprox. 5 s -Indicación: "2" Volver a pulsar la tecla O brevemente -Indicación: "done"

Reset Stop

Deshacer un reset realizado por descuido

La indicación de las clases de aceite en el cuadro de instrumentos High-Line es ligeramente diferente. Gracias a la pantalla de píxeles pueden representarse más datos por página. El significado de las clases de aceite indicadas (núm. hoja) se resume de nuevo en la tabla situada en la página siguiente. La afirmación acerca de la calidad del aceite y, por lo tanto, acerca del recorrido, se recoge en la primera cifra después del punto (p. ej. 228.51) 5 Recorrido elevado 3 Recorrido bajo. Todos los vehículos diésel con filtro de partículas deben llenarse con aceites bajos en ceniza. Se trata de la hojas que tienen un "1" como segunda cifra después del punto (p. ej. 228.51).

02/09

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Mantenimiento y herramientas especiales

92

Clases de aceite, recorridos mínimos hasta el próximo mantenimiento e indicaciones en el cuadro de instrumentos Puesto que los cuadros de instrumentos solo disponen de 2 espacios de memoria para indicar las clases de aceite, el esquema resultante es el siguiente:

Aceites de motor autorizados

Filtro de partículas

Motores diesel

SPRINTER 40 000 km

30 000 km

229.5

40 000 km

30 000 km

High Line

.ª51

228.51

.ª31

229.31

30 000 km

229.5

229.5

23 000 km

229.3

229.3

228.51 (bajo en ceniza)

X

40 000 km

30 000 km

229.51 (bajo en ceniza)*

X

40 000 km

30 000 km

228.3

30 000 km

23 000 km

229.3

30 000 km

23 000 km

30 000 km

23 000 km

229.5

30 000 km

229.3

23 000 km

X

Indicación en el KI

VITO/VIANO Low line

228.5

229.31 (bajo en ceniza) Motores de gasolina

Trayecto al emprender la marcha

Al reposicionar a través del indicador de calidad "STD" en el cuadro de instrumentos Low Line o "Standard" en el High Line, también se vuelve a ajustar el recorrido mínimo hasta el próximo mantenimiento al recorrido mínimo corto hasta el próximo mantenimiento.

02/09

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Mantenimiento y herramientas especiales

93

Sujetador Utilización: Fijación del árbol de levas al apretar o soltar las ruedas del árbol de levas Número de pieza W 651 589 01 40 00

Garra de extracción por percusión Utilización: Para sacar los inyectores de combustible. Número de pieza W 651 589 00 33 00

02/09

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Mantenimiento y herramientas especiales

94

Herramienta de inserción por tracción del retén radial trasero Utilización: Para insertar por tracción el retén radial trasero del cigüeñal. Número de pieza W 651 589 01 61 00

Herramienta de montaje Utilización: Para fijar los árboles de compensación al desmontar y montar las ruedas dentadas de accionamiento. Número de pieza W 651 589 02 63 00

02/09

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Mantenimiento y herramientas especiales

95

Herramienta de inserción por tracción del retén radial delantero Utilización: Para insertar por tracción el retén radial delantero del cigüeñal. Número de pieza W 651 589 00 61 00

Contraapoyo Utilización: Para fijar la polea del cigüeñal al soltar los tornillos de fijación. Número de pieza W 651 589 00 40 00

02/09

Furgonetas • Cadena cinemática Introducción en el mercado del nuevo motor diésel de 4 cilindros OM651 y modificaciones/novedades de EURO Mantenimiento y herramientas especiales

96

Mercedes-Benz Global Training (GBM/GT), Daimler AG, HPC Z480, 70546 Stuttgart, Germany Intranet: http://gt.intra.corpintra.net, Internet: http://gt.mercedes-benz.com Daimler AG, Stuttgart. GBM/GTDT, Printed in Germany

1511 2275 04

1.ª edición

02/09

102