Funcionamiento
Common Rail System
© 2004 DENSO CORPORATION
Todos los derechos reservados. Este libro no se puede reproducir ni copiar, total ni parcialmente, sin el permiso de la editorial por escrito.
CONTENIDO
1. DESCRIPCIÓN GENERAL . . . 1
1-1. CAMBIOS EN EL MEDIO AMBIENTE RELACIONADOS CON EL MOTOR DIESEL . . . 1
1-2. EXIGENCIAS SOBRE EL SISTEMA DE INYECCIÓN DE COMBUSTIBLE . . . 1
1-3. TIPOS Y CAMBIOS EN LOS SISTEMAS ECD (DIESEL CONTROLADO ELECTRÓNICAMENTE) . . . 2
1-4. CARACTERÍSTICAS DEL "COMMON RAIL SYSTEM" . . . 3
1-5. EL "COMMON RAIL SYSTEM" Y LOS CAMBIOS DE LA BOMBA DE SUMINISTRO . . . 4
1-6. CAMBIOS DE INYECTOR . . . 4
1-7. CONFIGURACIÓN DEL "COMMON RAIL SYSTEM" . . . 5
2. PRESENTACIÓN DEL "COMMON RAIL SYSTEM" . . . 6
2-1. DESCRIPCIÓN GENERAL . . . 6
3. DESCRIPCIÓN DE LOS COMPONENTES PRINCIPALES . . . 11
3-1. BOMBA DE SUMINISTRO . . . 11
3-2. RAMPA . . . 43
3-3. INYECTOR . . . 47
4. DESCRIPCIÓN DE LOS COMPONENTES DEL SISTEMA DE CONTROL . . . 55
4-1. DIAGRAMA DEL SISTEMA DE CONTROL DEL MOTOR (REFERENCIA) . . . 55
4-2. ECU DEL MOTOR (UNIDAD DE CONTROL ELECTRÓNICO) . . . 56
4-3. EDU (UNIDAD DE CONDUCCIÓN ELECTRÓNICA) . . . 56
4-4. SENSORES VARIOS . . . 57
5. SISTEMAS DE CONTROL . . . 62
5-1. CONTROL DE LA INYECCIÓN DE COMBUSTIBLE . . . 62
5-2. SISTEMA E-EGR (RECIRCULACIÓN DE GASES DE ESCAPE ELÉCTRICA) . . . 71
5-3. MARIPOSA DE GASES CONTROLADA ELECTRÓNICAMENTE (NO FABRICADA POR DENSO) . . . 73
5-4. SISTEMA DE CONTROL DE LOS GASES DE ESCAPE . . . 74
5-5. SISTEMA DPF (FILTRO DE PARTÍCULAS DIESEL) . . . 75
5-6. SISTEMA DPNR (REDUCCIÓN DE PARTÍCULAS Y NOx DIESEL) . . . 77
6. DIAGNÓSTICO . . . 78
6-1. DESCRIPCIÓN GENERAL DE LA FUNCIÓN DE DIAGNÓSTICO . . . 78
6-2. DIAGNÓSTICO CON DST-1 . . . 78
6-3. DIAGNÓSTICO CON EL INDICADOR DE AVERÍA . . . 79
6-4. COMPROBACIÓN DEL FUNCIONAMIENTO DEL CUERPO DE MARIPOSA . . . 81
7. FIN DEL MATERIAL DEL VOLUMEN . . . 82
7-1. PARTÍCULAS (PM) . . . 82
7-2. HISTORIA DEL DESARROLLO DEL SISTEMA DE INYECCIÓN DE COMBUSTIBLE DEL TIPO DE "COMMON RAIL SYSTEM" Y LOS FABRICANTES MUNDIALES . . . 82
7-3. PRESIÓN DE INYECCIÓN MÁS ALTA, RELACIONES DE INYECCIÓN OPTIMIZADAS, MAYOR PRECISIÓN DE CONTROL DEL CALADO DE INYECCIÓN, MAYOR PRECISIÓN DE CONTROL DE LA CANTIDAD DE INYECCIÓN . . 82
1. DESCRIPCIÓN GENERAL
1-1. CAMBIOS EN EL MEDIO AMBIENTE RELACIONADOS CON EL MOTOR DIESEL
• A nivel mundial hay una imperiosa necesidad de mejorar la economía de combustible de los vehículos con el fin de pre-venir el calentamiento global y de reducir las emisiones de los gases de escape que afectan la salud humana. Los ve-hículos con motor diesel son muy apreciados en Europa por la economía de combustible que ofrecen. Por otra parte, los "óxidos de nitrógeno (NOx)" y las "partículas (PM)" contenidas en los gases de escape deben ser reducidas en gran medida para cumplir con las regulaciones de los gases de escape. La tecnología se está desarrollando activamente con el objetivo de mejorar el ahorro de combustible y de reducir los gases de escape.
< Aviso >
• Para obtener más información sobre las partículas (PM), consulte el material que hay al final de este documento.
A. Exigencias sobre los vehículos diesel
• Reducir los gases de escape (NOx, PM, monóxido de carbono (CO), hidrocarburo (HC) y humo). • Mejorar la economía de combustible.
• Reducir el ruido.
• Mejorar el rendimiento y el ejercicio de la conducción.
B. Cambios en las Regulaciones de gases de escape (ejemplo de regulaciones para los vehículos diesel
grandes)
Las regulaciones EURO IV entrarán en vigor en Europa a partir de 2005 y las regulaciones 2004 MY han entrado en vigor en América del Norte a partir de 2004. Además, las regulaciones EURO V entrarán en vigor en Europa a partir de 2008 y las regulaciones 2007 MY entrarán en vigor en América del Norte a partir de 2007. A través de estas medidas, las emisiones de PM y NOx se reducirán progresivamente.
1-2. EXIGENCIAS SOBRE EL SISTEMA DE INYECCIÓN DE COMBUSTIBLE
• Para cumplir con las diversas exigencias que se imponen sobre los vehículos diesel, el sistema de inyección de com-bustible (incluyendo la bomba de inyección y las toberas) juega un papel significativo porque afecta directamente al ren-dimiento del motor y del vehículo. Algunas de estas exigencias son: presión de inyección más alta, relación de inyección optimizada, mayor precisión del control del calado de inyección y mayor precisión del control de la cantidad de inyección del combustible.
< Aviso >
• Para obtener más información sobre la presión de inyección más alta, la relación de inyección optimizada, la mayor pre-cisión del control del calado de inyección y la mayor prepre-cisión del control de la cantidad de inyección del combustible, consulte el material que hay al final de este documento.
Q000989S PM g/kWh NOx g/kWh 2005 2008 2004 2007 3,5 2,0 2,7 0,27 1998 MY 2004 MY 2007 MY
EURO EURO EURO EURO EURO EURO
1998 MY 2004 MY 2007 MY 0,013 0,13 0,11 0,03 Europa Europa Norteamérica Norteamérica 2005 2008 2004 2007
1-3. TIPOS Y CAMBIOS EN LOS SISTEMAS ECD (DIESEL CONTROLADO ELECTRÓNICAMENTE)
• Los sistemas ECD incluyen la serie ECD-V (V3, V4 y V5), que implementa el control electrónico mediante bombasdis-tribuidas (bombas del tipo VE), y "common rail systems" que constan de bomba de suministro, rampa e inyectores. Los distintos tipos son el ECD-V3 y V5 para los vehículos de pasajeros y RV, el ECD-V4, que puede admitir también camio-nes pequeños, los "common rail systems" para camiocamio-nes y los "common rail systems" para vehículos de pasajeros y RV. Además, hay una segunda generación de sistemas "common rail systems" que admite tanto la aplicación en vehí-culos grandes como en vehívehí-culos de pasajeros. El siguiente gráfico muestra las características de estos sistemas.
ECD-V1
ECD-V3
ECD-V4
ECD-V5
'85
'90
'95
'00
“common rail” de vehículos grandes
(HP0)
(HP2)
“common rail” de turismos
Common Rail System
· Presión de inyección máxima 180 Mpa
· Utiliza la inyección piloto para reducir el sonido de combustión del motor
· El combustible sometido a una presión superior mediante la bomba de suministro se acumula temporalmente en la rampa para después inyectarse tras la excitación del inyector. Tipos de
sistemas y cambios
· Presión de inyección máxima 130 Mpa
· Mecanismo de bombeo de leva interior
· Presión de inyección máxima 100 Mpa
· Utiliza la inyección piloto para reducir el sonido de combustión del motor.
Bomba de suministro Inyector Rampa
· El primer sistema SPV del mundo (sistema de
válvula electromagnética de descarga electromagnetic spill valve-) se utiliza para el control de la cantidad de inyección de combustible, de modo que se puede controlar el volumen inyectado por cada uno de los cilindros.
· Presión de inyección máxima 60 Mpa
Q000750S
1-4. CARACTERÍSTICAS DEL "COMMON RAIL SYSTEM"
• El "common rail system" utiliza un tipo de cámara de acumulación llamada rampa para almacenar el combustible a pre-sión y para que los inyectores, que contienen válvulas electromagnéticas controladas electrónicamente, inyecten dicho combustible en el interior de los cilindros.
• El sistema de inyección, al ser controlado por la ECU del motor (la presión, la relación y el calado de inyección), es in-dependiente, y por lo tanto, no se ve afectado por el régimen o la carga del motor.
• Como la ECU del motor puede controlar la cantidad y el calado de inyección con un alto grado de precisión, es posible incluso la inyección múltiple (múltiples inyecciones de combustible en una sola carrera de inyección).
• Con ello se garantiza una presión de inyección estable en todo momento, incluso con un régimen del motor bajo, y se disminuye drásticamente la cantidad de humo negro que emiten normalmente los motores diesel en el arranque y en la aceleración. Como consecuencia, las emisiones de gases de escape son menores y más limpias, a la vez que se con-sigue un mejor rendimiento.
< Aviso >
• Para obtener más información sobre el origen de los sistemas de inyección de combustible de "common rail", consulte el material que hay al final de este documento.
A. Funciones del control de inyección
a. Control de la presión de inyección• Posibilita la inyección a alta presión incluso a un régimen bajo del motor. • Optimiza el control para reducir al mínimo las emisiones de partículas y NOx. b. Control del calado de inyección
Posibilita un control óptimo y preciso de acuerdo con las condiciones de la conducción. c. Control de la relación de inyección
El control de la inyección piloto inyecta una pequeña cantidad de combustible antes de la inyección principal.
· La presión de inyección es más del doble de la presión actual, lo que hace que sea posible reducir enormemente las partículas.
Common Rail System
Control de la presión de inyección
Control del calado de inyección Control de la relación de inyecciónControl de la cantidad de inyección Tipo control electrónico
Common Rail System
Bomba convencional
Presión optimizada y más alta
Velocidad Velocidad Cantida d de inyecci ón Presión de inyección Inyección previa
Inyección piloto Inyección secundaria
Post-inyección Inyección principal 1 3 2 4 Presión de inyección Partículas Relación de inyección
Ángulo del cigüeñal
Corrección de la cantidad de inyección del cilindro
Cantidad de inyección
Ángulo de avance
1-5. EL "COMMON RAIL SYSTEM" Y LOS CAMBIOS DE LA BOMBA DE SUMINISTRO
• El primer "common rail system" para camiones del mundo apareció en 1995. En 1999 se lanzó el "common rail system" para vehículos de pasajeros (la bomba de suministro HP2), y luego, en 2001, se lanzó un "common rail system" que utilizaba la bomba HP3 (una bomba de suministro más ligera y más compacta). En 2004 se lanzó la HP4 de tres cilin-dros, basada en la HP3.
A. Tipos de bombas de suministro y cambios
1-6. CAMBIOS DE INYECTOR
Q000752S 1996 1998 2000 2002 2004 2006 120MPa 180MPa 135MPaHP0
HP2
HP3
Camiones grandes Camiones de tamaño medio Common RailSystem “common rail system” de 1ª generación “common rail system” de 2ª generación
Turismos Camiones compactos Ajuste de la cantidad de succión Ajuste de la cantidad de succión Ajuste de la cantidad de succión
Cantidad de ajuste de precarrera 180MPa
HP4
Q000753S · 180MPa · 135MPa · 120MPa X1 G2 97 98 99 00 01 02 03 1ª generación 2ª generación · Inyección múltiple · Inyección piloto · Inyección piloto X21-7. CONFIGURACIÓN DEL "COMMON RAIL SYSTEM"
• El sistema de control de rampa común se puede dividir en líneas generales en las cuatro áreas siguientes: sensores, ECU del motor, EDU y actuadores.
A. Sensores
Detectan el estado del motor y de la bomba.
B. ECU del motor
Recibe señales de los sensores, calcula la cantidad y el calado de inyección adecuados para un funcionamiento óptimo del motor y envía las señales apropiadas a los actuadores.
C. EDU
Posibilita la activación de los inyectores a regímenes altos. También hay algunos tipos con circuitos de carga dentro de la ECU que tienen la misma función que la EDU, por lo que no hay EDU en estos casos.
D. Actuadores
Proporcionan la cantidad y el calado de inyección óptimos según las señales recibidas desde la ECU del motor.
Sensor de régimen del motor / Sensor TDC (G)
Sensor de posición del acelerador
Otros sensores e interruptores
ECU del motor
EDU
Bomba de suministro (SCV: válvula de control de succión)
Inyector
Otros actuadores
2. PRESENTACIÓN DEL "COMMON RAIL SYSTEM"
2-1. DESCRIPCIÓN GENERAL
• Los "common rail systems" se componen principalmente de la bomba de suministro, la rampa y los inyectores. Existen los siguientes tipos según la bomba de suministro que se utilice.
A. Tipo HP0
Éste es el primer "common rail system" comercializado por DENSO. Utiliza el tipo de bomba de suministro HP0 y se monta en camiones y autobuses grandes.
a. Vista exterior de los componentes principales del sistema
b. Configuración de los componentes principales del sistema (ejemplo de HP0)
< Aviso >
• Para obtener más detalles sobre la configuración, consulte las explicaciones de las piezas de control y los elementos del diagrama del sistema de control del motor.
Q000755S Inyector
Bomba de suministro (tipo HP0)
Rampa
Q000756S Bomba de suministro
PCV
(válvula de control de la bomba)
Sensor de identificación
de cilindro (sensor TDC (G))
Sensor de presión de la rampa Rampa
ECU del motor
Inyector
Sensor de posición del acelerador
Sensor de posición del cigüeñal (sensor de régimen del motor)
Sensor de temperatura del combustible
Sensor de temperatura del refrigerante
B. Tipo HP2
Este sistema utiliza un tipo de bomba de suministro HP2 que se ha hecho más ligera y compacta y es el "common rail system" que se utiliza en vehículos de pasajeros y RV en vez del ECD-V3.
a. Vista exterior de los componentes principales del sistema
b. Diagrama de montaje de los componentes principales del sistema
Q000757S Inyector
Bomba de suministro (tipo HP0)
Rampa
ECU del motor
ECU
(unidad de conducción electrónica) Válvula de EGR E-VRV Sensor de temperatura de aire de admisión Sensor de presión de aire de admisión Inyector
Sensor de posición del cigüeñal
(sensor de régimen del motor) Rampa
Bomba de suministro Sensor de identificación de cilindro (sensor TDC (G))
Sensor de presión de la rampa Sensor de posición del acelerador
Sensor de temperatura del refrigerante
c. Flujo del sistema global (combustible) Q000926S Bomba de suministro Émbolo buzo Bomba de alimentación Válvula de descarga SCV (válvula de control de succión) Leva interior Válvula reguladora Válvula de retención Rampa Sensor de presión de la rampa Limitador de presión Inyector TWV ECU del motor EDU Sensores varios Filtro de combustible Depósito de combustible
Flujo de inyección de combustible Flujo de fuga del combustible
C. Tipo HP3, Tipo HP4
a. Tipo HP3Este sistema utiliza una bomba de suministro de tipo HP3 que es compacta, pesa poco y proporciona una presión más alta. Se monta sobre todo en vehículos de pasajeros y en camiones pequeños.
b. Tipo HP4
Este sistema es en esencia el mismo que el del tipo HP3, pero utiliza la bomba de suministro de tipo HP4, que cuenta con un mayor volumen de bombeo para poder manejar motores más grandes. Se monta sobre todo en camiones de tamaño medio.
c. Vista exterior de los componentes principales del sistema
d. Diagrama de montaje de los componentes principales del sistema
Q000759S HP3 HP4 Inyector Bomba de suministro Rampa Q000760S Bomba de suministro SCV (válvula de control de succión) Sensor de temperatura del combustible Sensor de temperatura del combustible Inyector
ECU del motor
EDU
Conector DLC3
R/B
Válvula de EGR E-VRV para EGR
VSV de cierre de EGR
Cuerpo de mariposa
Sensor de posición del cigüeñal (sensor de régimen del motor)
Sensor de identificación de cilindro (sensor TDC (G)) Sensor de posición del acelerador Sensor de presión de aire de admisión Caudalímetro de aire (con sensor de temperatura de aire de admisión) Sensor de posición del acelerador HP3 HP4 (válvula de control de succión) SCV
Válvula de descarga de presión
e. Flujo del sistema global (combustible) Q000927S Bomba de suministro (HP3 o HP4) Émbolo buzo Bomba de alimentación Válvula de descarga SCV (válvula de control de succión) Rampa Sensor de presión de la rampa
Válvula de descarga de presión Limitador de presión Inyector ECU EDU Sensores varios Filtro de combustible Depósito de combustible : Flujo de inyección de combustible : Flujo de fuga del combustible
3. DESCRIPCIÓN DE LOS COMPONENTES PRINCIPALES
3-1. BOMBA DE SUMINISTRO
A. Tipo HP0
a. Construcción y características
• La bomba de suministro HP0 se compone principalmente de un sistema de bombeo como el de las bombas en serie convencionales (dos cilindros), la PCV (válvula de control de la bomba) para controlar el volumen de descarga del com-bustible, el sensor de identificación de cilindro (sensor TDC (G)), y la bomba de alimentación.
• Admite el número de cilindros del motor cambiando el número de picos de la leva. La bomba de suministro gira a la mitad del régimen del motor. En la siguiente tabla se muestra la relación entre el número de cilindros del motor y la bom-ba de suministro que bombea.
• Al incrementar el número de picos de leva para soportar el número de cilindros del motor, se logra una unidad de bomba compacta de dos cilindros. Además, debido a que esta bomba tiene tantas carreras de bombeo como inyecciones, man-tiene una presión de rampa estable y homogénea.
Número de cilindros del motor
Relación de velocidad (bomba: motor)
Bomba de suministro Número de rotaciones de bombeo por 1 ciclo del motor
(2 rotaciones) Número de
cilindros Picos de leva 4 cilindros 1 : 2 2 2 4 6 cilindros 3 6 8 cilindros 4 8 Bomba de alimentación Válvula de descarga Leva x 2
PCV (válvula de control de la bomba)
Empujador de válvula Elemento
Sensor de identificación de cilindro (sensor TDC (G))
Generador de impulsos del sensor TDC (G)
Válvula de rebose
b. Despiezo Q000769S PCV (válvula de control de la bomba) Válvula de descarga Elemento Sensor de identificación de cilindro (sensor TDC (G)) Rodillo Leva Árbol de levas Empujador de válvula Bomba de alimentación Bomba de cebado
c. Funciones de las piezas componentes de la bomba de suministro
(1) Bomba de alimentación
La bomba de alimentación, que está integrada en la bomba de suministro, aspira combustible del depósito del mismo y se lo suministra a la cámara de la bomba a través del filtro de combustible. Hay dos tipos de bombas de alimentación, el tipo trocoide y el tipo paleta.
A) Tipo trocoide
El árbol de levas activa los rotores externo e interno de la bomba de alimentación, haciendo que éstos empiecen a girar. Según el espacio producido por el movimiento de los rotores externo e interno, la bomba de alimentación aspira com-bustible dentro de la lumbrera de succión y bombea el comcom-bustible fuera de la lumbrera de descarga.
Piezas componentes Funciones
Bomba de alimentación Aspira el combustible desde el depósito del mismo y se lo suministra al meca-nismo de bombeo.
Válvula de rebose Regula la presión del combustible en la bomba de suministro.
PCV (válvula de control de la bomba) Controla el volumen de combustible que se suministra a la rampa.
Mecanismo de bombeo
Leva Activa el empujador de válvula.
Empujador de vál-vula
Transmite un movimiento de vaivén al émbolo buzo
Émbolo buzo Se mueve en vaivén para aspirar y comprimir el combustible. Válvula de descarga Detiene el flujo inverso del combustible que se bombea a la rampa. Sensor de identificación de cilindro
(sen-sor TDC (G))
Identifica los cilindros del motor.
A la cámara de la bomba
Del depósito de combustible Rotor externo
Rotor interno
Lumbrera de succión Lumbrera de descarga
B) Tipo paleta
El árbol de levas activa el rotor de la bomba de alimentación y las paletas se deslizan por la circunferencia interior del anillo excéntrico. Al girar el rotor, la bomba aspira combustible del depósito del mismo y lo descarga en la SCV y el mecanismo de bombeo.
(2) PCV: válvula de control de la bomba
La PCV (válvula de control de la bomba) regula el volumen de combustible que se descarga de la bomba de suministro para controlar la presión de rampa. El volumen de combustible que se descarga de la bomba de suministro a la rampa se determina mediante la temporización con la que se aplica la corriente a la PCV.
A) Circuito de activación
El diagrama a continuación muestra el circuito de activación de la PCV. El interruptor de encendido gira el relé PCV a la posición ON y OFF para aplicar corriente a la PCV. La ECU maneja el control de la posición ON/OFF de la PCV. Ba-sándose en las señales de cada sensor, determina el volumen de descarga que se requiere para proporcionar la presión de rampa óptima y controla la temporización de la posición ON/OFF para que la PCV consiga ese volumen de descarga deseado.
Lumbrera de succión
Lumbrera de descarga
Rotor Anillo excéntrico
Paleta Q000771S PCV Interruptor de encendido +B Relé de la PCV PCV1 PCV2 Del relé de la PCV A la rampa Q000772S
(3) Mecanismo de bombeo
El motor activa el árbol de levas y la leva activa el émbolo buzo a través del empujador de válvula para bombear el com-bustible enviado por la bomba de alimentación. La PCV controla el volumen de descarga. El comcom-bustible se bombea desde la bomba de alimentación al cilindro, y luego a la válvula de descarga.
Q000773S Árbol de levas
Bomba de alimentación
PCV (válvula de control de la bomba)
Válvula de descarga
Leva (3 lóbulos: 6 cilindros) Émbolo buzo
A la rampa
Generador de impulsos del sensor TDC (G)
(4) SENSOR DE IDENTIFICACIÓN DE CILINDRO (SENSOR TDC (G))
El sensor de identificación de cilindro (sensor TDC (G)) utiliza la tensión de corriente alterna generada por el cambio de las líneas de la fuerza magnética que pasa a través de la bobina para enviar la tensión de salida a la ECU. Lo mismo ocurre con el sensor de régimen del motor instalado en el lado del motor. Hay un engranaje con forma de disco en el centro del árbol de levas de la bomba de suministro que tiene cortes colocados a intervalos de 120°, más un corte extra. De ese modo, este engranaje emite siete impulsos por cada dos revoluciones del motor (para un motor de seis cilindros). Mediante la combinación de los impulsos del régimen del motor del lado del motor y los impulsos del TDC, el impulso del corte extra se identifica como el cilindro nº 1.
Q000774S
0 2 4 6 8 101214 0 2 4 6 810 12 14 0 2 4 6 8 10 12 0 2 4 6 8 101214 0 2 4 6 8 101214 0 2 4 6 81012 0 2 4 6 8
Sensor de identificación de cilindro (sensor TDC (G))
Impulso estándar del TDC (G) del cilindro nº 6
Impulso estándar del TDC (G) de la identificación del cilindro nº 1 Impulso estándar del TDC (G) del cilindro nº 1
Impulso estándar del régimen del motor del cilindro nº 1
Impulso estándar del régimen del motor del cilindro nº 6
·
Impulso TDC (G)·
Impulso de régimen del motord. Funcionamiento de la bomba de suministro
(1) Flujo de combustible global de la bomba de suministro
La bomba de alimentación aspira el combustible del depósito del mismo y lo envía al mecanismo de bombeo a través de la PCV. La PCV ajusta el volumen de combustible que bombea el mecanismo de bombeo al volumen de descarga necesario y el combustible se bombea hacia la rampa a través de la válvula de descarga.
(2) Control del volumen de descarga de combustible
El émbolo buzo bombea el combustible enviado desde la bomba de alimentación. La PCV controla el volumen de des-carga para ajustar la presión de rampa. El funcionamiento real es el siguiente.
A) Funcionamiento de la PCV y el émbolo buzo durante cada carrera a) Carrera de admisión (A)
En la carrera descendente del émbolo buzo, la PCV se abre y el combustible a baja presión se succiona hacia la cámara de émbolo buzo a través de la PCV.
b) Precarrera (B)
Incluso cuando el émbolo buzo entra en su carrera de ascenso, la PCV permanece abierta mientras no se excite. Du-rante este tiempo, el combustible que se aspira a través de la PCV retorna a través de la PCV sin ser sometida a presión (precarrera).
c) Carrera de bombeo (C)
Con una temporización adecuada al volumen de descarga requerido, se suministra alimentación para cerrar la PCV, el paso de re-torno se cierra y la presión de la cámara de émbolo buzo se eleva. Por consiguiente, el combustible pasa a través de la válvula de descarga (válvula de cierre del regreso de combustible) y se bombea hacia la rampa. Concretamente, la porción del levantamiento del émbolo después de cerrarse la PCV se convierte en el volumen de descarga; mediante la variación de la temporización para el cierre de la PCV (el punto final de la precarrera del émbolo), se varía el volumen de descarga para controlar la presión de rampa. d) Carrera de admisión (A)
Cuando la leva excede el levantamiento máximo, el émbolo buzo entra en su carrera de descenso y la presión de la cámara de émbolo buzo disminuye. En ese momento, la válvula de descarga se cierra y el bombeo de combustible se detiene. Además, la PCV se abre porque se desactiva, y el combustible a baja presión se succiona hacia la cámara de émbolo buzo. En concreto, el sistema va al estado A.
Q000775S Levantamiento de leva
Funcionamiento
de la PCV Válvula cerrada
Carrera de admisión Carrera de bombeo
Precarrera Válvula abierta PCV Funcionamiento de la bomba Émbolo buzo Retorno Cuando aumenta la cantidad de descarga Cuando disminuye la cantidad de descarga A la rampa Bombeo de la cantidad de descarga necesaria H Cantidad de descarga h Q= 4 2 d (H-h) (A) (B) (C) (A') Válvula de descarga Del depósito de combustible Mecanismo de bombeo d
B. Tipo HP2
a. Construcción y características
• La bomba de suministro se compone principalmente de dos sistemas de mecanismo de bombeo (leva interior, rodillo, dos émbolos buzo), la SCV (válvula de control de succión), el sensor de temperatura del combustible y la bomba de alimentación (tipo paleta) y se activa con la mitad de la rotación del motor.
• El mecanismo de bombeo consiste en una leva interior y un émbolo buzo y forma una configuración en tándem en la cual dos sistemas se disponen en forma axial, lo que hace la bomba de suministro compacta y reduce el par máximo. • La cantidad de combustible que se descarga en la rampa se controla mediante el volumen de succión de combustible que utiliza el control de la SCV (válvula de control de succión). Para controlar el volumen de descarga con el volumen de succión, se eliminan las operaciones de bombeo excesivo, reduciendo así la carga de actuación y evitando el au-mento de la temperatura del combustible.
b. Par de activación de la bomba de suministro
Debido a que el mecanismo de bombeo está en una configuración en tándem, su par de activación máximo es la mitad del de una bomba simple con la misma capacidad de descarga.
Válvula reguladora
Émbolo buzo
Bomba de alimentación
Leva interior Rodillo
Sensor de temperatura del combustible Válvula de descarga
SCV
(válvula de control de succión)
Válvula de retención
Rebose Succión de combustible (del depósito de combustible)
Q000818S Bombeo Bombeo Bombeo Succión Bombeo Suministro Suministro
Émbolo buzo 2 Émbolo buzo 1
Par (T
asa de bombeo de aceite)
Par (T
asa de bombeo de aceite)
Composición
Tipo sencillo Tipo tándem
Modelo de par
Línea continua: Émbolo buzo 1 Línea discontinua: Émbolo buzo 2
c. Despiezo Cuerpo de la bomba Bomba de alimentación Árbol de levas Leva interior Rodillo Zapata Válvula de descarga
SCV (válvula de control de succión)
Válvula de retención
Sensor de temperatura del combustible Válvula reguladora
d. Funciones de las piezas componentes
(1) Bomba de alimentación
La bomba de alimentación es un tipo de cuatro paletas que aspira combustible del depósito y lo descarga en el mecanismo de bombeo. La rotación del eje impulsor hace que el rotor de la bomba de alimentación gire y que la paleta se mueva deslizándose por la superficie interior de la carcasa (anillo excéntrico). Al girar el rotor, la bomba aspira combustible del depósito y lo descarga en la SCV y el mecanismo de bombeo. Dentro de las paletas hay un muelle para que se mantengan apretadas contra la circunferencia interior, con el fin de reducir al mínimo la fuga de combustible dentro de la bomba.
(2) Válvula reguladora
El propósito de la válvula reguladora es controlar la presión de alimentación (presión del bombeo de combustible) que envía combustible al mecanismo de bombeo. Cuando aumenta el movimiento rotatorio de la bomba y la presión de suministro excede la presión fijada en la válvula reguladora, la válvula se abre venciendo la fuerza del muelle y permitiendo el retorno del combustible al lado de succión.
Piezas componentes Funciones
Bomba de alimentación Aspira el combustible desde el depósito del mismo y se lo suministra al mecanismo de bombeo.
Válvula reguladora Regula la presión interna del combustible de la bomba de suministro. SCV (válvula de control de
succión)
Controla la cantidad de combustible que se suministra al émbolo buzo para controlar la presión de combustible de la rampa.
Mecanismo de bombeo
Leva interior Activa el émbolo buzo. Rodillo Activa el émbolo buzo.
Émbolo buzo Se mueve en vaivén para aspirar y comprimir el combustible.
Válvula de descarga Mantiene la presión alta mediante la separación del área sometida a presión (rampa) del mecanismo de bombeo.
Sensor de temperatura del combustible
Detecta la temperatura del combustible.
Válvula de retención Evita que el combustible a presión del mecanismo de bombeo vuelva al lado de succión.
Q000821S Rotor
Anillo excéntrico Muelle
Paleta
Cubierta delantera Cubierta trasera
Válvula reguladora Características de la presión
con la válvula abierta
Alta presión con la válvula abierta
Baja presión con la válvula abierta
Velocidad Presión de suministro (presión de bombeo)
Válvula reguladora Bomba de alimentación (lado de la descarga) Entrada de succión Filtro Bomba de alimentación (lado de la succión)
Cuerpo de la válvula reguladora
Muelle Pistón
Casquillo
(3) SCV: válvula de control de succión
El sistema ha incorporado un tipo de válvula electromagnética. La ECU controla la duración de la corriente aplicada a la SCV para controlar el volumen de combustible aspirado hacia el mecanismo de bombeo. Sólo se suministra la canti-dad de combustible necesaria para conseguir la presión deseada en la rampa, por lo que la carga de actuación de la bomba de suministro disminuye, mejorando de ese modo la economía de combustible.
A) Funcionamiento
a) SCV ON
Cuando se aplica corriente a la bobina, ésta empuja la válvula de aguja hacia arriba, permitiendo el suministro de com-bustible en el mecanismo de bombeo de la bomba de suministro.
b) SCV OFF
Cuando se deja de aplicar corriente a la bobina, la válvula de aguja se cierra y se detiene la succión de combustible.
Válvula de aguja
Muelle
Tope Bobina
Q000823S
Al mecanismo de bombeo de la bomba
De la bomba de alimentación Q000824S
Q000825S De la bomba de alimentación
(4) Mecanismo de bombeo (émbolo buzo, leva interior, rodillo)
• El mecanismo de bombeo consta de émbolo buzo, leva interior y rodillo; aspira el combustible descargado por la bomba de alimentación y lo bombea hacia la rampa. Como el eje impulsor y la leva interior están integrados uno en otro, la rotación del eje impulsor se convierte en la rotación de la leva interior.
• Dentro de la leva interior hay dos sistemas de émbolos buzo dispuestos en serie (tipo tándem). El émbolo buzo 1 está colocado horizontalmente y el émbolo buzo 2 está colocado verticalmente. La succión y las carreras de compresión de los émbolos buzo 1 y 2 están invertidas (cuando uno está en admisión el otro está en descarga), y cada émbolo buzo descarga dos veces por cada rotación, de forma que por una rotación de la bomba de suministro, descargan un total de cuatro veces a la rampa.
(5) Válvula de descarga
La válvula de descarga, que contiene dos bolas de válvula, descarga el combustible a presión desde los émbolos buzo 1 y 2 hacia la rampa en carreras alternas. Cuando la presión del émbolo buzo excede la presión de la rampa, la válvula se abre para descargar combustible.
Leva interior (levantamiento de la leva: 3,4 mm)
Rodillo
Diámetro del rodillo: 9 Longitud del rodillo: 21 mm Material: cerámica reforzada Émbolo buzo 1
(horizontal)
Émbolo buzo 2 (vertical)
· Émbolo buzo 1: Medio + Medio · Émbolo buzo 2: Corto + Largo
Combinación de longitudes de los émbolos buzos
Rotación de leva de 90
Émbolo buzo 1: inicio del bombeo Émbolo buzo 2: inicio de la succión Émbolo buzo 1: inicio de la succión
Émbolo buzo 2: inicio del bombeo Émbolo buzo 1
Émbolo buzo 2
Q000826S
Desde el émbolo buzo 1 Desde el émbolo buzo 2
Pasador Junta Guía Bola de la válvula Tope Soporte A la rampa
· Cuando el émbolo buzo 1 bombea · Cuando el émbolo buzo 2 bombea
(6) Sensor de temperatura del combustible
El sensor de temperatura del combustible está instalado en la parte de admisión del combustible y tiene las caracterís-ticas de un termistor en el cual la resistencia eléctrica cambia con la temperatura para poder detectar la temperatura del combustible.
(7) Válvula de retención
La válvula de retención, que está situada entre la SCV (válvula de control de succión) y el mecanismo de bombeo, evita que el combustible a presión vuelva del mecanismo de bombeo a la SCV.
A) Válvula de retención abierta
Durante la succión del combustible (SCV ON), la presión de suministro abre la válvula, permitiendo el suministro de com-bustible en el mecanismo de bombeo.
B) Válvula de retención cerrada
Durante el bombeo del combustible (SCV OFF), el combustible a presión del mecanismo de bombeo cierra la válvula, evitando que el combustible vuelva a la SCV.
Resistencia Característica temperatura Temperatura V a lor de la resistencia Termistor -Q000828S
Caja de la bomba Muelle Válvula
Tope A la SCV Tapón Al mecanismo de bombeo Q000829S Desde la SCV Al mecanismo de bombeo Q000830S
Desde el mecanismo de bombeo
e. Funcionamiento de la bomba de suministro
(1) Flujo de combustible global de la bomba de suministro
La bomba de alimentación succiona el combustible del depósito y lo envía a la SCV. En ese momento, la válvula regu-ladora ajusta la presión del combustible por debajo de cierto nivel. El volumen de descarga requerido del combustible enviado a la bomba de alimentación se ajusta mediante la SCV y el combustible se introduce en el mecanismo de bom-beo a través de la válvula de retención. Luego el mecanismo bombea el combustible hacia la rampa a través de la válvula de descarga. Del depósito de combustible Bomba de alimentación Émbolo buzo Leva Culata SCV2 Válvula de retención 1 Válvula de retención 2 SCV1 A la rampa Válvula de descarga Al depósito Orificio de rebose Válvula reguladora Q000832S
(2) Control del volumen de descarga de combustible
• El siguiente diagrama muestra que la temporización de arranque de la succión (SCV (válvula de control de succión) ON) es constante (y está determinada por el régimen de la bomba) debido a la señal del sensor de posición del cigüeñal. Por esta razón, el volumen de succión del combustible se controla cambiando la temporización del final de la succión (SCV OFF). Por lo tanto, el volumen de succión disminuye cuando la SCV se pone en OFF pronto y aumenta cuando la SCV se pone en OFF tarde.
• Durante la carrera de admisión, el émbolo buzo recibe la presión de alimentación de combustible y desciende a lo largo de la superficie de la leva. Cuando la SCV se pone en OFF (final de la succión), termina la presión de suministro sobre el émbolo buzo y se detiene el descenso. Como el volumen de succión varía, al terminar la succión (excepto con la succión máxima) el rodillo se separa de la superficie de la leva. • Cuando el eje impulsor gira, el pico de leva sube y el rodillo entra en contacto con la superficie de la leva de nuevo, la
leva aprieta el émbolo buzo y comienza el bombeo. Como el volumen de succión es igual al volumen de descarga, el volumen de descarga está controlado por la temporización con la cual la SCV se pone en OFF (volumen de succión).
0 2 4 6 8 101214 16 0 2 4 6 8 101214 0 2 4 6 8 101214 16 0 2 4 6 8 101214
Succión Succión
Succión Volumen de succión Succión
disminuido Volumen de succión aumentado ON OFF SCV 1 SCV 2 Succión Bombeo
Inicio de la succión Fin de la succión Inicio del bombeo Fin del bombeo
360 CR
TDC #1 TDC #3 TDC #4 TDC #2
Señal del sensor de identificación del cilindro Señal del sensor de posición del cigüeñal
ON OFF Ángulo del cigüeñal Punto muerto superior en compresión Combustible ON Émbolo buzo Rodillo OFF Combustible OFF Combustible OFF Descarga de la válvula de descarga Levantamiento de leva horizontal Levantamiento de leva vertical Válvula de retención SCV Bombeo Succión Bombeo Succión Bombeo Succión Bombeo Succión Válvula de descarga Q000833S
C. Tipo HP3
a. Construcción y características
• La bomba de suministro se compone principalmente de la unidad de bomba (leva excéntrica, leva anular, dos émbolos buzo), la SCV (válvula de control de succión), el sensor de temperatura del combustible y la bomba de alimentación (tipo trocoide), y se activa con una rotación o con media rotación del motor.
• Los dos émbolos buzo de la unidad de bomba compacta están colocados simétricamente por encima y por debajo de la parte exterior de la leva anular.
• Al igual que en el tipo HP2, la SCV controla el volumen de descarga del combustible, con el fin de reducir la carga de actuación y evitar la subida de temperatura del combustible. Además, hay dos tipos de SCV de HP3: el tipo normalmente abierto (la válvula de succión se abre cuando no está excitada) y el tipo normalmente cerrado (la válvula de succión se cierra cuando no está excitada).
• Con el sistema DPNR (sistema diesel de reducción de NOx y partículas), también hay un amortiguador de flujo. El pro-pósito de este amortiguador de flujo es cerrar automáticamente el combustible si hay una fuga en el paso de la válvula de adición de combustible dentro del DPNR.
Q000835S Válvula de succión
Émbolo buzo
Leva anular SCV
(válvula de control de succión) Válvula de descarga
Bomba de alimentación
Sensor de temperatura del combustible
b. Despiezo Q000836S Caja de la bomba Árbol de levas Leva excéntrica Leva anular Bomba de alimentación Émbolo buzo
Subconjunto del elemento
SCV (válvula de control de succión) Válvula reguladora Sensor de temperatura del combustible Válvula de descarga Válvula de descarga Válvula de descarga
Subconjunto del elemento
c. Funciones de las piezas componentes
(1) Bomba de alimentación
La bomba de alimentación de tipo trocoide integrada en la bomba de suministro aspira el combustible del depósito y lo suministra a los dos émbolos buzo a través del filtro de combustible y la SCV (válvula de control de succión). El eje im-pulsor activa los rotores externo e interno de la bomba de alimentación, haciendo que éstos empiecen a girar. Según el espacio que aumenta y disminuye por el movimiento de los rotores externo e interno, la bomba de alimentación aspira combustible dentro de la lumbrera de succión y bombea el combustible fuera de la lumbrera de descarga.
Piezas componentes Funciones
Bomba de alimentación Aspira el combustible desde el depósito y se lo suministra al émbolo
buzo.
Válvula reguladora Regula la presión del combustible en la bomba de suministro.
SCV (válvula de control de succión) Controla el volumen de combustible que se suministra a los émbolos buzo.
Unidad de bomba
Leva excéntrica Activa la leva anular.
Leva anular Activa el émbolo buzo.
Émbolo buzo Se mueve en vaivén para aspirar y comprimir el combustible.
Válvula de succión Evita el flujo inverso de combustible comprimido hacia la SCV.
Válvula de descarga Evita el flujo inverso desde la rampa del combustible que se bombea
desde el émbolo buzo.
Sensor de temperatura del combustible Detecta la temperatura del combustible.
A la cámara de la bomba
Del depósito de combustible Rotor externo
Rotor interno
Lumbrera de succión Lumbrera de descarga
(2) Válvula reguladora
La válvula reguladora mantiene la presión de alimentación de combustible (presión de descarga) por debajo de un cierto nivel. Si aumenta el régimen de la bomba y la presión de suministro excede la presión fijada en la válvula reguladora, la válvula se abre venciendo la fuerza del muelle para permitir el retorno del combustible al lado de succión.
(3) SCV: válvula de control de succión
A diferencia del control ON y OFF de HP2 (todo abierto o todo cerrado), la SCV de HP3 utiliza una válvula electromag-nética de tipo solenoide lineal para controlar el tiempo durante el cual se aplica corriente desde la ECU a la SCV (control de porcentaje de servicio), y de esta forma controla el volumen de flujo de combustible al émbolo buzo a alta presión. Cuando la corriente fluye a través de la SCV, el inducido de su interior se mueve según el porcentaje de servicio. El volumen de flujo de combustible cambia según el funcionamiento del inducido y se controla en función del tamaño de la apertura del conducto de combustible del cilindro. Como resultado, se controla el volumen de combustible de admisión para conseguir la presión de rampa deseada y disminuye la carga de actuación de la bomba de suministro.
Casquillo Pistón Muelle Tapón Bomba de alimentación SCV Caja de la bomba Q000837S
A) Tipo normalmente abierto y tipo normalmente cerrado
Hay dos tipos de SCV de HP3: el tipo normalmente abierto (la válvula de succión se abre cuando no está excitada) y el tipo normalmente cerrado (la válvula de succión se cierra cuando no está excitada). Cada uno de estos tipos funciona a la inversa del otro.
a) Tipo normalmente abierto
• Cuando la válvula solenoide no está excitada, el muelle de retorno empuja el cilindro, abriendo por completo el conducto de combustible y suministrando combustible a los émbolos buzo. (Cantidad total de admisión y de descarga)
• Cuando la válvula solenoide está excitada, el inducido aprieta el cilindro, que comprime el muelle de retorno y cierra el conducto de combustible.
• La válvula solenoide se activa a las posiciones ON/OFF mediante el control del porcentaje de servicio. La cantidad de combustible que se suministra corresponde al área de la superficie abierta del conducto y luego se descarga mediante los émbolos buzo.
• Control del porcentaje de servicio
La ECU del motor emite señales de onda en diente de sierra con una frecuencia constante. El valor de la corriente es el valor efectivo (medio) de estas señales. Cuando aumenta el valor efectivo, disminuye la apertura de la válvula, y cuan-do disminuye el valor efectivo, la apertura de la válvula aumenta.
Q000838S
Muelle de retorno Cilindro Solenoide
Cuerpo de válvulas
Vista exterior Sección transversal
Aguja de la válvula
QD0710S
Diferencia de corriente media
T e nsión de activación ON OFF Corriente
• Cuando la duración de la excitación de la SCV (tiempo de servicio ON) es corta
La corriente media que fluye a través de la válvula solenoide es pequeña, el cilindro retorna por la fuerza del muelle y la apertura de la válvula es grande. Como resultado, el volumen de succión de combustible aumenta.
• Cuando la duración de la excitación de la SCV (tiempo de servicio ON) es larga
La corriente media que fluye a través de la válvula solenoide es grande, el cilindro se aprieta hacia afuera y la apertura de la válvula es pequeña. Como resultado, el volumen de succión de combustible disminuye.
SCV
Cilindro Bomba
de alimentación
Apertura grande Cilindro
Q000839S
Apertura pequeña Cilindro SCV
Cilindro Bomba
de alimentación
b) Tipo normalmente cerrado
• Cuando se excita la válvula solenoide, el inducido aprieta el cilindro, abriendo por completo el conducto de combustible y suministrando combustible a la parte del émbolo buzo. (Cantidad total de admisión y de descarga)
• Cuando termina la excitación de la válvula solenoide, el muelle de retorno aprieta el cilindro y lo hace retornar, cerrando el conducto de combustible.
• La válvula solenoide se activa a las posiciones ON/OFF mediante el control del porcentaje de servicio. La cantidad de combustible que se suministra corresponde al área de la superficie abierta del conducto y luego se descarga mediante los émbolos buzo.
• Control del porcentaje de servicio
La ECU del motor emite señales de onda en diente de sierra con una frecuencia constante. El valor de la corriente es el valor efectivo (medio) de estas señales. Cuando aumenta el valor efectivo, aumenta la apertura de la válvula, y cuando disminuye el valor efectivo, la apertura de la válvula disminuye.
Q000841S Vista exterior
Sección transversal
Muelle de retorno Cilindro Solenoide
Cuerpo de válvulas Aguja de la válvula
Q000844S Diferencia de corriente media
T e nsión de activación ON OFF Corriente
• Cuando la duración de la excitación de la SCV (tiempo de servicio ON) es larga
La corriente media que fluye a través de la válvula solenoide es grande, el cilindro se aprieta hacia afuera y la apertura de la válvula es grande. Como resultado, el volumen de succión de combustible aumenta.
• Cuando la duración de la excitación de la SCV (tiempo de servicio ON) es corta
La corriente media que fluye a través de la válvula solenoide es pequeña, el cilindro retorna por la fuerza del muelle y la apertura de la válvula es pequeña. Como resultado, el volumen de succión de combustible disminuye.
Apertura grande Cilindro SCV Bomba de alimentación Q000842S SCV Bomba de alimentación Apertura pequeña Cilindro Q000843S
(4) Unidad de bomba (leva excéntrica, leva anular, émbolo buzo)
La leva excéntrica está conectada al árbol de levas y la leva anular está instalada sobre la leva excéntrica. Hay dos émbolos buzo en posición simétrica por encima y por debajo de la leva anular.
• Debido a que la rotación del árbol de levas hace que la leva excéntrica rote excéntricamente, la leva anular sigue este movimiento y se mueve de arriba abajo, lo que a su vez mueve los dos émbolos buzo recíprocamente. (La propia leva anular no gira) Émbolo buzo A Leva anular Bomba de alimentación Émbolo buzo B Árbol de levas Leva excéntrica Q000845S Q000846S Leva anular Leva excéntrica Árbol de levas
(5) Válvula de descarga
La válvula de descarga de HP3 cuenta con un elemento integrado que consta de la bola de retención, muelle y montura. Cuando la presión del émbolo buzo excede la presión de la rampa, la bola de retención se abre para descargar com-bustible.
(6) Sensor de temperatura del combustible
El sensor de temperatura del combustible está instalado en la parte de admisión del combustible y tiene las caracterís-ticas de un termistor en el cual la resistencia eléctrica cambia con la temperatura para poder detectar la temperatura del combustible.
Elemento Bola de retención
Muelle Soporte
Émbolo buzo
Q000847S
Resistencia -Características temperatura
Temperatura V a lor de la resistencia Termistor Q000848S
d. Funcionamiento de la bomba de suministro
(1) Flujo de combustible global de la bomba de suministro
La bomba de alimentación succiona el combustible del depósito y lo envía a la SCV. En ese momento, la válvula regu-ladora ajusta la presión del combustible por debajo de cierto nivel. El volumen de descarga requerido del combustible enviado desde la bomba de alimentación se ajusta mediante la SCV y se introduce en la unidad de bomba a través de la válvula de succión. La unidad de bomba bombea el combustible hacia la rampa a través de la válvula de descarga.
Filtro Desde la bomba
A la rampa
Q000849S
Inyector Rampa
Válvula de descarga Válvula de succión Émbolo buzo Muelle de retorno Retorno Rebose de la combustión Árbol de levas Depósito de combustible Filtro de combustible (con bomba de cebado)
Succión Lumbrera de admisión de combustible Bomba de alimentación Válvula reguladora Presión de succión Presión de suministro Alta presión Presión de retorno
(2) Funcionamiento
• Al igual que en HP2, el volumen de descarga se controla mediante el control de la SCV, sin embargo, se diferencia de HP2 en que la apertura de la válvula se ajusta mediante el control del porcentaje de servicio.
• En la carrera de admisión, el muelle hace que el émbolo buzo siga el movimiento de la leva anular, de modo que el émbolo buzo desciende junto con la leva anular. Así, a diferencia de HP2, el propio émbolo buzo succiona también el combustible. Cuando el combustible succionado pasa a través de la SCV, el volumen de flujo se controla hasta el vo-lumen de descarga requerido mediante la apertura de válvula y se introduce en la unidad principal de la bomba. • El volumen de combustible ajustado por la SCV se bombea durante la carrera de bombeo.
SCV Émbolo buzo B Émbolo buzo A Leva excéntrica Válvula de descarga Válvula de succión Leva anular
Émbolo buzo A: Fin de la compresión Émbolo buzo B: Fin de la succión
Émbolo buzo A: Fin de la succión Émbolo buzo B: Fin de la compresión Émbolo buzo B: Inicio de la compresión Émbolo buzo A: Inicio de la succión
Émbolo buzo B: Inicio de la succión Émbolo buzo A: Inicio de la compresión
D. Tipo HP4
a. Construcción y características
• La construcción básica de la bomba de suministro HP4 es la misma que la de HP3. La composición es también la misma que la de HP3; consta de la unidad de bomba (leva excéntrica, leva anular, émbolo buzo), la SCV (válvula de control de succión), el sensor de temperatura del combustible y la bomba de alimentación. La diferencia principal es que hay tres émbolos buzo.
• Debido a que hay tres émbolos buzo, éstos están colocados a intervalos de 120° alrededor del exterior de la leva anular. Además, la capacidad de suministro de combustible es de 1,5 veces la de HP3.
• El volumen de descarga de combustible se controla mediante la SCV, al igual que en HP3.
Q000850S Válvula de succión
Émbolo buzo
Leva excéntrica
SCV (válvula de control de succión)
Válvula de descarga Bomba
de alimentación
b. Despiezo Q000457S SCV Sensor de temperatura del combustible Filtro Bomba de alimentación Válvula reguladora Cuerpo de la bomba Leva anular Árbol de levas IN OUT
c. Funciones de las piezas componentes
Las funciones y las piezas componentes de HP4 son fundamentalmente las mismas que las de HP3. Las explicaciones que se encuentran a continuación cubren sólo los puntos en los que HP4 se diferencia de HP3. Para obtener información sobre otras piezas, consulte la sección correspondiente en la explicación sobre HP3.
(1) Unidad de bomba (leva excéntrica, leva anular, émbolo buzo)
• Hay una leva anular triangular instalada en la leva excéntrica del eje impulsor, y tres émbolos buzo instalados en la leva anular a intervalos de 120°.
Piezas componentes Funciones
Bomba de alimentación Aspira el combustible desde el depósito y se lo suministra al émbolo
buzo.
Válvula reguladora Regula la presión del combustible en la bomba de suministro.
SCV (válvula de control de succión) Controla el volumen de combustible que se suministra a los émbolos buzo.
Unidad de bomba
Leva excéntrica Activa la leva anular.
Leva anular Activa el émbolo buzo.
Émbolo buzo Se mueve en vaivén para aspirar y comprimir el combustible.
Válvula de succión Evita el flujo inverso de combustible comprimido hacia la SCV.
Válvula de descarga Evita el flujo inverso desde la rampa del combustible que se bombea
desde el émbolo buzo.
Sensor de temperatura del combustible Detecta la temperatura del combustible.
Leva anular Émbolo buzo
Árbol de levas
Leva excéntrica
• Debido a que la rotación del árbol de levas hace que la leva excéntrica rote excéntricamente, la leva anular sigue este movimiento, lo que a su vez mueve los tres émbolos buzo recíprocamente. (La propia leva anular no gira)
Émbolo buzo nº 1 Émbolo buzo nº 2 Leva excéntrica Árbol de levas Árbol de levas Gira 120º en el sentido de las agujas del reloj
Árbol de levas
Gira 120º en el sentido de las agujas del reloj
Árbol de levas
Gira 120º en el sentido de las agujas del reloj
Leva anular
Émbolo buzo nº 3 Fin del bombeo
Fin del bombeo
Fin del bombeo Bombeo Bombeo Bombeo Succión Succión Succión D000852S
d. Funcionamiento de la bomba de suministro
(1) Flujo de combustible global de la bomba de suministro
La bomba de alimentación succiona el combustible del depósito y lo envía a la SCV. En ese momento, la válvula regu-ladora ajusta la presión del combustible por debajo de un cierto nivel. El volumen de descarga requerido del combustible enviado desde la bomba de alimentación se ajusta mediante la SCV y se introduce en la unidad de bomba a través de la válvula de succión. La unidad de bomba bombea el combustible hacia la rampa a través de la válvula de descarga.
(2) Funcionamiento
El volumen de descarga se controla mediante la SCV. Al igual que en HP3, la apertura de válvula se ajusta mediante el control del porcentaje de servicio. La única diferencia con HP3 es la forma de la unidad de bomba. El funcionamiento y el control son esencialmente los mismos. Para obtener más detalles sobre el funcionamiento y el control, consulte la explicación de HP3.
Q000853S Bomba de alimentación desde el depósito de combustible (succión)
SCV desde la bomba de alimentación (baja presión)
Unidad de bomba desde SCV (ajuste de baja presión completo) Desde la unidad de bomba a la rampa (alta presión)
Del dep Del depósito sito de combustible de combustible A la rampa Émbolo buzo Válvula de succión Válvula de descarga Leva anular Árbol de levas SCV Bomba de alimentación Del depósito de combustible
3-2. RAMPA
A. Funciones y composición de la rampa
• La función de la rampa es distribuir el combustible a presión a cada inyector de cilindro mediante la bomba de suministro. • La forma de la rampa depende del modelo y las piezas componentes varían en consonancia.
• Las piezas componentes son el sensor de presión de la rampa (sensor Pc), el limitador de presión y en algunos modelos un amortiguador de flujo y la válvula de descarga de presión.
B. Construcción y funcionamiento de las piezas componentes
Rampa Rampa
Limitador de presión
Limitador de presión
Sensor de presión de la rampa (sensor Pc) Sensor de presión de la rampa (sensor Pc)
Amortiguador de flujo
Válvula de descarga de presión
Q000854S
Piezas componentes Funciones
Rampa Almacena el combustible a presión bombeado por la bomba de suministro y distribuye
el combustible a cada inyector de cilindro.
Limitador de presión Abre la válvula para liberar la presión si ésta es anormalmente alta en la rampa. Sensor de presión de la rampa
(sensor Pc)
Detecta la presión del combustible de la rampa
Amortiguador de flujo Reduce las pulsaciones de la presión del combustible de la rampa. Si el combustible fluye hacia fuera en exceso, el amortiguador cierra el conducto de combustible para evitar que siga fluyendo. Se utiliza sobre todo en los motores de vehículos grandes. Válvula de descarga de presión Controla la presión del combustible de la rampa. Se utiliza sobre todo en los motores
a. Limitador de presión
El limitador de presión se abre para liberar la presión en caso de que se genere una presión anormalmente alta. El limi-tador de presión funciona (se abre) si se alcanza una presión anormalmente alta en el interior de la rampa. Reanuda su funcionamiento (se cierra) una vez que la presión ha caído a un cierto nivel. El combustible liberado por el limitador de presión vuelve al depósito de combustible.
< Aviso >
• Las presiones que hacen funcionar el limitador de presión dependen del modelo de vehículo y son aproximadamente 140-230MPa para la presión de apertura de la válvula y aproximadamente 30-50MPa para la presión de cierre de la misma.
b. Sensor de presión de la rampa (sensor Pc)
El sensor de presión de la rampa (sensor Pc) está instalado en la rampa. Detecta la presión del combustible en la rampa y envía una señal a la ECU del motor. Se trata de un sensor semiconductor que utiliza el efecto piezoeléctrico de la resistencia eléctrica que varía cuando se aplica presión al elemento de silicona.
• También hay sensores de presión de la rampa que tienen sistemas duales para proporcionar una reserva en caso de avería. La tensión de salida está desfasada.
Limitador de presión Fuga (al depósito de combustible) Válvula abierta Válvula cerrada Presión de la rampa
Presión anormalmente alta
Retorno
Q000855S
GND Vout
Diagrama de conexiones del sensor Características de la presión
de la rampa común Tensión de salida -Presión de la rampa Te nsión de salida Vcc +5V ECU Pc Vout Vcc=5V GND Vout Vcc Q000856S Q000857S E2S PR2 VCS VC PR E2 Pc Sensores VC VCS PR2 PR E2 E2S +5V ECU ECU Vout/Vcc Vcc=5V Presión de la rampa Te nsión de salida 1 Te nsión de salida 2
c. Amortiguador de flujo
El amortiguador de flujo reduce las pulsaciones de la presión del combustible en el tubo a presión y suministra combus-tible a los inyectores a una presión estabilizada. Asimismo, el amortiguador de flujo presenta una descarga anormal de combustible al cerrar el conducto de combustible en caso de que haya una descarga excesiva del mismo, por ejemplo debido a la fuga de combustible desde un tubo de inyección o inyector. Algunos amortiguadores de flujo combinan un pistón y una bola y otros tienen solamente un pistón.
(1) Funcionamiento del tipo de pistón y bola
Cuando hay un impulso de presión en un tubo de alta presión, su resistencia al pasar a través del orificio rompe el equi-librio entre la presión de la parte de la rampa y la presión de la parte del inyector, de modo que el pistón y la bola se desplazan a la parte del inyector, absorbiendo el impulso de presión. Cuando los impulsos de presión son normales, como la presión del lado de la rampa y la presión del lado del inyector se equilibran rápidamente, el muelle hace retro-ceder el pistón y la bola hacia el lado de la rampa. Si hay una descarga irregular, por ejemplo debido a una fuga de combustible en el lado del inyector, la cantidad de combustible que pasa a través del orificio no se puede compensar y el pistón aprieta la bola contra el asiento, de modo que el paso del combustible hacia el inyector se cierra.
(2) Funcionamiento del tipo de sólo pistón
El pistón está directamente en contacto con el asiento y cierra el conducto de combustible directamente. Funciona igual que el tipo de pistón y bola.
Q000858S Pistón Bola Asiento Muelle Pistón Muelle Asiento
Tipo que combina pistón y bola Tipo de sólo pistón
Q000859S
· Durante la absorción de impulsos de presión · Corte de combustible
Pistón Bola Asiento Muelle Q000860S · Corte de combustible Pistón Muelle Asiento · Durante la absorción de impulsos de presión
d. Válvula de descarga de presión
La válvula de descarga de presión controla la presión del combustible de la rampa. Cuando la presión del combustible de la rampa excede la presión de inyección deseada, o cuando la ECU del motor detecta que la presión del combustible de la rampa excede el valor meta, se excita la bobina solenoide de la válvula de descarga de presión. Se abre así el paso de la válvula de descarga de presión, permitiendo que el combustible vuelva de nuevo a su depósito y reduciendo la presión del combustible de la rampa hasta la presión deseada.
Q000861S Válvula de descarga de presión
Rampa ON ECU Al depósito de combustible Funcionamiento Bobina solenoide
3-3. INYECTOR
A. Descripción general
• El inyector inyecta el combustible a presión de la rampa en la cámara de combustión del motor al calado, volumen, re-lación y modelo de inyección óptimos, en función de las señales de la ECU.
• La inyección se controla utilizando una TWV (válvula de dos vías) y un orificio. La TWV controla la presión de la cámara de control para controlar el principio y el final de la inyección. El orificio controla la relación de inyección moderando el régimen en el cual se abre la tobera.
• El pistón de mando abre y cierra la válvula al transmitir la presión de la cámara de control a la aguja de la tobera. • Cuando la válvula de la aguja de la tobera se abre, la tobera pulveriza el combustible y lo inyecta.
• Hay tres tipos de inyectores: el X1, X2, y G2.
Q000862S ECU Bomba de suministro Tobera Pistón de mando
Parte de la cámara de control Orificio
TWV
Rampa
Sensor de presión de la rampa
B. Construcción y características del inyector
El inyector consiste en una tobera similar a la “tobera y portainyector” convencionales, un orificio que controla la relación de inyección, el pistón de mando y una TWV (válvula electromagnética de dos vías). La construcción básica es la misma en los tipos X1, X2 y G2.
a. Tipo X1
El control de precisión se logra mediante el control electrónico de la inyección. La TWV consta de dos válvulas: la válvula interior (fija) y la válvula exterior (móvil).
Q000863S Tobera Pistón de mando TWV Solenoide Orificio 1 Orificio 2 Válvula interior Válvula exterior
b. Tipo X2
Al reducir la carga de actuación del inyector, éste se ha hecho más compacto y eficaz en cuanto a la energía, a la vez que se ha mejorado la precisión de la inyección. La TWV abre y cierra directamente el orificio de salida.
Cámara de control Válvula
electromagnética Tornillo hueco con
amortiguador Junta tórica Pistón de mando Muelle de la tobera Pasador de presión Aguja de la tobera Asiento Combustible a alta presión Paso de fuga Desde la rampa Q000864S
c. Tipo G2
Para asegurar una presión alta, el tipo G2 ha mejorado la fuerza de la presión, el rendimiento del sellado y la resistencia del desgaste de la presión. Ha mejorado también el funcionamiento a un régimen alto, haciendo posible un control de la inyección más preciso y la inyección múltiple.
< Aviso >
• La inyección múltiple significa que la inyección principal se realiza mediante un número de inyecciones de combustible entre uno y cinco sin que cambie la cantidad de inyección, con el fin de reducir las emisiones de gases de escape y el ruido. Q000865S Conector Válvula electromagnética Pistón de mando Muelle de la tobera Pasador de presión Aguja de la tobera
Asiento Paso de fuga
Desde la rampa Al depósito de combustible
Ejemplo: modelo con cinco inyecciones
Tiempo Inyección previa Inyección piloto Inyección secundaria Inyección principal Post-inyección Cantidad de inyección Q000866S
C. Funcionamiento del inyector
El inyector controla la inyección a través de la presión del combustible de la cámara de control. La TWV lleva a cabo el control de fugas de combustible en la cámara de control para controlar la presión del combustible dentro de esa cámara. La TWV varía según el tipo de inyector.
a. Sin inyección
Cuando la TWV no está excitada, cierra el paso de fuga desde la cámara de control, de forma que la presión del com-bustible de la cámara de control y la presión del comcom-bustible que se aplica a la aguja de la tobera sean la misma presión de la rampa. Así, la aguja de la tobera se cierra debido a la diferencia entre el área de la superficie sometida a presión del pistón de mando y la fuerza del muelle de la tobera, y el combustible no se inyecta. En el tipo X1, el paso de fuga desde la cámara de control se cierra mediante la válvula exterior, que se aprieta contra el asiento por la fuerza del muelle y la presión del combustible dentro de la válvula exterior. En los tipos X2 y G2, el orificio de salida de la cámara de control se cierra directamente por la fuerza del muelle.
b. Inyección
Cuando empieza la excitación de la TWV, esta válvula se levanta, abriendo el paso de fuga de la cámara de control. Cuando este paso de fuga se abre, el combustible de la cámara de control sale y la presión baja. Debido a la caída de presión dentro de la cámara de control, la presión de la aguja de la tobera vence la fuerza que la aprieta hacia abajo, la aguja es empujada hacia arriba y empieza la inyección. Cuando hay fugas de combustible desde la cámara de control, el volumen del flujo se restringe mediante el orificio, de modo que la tobera se abre gradualmente. La relación de inyec-ción sube cuando la tobera se abre. Al continuar aplicando corriente a la TWV, llega un momento en que la aguja de la tobera alcanza la elevación máxima, lo que da como resultado la máxima relación de inyección. El combustible exce-dente vuelve al depósito de combustible a través del camino mostrado.
c. Final de la inyección
Cuando termina la excitación de la TWV, la válvula desciende, cerrando el paso de fuga de la cámara de control. Cuando se cierra el paso de fuga, la presión del combustible dentro de la cámara de control vuelve instantáneamente a la presión de rampa, la tobera se cierra de repente y la inyección se detiene.
Q000867S Válvula exterior Relación de inyección Presión de la cámara de control Presión de la cámara de control Presión de la cámara de control Solenoide TWV Orificio de salida Orificio de entrada Pistón de mando Tobera Relación de inyección Relación de inyección
Sin inyección Inyección Final de la inyección
Rampa X1 X2
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G2 Orificio de salida Corriente de funcionamiento Corriente de funcionamiento Corriente de funcionamiento Válvula interior Al depósito de combustible Paso de fuga Paso de fuga TWVD. Circuito de funcionamiento del inyector
Para mejorar la respuesta del inyector se ha cambiado la tensión de funcionamiento a alta tensión, lo que acelera tanto la magnetización del solenoide como la respuesta de la TWV. La EDU del circuito de carga de la ECU aumenta la res-pectiva tensión de la batería a aproximadamente 110V, lo que suministra al inyector la señal de la ECU para activarlo.
Q000868S INJ#1 (Cilindro nº 1) ECU Inyector INJ#2 (Cilindro nº 3) INJ#3 (Cilindro nº 4) INJ#4 (Cilindro nº 2) Circuito de carga IJt IJf EDU Corriente de funcionamiento ECU Corriente de funcionamiento Activación directa de la ECU
Funcionamiento de la EDU 2WV#3 (Cilindro nº 3) 2WV#4 (Cilindro nº 6) 2WV#5 (Cilindro nº 2) 2WV#6 (Cilindro nº 4) Inyector Común 2 Común 1 2WV#1 (Cilindro nº 1) 2WV#2 (Cilindro nº 5) Circuito de amperaje constante Circuito de producción de alta tensión Circuito de control Circuito de amperaje constante Circuito de amperaje constante Circuito de producción de alta tensión
