Sistemas Diesel

Sistemas de inyección Diesel

1

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Evolución de los Sistemas Diesel

Livianos y Pesados

Mecánicos

2

UIS

UPS

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Common Raíl

Algunos clientes que confían en Bosch

3

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Conceptos para el desarrollo de vehículos Diesel modernos

INYECCIÓN OPTIMIZADA

4

SOBRE-

ALTO VOLUMEN

ALIMENTACION

DE LA EGR

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Optimización de la Inyección

Ventajas y Beneficios

➔ Bajo consumo de combustible.

➔ Reducción de emisiones de gases contaminantes. ➔ Funcionamiento silencioso. ➔ Mejores prestaciones.

5

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Optimización de la Inyección

Fases de la inyección en sistemas modernos

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Sobrealimentación

velocidad alta

OBJETIVO: Conseguir un funcionamiento mas progresivo del motor sobrealimentado y obtener una curva de potencia desde bajas revoluciones.

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velocidad baja

EGR – Recirculación de gases de escape

 La limpieza de la EGR se debe realizar cada 10000 km  Una EGR en mal estado origina perdida de potencia (carbonilla en la admisión)

y un exceso de humo negro

 La EGR se ensucia por una mala combustión y se debe a una conducción inadecuada  Recomendaciones: Hasta 3000m de altura se recomienda efectuar los cambios a 2000 rpm Por encima de 3000 realizar los cambios entre 3000 y 3500 r.p.m. 8

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Tecnología del futuro

Sistemas y componentes mecánicos de inyección

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Inyectores como principales responsables de una inyección adecuada

➔ Precisión (orificios) ➔ Sellado (línea contacto)

Grupo I

➔ Holgura (0,002mm) ➔ Tratamiento (cromo)

Grupo II

Repuestos (Kits) EPS 738

EPS 100

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Grupo III

Bomba de inyección en línea – Componentes principales

Válvula y racor Elemento (cilindro y embolo) Corona dentada

Resorte del pistón

Eje de levas Rodaje

Rodillo

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Bomba de inyección en línea – Tipos constructivos

M 550 bar

• Autos de paseo • Utilitarios livianos

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A 750 bar

MW 1.100 bar

P1…3000 950 bar

• Camiones leves hasta porte mediano • Tractores • Motores industriales

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P 7100…8000 1.300 bar

• Camiones pesados • Motores industriales

Bomba de inyección en línea – Nomenclatura

PE/PES 6 A 90 D 410/3 R S2293 Z Letra de modificación Serie del producto Sentido de giro: R=Derecha / L=Izquierda Conjunto de letras (forma de ensamblaje) Letra de modificación del elemento Diametro del embolo en (0,1 mm) Tipo de bomba de inyección Cantidad de cilindros Bomba de inyeccion con accionamiento propio S = Sujeción en brida

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Sistema de inyección con bomba lineal – Alimentación de combustible

1 = Deposito de combustible 2 = Prefiltro 3 = Filtro de combustible 4 = Bomba de inyección 5 = Valvula de rebose 6 = Inyector de alta presión 7 = Conducto de retorno

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Bomba de inyección en línea – Elemento de presión

➔ Medidas precisas (cilindro + pistón) ➔ Control de mecanización Tolerancia (0,2 µm) Arista de mando exacta

Lapiz 0,5 mm

cabello 0,06 mm

➔ Seguridad de funcionamiento

➔ Mayor vida útil.

(1 µm) 0,001 mm

Garantía de alta calidad

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Bomba de inyección en línea – Galería de combustible diferenciada

Particularidad de las bombas en línea P 8000 Diferencia de caudales

 Existe un método de barrido interior con una gran diferencia de temperatura (hasta 40°C) en el combustible entre el primer y ultimo cilindro. Por este motivo las cámaras de admisión de los diversos cilindros están separados entre sí y son atravesadas paralelamente.

Carcasa simple “A, MW, P”

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Carcasa de bomba P8000

Bomba de inyección rotativa – Componentes de desgaste

Eje de comando

Bomba de alimentación

Conjunto porta rodillos

Discos de levas

Cabezal hidráulico

Porta válvula (racor de impulsión) Émbolo variador de avance

Carcasa

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Bomba de inyección rotativa – Nomenclatura

V E 4

/ 9

F 220 L 12 Numero de serie Sentido de giro antihorario Velocidad nominal Gobernador centrifugo Ø émbolo en mm Separación Cantidad de cilindros Embolo axial Bomba distribuidora

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Bomba de inyección rotativa – Alimentación de combustible

3

5

6

2

19

1

4

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1. Deposito de combustible 2. Sedimentador 3. Filtro de combustible 4. Elemento cabezal 5. Cañería de alta presión 6. Boquilla de inyección A diferencia de la bomba de inyección en línea, la bomba rotativa del tipo VE no dispone mas que de un solo émbolo distribuidor, aunque el motor sea de varios cilindros. La lumbrera de distribución asegura el reparto, entre las diferentes salidas de los cilindros del motor.

Bomba de inyección rotativa – Circuito de baja presión

Ingreso de combustible

Válvula reguladora de presión

1. Válvula de presión 2. Tope de presión

3. Resorte 4. Pistón 5. Anillo de seguro

rotor

1. ¿ Cuál es la función de la válvula de reguladora de presión?

rotor

paletas

paletas paletas

Regular la presión de la cámara de baja presión y poder controlar la posición de pistón de avance.

Eje de mando

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Bomba de inyección rotativa – Componentes especiales

Regulación y controles mecánicos: LDA = Limitación de plena carga dependiente de la presión de sobrealimentación

KSB

Varia la cantidad de inyección en función de la presión de sobrealimentación.

LDA

KSB = Dispositivo de arranque en frio Facilita el arranque en frio modificando el punto de inyección

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Sistemas de inyección con regulación EDC

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Regulación EDC – Necesidad de un sistema moderno de regulación

EDC – Cumplimiento de nuevas exigencias: [%]

200

potencia

60 kW / l

150

100

consumo

3 l /100 km

emisiones

Nox y hollin

50

1990 1992

23

1994 1996 1998

2000

2002 2005 2008 2011

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Regulación EDC - Concepto

SENSORES

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UNIDAD DE MANDO

ACTUADORES

 CKPS o CMPS

 Válvula EGR

 TPS

 Válvula turbocompresor

 Flujo de aire MAFS

 Inyectores.

 Temperatura (aire, agua..

 Bujías incandescentes

 Presión del turbo MAP

 Señales adicionales

 LSU

 Interfaces, otros……

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Regulación EDC - Concepto

EDC – Regulación Electrónica Diesel

Potenciómetro

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Unidad de mando

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Cuerpo de mariposa

Regulación EDC - Concepto

Bomba de inyección en línea

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Bomba de inyección en línea EDC

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Regulación EDC – Sensores y actuadores

1. Sensor del pedal (PWG) 2. Interruptor luz de freno 3. Interruptor del embrague 4. Señal de velocidad 5. Sensor de rpm 6. Sensor de movimiento de aguja 7. Sensor de velocidad auxiliar 8. Sensor de presion sobrealimentacion 9. Sensor de temperatura del aire 10. Sensor de temperatura del refigerante 11. Sensor de temperatura de combustible 12. Regulador electrónico de caudal 13. Señal de velocidad de la bomba 14. Válvula EGR 15. Luz testigo EDC

16. Señal TD 17. Regulador de presión del turbo 18. Relay de precalentamiento

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Regulación EDC – Aplicación en bombas VE

Bomba de inyección tipo VE

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Bomba de inyección VE EDC

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Regulación EDC – Aplicación en bombas VE

5 8

7

4

1 3

6

2

9 10 18 11 17 12 15 16

13 14

1. Sensor del pedal acelerador (PWG) 2. Interruptor luz de freno 3. Interruptor del embrague 4. Señal de velocidad 5. Sensor de rpm 6. Sensor de movimiento de aguja 7. Sensor de presión del turbo 8. Medidor de masa de aire 9. Sensor de temperatura del aire 10. Sensor de temperatura del refigerante 11. Sensor de temperatura de combustible 12. Regulador electrónico de caudal 13. Válvula de comienzo de suministro 14. Válvula EGR 15. Luz testigo EDC

16. Señal TD 17. Regulador de presión del turbo 18. Relay de precalentamiento

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Regulación EDC – Aplicación en bombas VE

1 = Aleta codificador

(manguito de control)

2 = Conjunto articulado (bobina)

1

3 = Eje de accionamiento 4 = Elemento cabezal 5 = Valvula de control sincronización 1

6 = Manguito de control

2 3

1. ¿Cuál es la función de la aleta codificadora? Detectar si la posición del manguito de control es la correcta para luego enviar la señal a la unidad de control EDC. 6

30

5

4

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Regulación EDC – De la bomba VE a la bomba VP

Bombas VE

Embolos axiales

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Bombas VP44

Embolos radiales

Regulación EDC – De la bomba VP a la bomba de alta presión del sistema Common Rail

Bombas VP44

Bomba de émbolos radiales

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Bombas CP1, 2, 3

Bombas de alta presión CP3.2

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Sistemas de inyección Common Rail

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Sistema Common Rail - Evolución

Generación del Sistema CR

Inicio

Presión máx.

Tipo de inyector

1a generación

1997

1350 bar

válvula solenoide CP1 – CP2

Alfa 156 1,9 JTD

2002

1600 bar

válvula solenoide CP3 – CP1H

Mercedes E 220 CDI

2003

1600 bar

Piezoeléctrico CP3 – CP1H

Audi A6 3,0 TDI

2006

1800 bar

Piezoeléctrico CP3 – CP1H

Audi A6 3,0 TDI

2007

2000 bar

Piezoeléctrico CP3.3NH

Audi Q7 6,0 TDI

2008

2500 bar

Válvula solenoide

(turismos)

2a generación (Turismos y vehiculos

Primera aplicación

industriales)

3a generación (Turismos y vehiculos industriales)

4a generación (Turismos)

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Mercedes-Benz E 320 CDI

Sistema Common Rail - Componentes

Inyectores de alta presión

Acumulador de presión

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Bomba de alta presión

Unidad de comando

Sistema Common Rail - Componentes

ECU de transmisión

1

14

2 3

Tablero

4

15

5

Control Aire Ac.

6

16 17

7

ECU del ESP

8

18 19 20

9

10 11 12 13

36

21 ECU Motor Señales adicionales

22 23

Enchufe de diagnóstico

24 25

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1. Med. de masa de aire 2. Sensor de rpm. 3. Sensor eje de levas 4. Sensor de temp. refrigerante 5. Sensor de temp. combustible 6. Sonsor de presión del riel 7. Sensor de pedal 8. Interruptor de freno 9. Sonda lambda 10. Sensor de temp. filtro de part. 11. Sensor de temp. del turbo 12. Sensor de diferencia de presión 13. Señales adicionales 14. Inyectores 15. Bujías incandescentes 16. Unidad de mariposa 17. Válvula reguladora de presión 18. Unidad distribuidora 19. Válvula EGR 20. Válvula interruptora EGR 21. Motor del turbo 22. Ventilador eléctrico 23. Relay de calefacción adicional 24. Calefacción de sonda lambda 25. Relay de bomba eléctrica de comb.

Sistema Common Rail – Circuito de baja presión En el circuito de baja presión consiste en la acumulación y filtrado del combustible, el combustible es succionado desde el deposito a través de una bomba de suministro previo (bomba eléctrica), luego se transporta el combustible por las tuberías hasta el filtro de combustible para depurar y enviarlo al circuito de alta presión.

Automotive Aftermarket

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Sistema Common Rail – Circuito de alta presión El circuito de alta presión se divide en tres sectores: la generación de presión encargada por la bomba de alta presión, la acumulación de presión se efectúa en el conducto común y la dosificación del combustible encargado por los inyectores que garantizan una inyección correcta respecto al momento y volumen de inyección.

38

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Sistema Common Rail – Tipos de bombas de alta presión

CP1

CP2

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CP1H

CP4.1

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CP3.2

CP4.2

Sistema Common Rail – Bomba CP1

1. Bomba de combustible (EKP) 2. Filtro de combustible. 3. Válvula de sobrecarga. 4. Colector de retorno. 5. Bomba de alta presión CP1. 6. Válvula reguladora de presión (DRV) 7. Sensor de presión del riel (RDS) 8. Riel (acumulador de presión) 9. Inyectores. 10. EDC (unidad de mando) 11. Temperatura de combustible. 12. Otros sensores.

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Sistema Common Rail – Bomba CP2

1 = Deposito de combustible 2 = Filtro de combustible 3 = Pre-alimentación de la bomba 4 = CP2 bomba de alta presión 5 = Sensor de presión Riel

6 = Riel (acumulador de alta) 7 = Limitador de presión 8 = Inyectores 9 = Otros sensores

10 = EDC unidad de control

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Sistema Common Rail – Bomba CP3

1. Bomba de combustible EKP 2. Bomba de engranajes 3. Bomba de alta presión 4. Unidad de medición 5. Riel (acumulador) 6. Sensor de presión del riel

7 . Válvula regul. de presión 8. Inyector 9. Sensor del pedal acelerador 10. Sensor de revoluciones motor 11. Sensor de árbol de levas 12. EDC (Unidad de mando)

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Sistema Common Rail – tipos de inyectores

Generación de los inyectores de alta presión:

(1° y 2° generación) Accionado por solenoide (Tercera generación) Accionado por actuador piezoeléctrico

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Inyectores Common Rail - Funcionamiento

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Inyectores Common Rail - Funcionamiento

El muelle de la válvula electromagnética presiona a la bola de la válvula contra su asiento manteniendo así cerrada la aguja del inyector por la presión existente en la cámara de control de la válvula.

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Inyectores Common Rail - Funcionamiento

Se inicia activando el electroimán donde la bola de la válvula se separa de su asiento, la presión desciende de la cámara de control y también la fuerza ejercida sobre el embolo dando paso a la apertura del inyector con la misma presión del conducto común (riel) 46

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Inyectores Common Rail - Funcionamiento

Se desactiva el electroimán, el resorte de la válvula oprime la bola de la válvula contra su asiento igualando así la presión de la cámara de control a la presión de la cámara del inyector, incrementando la fuerza del embolo y la fuerza del muelle del inyector cerrando como consecuencia a la aguja del inyector y dejarlo en posición de reposo. Automotive Aftermarket

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Inyectores Common Rail - Piezoinyector

Un inyector CR defectuoso debe ser reemplazado por completo. La reparación NO ES POSIBLE.

Elemento piezoeléctrico Acople hidráulico Válvula de control o servoválvula Aguja de inyector

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La aguja del inyector piezoeléctrico es controlada indirectamente por una servoválvula. El caudal de inyección se regula mediante la duración de la activación de la servoválvula.

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Inyectores Common Rail - Piezoinyector

Elemento piezo

Carcasa

Conectores

Ventajas del inyector piezoeléctrico  Eliminación de las fuerzas mecánicas  Reducido tamaño y menor peso del inyector (200g en comparación con 490g)

 Menor nivel de ruidos hasta (-3 dB)  Menores emisiones de gases (-20 %)  Incremento de potencia de motor (+7 %)  Menor consumo de combustible (-3 %) Automotive Aftermarket

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Comportamiento de un elemento piezoeléctrico

Medidas: 7 x 7x 32,4 mm Corriente de carga: ~15 A Tensión: