Service Training
Programa autodidáctico 403
El motor TDI 2.0 con
sistema de inyección Common Rail
Diseño y funcionamiento
El Programa autodidáctico presenta el diseño y funcionamiento de nuevos desarrollos.
Para las instrucciones de actualidad sobre comprobación, ajuste y reparación consulte por
NUEVO Atención
Nota
S403_051
El motor TDI 2.0 con sistema de inyección Common Rail es el primer representante de una nueva generación de los dinámicos y eficientes motores diésel de Volkswagen.
Aplicando la tecnología Common Rail al exitoso y probado motor TDI 2.0, Volkswagen define nuevos parámetros en lo relativo a las características específicas del TDI, tales como dinamismo, conducción divertida, economía de consumo y fiabilidad. Estas notables virtudes del TDI están enfocadas en el motor 2.0 TDI con sistema de inyección Common Rail hacia los futuros desafíos que plantean los aspectos acústicos, de confort y del tratamiento de los gases de escape.
El papel de pionero iniciado por Volkswagen en el año 1993 con el lanzamiento del primer motor diésel turboalimentado de inyección directa en un turismo continúa como una cadena de éxitos con el motor TDI 2.0 y viene a confirmar el papel de precursor que ejerce Volkswagen en la tecnología diésel.
El motor ya cumple desde ahora con las exigencias planteadas por la norma Euro 5 sobre emisiones de escape, que entrará previsiblemente en vigor a finales del 2009, y ofrece el potencial para cumplir con futuras normas sobre emisiones de escape e implementar las tecnologías que ello supone.
Referencia rápida
Lo esencial resumido . . . 4
Mecánica del motor . . . 6
Gestión del motor . . . 40
Servicio . . . 62
Introducción
El motor TDI 2.0 con sistema de inyección Common Rail está basado en el motor TDI 2.0 de inyector-bomba. El motor predecesor es uno de los motores diésel de los que más unidades se han fabricado en el mundo. Es el motor con las aplicaciones más extensas en el Consorcio Volkswagen, desde el turismo hasta el Transporter.
Lo esencial resumido
S403_050 S403_053
Para satisfacer el mayor nivel de exigencias planteadas a los aspectos acústicos, del consumo y de las emisiones de escape se ha revisado una gran cantidad de componentes del motor. Corresponde una importancia especial a la implantación de la tecnología Common Rail.
Equipado con un filtro de partículas diésel, el motor cumple con las exigencias planteadas por la norma sobre emisiones de escape EU 5, que entrará en vigor previsiblemente a finales del 2009. Debido a que todavía no han sido fijadas las disposiciones legales para la homologación según la norma de emisiones de escape EU 5, el motor ha sido homologado para la norma EU 4.
Características técnicas
● Sistema de inyección Common Rail con inyectores piezoeléctricos
● Filtro de partículas diésel con catalizador de oxidación antepuesto
● Colector de admisión con reglaje de chapaletas de turbulencia espiroidal
● Electroválvula para recirculación de gases de escape
● Turbocompresor de escape regulable con realimentación de señales de recorrido
● Refrigeración de la recirculación de gases de escape a baja temperatura
Datos técnicos
Letras distintivas del motor CBAB
Arquitectura Motor de 4 cilindros en línea Válvulas pro cilindro 4
Cilindrada 1.968 cc Carrera 95,5 mm Diámetro de cilindros 81 mm Potencia máx. 103 kW a 4.200 rpm Par máx. 320 Nm a 1.750 hasta 2500 rpm Relación de compresión 16,5 : 1
Gestión del motor Bosch EDC 17 (sistema de inyección Common Rail) Combustible Gasoil, DIN EN 590 Depuración de gases de
escape
Recirculación de gases de escape,
filtro de partículas diésel Norma de emisiones de
escape
EU 4
Diagrama de potencia y par S403_003 S403_007 Régimen (rpm) P ar ( Nm) Potencia (kW)
Mecánica del motor
S403_069
Dentado para la bomba de aceite Contrapesos
Contrapesos
S403_062 S403_004
Cigüeñal
Debido al elevado nivel de cargas mecánicas que intervienen se implanta un cigüeñal forjado en el motor TDI 2.0 CR.
En lugar de los ochos contrapesos habituales, este cigüeñal solamente lleva cuatro. Con ello se reducen las cargas en los cojinetes del cigüeñal. Asimismo se reducen las emisiones de sonoridad que pueden surgir a raíz de movimientos propios y oscilaciones del motor.
Pistón del motor 2.0 inyector-bomba Pistón del motor 2.0 Common Rail Cámara del pistón
Conducto de aire
Pistones
Al igual que en el motor TDI 2.0 / 125 kW de inyector-bomba, los pistones carecen de cajeados para las válvulas. Con esta medida se reduce el espacio nocivo y mejora la turbulencia en el cilindro. Entiéndese aquí por
turbulencia un movimiento de flujo circular en torno al eje geométrico vertical del cilindro. La turbulencia tiene una influencia esencial sobre la formación de la mezcla.
El pistón dispone de un conducto de refrigeración anular para la refrigeración de la zona de los segmentos, en el que se inyecta aceite por medio de surtidores para los pistones.
La cámara del pistón en la que se mezcla el combustible con el aire en turbulencia está adaptada a la posición del chorro proyectado por los inyectores y, en comparación con el pistón del motor de inyector-bomba, se caracteriza por una geometría más ancha y plana. De ese modo se consigue una mezcla más homogénea y se reduce la producción de hollín.
Los inyectores van fijados con mordazas de sujeción en la culata. Son desmontables a través de pequeñas tapas en la tapa de la culata.
S403_008 Culata Inyectores Árbol de levas de escape Conductos de escape Árbol de levas de admisión
Culata
La culata del motor TDI 2.0 con sistema de inyección Common Rail es una versión de flujo transversal en aluminio con dos válvulas de admisión y dos de escape para cada cilindro. Las válvulas van suspendidas en posición vertical.
Los dos árboles de levas en cabeza están comunicados a través de un engranaje con dentado cilíndrico y compensación integrada del juego entre flancos de los dientes. El accionamiento corre a cargo del cigüeñal, a través de una correa dentada y el piñón en el árbol de levas de escape. Las válvulas se accionan mediante balancines flotantes de rodillo, con índices de fricción mínimos y elementos hidráulicos para la compensación del juego. S403_084 Inyector Mordaza de sujeción Balancines flotantes de rodillo
Evita que la presión excesiva de la cámara de combustión pase por el respiradero del cárter del cigüeñal hacia el lado compresor del turbo y provoque trastornos en el funcionamiento.
Mecánica del motor
Conducto de desaireación en la
culata
Si ocurre alguna fuga en la zona del retén de cobre que lleva el inyector puede fugarse el aire de la cámara de combustión a través de un conducto. El conducto de desaireación va dispuesto en la culata por encima del colector de escape.
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S403_118 Inyector
Retén
Retén hacia la cámara de combustión
Conductos de desaireación
Conducto de desaireación
Técnica de 4 válvulas
Sobre cada cilindro se disponen dos válvulas de admisión y dos de escape suspendidas verticalmente en la culata.
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La geometría, el tamaño y la disposición de los conductos de admisión y escape establecen un buen llenado de los cilindros y un intercambio de gases adecuado en la cámara de combustión.
Los conductos de admisión están diseñados como conducto turbulencia espiroidal y conducto de llenado.
El aire que recorre el conducto de turbulencia espiroidal produce el alto nivel de movimiento deseado para la carga.
Válvulas de admisión Válvulas de escape Árbol de levas de escape Árbol de levas de admisión Conducto de turbulencia espiroidal Conducto de llenado
El inyector vertical emplazado en el centro se encuentra directamente por encima de la cámara concéntrica del pistón.
El conducto de llenado se encarga de que la cámara de combustión se llene de forma adecuada, sobre todo a regímenes superiores.
Mecánica del motor
Colector de admisión con
chapaletas de turbulencia
espiroidal
El colector de admisión lleva chapaletas de turbulencia espiroidal regulables sin escalonamientos.
Dependiendo del régimen y la carga del motor se gestiona la turbulencia espiroidal del aire aspirado por medio de la posición de estas chapaletas.
Las chapaletas de turbulencia espiroidal son movidas por el motor para chapaleta de admisión a través de una varilla de empuje. La unidad de control del motor excita para ello el servomotor. En el motor para chapaleta de admisión V157 está integrado el potenciómetro G336, que le sirve a la unidad de control del motor para recibir la información acerca de la posición momentánea en que se encuentran las chapaletas de turbulencia espiroidal.
S403_043 S403_010 Colector de admisión Conducto de turbulencia espiroidal Conducto de llenado Chapaleta de turbulencia espiroidal
Motor para chapaleta de admisión V157 con potenciómetro para chapaleta de
Motor para chapaleta en el colector de admisión V157
Arquitectura
Durante la marcha se regulan continuamente las chapaletas de turbulencia espiroidal en función de la carga y el régimen del motor. Para cada rango operativo está dado de ese modo el movimiento óptimo del aire en la cámara de combustión.
A partir de un régimen de aprox. 3.000 rpm se mantienen abiertas al máximo las chapaletas de turbulencia espiroidal. Con el mayor caudal de aire que ello supone se consigue un buen llenado de la cámara de combustión.
Funcionamiento de las chapaletas
de turbulencia espiroidal
Las chapaletas de turbulencia espiroidal están cerradas al ralentí y a regímenes bajos. Con ello se consigue un intenso efecto de turbulencia que conduce a una mezcla bien lograda.
Conducto de llenado S403_044 Conducto de turbulencia espiroidal S403_045 Chapaleta de turbulencia espiroidal Conducto de llenado Conducto de turbulencia espiroidal Chapaleta de turbulencia espiroidal
Las chapaletas se encuentran abiertas en la fase de arranque del motor, en la función de marcha de emergencia y a plena carga.
Mecánica del motor
Arquitectura
La parte más ancha del piñón cilíndrico (piñón fijo) es solidaria con el árbol de levas de escape.
En el frente tiene rampas. La parte más estrecha del piñón cilíndrico (piñón móvil) es móvil en direcciones radial y axial. Lleva al reverso las escotaduras de alojamiento para las rampas.
Accionamiento de los árboles
de levas
Los árboles de levas de admisión y escape están comunicados a través de un engranaje de piñones cilíndricos con compensación integrada del juego entre flancos de los dientes. El piñón del árbol de admisión es accionado por el piñón del árbol de levas de escape.
La compensación del juego entre flancos de los dientes establece un accionamiento silencioso de los árboles de levas.
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Disco intermedio
Seguro
Piñón cilíndrico móvil
Muelle de platillo
Piñón cilíndrico fijo Árbol de levas de escape Módulo portasombreretes Árbol de levas de escape Árbol de levas de admisión S403_014 Piñón fijo Rampas Piñón móvil
Así funciona:
Ambas mitades del piñón cilíndrico son empujadas axialmente por la fuerza de un muelle de platillo. Esto provoca un semigiro obedeciendo a las rampas.
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El semigiro hace que se produzca un decalaje entre los dientes de ambas mitades del piñón cilíndrico, con lo cual se compensa el juego entre los flancos de los dientes de los piñones entre los árboles de levas de admisión y escape.
Muelle de platillo
Compensación del juego
Decalaje de los dientes
Mecánica del motor
Junta de culata
La junta de la culata tiene una estructura de 4 capas y dispone de dos características especiales que vienen a mejorar el sellado de las cámaras de combustión.
● Bordes antifugas de la cámara de combustión perfilados en altura
● Apoyo en los talones extremos
Bordes antifugas de la cámara de
combustión perfilados en altura
El canto de estanqueidad en el orificio para el cilindro recibe el nombre de borde antifugas de la cámara de combustión. Está ejecutado en una versión perfilada en altura. Esto significa que el perfil del canto que bordea la cámara de combustión tiene diferentes alturas. Con esta modelación específica se consigue un reparto uniforme de las fuerzas de apriete en las cámaras de combustión. Ello reduce las deformaciones en los cilindros y las oscilaciones que surgen en la juntura de estanqueidad.
Apoyo en los talones extremos
Se da el nombre de apoyo en los talones extremos al perfil que se aplica a ambos cilindros de los extremos en la junta de la culata.
El apoyo en los talones extremos supone en esas zonas un reparto más homogéneo de las fuerzas de apriete. Con ello se reduce la combadura de la culata y la deformación de los cilindros de los extremos.
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S403_029 Borde antifugas de la
cámara de combustión
Apoyo en los talones extremos
Apoyo de los talones extremos
Borde antifugas de la cámara de combustión
S403_092 Apoyo en los talones
Distribución de correa dentada
Con la correa dentada se acciona el árbol de levas, la bomba de líquido refrigerante y la bomba de alta presión para el sistema de inyección Common Rail.
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Distribución de correa dentada
Accionamiento de grupos auxiliares Piñón de accionamiento para el árbol de levas
Piñón de accionamiento para la bomba de alta presión
Rodillo de reenvío
Piñón de accionamiento para el alternador (con rueda libre)
Rodillo tensor Cigüeñal Piñón de accionamiento para la bomba de líquido refrigerante Rodillo tensor
Compresor del climatizador
S403_116 Perfil del diente
Recubrimiento fibroso Correa poli-V
Accionamiento de grupos auxiliares
Los grupos auxiliares alternador y compresor del climatizador se accionan desde el cigüeñal por medio de una correa poli-V. La superficie perfilada de la correa poli-V va dotada de un recubrimiento fibroso. Con ello mejora el comportamiento de la correa a efectos de fricción y se reduce la sonoridad molesta que, por lo demás, podría surgir al circular en mojado y en ambiente frío.
Arquitectura
El módulo de equilibrado rotacional consta de una carcasa de fundición gris, dos árboles contrarrotantes, el accionamiento de piñones con dentado helicoidal y la bomba de aceite Duocentric integrada. El giro del cigüeñal es transmitido sobre el piñón intermedio situado en la parte exterior de la carcasa. Acciona al árbol equilibrador I. A partir de este árbol se retransmite el movimiento a través de una pareja de piñones bajo la carcasa hacia el árbol equilibrador II y la bomba de aceite Duocentric.
El accionamiento de piñones está diseñado de modo que los árboles equilibradores giren al doble régimen del cigüeñal.
El juego entre flancos de los dientes en el
accionamiento de piñones se ajusta con ayuda de un recubrimiento que lleva el piñón intermedio. Este recubrimiento se desgasta al ser puesto en funcionamiento el motor y produce un juego definido entre los flancos de los dientes.
Mecánica del motor
S403_017
Módulo de equilibrado rotacional
El motor TDI 2.0 / 103 kW en el Tiguan posee un módulo de equilibrado rotacional, que se aloja en el cárter de aceite debajo del cigüeñal. El módulo es accionado por un piñón del cigüeñal. La bomba de aceite Duocentric va integrada en el módulo de equilibrado rotacional.
Siempre se tiene que sustituir el piñón intermedio si se soltó el piñón intermedio o el piñón de accionamiento para el árbol equilibrador I.
Obsérvense las indicaciones proporcionadas en el Manual de Reparaciones.
Piñón del cigüeñal
Piñón intermedio Piñón de accionamiento árbol equilibrador I Piñón de accionamiento árbol equilibrador II Carcasa Bomba de aceite Duocentric
Leyenda
1 - Cárter de aceite
2 - Sensor de nivel y temperatura del aceite G266 3 - Bomba de aceite
4 - Válvula de descarga de aceite 5 - Bloqueo antirretorno de aceite 6 - Radiador de aceite
7 - Filtro de aceite
8 - Válvula de cortocircuito 9 - Manocontacto de aceite F1
10 - Válvula reguladora de la presión del aceite 11 - Cigüeñal
12 - Surtidores de aceite para refrigeración de pistones 13 - Árbol de levas 14 - Bomba de vacío 15 - Turbocompresor 16 - Retorno de aceite
Circuito de aceite
Una bomba Duocentric genera la presión necesaria del aceite para el motor. Se integra en el módulo de equilibrado rotacional y es accionada por el árbol equilibrador II.
La válvula de descarga es una válvula de seguridad. Evita que se dañen componentes del motor por una presión excesiva del aceite, por ejemplo a bajas temperaturas exteriores y altos regímenes.
La válvula reguladora de la presión del aceite del motor abre en cuanto el aceite ha alcanzado la presión máxima admisible.
La válvula de cortocircuito abre si está obstruido el filtro de aceite y asegura de esa forma la lubricación del motor.
Mecánica del motor
S403_019 Válvula reguladora de presión Separación de refino Separación gruesa Manguito de llenado de aceite Depósito de vacío Cámara de amortiguaciónDesaireación del cárter del cigüeñal
Por diferencias de presión entre la cámara de combustión y el cárter del cigüeñal se producen en los motores de combustión corrientes de aire entre los segmentos del pistón y la pared del cilindro, que reciben el nombre de gases fugados de los cilindros (blow-by).
Estos gases de contenido aceitoso vuelven a la zona de aspiración a través de la desaireación del cárter, para evitar emisiones de cargas contaminantes.
El mayor nivel de exigencias planteadas a la protección medioambiental viene la plantear a su vez requisitos severos a una separación eficaz del aceite. Se practica para ello una separación escalonada, que supone el acarreo de sólo escasas cantidades de aceite hacia el aire de admisión y, por tanto, menores emisiones de hollín.
La separación del aceite se realiza en tres fases:
- separación gruesa - separación de refino - cámara de amortiguación
Aparte del manguito para el llenado del aceite y el acumulador manométrico para el sistema de depresión del motor, se integran los componentes de la desaireación para el cárter del cigüeñal en la tapa de la culata.
Separación gruesa
Los gases fugados de los cilindros pasan de los espacios del cigüeñal y árboles de levas hacia una cámara de estabilización. Se encuentra integrada en la tapa de la culata. En la cámara de estabilización, las gotitas de aceite de mayor tamaño se adhieren a las paredes y al fondo. La cámara de estabilización tiene aberturas a través de las cuales el aceite puede pasar por goteo hacia la culata.
Arquitectura
S403_086 Ciclones Cámara de estabilización Válvulas titilantes hacia el grupo de admisión Diafragma Platillo de apoyo Muelle espiral Tapa Cámara de amortiguación Cámara colectora de aceite Válvula titilante Válvula reguladora de presión LeyendaAire aceitoso del cárter del cigüeñal Aire desaceitado
Mecánica del motor
S403_087 Válvula reguladora
de presión
Ciclones Aire depurado hacia el
conducto de admisión Válvulas titilantes
Cámara colectora de aceite Válvula titilante
Separación de refino
La separación de refino se lleva a cabo a través de un separador ciclónico, que consta de cuatro ciclones en total. Según la magnitud que tiene la diferencia de presiones entre el colector de admisión y el cárter del cigüeñal se hacen intervenir dos o cuatro ciclones a través de válvulas titilantes de acero para muelles.
La geometría específica de los ciclones hace que el aire describa un movimiento de rotación. La fuerza centrífuga provocada de ese modo hace que el aceite nebulizado se desplace hacia la pared de separación. Las gotitas de aceite se precipitan separándose por la pared del ciclón y pasan a una cámara colectora.
La cámara colectora tiene capacidad para alojar la cantidad de aceite que puede intervenir como máximo durante el tiempo que se consume una carga completa del depósito del vehículo.
Al estar parado el motor abre una válvula titilante, que suele estar cerrada a raíz de la mayor presión reinante en la culata durante el funcionamiento del motor. El aceite de la cámara colectora vuelve al cárter a través de la culata.
Si la depresión es baja en el conducto de admisión, la válvula abre impulsada por el muelle de compresión.
Si la depresión es intensa en el conducto de admisión, la válvula reguladora de presión cierra.
Válvula reguladora de presión
La válvula reguladora de presión se encarga de regular la presión para la desaireación del cárter del cigüeñal. Consta de un diafragma y un muelle de compresión. Al aplicarse los gases fugados de los cilindros, la válvula limita la depresión en el cárter. Si la depresión tiene una alta magnitud en el cárter pueden dañarse las juntas del motor.
S403_089 S403_088 hacia el conducto de admisión S403_104 Cámara de amortiguación hacia el conducto de admisión Presión atmosférica Válvula reguladora de presión abierta
Muelle de compresión Diafragma
La válvula reguladora de presión cierra
Cámara de amortiguación
Para evitar turbulencias que estorben la inscripción de los gases en el colector de admisión se implanta una cámara amortiguadora a continuación del separador ciclónico de aceite. En esta cámara se reduce la energía cinética de los gases procedentes de los ciclones. Aparte de ello se logra separar otra cantidad restante de aceite en la cámara de amortiguación.
Mecánica del motor
Leyenda
1 - Radiador para el circuito de refrigeración del motor 2 - Termostato de líquido refrigerante
3 - Bomba de líquido refrigerante 4 - Radiador de aceite
5 - Radiador para recirculación de gases de escape 6 - Sensor de temperatura del líquido refrigerante G62
Circuito de líquido refrigerante
Una bomba mecánica hace circular el líquido refrigerante por el circuito. Es accionada por una correa dentada. El circuito se controla mediante un termostato de materia dilatable.
7 - Sensor de temperatura del líquido refrigerante a la salida del radiador G83
8 - Intercambiador de calor para calefacción 9 - Depósito de expansión
10 - Bomba 2 para circulación del líquido refrigerante V178
Recirculación de gases de escape a baja temperatura
Para reducir las emisiones de NOx se equipa el motor con una recirculación de gases de escape a baja temperatura.
Funcionamiento
Al estar cerrado el termostato, el radiador para recirculación de gases de escape es alimentado directamente con líquido refrigerante frío procedente del radiador del motor. El mayor gradiente de temperatura que ello supone permite recircular una mayor cantidad de gases de escape. De esa forma pueden reducirse las temperaturas de la combustión y, por consecuencia, las emisiones de óxidos nítricos en la fase de calentamiento del motor.
La electrobomba de agua adicional (bomba 2 para circulación de líquido refrigerante V178) es excitada por la unidad de control del motor y acompaña el funcionamiento continuamente después del arranque del motor.
Sistema de combustible
Cuadro esquemático
1 - Bomba de preelevación de combustible G6
Eleva continuamente combustible hacia la zona de alimentación.
2 - Filtro de combustible con válvula de precalentamiento
La válvula de precalentamiento evita que el filtro sea obstruido por los cristales que se producen por la solidificación de la parafina al hacer bajas temperaturas exteriores.
3 - Bomba de combustible adicional V393
Eleva el combustible de la zona de alimentación hacia la bomba de combustible.
4 - Filtro de tamiz
Protege a la bomba de alta presión contra partículas de suciedad.
5 - Sensor de temperatura del combustible G81
Determina la temperatura actual del combustible.
6 - Bomba de alta presión
Genera la alta presión necesaria del combustible para la inyección.
7 - Válvula de dosificación del combustible N290
Regula en función de las necesidades la cantidad del combustible a comprimir.
Mecánica del motor
1 - Bomba de preelevación de combustible G6
2 - Filtro de combustible con válvula de precalentamiento 3 - Bomba de combustible adicional V393
4 - Filtro de tamiz
5 - Sensor de temperatura del combustible G81 6 - Bomba de alta presión
8 - Válvula reguladora de la presión del combustible N276
Se encarga de regular la zona de alta presión de combustible.
9 - Acumulador de alta presión (rail)
Acumula para todos los cilindros el combustible sometido a alta presión que se necesita para la inyección.
10 - Sensor de presión del combustible G247
Capta la presión momentánea del combustible en la zona de alta presión.
11 - Válvula presostato
Mantiene la presión del retorno de los inyectores a unos 10 bares. Esta presión se necesita para el funcionamiento de los inyectores.
12 - Inyectores N30, N31, N32, N33
S403_021
Presión de alimentación Presión de retorno
Presión de retorno de los inyectores 10 bares
Alta presión 230 - 1.800 bares 7 - Válvula de dosificación del combustible N290
8 - Válvula reguladora de la presión del combustible N276 9 - Acumulador de alta presión (rail)
10 - Sensor de presión del combustible G247 11 - Válvula presostato
Mecánica del motor
S403_036 Acumulador de alta
presión (rail)
Bomba de alta presión
En este sistema de inyección se practica por separado la generación de la presión y la inyección del combustible. Una bomba de alta presión genera la alta presión del combustible que se necesita para la inyección.
Este combustible se almacena en un acumulador de alta presión (rail) y se suministra a los inyectores a través de tuberías cortas.
El sistema de inyección Common Rail se regula por medio del sistema de gestión del motores Bosch EDC 17.
Sistema de inyección Common Rail
El motor TDI 2.0 en el Tiguan se equipa con un sistema de inyección Common Rail para la preparación de la mezcla.
El sistema de inyección Common Rail es un sistema basado en un acumulador de alta presión para motores diésel. El término «Common Rail» significa «conducto común» y representa a un acumulador de combustible a alta presión para todos los inyectores de una misma fila de cilindros.
Características de este sistema de inyección:
● La presión de la inyección es casi libremente programable y puede adaptarse a cada condición operativa del motor.
● Una alta presión del combustible de hasta 1.800 bares como máximo posibilita una formación adecuada de la mezcla.
● Un desarrollo adaptable del ciclo de la inyección con varias pre- y postinyecciones.
El sistema de inyección Common Rail ofrece múltiples posibilidades de configuración para adaptar la presión y el desarrollo del ciclo de la inyección a las respectivas condiciones operativas del motor.
Esto le confiere muy buenas condiciones para cumplir las crecientes exigencias planteadas a un sistema de inyección en lo que respecta a un bajo consumo de combustible, pocas emisiones contaminantes y una marcha suave del motor.
El principio de funcionamiento del sistema de inyección Common Rail con inyectores piezoeléctricos se describe en el Programa autodidáctico SSP 351 «Sistema de inyección Common Rail en el motor V6 TDI».
S403_055
Acumulador de alta presión (rail)
Bomba de alta presión Inyectores
N30, N31, N32, N33
Válvula reguladora de la presión del combustible N276
Sensor de presión del combustible G247
Alimentación de combustible hacia el acumulador de alta presión (rail) Válvula de dosificación
Inyectores
En el sistema Common Rail del motor TDI 2.0 se implantan inyectores piezoeléctricos.
Un actuador piezoeléctrico gestiona el funcionamiento de los inyectores.
La velocidad de conmutación de un actuador piezoeléctrico es aproximadamente cuatro veces superior a la de una válvula electromagnética.
Aparte de ello, en comparación con los inyectores gestionados por electroválvulas la tecnología piezoeléctrica supone aproximadamente un 75 % de menores masas movidas en la aguja del inyector.
De ahí resultan las siguientes ventajas:
● Tiempos de respuesta muy breves
● Son posibles varias inyecciones por ciclo de trabajo
● Cantidades a inyectar exactamente dosificables
Mecánica del motor
S403_024 S403_025 Tensión de excitación (voltios) Inyección (dosificación de la inyección) Preinyección Postinyección Inyección principal Terminal eléctrico Filtro de varilla Alimentación de combustible (empalme de alta presión) Retorno de combustible Actuador piezoeléctrico Émbolo acoplador Émbolo de válvula Muelle del émbolo de válvula Válvula de mando
Placa de paso calibrado Muelle del inyector Retén
Aguja del inyector
Desarrollo del ciclo de la inyección
Los muy breves tiempos de respuesta que caracterizan a los inyectores piezoeléctricos permiten controlar de un modo adaptable y exacto las fases y cantidades de la inyección. Con ello es posible adaptar el desarrollo del ciclo de la inyección a las necesidades que plantean las diferentes condiciones operativas del motor. En cada ciclo de inyección se efectúan hasta cinco inyecciones parciales.
Bomba de combustible adicional V393
La bomba de combustible adicional es una versión celular de rodillos. Se implanta en el vano motor del Tiguan y asume la función de impeler el combustible del depósito hacia la zona de alimentación para la bomba de alta presión. La bomba de combustible adicional es excitada por la unidad de control del motor a través de un relé y aumenta a aprox. 5 bares la presión que ya viene preelevada por la electrobomba del depósito de combustible. De esta forma se tiene establecida la alimentación de combustible para la bomba de alta presión en todas las condiciones operativas.
Efectos en caso de avería
Si se avería la bomba de combustible adicional, el motor sigue funcionando en una primera instancia, entregando una menor potencia. Deja de ser posible arrancar el motor. S403_058 Bomba de combustible adicional V393 S403_037 Terminales eléctricos
procedente del depósito de combustible
Bomba de combustible adicional V393
Filtro de tamiz
Para proteger a la bomba de alta presión contra la penetración de impurezas, por ejemplo partículas de desgaste mecánico, se implanta un filtro de tamiz en la zona de alimentación del combustible ante la bomba de alta presión.
hacia la bomba de alta presión S403_094 Filtro procedente de la bomba de combustible adicional hacia la bomba de alta presión
Mecánica del motor
Arquitectura de la bomba de alta presión
Bomba de alta presión
Se trata de una bomba monoémbolo. Es accionada por el cigüeñal a régimen del motor a través de una correa dentada.
La bomba de alta presión se encarga de generar la alta presión del combustible de hasta 1.800 bares que se necesita para la inyección.
Con las dos levas decaladas a 180° en el eje de accionamiento se genera la presión de forma sincrónica a la inyección en el ciclo de trabajo de cada cilindro. Esto supone una carga uniforme para el accionamiento de la bomba y permite mantener reducidas las fluctuaciones en la zona de alta presión.
Un rodillo contribuye con mínimos índices de fricción a transmitir la fuerza desde la leva de accionamiento hasta el émbolo de la bomba.
S403_027 Émbolo de la bomba
Válvula aspirante
Válvula de salida Empalme hacia el rail
Alimentación de combustible Retorno de combustible Válvula de rebose Eje de accionamiento Rodillo Muelle del émbolo
Levas de accionamiento
Válvula de dosificación del combustible N290
S403_049 Válvula de salida
Válvula aspirante
Válvula de dosificación del combustible N290
Filtro de depuración fina
Válvula de rebose Retorno de combustible Alimentación de combustible Eje de accionamiento con leva Rodillo Émbolo de la bomba Empalme hacia el rail
Muelle del émbolo
Arquitectura de la bomba de alta presión - vista esquemática
Al poner a tiempo la distribución del motor se tiene que ajustar la posición del eje de accionamiento para la bomba de alta presión.
Obsérvense a este respecto las indicaciones proporcionadas en el Manual de Reparaciones.
Mecánica del motor
S403_107 Empalme hacia el acumulador
de alta presión (rail)
Válvula de salida Válvula de dosificación del combustible N290 Émbolo de la bomba Eje de accionamiento Alimentación procedente de la bomba de combustible adicional
Zona de alta presión
La bomba de combustible adicional alimenta suficiente combustible a la bomba de alta presión en todas las condiciones operativas del motor.
El combustible pasa a través de la válvula de dosificación hacia la zona de alta presión del motor.
Las levas del eje de accionamiento hacen que el émbolo de la bomba efectúe movimientos alternativos de ascenso y descenso.
S403_108 Émbolo de la bomba
Válvula aspirante
Cámara de compresión
Carrera aspirante
El movimiento descendente del émbolo de la bomba conduce a un aumento de volumen en la cámara de compresión. De ahí resulta una diferencia de presiones entre la del combustible en la bomba de alta presión y en la cámara de compresión. La válvula aspirante abre y deja pasar combustible hacia la cámara de compresión.
Mecánica del motor
Carrera impelente
Con el comienzo del movimiento ascendente del émbolo aumenta la presión en la cámara de compresión y cierra la válvula aspirante. En cuanto la presión del combustible en la cámara de compresión supera a la reinante en la zona de alta presión abre la válvula de salida (válvula de retención) y el combustible pasa hacia el acumulador de alta presión (rail).
S403_109 Empalme hacia el acumulador
de alta presión (rail)
Válvula de salida
S403_110
Efectos en caso de avería
Se reduce la entrega de potencia del motor. La gestión del motor trabaja en la función de emergencia. Válvula de dosificación del combustible N290
La válvula de dosificación del combustible va integrada en la bomba de alta presión. Se encarga de regular en función de las necesidades la presión del combustible en la zona de alta presión. La válvula de dosificación del combustible se encarga de regular la cantidad de combustible que se necesita para generar la alta presión. Esto tiene la ventaja de que la bomba únicamente tiene que generar la alta presión que se requiere para la situación operativa del momento. De esa forma se reduce la absorción de potencia que supone la bomba de alta presión y se evita que el combustible se caliente de forma innecesaria.
Funcionamiento
Al no tener aplicada la corriente se encuentra abierta la válvula de dosificación del combustible.
Para reducir la cantidad que pasa a la cámara de compresión, la unidad de control del motor excita la válvula con una señal modulada en anchura de los impulsos (señal PWM).
Con ayuda de la señal PWM se cierra de forma periodificada la válvula de dosificación del
Alimentación de la cáma-ra interior de la bomba
combustible. Según se haga variar la proporción de período varía también la posición del émbolo de control y consiguientemente la cantidad de combustible que se alimenta a la cámara de compresión en la bomba de alta presión.
hacia la cámara de compresión Émbolo de control
Funcionamiento
La bomba de combustible adicional eleva el combustible del depósito hacia la bomba de alta presión, con una presión de 5 bares aproximadamente. Con ello se tiene establecida la alimentación de combustible para la bomba de alta presión en todas las condiciones operativas.
La válvula de rebose regula a unos 4,3 bares la presión del combustible en la bomba de alta presión.
El combustible impelido por la bomba de combustible adicional actúa contra el émbolo y el muelle de émbolo en la válvula de rebose.
Cuando la presión del combustible supera los 4,3 bares abre la válvula de rebose y deja pasar el combustible hacia el conducto de retorno. El combustible que fue alimentado en exceso vuelve al depósito a través del retorno.
Zona de baja presión
Válvula de rebose
La presión del combustible en la zona de baja presión que tiene la bomba de alta presión se regula por medio de la válvula de rebose.
Mecánica del motor
S403_111
Retorno de combustible Alimentación de combustible Válvula de rebose
Concepto de dos reguladores
Regulación de la alta presión del combustible por medio de la válvula reguladora de la presión del combustible N276
Regulación de la alta presión del combustible por medio de la válvula de dosificación del combustible N290
Regulación por medio de ambas válvulas S403_030
Cantidad iny
ectada
Régimen
Regulación de la alta presión del combustible
En el sistema de inyección Common Rail del Tiguan se aplica un concepto de dos reguladores para la alta presión del combustible.
La unidad de control del motor excita para ello la válvula reguladora de la presión del combustible N276 y la válvula de dosificación de combustible N290 aplicándoles una señal modulada en anchura de los impulsos (señal PWM).
La regulación de la alta presión del combustible correa a cargo de una de las dos válvulas, según sea el estado operativo del motor. La unidad de control del motor es la que se encarga de gestionar respectivamente la válvula que corresponde.
Regulación por medio de la válvula reguladora de la presión del combustible N276
En la fase de arranque del motor y para calentar el combustible se efectúa la regulación de la alta presión por medio de la válvula reguladora de la presión del combustible N276. La bomba de alta presión impele y comprime una mayor cantidad que la necesaria, para calentar así rápidamente el combustible. La válvula reguladora de la presión del combustible N276 devuelve el combustible superfluo al conducto de retorno.
Regulación por medio de la válvula de dosificación del combustible N290
Al trabajar con grandes cantidades de inyección y altas presiones en el rail se regula la alta presión del combustible por medio de la válvula de dosificación N290.
Esto permite regular la alta presión del combustible en función de las necesidades, reducir la absorción de potencia de la bomba de alta presión y evitar que el combustible se caliente innecesariamente.
Regulación por medio de las dos válvulas
La presión del combustible es regulada al mismo tiempo a través de ambas válvulas al funcionar al ralentí, en fase de deceleración y al requerirse sólo pequeñas cantidades de inyección. Con ello se consigue una regulación exacta, que viene a mejorar la calidad de la marcha al ralentí y de la transición hacia las fases de deceleración.
Mecánica del motor
Válvula reguladora de la presión del
combustible N276
La válvula reguladora de la presión del combustible se halla en el acumulador de alta presión (rail).
La presión se ajusta en la zona de alta presión a base de abrir y cerrar la válvula reguladora.
La unidad de control del motor la excita para esos efectos por una señal modulada en anchura de los impulsos (PWM).
S403_023
S403_032 Arquitectura
Acumulador de alta presión (rail)
Aguja de la válvula Bobina electromagnética Retorno al depósito de combustible Terminal eléctrico Inducido de la válvula Muelle de la válvula Válvula reguladora de la presión del combustible N276
Válvula reguladora excitada (motor «On»)
Para ajustar una presión operativa de 230 hasta 1.800 bares en el acumulador de alta presión, la unidad de control del motor J623 excita la válvula reguladora por medio de una señal modulada en anchura de los impulsos (PWM). A raíz de ello se engendra un campo magnético en la bobina. El inducido de la válvula es atraído y oprime la aguja de la válvula contra su asiento. A la presión del combustible en el acumulador se le opone con ello una fuerza electromagnética.
La sección de paso hacia el tubo de retorno se modifica en función de la proporción de período de la excitación, con lo cual varía correspondientemente la cantidad de combustible que retorna. Aparte de ello se logra compensar así las fluctuaciones de la presión en el acumulador.
S403_033
S403_034
Efectos en caso de avería
Si se avería la válvula reguladora de la presión del combustible no puede funcionar el motor, por no poderse generar una presión del combustible suficiente para la inyección.
Muelles de válvula
Unidad de control del motor J623
Así funciona
Contrariamente a lo que sucede en el caso de las válvulas reguladoras precedentes en los sistemas de inyección Common Rail, esta válvula es una versión abierta sin corriente.
Válvula reguladora en posición de reposo (motor «Off»)
Al no ser excitada la válvula reguladora, ésta es abierta por la fuerza de los muelles.
La zona de alta presión se encuentra comunicada con el retorno de combustible.
Con ello se establece la compensación de volúmenes entre las zonas de alta y baja presión del combustible. Las burbujas de vapor que pueden originarse en el acumulador de alta presión (rail) durante la fase de enfriamiento al estar parado el motor se evitan de esa forma, con lo cual mejora el comportamiento del motor en la fase arranque.
Gestión del motor
Estructura del sistema
Sensores
Sensor de régimen del motor G28
Sensor Hall G40
Sensor de posición del pedal acelerador G79 / Sensor de posición del pedal acelerador 2 G185
Medidor de la masa de aire G70
Sensor de temperatura del líquido refrigerante G62
Sensor de la presión de sobrealimentación G31 Sensor de temperatura del aire aspirado G42
Sensor de temperatura del combustible G81
Sensor de presión del combustible G247
Potenciómetro para recirculación de gases de escape G212
Sonda lambda G39
Sensor de presión 1 para gases de escape G450
Sensor de temperatura de los gases de escape 1 G235
Sensor de temperatura de los gases de escape 3 G495
Conmutador de luz de freno F
Sensor de posición del embrague G476 Sensor de posición del actuador de sobrealimentación G581
Potenciómetro para chapaleta de admisión G336 Sensor de temperatura de los gases de escape 4 G648
Testigo luminoso de precalentamiento K29 Testigo de emisiones de escape K83 Testigo luminoso para filtro de partículas diésel K231 Unidad de control en el cuadro de instrumentos J285 Sensor de temperatura del líquido refrigerante a la
Relé de bomba de combustible J17
Bomba de preelevación de combustible G6
Relé para bomba de combustible adicional J832 Bomba de combustible adicional V393
Inyector para cilindro 1 N30 Inyector para cilindro 2 N31 Inyector para cilindro 3 N32 Inyector para cilindro 4 N33
Válvula de dosificación del combustible N290
Válvula reguladora de la presión del combustible N276
Electroválvula para limitación de la presión de sobrealimentación N75
Motor para chapaleta de admisión V157
Unidad de mando de la mariposa J338
Válvula de recirculación de gases de escape N18
Válvula de conmutación para radiador de recirculación de gases de escape N345
Bomba 2 para circulación de líquido refrigerante V178
Calefacción para sonda lambda Z19
Unidad de control para precalentamiento automático J179 Bujía de precalentamiento 1 Q10 Bujía de precalentamiento 2 Q11 Bujía de precalentamiento 3 Q12 Bujía de precalentamiento 4 Q13
Actuadores
Bus CAN de datos Tracción Unidad de control del motor J623 S403_028Gestión del motor
El sistema de gestión del motor TDI 2.0 con sistema de inyección Common Rail corresponde al sistema de regulación electrónica diésel EDC 17 de la casa Bosch.
El sistema de gestión de motores EDC 17 es una versión más desarrollada del EDC 16.
En comparación con el EDC 16 se diferencia por tener una mayor capacidad de cálculo y de memoria.
Ofrece adicionalmente la posibilidad de integrar funciones de regulación para tecnologías de futuro.
Gestión del motor
S403_052
Unidades de control en el bus CAN de datos
El esquema siguiente muestra la integración de la unidad de control del motor en la estructura del bus CAN de datos del vehículo. A través del bus CAN de datos se intercambia información entre las unidades de control.
J527 Unidad de control para electrónica de la columna de dirección
J533 Interfaz de diagnosis para bus de datos J623 Unidad de control del motor
Leyenda
J104 Unidad de control para ABS
J217 Unidad de control para cambio automático J234 Unidad de control para airbag
J285 Unidad de control en el cuadro de instrumentos
Estructura y funcionamiento
Al acelerar a plena carga es preciso que el turbo-compresor genere muy rápidamente la presión de sobrealimentación.
Para esos efectos acelera rápidamente las ruedas de turbina y compresor y el turbo se acerca a su límite operativo. Esto puede provocar cortes en el flujo del aire, que provocan una sonoridad molesta y se propagan por el trayecto de la sobrealimentación.
S403_039 Turbocompresor de escape Silenciador de flujo Cámara de resonancia S403_098
Silenciador de flujo
Detrás de la salida del turbocompresor se implanta un silenciador de flujo en el trayecto del aire de sobrealimentación, que asume la función de reducir sonoridad molesta del turbocompresor.
Turbocompresor de escape
La presión de sobrealimentación para el motor TDI 2.0 se genera por medio de un turbocompresor variable.
Dispone de directrices de posición variable, con las cuales se puede influir sobre el caudal de gases de escape que actúa contra la turbina.
Esto supone la ventaja de poderse conseguir una presión de sobrealimentación óptima sobre toda la gama de regímenes, y con ella una buena calidad de la combustión. Con las directrices variables se puede ajustar la entrega de pares intensos y un buen comportamiento en arrancada a regímenes inferiores y un bajo consumo de combustible y reducidas emisiones de escape a regímenes superiores. Las directrices se regulan por vacío a través de un varillaje.
El aire de sobrealimentación se pone a oscilar en la cámara de resonancia del silenciador de flujo. Estas oscilaciones tienen aproximadamente la misma frecuencia que la sonoridad del aire de sobrealimentación.
Con la superposición de las ondas sonoras del aire de sobrealimentación y las oscilaciones del aire de la cámara de resonancia en el silenciador de flujo se minimiza la sonoridad perturbadora.
Aire de sobrealimentación del turbocompresor Sensor de posición
para actuador de sobrealimentación G581
Gestión del motor
Regulación de la presión de
sobrealimentación
La regulación de la presión de sobrealimentación se encarga de gestionar la cantidad de aire que se comprime en el turbo.
Leyenda
1 - Sistema de vacío
2 - Unidad de control del motor J623 3 - Aire de admisión
4 - Intercooler
5 - Electroválvula para limitación de la presión de sobrealimentación N75
6 - Compresor del turbo 7 - Depresor
8 - Turbina de escape con reglaje de directrices 9 - Sensor de presión de sobrealimentación G31 /
sensor de temperatura del aire aspirado G42
Electroválvula para limitación de la
presión de sobrealimentación N75
La válvula limitadora de la presión de sobrealimenta-ción es una versión electroneumática. Gestiona la depresión que se necesita para el reglaje de las directrices a través del depresor.
Efectos en caso de avería
Si se avería la válvula no se aplica el vacío al depresor. Un muelle en el depresor desplaza el varillaje del mecanismo de modo que las directrices del turbocompresor adopten una posición más pronunciada (posición de marcha de emergencia). Al funcionar el motor a regímenes bajos y, por tanto, con una baja presión de los gases de escape, solamente está dada una baja presión de sobrealimentación. El motor entrega una menor potencia y deja de ser posible la regeneración activa del filtro de partículas.
S403_097 Electroválvula para limitación de la presión de sobrealimentación N75
Sensor de presión de sobrealimentación G31
Aplicaciones de la señal
Con la señal del sensor de presión de sobrealimentación se capta la presión momentánea del aire en el colector de admisión. La unidad de control del motor necesita esta señal para regular la presión de sobrealimentación.
Efectos en caso de avería
No existe ninguna función supletoria para el caso en que se ausente la señal. La regulación de la presión de sobrealimentación se desactiva y la entrega de potencia del motor disminuye marcadamente.
No puede regenerarse el filtro de partículas.
Sensor de presión de sobrealimentación G31 /
sensor de temperatura del aire aspirado G42
El sensor de presión de sobrealimentación G31 y el sensor de temperatura del aire aspirado G42 están integrados en un componente compartido que se instala en el colector de admisión.
S403_096
Sensor de temperatura del aire aspirado G42
La señal del sensor de temperatura del aire aspirado es utilizada por la unidad de control del motor para regular la presión de sobrealimentación. Debido a que la temperatura influye sobre la densidad del aire de sobrealimentación, se utiliza la señal como valor de corrección en la unidad de control del motor.
Sensor de posición para actuador de
sobrealimentación G581
El sensor de posición para actuador de
sobrealimentación se integra en el depresor del turbo. Es un sensor de recorrido, con ayuda del cual la unidad de control del motor puede determinar la posición de las directrices en el turbocompresor.
Aplicaciones de la señal
La señal del sensor proporciona a la unidad de control del motor la información relativa a la posición momentánea de las directrices en el turbocompresor. Conjuntamente con la señal del sensor de presión de sobrealimentación G31 puede conocerse así el estado momentáneo en que se encuentra la regulación de la sobrealimentación.
Efectos en caso de ausentarse la señal
Si se avería el sensor se utiliza la señal del sensor de presión de sobrealimentación y la señal de régimen del motor para derivar de ahí la posición en que se encuentran las directrices.
Se excita el testigo de emisiones de escape K83.
S403_095 Sensor de posición para actuador de sobrealimentación G581 Intercooler
Sensor de presión de sobrealimentación G31 / sensor de temperatura del aire aspirado G42
Gestión del motor
La cantidad de gases de escape que se recirculan es gestionada en la unidad de control del motor de acuerdo con una familia de características. El sistema considera para ello el régimen del motor, la cantidad inyectada, la masa de aire aspirada, la temperatura del aire de admisión y la presión del aire.
En el grupo de escape ante el filtro de partículas se instala una sonda lambda de banda ancha.
Con la sonda lambda puede medirse el contenido de oxígeno en los gases de escape sobre una extensa gama de medición. Para el sistema de recirculación de gases de escape se utiliza la señal de la sonda lambda como valor de corrección para regular la cantidad de gases de escape que se hacen recircular.
S403_046
Leyenda
1 - Aire aspirado
2 - Unidad de mando de la mariposa J338 con potenciómetro de la mariposa G69
3 - Válvula de recirculación de gases de escape con potenciómetro para recirculación de gases de escape G212 y válvula de recirculación de gases de escape N18
4 - Unidad de control del motor J623
5 - Tubo de alimentación de gases de escape
6 - Sensor de temperatura del líquido refrigerante G62 7 - Sonda lambda G39
8 - Colector de escape 9 - Turbocompresor
10 - Radiador de gases de escape
11 - Válvula de conmutación para radiador de la recirculación de gases de escape N345 12 - Motor para chapaleta de admisión V157 con
potenciómetro para chapaleta de admisión G336
Recirculación de gases de escape
La recirculación de gases de escape es una medida que se aplica para reducir las emisiones de óxidos nítricos. Con la recirculación de gases de escape se realimenta una parte de los gases de escape al proceso de la combustión. Con ello disminuye el contenido de oxígeno en la mezcla de combustible y aire, lo cual se traduce en una combustión más lenta. Con ello descienden los picos de temperatura de la combustión y se reducen las emisiones de óxidos nítricos.
Un radiador para recirculación de gases de escape se encarga de que se reduzca aún más la temperatura de la combustión a base de refrigerar los gases de escape que se realimentan y posibilita la recirculación de una mayor cantidad de gases de escape.
Este efecto se intensifica con la recirculación de gases de escape a baja temperatura.
El funcionamiento de la recirculación de gases de escape a baja temperatura se explica en la página 23 de este cuaderno.
Válvula de recirculación de gases de
escape N18
La válvula de recirculación de gases de escape N18 consta de un platillo accionado por un motor eléctrico. La unidad de control del motor se encarga de excitar el motor eléctrico para efectuar un reglaje sin escalonamientos. Con la cota de alzada del platillo de la válvula se controla la cantidad de gases de escape que recirculan.
Efectos en caso de avería
Si se avería la válvula de recirculación de gases de escape N18 un muelle específico cierra el platillo de la válvula, no pudiéndose hacer recircular gases de escape.
Potenciómetro para recirculación de
gases de escape G212
El potenciómetro para recirculación de gases de escape detecta la posición que tiene el platillo de la válvula de recirculación.
Aplicaciones de la señal
Con ayuda de esta señal, la unidad de control del motor detecta la posición en que se encuentra el platillo de la válvula. De ese modo se regula la cantidad de gases de escape que recirculan y con ello el contenido de óxidos nítricos en los gases de escape.
Efectos en caso de avería
Si se avería el sensor se desactiva la recirculación de gases de escape. Al accionamiento de la válvula de recirculación de gases de escape se le corta la alimentación de corriente y el platillo es cerrado por un muelle específico.
S403_099
Válvula de recirculación de gases de escape N18 con potenciómetro para recirculación de gases de escape G212
La información detallada sobre la estructura y funcionamiento del potenciómetro para recirculación de gases de escape figura en el Programa autodidáctico SSP núm. 368
«El motor TDI 2.0 / 125 kW con culata de 4 válvulas».
Gestión del motor
Válvula de conmutación para
radiador de la recirculación de
gases de escape N345
El radiador de la recirculación de gases de escape es conmutable. El motor y el filtro de partículas diésel alcanzan con ello más rápidamente su temperatura operativa. El radiador de los gases de escape se conecta a partir del momento en que el líquido refrigerante alcanza una temperatura de 37 °C.
La válvula de conmutación para el radiador de la recirculación de gases de escape es una versión electroneumática. Es la encargada de aplicar el vacío necesario al depresor del radiador para recirculación de los gases de escape con objeto de efectuar la conmutación de la chapaleta en bypass.
Efectos en caso de avería
Si se avería la válvula de conmutación, el depresor del radiador para la recirculación de gases de escape ya no puede accionar la chapaleta en bypass, la chapaleta se mantiene abierta y, por tanto, queda activada la refrigeración de los gases de escape. Esto hace que el motor y el filtro de partículas diésel tarden más tiempo en alcanzar su temperatura operativa.
S403_100 Válvula de conmutación para radiador de la recirculación de gases de escape N345
La unidad de mando de la mariposa va montada ante la válvula de recirculación de gases de escape, en la dirección de flujo.
La unidad de mando de la mariposa tiene un motor eléctrico que acciona a la válvula de mariposa a través de una transmisión. El reglaje de la válvula de mariposa se realiza sin escalonamientos y puede ser adaptado a las condiciones de carga y régimen del motor.
La unidad de mando de la mariposa tiene asignadas las funciones siguientes:
En determinadas situaciones operativas se genera con la válvula de mariposa una diferencia de presiones entre el colector de admisión y el escape. Con la diferencia de presiones se establece una recirculación de gases de escape funcional y eficaz.
Durante la fase de regeneración del filtro de partículas diésel se regula la cantidad del aire de admisión con ayuda de la válvula de mariposa.
Al ser parado el motor se cierra la mariposa. Esto hace que se aspire y comprima una menor cantidad de aire, confiriendo al motor una fase de parada suave.
Unidad de mando de la mariposa J338
S403_101
Efectos en caso de avería
Si se avería el potenciómetro se desactiva la recirculación de gases de escape y no se produce ningún ciclo de regeneración activa para el filtro de partículas diésel.
Efectos en caso de avería
Si se avería este módulo no es posible regular correctamente la cantidad de gases recirculados. No se produce la regeneración activa del filtro de partículas diésel.
Aplicaciones de la señal
Con ayuda de esta señal, la unidad de control del motor identifica la posición momentánea de la válvula de mariposa. Esta información se necesita para regular la recirculación de gases de escape y la regeneración del filtro de partículas.
Potenciómetro de la mariposa G69
El potenciómetro va integrado en el mando de la mariposa. El elemento sensor detecta la posición momentánea de la válvula de mariposa.
Unidad de mando de la mariposa J338 con potenciómetro de la mariposa G69
Gestión del motor
Sistema de filtración de partículas diésel
En el motor TDI 2.0 CR, aparte de reducirse las emisiones de partículas de hollín a base de las medidas implantadas en el interior del motor, se las reduce adicionalmente por medio de un filtro de partículas diésel. En el Tiguan, el filtro de partículas diésel va alojado en una carcasa compartida con el catalizador de oxidación. Se implanta cerca del motor para lograr que alcance rápidamente su temperatura operativa.
Leyenda
1 - Unidad de control en el cuadro de instrumentos J285
2 - Unidad de control del motor J623 3 - Medidor de la masa de aire G70 4 - Motor diésel
5 - Sensor de temperatura de gases de escape 1 G235 6 - Turbocompresor
7 - Sonda lambda G39
8 - Catalizador de oxidación 9 - Filtro de partículas diésel
10 - Sensor de temperatura de los gases de escape 3 G495
11 - Sensor de presión 1 para gases de escape G450
12 - Sensor de temperatura de los gases de escape 4 G648
S403_054 Sensor de presión para
gases de escape G450
Sensor de temperatura de gases de escape 4 G648 Empalme para sensor de presión para gases de escape G450
Sensor de temperatura de gases de escape 3 G495
S403_073 Sonda lambda G39
Arquitectura
El filtro de partículas diésel y el catalizador de oxidación se montan alojados independientemente en una carcasa compartida. El catalizador de oxidación se encuentra dispuesto ante el filtro de partículas en lo que respecta al sentido de flujo.
La arquitectura con el catalizador de oxidación antepuesto ofrece, en combinación con el sistema de inyección Common Rail, las ventajas siguientes:
● Con esa colocación del catalizador de oxidación se consigue un ascenso de temperatura de los gases de escape desde antes de entrar en el filtro de partículas diésel, con lo cual este último alcanza rápidamente su temperatura operativa.
● En la fase de deceleración se evita que el filtro de partículas diésel sea enfriado demasiado intensamente por el aire frío aspirado. El catalizador de oxidación hace en este caso las veces de un acumulador de temperatura, cuyo calor es llevado por el caudal de los gases de escape hacia el filtro de partículas.
● Durante el ciclo de regeneración se puede regular de un modo más refinado la temperatura de los gases de escape, en comparación con el procedimiento en un filtro de partículas diésel con recubrimiento catalítico. El sensor de temperatura de los gases de escape 3 determina la temperatura de los gases directamente ante el filtro de partículas. Esto permite calcular con exactitud la cantidad de combustible para el ciclo de postinyección que se necesita para aumentar la temperatura de los gases de escape en el modo de regeneración.
Sensor de temperatura de los gases de escape 3, G495
Filtro de partículas diésel Sonda lambda G39
Catalizador de oxidación
Empale para sensor de presión de los gases de escape G450 Sensor de temperatura de
los gases de escape 4, G648
S403_091 Caudal de gases
Gestión del motor
Funcionamiento
Los gases de escape con contenido de hollín fluyen a través de las paredes filtrantes porosas de los conductos de entrada.
Las partículas de hollín son retenidas en los conductos de entrada, contrariamente a lo que sucede con los contenidos gaseosos.
La estructura y el funcionamiento del catalizador de oxidación están descritos en el Programa autodidáctico SSP núm. 124 «Motor diésel catalizado».
S403_072
Catalizador de oxidación
El sustrato del catalizador es de metal, para que alcance rápidamente la temperatura de inicio del funcionamiento. Este cuerpo de metal posee una capa de óxido de aluminio, sobre la cual se aplica por metalización una capa final de platino, como material catalítico para los hidrocarburos (HC) y el monóxido de carbono (CO).
Funcionamiento
El catalizador de oxidación convierte una gran parte de los hidrocarburos (HC) y del monóxido de carbono (CO) en vapor de agua y dióxido de carbono.
Filtro de partículas diésel
El filtro de partículas diésel consta de un cuerpo cerámico de carburo de silicio con geometría alveolar. El cuerpo cerámico está subdividido en una gran cantidad de pequeños conductos con el paso alternadamente cerrado. De ahí resulta una configuración de conductos de entrada y salida separados por paredes filtrantes.
Las paredes filtrantes son porosas y van recubiertas con una capa de sustrato en óxido de aluminio y ceróxido. En este sustrato se metaliza platino, siendo un metal noble que funciona como catalizador.
En el Programa autodidáctico SSP núm. 336 «Filtro de partículas diésel con recubrimiento catalítico» se proporciona información fundamental acerca del sistema de filtración de partículas diésel.
Regeneración
Para evitar que se obstruya el filtro por saturación con partículas de hollín y ello afecte su funcionamiento es preciso regenerarlo de forma sistemática. En el ciclo de regeneración se incineran (oxidan) las partículas de hollín retenidas en el filtro.
La regeneración del filtro de partículas se realiza en las siguientes fases:
● Regeneración pasiva
● Fase de caldeo
● Regeneración activa
● Recorrido de regeneración por parte del cliente
● Regeneración en el Servicio
Regeneración pasiva
Con motivo de la regeneración pasiva se queman de forma continua las partículas de hollín, sin que intervenga la gestión del motor. Esto sucede principalmente al trabajar el motor con cargas intensas, por ejemplo al circular por autopista, teniendo los gases de escape temperaturas entre 350 °C y 500 °C.
Las partículas de hollín son convertidas por medio de una reacción con dióxido de nitrógeno en dióxido de carbono.
Fase de caldeo
Para calentar lo más rápidamente posible el catalizador de oxidación y el filtro de partículas fríos y hacer que alcancen con ello su temperatura operativa, la gestión del motor pone en vigor un ciclo de postinyección a continuación de la inyección principal.
Este combustible se quema en el cilindro y aumenta el nivel de temperaturas de la combustión. El calor producido pasa con el caudal de aire en el grupo de escape hacia el catalizador de oxidación y al filtro de partículas. La fase de caldeo finaliza en cuanto se alcanza por un tiempo definido la temperatura operativa en el catalizador de oxidación y en el filtro de partículas.
Gestión del motor
S403_070
Regeneración activa
En una gran parte del margen operativo las temperaturas de los gases de escape no son suficientes para efectuar una regeneración pasiva. Al no poderse degradar las partículas de hollín se producen acumulaciones de hollín en el filtro.
En cuanto el filtro alcanza una saturación de hollín específica la gestión del motor inicia un ciclo de regeneración activa. Las partículas de hollín se queman transformándose en dióxido de carbono teniendo los gases de escape temperaturas de 550 a 650 °C.
Funcionamiento de la regeneración activa
Las cargas de hollín en el filtro de partículas se calculan por medio de dos modelos matemáticos programados en la unidad de control del motor.
Un modelo matemático de las cargas contempla el perfil de conducción del usuario, así como señales de los sensores de temperatura de los gases de escape y de la sonda lambda.
Otro modelo matemático para calcular la saturación con partículas de hollín contempla la resistencia que opone el filtro de partículas al flujo. Se calcula con ayuda de las señales del sensor de presión 1 para gases de escape, de los sensores de temperatura de los gases de escape y del medidor de la masa de aire.
Sensor de presión de los gases de escape G450
Unidad de control del motor J623 Sensor de temperatura de los
gases de escape 3 G495 Sonda lambda G39
Medidor de la masa de aire G70
Filtro de partículas diésel Catalizador de oxidación
● La alimentación del aire de admisión es regulada por la unidad de mando de la mariposa.
● Se desactiva la recirculación de gases de escape para subir la temperatura de la combustión y el contenido de oxígeno en la cámara de combustión.
● Poco después de un ciclo de inyección «retardado» se aplica el primer ciclo de postinyección para aumentar la temperatura de la combustión.
● Posteriormente a la inyección principal se inicia un ciclo de postinyección adicional. Este combustible no se quema en el cilindro, sino que se evapora en la cámara de combustión.
● Los hidrocarburos inquemados de estos vapores de combustible se oxidan en el catalizador de oxidación. El calor generado de esa forma pasa con el caudal de aire hacia el filtro de partículas y se encarga de aumentar la temperatura de los gases de escape ante el filtro de partículas hasta aprox. 620 °C.
● La unidad de control del motor utiliza la señal del sensor de temperatura de gases de escape 3 G345 ante el filtro de partículas para calcular la
cantidad que ha de dosificarse en la postinyección retardada.
● El sistema adapta la presión de sobrealimentación para evitar que la entrega de par varíe de un modo palpable para el conductor durante el ciclo de regeneración. S403_076 S403_078 S403_079 S403_080 S403_074 S403_077 S403_075
Medidas que aplica la unidad de control del motor en la regeneración activa para aumentar la temperatura de los gases de escape:
