Motor Mercedes

 

KAUFMANN

OM 904 LA

 Departamento de capacitación 1

 

PRESENTACION  Adelantando a atender las recientes leyes de prese pr eserv rvaci ación ón am ambi bient ental al,, y ta tambi mbién én con conse serv rvand andoo un alto desempeño y dirigibilidad, características de sus vehículos, Mercedes-Benz presenta la nueva serie de motores BR 900 con gerenciamiento electrónico. Un nuevo motor OM 904 LA, se encuadra en la legislación de control de poluentes EURO II y EURO III. Con la mayor potencia y torque de su categoría, posee 4 cilindros en línea, 4,25 litros de cilindrada, equi uippado co conn tu turrbo e interco cool oleer. El OM 904 LA

desenvu dese nvuelv elve hast hasta 180torque. cv de pot potenc encia ia con un torqu torquee máximo dee660 Nma de Todo el control de alimentación de combustible es atri at ribui buido do al si siste stema ma de ge gere renci nciam amie iento nto el elect ectrón rónico ico,, quee prop qu propor orci cion onaa un unaa mejo mejorr co comb mbus ustitión ón,, co conn un unaa reducción significativa de contaminantes. Con una simple mecánica, está liderando esta nueva tend te nden enci ciaa mu mund ndia ial,l, al aliiando ando lo loss be bene nefifici cios os de un unaa nueva tecnología de control de inyección con una reducción de costos de mantención

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INNOVACIONES INNOV ACIONES TECNOLOGI TECNOLOGICAS CAS SIST SI STEM EMA A DE AL ALIM IMEN ENTA TACI CION ON DE CO COMB MBUS UST TIBLE IBLE

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La mayor novedad implementada en el OM 904 LA es el sistema de inyección de combustible con gerenciamiento electrónico. Este sistema es conocido como BOMBA-CONDU BOMBA-CONDUCTOCTOINYECTOR, debido a su posición constructiva. Esta configuración consiste de una unidad inyectora por cililindr ci ndro, o, int inter erliligad gadaa a un a un iny inyect ector or a trav través és de una pequeña tubulación de alta presión. Las unidades inyectoras inyecto ras están compuestas del cuerpo de la bomba, las camaras de presión y descarga de combustible, la válvula de control y su electroimán de accionamiento. Esto toss co com mpo ponnen enttes so sonn los respons nsaables po porr la elevación de presión y control de volumen de inyección. Un tubo de alta presión conduce el combustible a un inyector y este lo distribuye, de forma atomizada a la cámara de combustión

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Tubo alta presión

Inyector Árbol de levas

Leva de

Unidad inyectora

accionamiento

NO NECESIT REVISIONES PERIÓDIC S 4

 

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MODULOS PLD Y ADM El sistema de alimentación es gerenciado por dos módulos de comando: PLD (Módulo de comando del motor) y ADM (Módulo de comando del vehículo).

Sus funciones son de recibir las señales enviadas por loss se lo sens nsor ores es lo loca caliliza zado doss en el mo moto torr de dell ve vehí hícu culo lo,, iden id entitififica carr el ré régi gime menn de op oper erac ació iónn del del vehíc ehícul uloo, determinar las necesidades instantáneas de combustible y controlar el tiempo de inyección en las unidades atendiendo a las ysolicitudes opera operador dor yinyectoras, las exigencias de seguridad emisiones del de poluentes 5

 

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CULATA

Cada cilindro está equipado con dos válvulas de admisión y una válvula de escape. El accionam accionamiento iento es por medio de un eje de levas localizado en el block de motor, taqués, varillas alza válvulas y balancines con acionador deslizante para la abertura simultanea de las válvulas de admisión en forma simultánea.

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 VALVULA DE TOP BRAKE.

Localizadas en la culata, interligadas a la cámara de comb ombus usttió ión, n, su objet etiv ivoo es reducir el tr traabajo de expansión de los gases comprimidos en la cámara de combustión, en el tiempo de compresión, aumentando el efecto de freno de motor

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CILINDROS.

 Visando un aumento de durabilidad y de vida útil, los cilindros del motor OM 904 LA reciben un tratamiento térmico con temperatura por inducción, en la región próxima al punto muerto supe su peri rior or.. Es Este te trat tratam amie ient ntoo aumenta la dureza superficial y la vida útil del cilindro.

PISTONES El alojamiento del primer anillo de compresión está acon onddicion cionaado un inserto de ac aceero para reduc uciir las deformaciones por impacto. Aparte de esto esta depositado en la superficie lateral del pistón un material con propiedades lubricantes, el cuál impide el desgaste del émbolo, aún sin la acción directa del aceite lubricante.

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PISTÓN

MA Y OR DURABILIDAD

CILINDRO

 AUMENT  AUMENTA LA RESISTÉNCIA LA DESGASTE EN LA APARTE CRÍTICA DELALCILINDRO 9

 

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BIELAS.

Par araa lo loggrar un me mejo jorr aj ajus uste te,, reducción de juego radial y eficiencia eficienc ia de lubrica lubricación, ción, las bielas son separadas por el método de fractura por impacto, lo que posibilita un encaje único y perfecto.

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METALES AXIALES. Localizados en el cigüeñal, próximo al volante, los meta me tale less ax axia iale less pa pasa saro ronn a estar ubicados en la última bancada. Utilizan semianillos con una sola posición, de fácil remoción y substitución.

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TURBO ALIMENTADOR . El OM 904 LA está equipado con un turboalimentado dorr con asp spas as co connfecci cciona naddas para ofrecer un alto rendimiento, en régimen de bajas y altas rota ro taci cion ones es.. Es ut utililiz izad adoo como limitador de presión a plena potencia una válvula de descarga o alivio, localizada en la carcaza del turbo la cual se denomina wastegate. 11

 

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Sistema de distribución Posee un sistema de distribución que incluye 2 válvulas de admisión accionada simultáneamente a través de un caballete y una de escape por Cada uno de los cilindros. El levas posee por cilindros, unoejededeadmisión un tres levaslevas de escape y un levas para el accionamiento mecánico de la unidad inyectora. El engranaje del eje de levas es montado a presión sobre el árbol de levas y su accionamiento es a través del engranaje del eje del cigüeñal.

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SENSORES DEL MOTOR OM 904 LA El motor OM 904 LA está equipado con varios sensores, sensor es, cuyo objetivo es informar a los m módulos ódulos PLD y ADM el régimen instantán instantáneo eo de operación. Con estos datos dispo ponnibl blees, es dete term rmin inaado el tiem empo po de inyección en las unidades inyectoras. SENSOR DE PRESION Y TEMPERATURA DEL  AIRE DE SOBREALIMENTACION. SOBREALIMENTACION. •

Encapsulados en un único componente, son resp re spon onsa sabl es po porr tr tran ansf sfor orma mar la lass var aria cion ones es de presión ybles temperatura en el rcolector deiaci admisión, desp de spué uéss de dell tu turb rboa oalilime ment ntad ador or,e ,enn var aria iaci cion ones es de tensión. Estas señales eléctricas enviadas por los sens se nsor ores es,, so sonn ca capt ptad ados os po porr el PL PLD D, pe perm rmititie iend ndoo determinar la densidad del aire en el colector de admisión.

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SENSOR DE PRESIÓN ATMOSFERICA.

Localizado en el módulo PLD, tiene una función semejante a la del sensor de presión de sobrealilim ment ntaació ión. n. En est stee ca caso so,, un se sennso sorr esta expuesto a la presión atmosférica y no a la presión de sobrealimentación. permite al mó módduloUnaPLseñal D coenviada ntrolar por la ceste antidsensor, a d de combustible inyectado do,, en regiones de presión atmosférica variables. De esta forma se controla el tor orqque máxi ximo mo del motor tor, evi vittand ndoo un co cons nsuumo excesivo de combustible y de emisiones de poluente. También tiene una función de servir con dato comparativo para controlar el sensor de presión de sobrealimentación.

Sensor de presión atmosférica

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SENSOR DE TEMPERATURA DE COMBUSTIBLE. COMBUSTIBLE.

En el OM 904 LA el combustible al pasar por las galerías internas del block de motor antes de ser admitido en las unidades inyectoras, sufre variaciones significativas de temperatura, 14

 

Estas variaciones alteran su densidad y, cons co nsec ecue uent ntem emen ente te,, el vo volu lume menn in inyyec ecttad adoo po porr la lass unidades inyectoras. El módulo reconoce estas variaciones de temperatura a través del sensor de temperatura de combustible, y modifica el tiempo de inyyec in ecci ción ón pa parra rea ealiliza zarr un unaa co corr rrec ecta ta me medi dici ción ón de dell volumen a ser inyectado.

SENSOR DE POSICION DEL PEDAL DE  ACELERADOR  El pedal del acelerador está equipado con un sensor que indica la posición instantánea del pedal solicitada por el operador. El módulo ADM pasa esta información al mó módu dulo lo PL PLD D. Al an anal aliz izar ar es esta ta in inffor orma maci ción ón,, es este te •

controla el torque del motor, priorizando la seguridad y el control de emisiones.

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SENSOR DE TEMPRATURA DEL LIQUIDO REFRIGERANTE

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Localizado en la región de mayor temperatura del motor, próximo a las válvulas termostáticas, tiene la función de indicar al módulo PLD, la temperatura del líquido refrigerante. Con esta información el PLD realiza varios controles de rotaciones. - Regulación de cantidad de combustible en la partida. - Inicio de inyección. - Cálc lcuulo del to torrque no nomi mina nall y prot oteecc cció iónn co conntra sobrecalentamientos.

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SENSOR DE POSICION DEL CIGÜEÑAL.

En el volante del mo moto torr est stán án pos osiicio cionados 37 orificios. De estos, 36 están dispuestos de 10 en 10 grados. El sensor de posición está alojado en forma perpendicular al volante. Cuando los orificios pasan porr el el po elem emen ento to se sens nsor or,, es ge gene nerrad adoo un pu puls lsoo de tensión. La frecuencia de esos pulsos determina la rot otac ació iónn de dell mo moto torr. Un or orifific icio io au auxi xililiar ar pe perm rmititaa al módulo identificar la posición del émbolo del primer cilindro.

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SENSOR DE POSICIÓN DEL EJE DE LEVAS

En el en enggran ana e del del ejsiendo e de l12 evas est stán án tam ambi én posicionados 13ajorificios, distribuidos debién 30 en 30 grados. El módulo PLD, con la información obtenida de estos dos sensores - de posición del cigüeñal y de posición del eje de levas - identifica la posición de todos los pistones, permitiendo que la inyección sea secuencia en cada cilindro. El módulo está apto para PLD variar el punto de inyección desde 35 grados antes del PMS hasta 5 grados despué uéss del PM PMSS, garantizando el mejor me jor re rend ndimi imien ento to térmico posible.

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FUNCIONES ESPECIFICAS DE LOS MODULOS PLD Y ADM Los módulos módulos PLD y ADM ssee comunican comunican ppor or med medio io de un padrón CAN (Controler Area Network). El ADM, situado en la cabina del vehículo, tiene las siguientes funciones  Activar las lámparas de control del panel de instrumentos.  Dar señal de partida al PLD.  Dar  Verifific icaar el eng ngrranami mieento de alguna marcha durante la partida.  Identificar la posición del pedal acelerador  Identificar

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  Determinar la estrategia de control de rotaciones, como un regulador RQ o RQV.   Limitar Limitar las velocidades máximas del vehículo, en base a las normas imperantes en el país.  Activar la función de freno de motor y TOP-BRAKE, controlando la abertura de los estranguladores constantes. Controlar los datos provenientes del PLD por intermedioo del CAN. intermedi

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Los sensores que informan el régimen de operación dell mo de moto torr, en envi vian an in inffor orma maci cion ones es di dirrec ecttam amen ente te al módulo PLD. Este, aparte de contener las cara ca ract cter erís ístitica cass op oper erac acio iona nale less co como mo,, tipo tipo de mo moto torr, número de cilindros, mapa de ángulos y pulsos de inyyec in ecci ción ón,, cu curv rvas as ca carrac acte terí ríst stic icas as y ot otro ros, s, in incl cluy uyee también una regulación entre las unidades inyectoras, compe com pens nsand andoo pe pequ queña eñass vari variac acion iones es de re rend ndimi imien ento to individualmente. El PLD determina el instante y la duración de la inyección, basandose en las señales de los sensores y datos entregados por el ADM. Juntos os,, lo loss do doss mó móddulo loss de dese sennvuelven rut utiinas seguras de operación del motor y del vehículo.

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MECANISMOS DE LAS UNIDADES INYECTORAS Componentes del sistema de inyección con gerenciamiento electrónico Inyector 

Tubo de alta presión

Unidad inyectora

Electroimán de accionamiento Canal de retorno Válvula de control

Cámara de presión

Canal de alimentación

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FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA DE FUNCIONAMIENTO INYECCION Para dar inicio al proceso de inyección, están envueltos los movimientos del elemento inyector y de la válvula de control. Válvula de control de vacío no retraída. El movimiento del elemento inyector causa una descarga de combustible en la cámara de descarga y  posteriormente hacia el canal de

Movimiento elemento del inyector 

retorno

 Al recibir un pulso de tensión, el electroimán genera un campo magnético, que retrae la válvula de control, permitiendo con ello que ocurra el inicio de la inyección. En cuento el electroimán permanezca energizado habrá flujo de inyección. La energización del electroimán de accionamiento causa la  presurización del tubo de alta presión y el consecuente inicio de la inyección. La duración de la inyección es igual al tiempo de energización del

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electroimán

Movimiento de la válvula de control

Escalonamiento de combustible

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El mód óduulo PLD es el res espo ponnsab ablle por por envi viar ar los pulsos de tensión a todos los electroimanes de las unidades inyectoras.

FASES DEL PROCESO DE INYECCION. FASE 1 - CURS CURSO O DE ADMI ADMISIO SION. N. El combustible presurizado a 4,5 bares por la bomba de transferencia, llena toda la galería de alimentación y descarga de unidades inyectoras. inyecto ras.

Cámara de admisión

Cámara de descarga

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El elemento inyector, al presentar su carrera descendente, permite la admisión de combustible en la cámara de presión.

Movimiento del El combustible  presurizado por la  bomba de transferencia, llena toda la cámara de  presión del elemento inyector 

elemento inyector 

FASE FAS E 2 - CURS CURSO OP PREVI REVIO. O. El elemento inyector, al ascender, descarga parte del combustible en el canal de descarga, antes del inicio de la inyección.

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En cuanto la válvula de control permanezca abierta, el comb co mbus ustitibl blee ex exce cede dent ntee co cont ntin inua uará rá re reto torn rnan ando do a la cámara de descarga en el canal de retorno.

Flujo de combustible  para cámara de descarga

FASE 3 - CUR CURSO SO DE AL ALIME IMENTA NTACIO CION. N. El electroimán recibe un pulso de tensión enviado por el PLD, entrando a retraer la válvula de control. Energizacion del electroiman

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Con el movimiento del elemento inyector el combustible es conducido al inyector por el conducto de alta presión. Este combustible llega a la cámara de presión de la válvula de aguja en el inyector, y con una presión sobre los 250 bar, la aguja se levanta provocando el inicio de la inyección.

Cámara de presión del inyector 

 A partir de ese instante la presión es controlada por los ocho orificios en el inyector, subiendo la presión hasta unos 1600 bar. Esta elevada presión de inyección, provoca una atomización adecuada en la cámara de combustión y una gran mejoría del proceso de combustión.

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El fin de la inyección ocurre cuando cesa el pulso de tensión para el electroimán. En ese instante, la válvula de control retorna a suposición de reposo, causando una despresurización de la cámara de alta presión.

El fin de la inyección ocurre cuando el PLD desenergiza el electroimán de accionamiento. En ese instante la válvula de control retorna a la posición de reposo despresurizando la cámara de alta presión

FASE 4 - CURS CURSO OR RESID ESIDUAL. UAL. En el restante curso del elemento inyector el combustible que no fue inyectado vuelve a la cámara de descarga.

En el curso residual, el combustible excedente, es expulsado a la camara dedescarga retornando al estanque.

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TRANFERENCIA DEL COMBUSTIBLE DESDE EL ESTANQUE A LAS UNIDADES INYECTORAS El combustible proveniente del depósito, es bomb bo mbea eado do ha hast staa las las un unid idad ades es in inye yect ctor oras as po porr un unaa bomba de alimentación, posicionada en el frente del

motor y accionada por el eje de levas.

CONTROL DE PRESION DE COMBUSTIBLE EN LAS GALERIAS DE ALIMENACION. La pr pres esió iónn de al alim imen enta taci ción ón es co cont ntro rola lada da po porr la válvula de retorno presiónde fijada en el block de motor, de en la galería de combustible. El excedente comb co mbus ustitibl blee no ut utililiz izad adoo en la inyección inyec ción retorna a los estanques a través de la válvula de control de presión

 Válvulapresión de control de

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ESTRATEGIAS ESPECIALES Y DIAGNOSTICO.. DIAGNOSTICO gerenciamiento OEl M sistema 904 Ladeper pe rmite la ejecuelectrónico ción de edel stramotor tegias especiales y rutinas de diagnóstico, como regulación del tiempo de partida, control de rotación de ralentí, torque del motor, rotaciones de trabajo, control de emisiones de poluentes y también procedimientos de protección de motor. •

ROT RO TAC ACIION DE MAR ARC CHA LEN ENT TA.

Las rotaciones de marcha lenta están programadas en la unidad de control ADM. La unidad de control  ADM informa al PLD todos estos valores. A partir de ese momento el PLD hace un ajuste del tiempo de inyección en función de la temperatura del aire de admisión y del líquido de refrigeración con el fin de mantener las rotaciones dentro de los valores gravados grav ados en la unidad ADM •

EMIS EM ISIO IONE NES S DE PO POLU LUEN ENTE TES. S.

Cabe a los módulos electrónicos gerenciar el motor para que en cualquier régimen de rotaciones y carga, no haya emisiones de poluentes. Para que esto ocurra fueron ingresados diagramas característicos controltest de la aire-combustibleque conpermiten base en un extensos enrelación bancos de pruebas y en los propios vehículos.

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SENSOR DE PRESION DE ACEITE.

Este sensor es el responsable por el no funcionamiento del motor en el momento de partida, cuando sea detectado una baja presión de aceite en el circuito de lubricación. Esta medida contribuye a evitar un desgaste excesivo del motor.

Sensor de presión de aceite

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RUTINAS DE TEST

 Aparte de gerencia toda la alimentaci alimentación ón del motor motor,, los módulos PLD y ADM están capacitados para monitorear y diagn gnoost stic icaar cu cuaalquier defecto cto en los sist steemas elect ctró rónnico coss del mot otoor, así co com mo permi mittir que un técnico verifique todos los sistemas a través de una rutina de test.

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Cualquier señal de falla en el funcionamiento del sistema sist ema será seránn info informad rmadas as al oper operado adorr del vehí vehículo culo a través de una lámpara de advertencia localizada en el panel del vehículo. •

COMBUST STIIBLE EN LA PARTIDA.

del líqEstá uido calculado refrigeraen ntefunción . Luede go la temperatura después del funcionamiento del motor la cantidad de combustible es automáticamente reducida. Si no hubiese combustión en las primeras rotaciones del motor, la cant ca ntid idad ad de co comb mbus ustitibl blee es au aume ment ntad adoo hast hastaa un límite seguro, sin que ocurra emisión de poluentes. La duración de la partida no debe exceder de los 30 segundos. El módulo de comando inhibe el fun unci cion onam amie ient ntoo del mo moto torr de pa part rtid idaa pa parra evi evita tarr sobrecarga. En caso de que exista un defecto en el sensor de temperatura del líquido refrigerante, el PLD hará una regulación de la cantidad de combustible basándose en la información de temperatura de los sensores de temperatura de aire de sobrealimentación. El tiempo de inyección será reducido, retornando a los valores ideales después de un tiempo determinado. RUTINAS RQ Y RQV  •

Este tipo de rutinas es oper operado ado por el ADM a tra través vés del PLD. Cuando fuera accionada una toma de d e fuerza, por ejemplo, lo, las rot otaaci cion onees del mot otor or deb ebee se serr corregidas en cualquier tipo de solicitación de torque.  ARQpartir V dedecese ontromomento l Variableel. ADM El Phabilita LD ejeuna cuta rutina una altlteeració iónn del ti tiem emppo de inyecc cció iónn de for forma de atender esta necesidad.

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en el momento que fuese detectada cualquier falla en el si sist steema de inyección ón,, lo loss mó móddulo loss utili ilizan valores de recuperación para permitir que el vehículo se acerque hasta un concesionario. Utiliz Uti lizan ando do un dia diagn gnost ostica icado dorr, es pos posib ible le a té técn cnico ico tener acceso a lasrutinas fallas de gravadas en la memoria del módulo, ejecutar test específicos, como por ejemplo accionar el motor sin inyección de combustible o desligar cualquier cilindro. Todo este sistema de gerenciamiento del motor OM 904 LA fue pensado para proporcionar seguridad y confort, en conjunto con desempeño y bajos niveles de emisiones.