Unidad 2. M.E.P B.Línea. PDF

U.T.2. SISTEMA DE ALIMENTACIÓN MOTOR DIESEL (BOMBA EN LINEA). “GESTIÓN DEL MOTOR DE ENCENDIDO POR COMPRESIÓN M.E.C.”  EL MOTOR DIESEL Muy similar al motor Otto. Principales d...

U.T.2. SISTEMA DE ALIMENTACIÓN MOTOR DIESEL (BOMBA EN LINEA). “GESTIÓN DEL MOTOR DE ENCENDIDO POR COMPRESIÓN M.E.C.”  EL MOTOR DIESEL Muy similar al motor Otto. Principales diferencias en sistema de inyección y en la forma de las cámaras de combustión. Altas presiones en la combustión obligan a que sus piezas sean más robustas y con unos precisos ajustes. https://youtu.be/PGcpm2uS4Xs  Motor Diesel se basa en el principio de la autoinflamación. El aire introducido en el cilindro se calienta por la fuerte compresión hasta una temperatura tan alta que el gasoil que se inyecta en él se vaporiza y se inflama. Relación de compresión 22:1 aprox. Presiones de compresión de 30 a 55 bares y temperaturas de aire de 500 a 800°C. Formación de la mezcla durante fase de inyección y combustión. Al final de la carrera de compresión se inyecta el combustible donde se mezcla con el aire caliente, se vaporiza y se quema. https://youtu.be/_YiISR57Sz4 Formación de la mezcla El control de la carga se lleva a cabo mediante la cantidad de combustible inyectado. La mezcla aire-combustible se realiza dentro del cilindro, iniciándose al final de la compresión. y prolongándose durante la fase de inyección y combustión. En el motor Diesel se mantiene la relación de aire a más de 1,2 en todo momento para que pueda tener lugar una combustión adecuada.  CIRCUITO DE ALIMENTACIÓN La alimentación de los motores Diésel se realiza introduciendo por separado en el interior de los cilindros aire y el combustible los cuales se mezclan en el interior de la cámara de combustión. El aire se filtra como en los motores de explosión es decir, con filtros a base de papel o filtros en baño de aceite.  La combustión se produce antes de que el pistón llegue al PMS. Desde el comienzo de la inyección hasta que empieza a inflamarse el combustible, ya mezclado con el aire, transcurre un tiempo llamado retraso a la inflamación. Este retraso ha de ser compensado con un avance de la inyección. Debido a que la mezcla está formándose todavía durante la combustión puede ocurrir un sobreenriquecimiento localizado que dé lugar a la emisión de humo negro. Para evitar este humo negro es necesario que haya siempre: - Exceso de aire (a elevada temperatura). - Movimiento del aire (Turbulencia) elevado. - Combustible finamente pulverizado y con gran poder de penetración. La formación de la mezcla es consecuencia directa de los siguientes factores: El diseño de la cámara de combustión. Los inyectores. El comienzo de inyección La combustión Diesel se desarrolla en 3 fases:  Oxidación (retraso en la combustión)  Autoencendido (combustión rápida y violenta)  Combustión (combustión gradual y regular)  Oxidación (retraso en la combustión) Las primeras gotas que penetran en la cámara de combustión no queman inmediatamente, encontrándose a temperatura más baja que el aire comprimido. Se calientan y se oxidan (combustión sin llama) constituyendo los pequeños fulminantes de combustión que son arrastrados por la turbulencia del aire y dispersados por todas partes.  Autoencendido (combustión rápida y violenta) El combustible continúa penetrando, alcanza rápidamente su temperatura de autoencendido, favorecido en tal sentido por lo ocurrido en la fase A; en un cierto punto B se verifica un autoencendido muy rápido y violento.  Combustión (combustión gradual y regular) El combustible que continúa llegando, encuentra ahora condiciones muy favorables y arde por difusión, durante toda la duración de la inyección. A cada una de estas fases le corresponde un desarrollo diferente de presión en el cilindro. La preinyección de una pequeña cantidad de combustible (inyección previa o piloto) aumenta la temperatura de la cámara, facilitando la inflamación del resto de combustible inyectado en una segunda fase (inyección principal).  Con ello se consigue disminuir el retraso al encendido o inflamación del combustible introducido durante la inyecciónsin aumentos progresiva principal, bruscos de presión y dando lugar reduciendo el ruido acaracterístico una de los motores combustión diésel (picado).más Cámaras de combustión Se dividen en 2 grandes categorías según se introduzca el combustible directamente el interior del cilindro (motores de inyección directa) o en una cámara separada de elevada turbulencia comunicada con el cilindro a través de un paso de dimensiones reducidas (motores de inyección Motores de Inyección Indirecta (IDI) En este tipo de motores la inyección de combustible se realiza en una cámara de combustión auxiliar Existen 3 familias de cámaras de combustión auxiliar: Precámara de combustión. Cámara de reserva de aire. Cámara de turbulencia o “Ricardo La cámaraComet” de turbulencia ha sido la más utilizada en este  Cámara de turbulencia o “Ricardo Comet” En este sistema, la formación de la mezcla depende del alto grado de turbulencia y no tanto del sistema de inyección, por lo que se usan inyectores de un solo orificio. La relación El uso de cámaras de combustión suaviza el funcionamiento del motor Diesel ya que la presión generada por el gas en expansión no se aplica directamente sobre la cabeza del pistón, sin embargo, el consumo específico de combustible aumenta (perdidas de carga en el conducto de comunicación de la precámara con la principal). Para realizar el arranque en frío del motor es necesario elevar la temperatura de la cámara de combustión mediante bujías de incandescencia (calentadores). CÁMARA DE TURBULENCIA  Motores de Inyección Directa (DI) Los antiguos motores de inyección directa eran motores de gran rendimiento y pequeño consumo, pero su utilización en turismos estaba muy limitada debido al gran ruido a ralentí y a bajo régimen. La cámara de combustión está directamente encima del pistón, el cual a su vez tiene formada una cavidad en la cabeza donde se produce la combustión. El conducto que comunica con la válvula de admisión está proyectado como conducto de turbulencia. Junto con la forma de la cabeza del pistón se consigue un El inyector desemboca directamente en la cámara de combustión principal y es del tipo de orificios, preferiblemente 5. Con la inyección directa se hace necesaria una presión de inyección elevada ( 1.000bares), para conseguir una perfecta pulverización del combustible con una gran penetración. Las presiones aplicadas a la cabeza del pistón, en este tipo de motores, son más elevadas que en un motor de inyección indirecta, ya que no existen perdidas de carga en la transferencia de presión (cámara auxiliar).  SISTEMA DE PRE Y POSCALENTAMIENTO El precalentamiento se inicia desde el accionamiento del contacto hasta la puesta en marcha del motor, solamente para temperaturas bajas, inferiores a 5° C y cuya duración está en función de la temperatura motor y de la tensión de la batería.  SISTEMA DE PRE Y POSCALENTAMIENTO Tiene como objetivo conseguir una mayor facilidad del arranque en frío y una disminución de la emisión de gases contaminantes durante el mismo. Se inicia una vez que el motor está en marcha y a ralentí, teniendo una duración programada, normalmente en función de la temperatura del motor.  SISTEMA DE PRE Y POSCALENTAMIENTO Su objetivo es ayudar a alcanzar, lo más rápidamente posible, la temperatura ideal de combustión, reduciendo o eliminando la formación de humo blanco o azulado en el escape y el golpeteo característico del motor diésel durante la fase de calentamiento.  SISTEMA DE PRE Y POSCALENTAMIENTO El postcalentamiento da lugar a una fase de aceleración y calentamiento mejorados, con emisiones de gases y ruidos destacadamente reducidos.  SISTEMA DE PRE Y POSCALENTAMIENTO Un relé electrónico controlado por la unidad de gestión motor alimenta a cada una de los calentadores o bujías de incandescencia en paralelo a través de un circuito de potencia para cada una de ellas.  SISTEMA DE PRE Y POSCALENTAMIENTO Sistema de inyección indirecta Sistema de inyección directa  SISTEMA DE PRE Y POSCALENTAMIENTO Calentadores o bujías de incandescencia Son de tipo lápiz de incandescencia rápida y autorregulados. Disponen de una resistencia reguladora (PTC) que permite que la resistencia calentadora alcance una temperatura superior a 800° C rápidamente, para una vez esto, mantener una temperatura constante limitando la corriente de paso. Calentador convencional regulado La resistencia reguladora está unida al perno de conexión y su resistencia varía enormemente con la temperatura (PTC).  SISTEMA DE PRE Y POSCALENTAMIENTO Calentador de arranque instantáneo Por medio de calentadores de rendimiento optimizado se consigue alcanzar temperaturas de hasta 1.000O C en sólo 2 segundos.  SISTEMA DE PRE Y POSCALENTAMIENTO La unidad de gestión motor envía una señal a la unidad de calentadores De acuerdo a una cartografía interna, procede a la alimentación de las bujías de precalentamiento -determinando: El tiempo de precalentamiento. - El tiempo de poscalentamiento. - El encendido del indicador de precalentamiento. - El diagnóstico de la función.  SISTEMA DE PRE Y POSCALENTAMIENTO Ejemplo activación calentadores motor Citroén C3 1.4 Hdi (Siemens SID 802) CLASIFICACIÓN SISTEMAS DE INYECCION DIESEL Pueden clasificarse en función de diversas variables. A continuación, procederemos a clasificarlos en función del tipo de control que se lleve a cabo en ellos y de la forma de originar la presión en el circuito de alta.  CONDICIONES MÁS IMPORTANTES DEL SISTEMA DE INYECCIÓN DIESEL El conjunto Bomba de inyección/Inyectores son los más importantes del sistema, y deben satisfacer las siguientes condiciones:  Distribuir a cada cilindro y en cada ciclo, la cantidad de combustible solicitada por el motor en función de la velocidad de rotación y de la carga, realizando la dosificación correcta.  Introducir el combustible en el instante adecuado, en función del régimen de rotación.  Pulverizar el combustible en finísimas gotas para facilitar el encendido.  Dotar a las gotas de la suficiente energía cinética para que penetren en la masa de aire comprimido.  Difundir lo más uniformemente posible las partículas de combustible en todas las direcciones, para que pueda utilizarse en la combustión la mayor parte posible de aire encerrado en el cilindro. Sistemas mecánicos o convencionales No disponen de ningún control electrónico. La bomba de inyección principalmente se encarga de sustraer el combustible del depósito, dosificarlo y distribuirlo hacia los diferentes inyectores en los cilindros. El accionamiento de la bomba de inyección se realiza a través de la distribución. Bombas de inyección en línea Dispone de tantos elementos de bombeo como cilindros tiene el motor. En cada elemento de bombeo se produce la dosificación y el incremento de presión necesarios. Consta de una bomba de cebado y de diversos mecanismos que ajustan el avance a la inyección y el régimen mínimo y máximo de velocidad de giro.  Bombas de inyección en línea Consta de una bomba de cebado y de diversos mecanismos que ajustan el avance a la inyección y el régimen mínimo y máximo de velocidad de giro. Desde hace ya mucho tiempo este tipo de bombas ha quedado relegado a vehículos industriales, obras Bombas de inyección en línea  ELEMENTOS DE Bombas de inyección en línea BOMBEO (Tantos como cilindros) VARIADOR DE AVANCE REGULADOR BOMBA DE CENTRÍFUGO CARCASA https://youtu.be/0bXojA5w2-8 ALIMENTACIÓN ESQUEMA DEL INTERIOR DE UNA BOMBA DE INYECCIÓN EN LÍNEA ESQUEMA DE MONTAJE DE UN CIRCUITO CON BOMBA DE INYECCIÓN EN LÍNEA https://youtu.be/AWwReAv7SmE ESQUEMA DE MONTAJE DE UN CIRCUITO CON BOMBA DE INYECCIÓN EN LÍNEA https://youtu.be/qAKBm8ctgXk?t=10 DOSIFICACIÓN DE COMBUSTIBLE BOMBA LINEAL DOSIFICACIÓN DE FASE A: AL DESCENDER EL PISTON HASTA EL PMI COMBUSTIBLE EL COMBUSTIBLE FLUYE DESDE LA CÁMARA DE ADMISIÓN DE LA BOMBA DE INYECCIÓN A LA CÁMARA DE PRESIÓN DEL ELEMENTO DE BOMBEO. LA DEPRESIÓN CREADA EN EL DESCENSO FACILITA LA ENTRADA DE COMBUSTIBLE FASE B: AL SUBIR EL ÉMBOLO, ESTE CIERRA LAS LUMBRERAS DESDE LA CÁMARA DE ADMSIÓN A LA CÁMARA DE ALTA PRESIÓN FASE C: SE INCREMENTA LA PRESIÓN DEL COMBUSTIBLE AL SEGUIR SUBIENDO EL PISTON. LA VÁLVULA DE PRESIÓN SE LEVANTA UN POCO DE SU ASIENTO SIN LELGAR A ABRIR TOTALMENTE DOSIFICACIÓN DE FASE D: SIENDO EN LA CARRERA ASCENDENTE COMBUSTIBLE DEL PISTÓN, ÉSTE CREA UNA PRESIÓN QUE ABRE AHORA COMPLETAMENTE LA VÁLVULA DE PRESIÓN Y EL COMBUSTIBLE FLUYE POR LA TUBERÍA DE IMPULSIÓN HASTA LOS INYECTORES FASE E: LA FASE DE INYECCIÓN TERMINA CUANDO LA RAMPA DEL ÉMBOLO DEJA LIBRE LA LUMBRERA DE MANDO O DE ENTRADA. AHORA EL COMBUSTIBLE ES DEVUELTO A LA CÁMARA DE ADMISIÓN A TRAVÉS DE LA RANURA VERTICAL ENTRE LA CÁMARA DE PRESIÓN Y CÁMARA DE ADMISIÓN, TENIENDO ESTO LUGAR DURANTE EL MOVIMIENTO QUE EL ÉMBOLO REALIZA HASTA EL PMS FASE F: EN ESA FASE SE PUEDE COMPROBAR LA CARRERA TOTAL CONSTANTE DEL ELEMENTO DE BOMBEO  VARIACIÓN DEL CAUDAL DE INYECCIÓN LA POTENCIA DEPENDE DE LA CANTIDAD DE COMBUSTIBLE INYECTADA LA BOMBA DEBE DE DOSIFICAR LA CANTIDAD DE CARBURANTE EN FUNCIÓN DE LAS DISTINTAS CARGAS DEL MOTOR, VARIANDO LA CARRERA ÚTIL DE LA MISMA EL REGULADOR REGULA LA POSICIÓN DE LA CREMALLERA DE ACUERDO CON LA CARGA DEL MOTOR (ACELERADOR), REGULANDO LA CANTIDAD DE COMBUSTIBLE QUE SE ENVÍA A LOS INYECTORES DESDE LA BOMBA POR OTRA PARTE, LA CÁMARA DE PRESIÓN SE ENCUENTRA COMUNICADA CONTINUAMENTE A TRAVES DE LA RANURA VERTICAL CON ESPACIO EXISTENTE POR DEBAJO DEL REBAJE HELICOIDAL, FORMANDO UNA RAMPA SESGADA CON LA QUE SE INFLUYE SOBRE EL CAUDAL DE ALIMENTACIÓN Bombas de inyección en línea Bombas de inyección en línea ALIMENTACIÓN NULA LA CREMALLERA DE CONTROL ESTÁ EN LA POSICIÓN MÁS ALEJADA (A LA IZQUIERDA) LA CÁMARA DE ALTA PRESIÓN SE HALLA UNIDA CONSTANTEMENTE A LA CÁMARA DE ASPIRACIÓN COMO LA BOMBA NO GENERA PRESIÓN, TAMPOCO TIENE LUGAR NINGUNA ALIMENTACIÓN DE COMBUSTIBLE LOS PISTONES SE LLEVAN A ESTA POSICIÓN CUANDO SE PRETENDE PARAR EL MOTOR ALIMENTACIÓN PARCIAL PARA ESTA POSICIÓN LA BARRA REGULADORA (RECORDEMOS QUE GIRA EN FUNCIÓN DE CÓMO ACELEREMOS), GIRA EL PISTÓN HACIA LA POSICIÓN DE SUMINISTRO PARCIAL ALIMENTACIÓN PLENA EN ESTE MOMENTO SE ALCANZA LA MÁXIMA CARRERA ÚTIL (CREMALLERA DESPLAZA TOTALMENTE HACIA LA DERECHA) EN ESTE MOMENTO, LA RAMPA DE MANDO O HELICOIDAL SE COMUNICA TOTALMENTE CON LA LUMBRERA DE ADMISIÓN LA CARRERA DE INYECCIÓN ALCANZA EL MÁXIMO Y EL VOLUMEN TAMBIÉN ALCANZA EL VOLUMEN MÁXIMO (PARA QUE EL MOTOR ALCANCE TAMBIÉN LA POTENCIA MÁXIMA)  DOSIFICACIÓN DE COMBUSTIBLE POR TANTO, POR CADA POSICIÓN DE LA CREMALLERA DE CONTROL SE TIENE QUE INYECTAR UNA CANTIDAD DETERMINADA DE COMBUSTIBLE, POR MEDIO DE CADA ELEMENTO DE BOMBA CUALQUIER VARIACIÓN EN EL VOLUMEN DE INYECCIÓN DESDE LOS ELEMENTOS DE BOMBA SE TIENE QUE MANTENER DENTRO DEL RANGO ESPECIFICADO ESTO SE REALIZA AJUSTANDO LA POSICIÓN DEL PIÑÓN DE CONTROL RELATIVO AL MANGUITO DE CONTROL