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Furgonetas • Cadena cinemática
Introducción en el mercado del nuevo
motor diésel de 4 cilindros OM651 y
modificaciones/novedades de EURO 5
Run
Participante
02/09
NTWD-LT260
Esta documentación está destinada exclusivamente al uso en cursos de formación. Los ejercicios realizados no se pueden aplicar sin más en la práctica. Siempre se deben observar las leyes, directivas y prescripciones específicas del país.
La documentación de formación no está sometida al servicio de modificaciones vigente. Para los trabajos en el vehículo se deben utilizar siempre los recursos de taller actuales (p. ej., EPC net, WIS net, DAS, herramientas especiales) del fabricante correspondientes al vehículo en cuestión.
Printed in Germany © 2009 Mercedes-Benz Editor: Global Training
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Nota:
Por »colaboradores« se entiende siempre tanto los colaboradores de sexo masculino como los de sexo femenino.
1511 2275 04 1.ª edición 02/09 102 estado 02/09
Indice
16.02.2009
Título Página
Bienvenida ... 1
Historia de los motores diésel para turismos... 2
Mecánica del motor ... 10
Práctica 1 ... 28
Circuito de combustible... 45
Sistema de precalentamiento ... 55
Admisión de aire, sistema de escape, sobrealimentación... 61
Novedades/modificaciones de Euro 5... 79
Práctica 2 ... 84
Interconexión... 89
Bienvenida
16.02.2009
Bienvenido
al curso de introducción del nuevo motor de cuatro cilindros OM651. En este curso se familiarizará con la estructura del motor, las funciones de los sistemas parciales y las posibilidades de comprobación y ajuste.
Con la introducción en el mercado del nuevo motor de cuatro cilindros OM651 en las furgonetas, se presenta un paquete de tecnologías innovadoras. Entre ellas se encuentran algunos avances que no se encuentran en esta combinación en ningún otro motor diésel montado de serie.
El valor límite de gases de escape prescrito por la norma Euro 5 se respeta por completo con el conocido sistema de tratamiento posterior de los gases de escape formado por un catalizador de oxidación y un filtro de partículas diésel (DPF). Al mismo tiempo, incluso se ha alcanzado un aumento de la potencia con una cilindrada menor y se ha aumentado el par motor máximo a 360 Nm.
Historia de los motores diésel para turismos
16.02.2009
En 1936 llegó la era de los motores diésel MB en los turismos de Mercedes-Benz con el OM138 en el 260 D.
Por aquel entonces se alcanzaba una potencia de 33 kW con una cilindrada de 2,6 litros. Los motores siguientes fueron:
• 1949: OM636 con 1,8 l y 28 kW • 1955: OM621 con 1,9 l y 37 kW
En 1956 llegó la primera furgoneta de Mercedes, la L 319. También en este vehículo se montaron los motores OM636 y OM621.
1936: OM138, 2,6 l, 33 kW
N00.00-2509-00
L319 260D
Las ilustraciones de los motores, las potencias indicadas y el año de introducción en el mercado corresponden a los modelos para turismos y pueden variar en las furgonetas.
El OM616, que solo se diferencia de su predecesor OM615 por su mayor cilindrada, se montó en las furgonetas T1 (207 D) y MB100, entre otras.
Más adelante llegó una versión de 5 cilindros: OM617. Con este motor, la T1 recibió la designación 209 D.
El OM617 estaba disponible por primera vez también con turbocompresor para turismos y vehículos todoterreno.
En 1973 en el "barra ocho": OM616 2,4 l, 49 kW
N00.00-2513-00 N00.00-2518-00
En 1983, el OM601 de diseño totalmente nuevo, estableció nuevos estándares sobre todo en cuanto a potencia y reducción de ruidos. Se montó en la T1, en 1995 en la SPRINTER y en 1996 en la VITO y la
Clase V.
Además, en la SPRINTER existía la versión de 5 cilindros OM602, por
primera vez como motor de inyección directa con bomba de inyección rotativa regulada electrónicamente, turbocompresor y refrigeración del aire de sobrealimentación. (OM602 DE 29 LA).
Potencia: 122 CV (90 kW).
Este motor convirtió a la furgoneta en un "SPRINTER".
En 1983 en el turismo 190 D: OM601, 2,0 l, 53 kW
N00.0-2514-00 N00.10-2276-00
En 1998 llegaron los motores con inyección directa common rail (CDI). Por primera vez en la VITO/Clase V en 1999, pero "solo" con 90 kW. Los
motores CDI y CR son también de inyección directa, con turbocompresor y refrigeración del aire de sobrealimentación. Sin embargo, la mayor innovación la constituyen los inyectores activados eléctricamente, con los que se puede inyectar con gran precisión (inyección previa).
En la SPRINTER también se utilizó la variante de 5 cilindros, el OM612.
P01.00-2484-00
Desde 1998 en turismos: OM611, 2,2 l, 105 kW
GT00_00_0633_C71 P00.00-3463-00
El motor CDI perfeccionado con la designación OM646 llegó a las furgonetas con las nuevas VITO/VIANO 2003. (a la derecha se ve una
variante para turismos).
Con la nueva SPRINTER mod. 906 se montó por primera vez el OM646
con una sobrealimentación de 2 etapas y 95 y 110 kW.
Como variante de 6 cilindros, en las furgonetas también se montó el OM642.
P01.00-2815-50
Desde el 2001 en turismos: OM646, 2,2 l, 125 kW
GT_00_00_0464_C75 N00.00-3140-00
En el año 2008 se lanzó al mercado un motor diésel de nuevo desarrollo. Este fue concebido de forma que se adaptara a muchos modelos y que, por lo tanto, sustituyera a algunos motores diésel. El accionamiento de las válvulas, de la bomba de alta presión y de la bomba de aceite y de depresión se desplazó hacia atrás. Se redujo el diámetro del pistón y se desplazó la bomba de alta presión hacia un lado. Así se redujo la longitud de montaje, lo que permite incluso montar el motor transversalmente.
Al igual que en los motores predecesores, para el montaje en la
SPRINTER fue necesario adaptar algunas piezas. Puede ver esta variante
para SPRINTER en la páginas siguientes.
GT00_00_0491_C71 P01.10-2949-50
SPRINTER 2009 En el 2008 por primera vez en la Clase C: OM651, 2,2 l, 150 kW
OM651 en la SPRINTER
Características:
• Sistema de inyección CDI-D de la casa Delphi (1800 bar) con inyectores con bobina electromagnética
• Tecnología de 4 válvulas con 2 árboles de levas en culata • Sobrealimentación de 1 ó 2 etapas
• 2 árboles de compensación Lanchester • Bomba de aceite regulada
• Bomba de agua conmutable
• Termostato de líquido refrigerante calefactable • Eyectores de aceite desconectables
• Euro 5/EU5 (con filtro de partículas)
• Accionamiento del árbol de levas en la parte trasera (lado de accionamiento) mediante ruedas y cadena
• Brida del cambio sustituible para diferentes cambios y accionamientos alternativos (híbrido)
Vista de conjunto OM646/OM651 y OM642
Vehículo VITO/VIANO SPRINTER SPRINTER
Motor Diésel de 4 cilindros
OM646 OM646 OM651
kW 70 85 110 65 80 95 110 70 95 120
a rpm 3800 3800 3800
Cilindrada (cm³) 2148 2148 2148
Par de giro (Nm) 240 290 330 220 280 300 330 250 305 360
Equipamiento de gases de
escape Euro 4/EU4 III Euro 4/EU4 III Euro 5/EU5 III Sistema de inyección CDI 4
Piezoeléctrico Piezoeléctrico CDI 4 Electroimán CDI-D
Presión de inyección en bar 1600 1600 1800
Sobrealimentación Geometría variable de turbina Wastegate VTG Sobrealimentación
de 2 etapas VTG ción de 2 etapas Sobrealimenta- Sobrealimentación de 2 etapas
Retrotratamiento de los
gases de escape DOC + DPF DOC + DPF DOC + DPF Vehículo VITO/VIANO SPRINTER
Motor OM642 OM642
kW 150 140
a rpm 3800 3800
Cilindrada (cm³) 2987 2987
Par de giro (Nm) 420 440
Equipamiento de gases de escape Euro 4/Euro 5
EU4 III/EU5/III EU4 III/EU5 III Euro 4/Euro 5
Sistema de inyección CDI 4
Piezoeléctrico Piezoeléctrico CDI 4
Presión de inyección en bar 1600 1600
Sobrealimentación VTG VTG
Retrotratamiento de los gases de escape DOC* + DPF** DOC + DPF
Mecánica del motor
16.02.2009
Bloque motor OM651
El bloque motor totalmente rediseñado se fabrica en fundición gris. El concepto general del motor OM651 para ahorrar espacio se reconoce especialmente en el bloque motor.
Así, el engranaje de distribución, el accionamiento de la bomba de aceite, la bomba de alta presión, los árboles de levas y los árboles de compensación Lanchester se encuentran en el lado de transmisión de fuerza.
Gracias a este nuevo tipo de construcción se consiguen las siguientes ventajas:
• El bloque motor es 4 cm más corto en comparación con el OM646 (p. ej. mediante diámetros de pistón más pequeños)
• Sencilla adaptación del cambio gracias a diferentes tapas del cárter de distribución. En el futuro aquí también se abridará el motor eléctrico para los vehículos híbridos.
• Motor básico único para las variantes de montaje longitudinal y transversal
GT01_40_0012_C81
A Indicación El número de identificación del motor se encuentra en el lado izquierdo del motor, en la zona de la bomba de aceite.
Circuito de aceite OM651
A través del circuito de aceite, se suministra aceite de motor a todas las piezas móviles del motor que se lubrican o refrigeran con aceite de motor.
Adicionalmente, la bomba de aceite acciona la bomba de depresión y le suministra aceite lubricante.
Leyenda
1 Cárter de aceite 2 Prefiltro 3 Bomba de aceite
4 Válvula limitadora de presión GT07_00_0113_C75
5 Válvula de bloqueo de retorno del aceite del filtro de aceite
6 Válvula de presión diferencial 7 Intercambiador de calor aceite- agua
8 Elemento del filtro de aceite 9 Válvula de derivación del filtro de aceite
10 Bomba de depresión
11 Sobrealimentador de alta presión 12 Sobrealimentador de baja presión 13 Canal de aceite del cojinete de
bancada del cigüeñal y del cojinete de biela
14 Eyectores de aceite
15 Cojinete de bancada de los árboles de levas
16 Compensación hidráulica del juego de la válvula
17 Eyector de aceite de la cadena de distribución
18 Tensor de cadena
19 Rueda intermedia del engranaje de distribución
A Cárter de aceite con bomba de aceite B Módulo de filtro de aceite
C Bloque motor D Cárter de distribución E Culata
F Sobrealimentación G Bomba de depresión
Y131 Válvula de cierre de los eyectores
de aceite
B Indicación Para supervisar el nivel de aceite y para calcular el intervalo de mantenimiento, hay un sensor de aceite montado en el cárter de aceite.
Sensor de temperatura del aceite
El sensor de temperatura del aceite registra la temperatura actual del aceite del motor. La temperatura del aceite se utiliza activamente para calcular la inyección. Por este motivo, el sensor debe colocarse directamente en el circuito de aceite para poner a disposición de la unidad de control la temperatura actual del aceite.
Leyenda
B40/9 Sensor de temperatura del aceite GT07_04_0022_C05
Cárter de aceite
Para optimizar el espacio necesario y la producción de ruido, el cárter de aceite está diseñado en dos piezas. Ambas piezas están fabricadas en aluminio.
En la parte inferior se encuentra el sensor de aceite (1). Este está diseñado de modo que las oscilaciones breves de nivel (recorridos por curvas, etc.) se puedan compensar.
Con el sensor de aceite se controla el nivel de aceite y se calcula la calidad del aceite de motor.
GT01_45_0012_C11
Bomba de aceite
Por el lado del aceite puro, la bomba de aceite está controlada por volumen y está diseñada como bomba celular de aletas. La presión de regulación
asciende a 4,7 bar. La bomba de aceite es accionada a través de un engranaje de distribución y dispone de una válvula de arranque en frío integrada que limita la presión de aceite a un máximo de 10 bar. Cuando el motor arranca, el aceite de motor es succionado en el tubo de aspiración de aceite a través de la tubería de admisión con prefiltro integrado (1) y es dirigido al módulo de filtro de aceite con intercambiador de calor por aceite y agua a través de la tubería de presión.
En la fase de arranque en frío del motor, el intercambiador de calor por aceite y agua proporciona un calentamiento más rápido y, en la fase de
calentamiento, proporciona una refrigeración suficiente del aceite de motor. Si el paso de aceite resultara insuficiente, se puede hacer pasar el aceite por el exterior del intercambiador de calor por aceite y agua a través de la válvula by-pass montada paralelamente. Después, el aceite de motor llega a la unidad del filtro de aceite. En ella, el aceite fluye del exterior al interior, limpiándose en este proceso.
Si el paso es demasiado reducido, p. ej. a causa de un porcentaje de suciedad demasiado elevado, la válvula de desvío del filtro de aceite montada
paralelamente abre el paso por el exterior del filtro de aceite.
GT18_10_0019_C81
GT18_10_0020_C81
Funcionamiento
A través del empalme A el aceite se succiona hacia la bomba.
El muelle de compresión (1) ajusta la presión de aceite a 4,7 bar. Si la presión de aceite aumenta, la válvula preselectora (2) contrarresta la fuerza de tensión previa del muelle de compresión y el flujo de aceite se dirige a la cámara A o B.
Si el motor está frío, el aceite de motor es viscoso. Debido a ello se reduce la necesidad de aceite en los componentes, lo que tiene como resultado que se pone demasiado aceite en circulación. Si la presión de aceite supera los 12 bar, la válvula de protección para arranque en frío (7) abre un cortocircuito hacia la aspiración para sacar este aceite superfluo de la zona de bombeo.
Leyenda A Entrada de aceite 1 Muelle de compresión 2 Válvula preselectora 3 Casquillo 4 Aleta 5 Muelle de compresión 6 Caja
7 Válvula de protección para arranque en frío 8 Anillo de ajuste 9 Conjunto de rotor 10 Tapa Cámara A Cámara B Aceite de mando
Muelle, anillo Regulación Representación de
Ejercicio P Al aumentar el número de revoluciones se incrementa la presión de aceite. El pistón de la válvula preselectora se mueve hacia la derecha contra el muelle. Describa las consecuencias.
Eyectores de aceite conmutables
En los motores diésel existentes hasta el momento, los eyectores de aceite tenían la tarea de refrigerar las cabezas de los pistones. Funcionaban mediante una válvula bajo presión de muelle dependiendo de la presión del aceite. Con el OM651, los eyectores de aceite se conmutan a través de una válvula de desconexión. Debido a ello se suprimen las válvulas bajo presión de muelle y, por lo tanto, los eyectores están abiertos.
Al desconectar los eyectores de aceite, se reduce la potencia de
accionamiento de la bomba de aceite. Esto contribuye a reducir el total de combustible. Una válvula de desconexión con corriente aplicada (1) significa que el canal de aceite está cerrado hacia los eyectores de aceite.
La desconexión tiene lugar en función de: • Número de revoluciones del motor • Temperatura del aceite de motor • Potencia del motor.
Actualmente no se dispone de valores detallados.
Si una de las condiciones no se cumple, la válvula de desconexión no tiene
Culata OM651
GT01_30_0031_C81
La culata del OM651 se compone de aluminio de gran resistencia y tiene las siguientes propiedades:
• Canales de paso en espiral y de entrada de llenado (regulados por EKAS) • Construido para una presión de ignición máxima de 200 bar
La elevada presión de ignición admisible en la zona de la cámara de combustión de la culata se hace posible gracias a una gestión térmica mejorada. Una camisa de agua dividida en dos en la culata proporciona, aparte de una mayor rigidez constructiva, un mejor suministro de calor al sistema de refrigeración.
Como consecuencia de ello, se da un aumento del caudal de inyección admisible, gracias al cual se consigue en la variante superior un incremento de la potencia nominal (máx.120 kW) y del par nominal (máx. 360 Nm). La tapa de culata está fabricada en plástico resistente a los golpes
Leyenda 1 Válvula de admisión 2 Inyector de combustible 3 Válvula de escape 4 Bujía de incandescencia 5 Tapa de culata
C Indicación La rosca para el tornillo de fijación central del inyector se encuentra en un casquillo roscado. Este está enroscado directamente en la culata y se puede renovar en caso de reparación. El casquillo dispone de una rosca fina a la derecha y se asegura en la culata mediante una marca por golpe.
Mecanismo cigüeñal OM651
GT03_20_0020_C81
El cigüeñal forjado dispone de ocho contrapesos para eliminar las vibraciones. La rueda dentada de accionamiento (2) para el engranaje de distribución se une de forma permanente con el cigüeñal (3) mediante soldadura por fricción. El antivibrador se fija al alojamiento del antivibrador (7) del cigüeñal mediante una unión atornillada cuádruple.
El cigüeñal es de cinco apoyos. Todos los puentes de cojinetes de bancada están fabricados como componente común. Este componente sirve al mismo tiempo para alojar los dos árboles de compensación Lanchester.
Mediante esta construcción se ha conseguido reducir aún más la altura de construcción de todo el motor. Las bielas forjadas en acero tienen
sombrerete. Su peso se ha mejorado aún más.
Todos los pistones tienen un tamaño homogéneo y están fabricados en aluminio. Se desplazan con una fricción optimizada en la superficie de deslizamiento de cilindro de fundición gris.
Leyenda
1 Arboles de compensación Lanchester
2 Rueda de accionamiento soldada por fricción con
3 Cigüeñal
4 Ruedas intermedias (ruedas tensoras)
5 Pistón 6 Biela
7 Aplicador para el antivibrador de torsión
D Indicación La rueda dentada de accionamiento del cigüeñal no tiene ninguna posición definida. Por este motivo, los árboles de levas y sus ruedas dentadas, al igual que los árboles de compensación Lanchester y sus ruedas dentadas, no tienen posición fija.
Árboles de compensación Lanchester OM651
En el mecanismo cigüeñal de los motores se producen fuerzas de inercia no deseadas que pueden tener efectos negativos para la regularidad de
funcionamiento del motor. Para compensar estas molestas fuerzas de inercia, en el OM651 se montan los llamados árboles de compensación Lanchester. Estos proporcionan una regularidad de funcionamiento del motor agradable y una reducida producción de ruidos.
Los 2 árboles de compensación Lanchester están integrados en el puente de cojinete de bancada y están apoyados en tres puntos con rodamientos. Son accionados en sentido contrario a través del engranaje de distribución para contrarrestar las fuerzas de inercia de segundo orden que se producen. Giran con el doble de número de revoluciones del cigüeñal. El centro de gravedad común de los pesos de desequilibrio compensa en todo momento las fuerzas de inercia del mecanismo cigüeñal.
Distribución OM651
Por primera vez, los motores de furgonetas Mercedes-Benz utilizan una combinación de accionamiento por ruedas dentadas y transmisión por cadena. Esta está situada en el lado de transmisión de fuerza del motor. Los grupos secundarios esenciales son accionados directamente por ruedas dentadas.
Ahora, el cárter de distribución es el punto de separación entre el motor y el cambio.
La ventaja de este diseño es:
• Reducción del espacio necesario para el montaje
• Conexión variable de cambios sustituyendo el cárter de distribución (mecánico, automático, híbrido)
• Adecuado para el montaje longitudinal o transversal • Resistente a altos números de revoluciones
• Comportamiento de ruidos optimizado
Leyenda
1 Ruedas intermedias con flancos de dientes sometidos a tensión 2 Rueda de accionamiento del cigüeñal
3 Ruedas de accionamiento Lanchester
4 Rueda de accionamiento de la bomba de aceite 5 Rueda de la transmisión por cadena
6 Rueda de accionamiento de la bomba de alta presión
GT_13_20_0010_C81
Ejercicio P Describa el accionamiento de los árboles de levas. ¿A través de qué componentes tiene lugar?
Mecanismo de distribución OM651
Todo el mecanismo de distribución ha sido diseñado con la finalidad de reducir el coeficiente de fricción y las masas en movimiento. Por cada cilindro se accionan 2 válvulas de admisión y 2 válvulas de escape mediante palancas de arrastre de rodillo de baja fricción. Para compensar el juego de válvula hay elementos hidráulicos montados.
GT05_30_0019_C81
Leyenda
1 Cadena de distribución 2 Ruedas de accionamiento 3 Árbol de levas de admisión 4 Rueda de sensor
5 Palanca de arrastre de rodillo 6 Árbol de levas de escape
Árboles de levas OM651
Los dos árboles de levas en la parte superior son accionados directamente por la cadena de casquillos simple, que no necesita mantenimiento. Las levas están caladas en caliente individualmente en los ejes. Un tornillo de fijación central se encarga de proporcionar una unión segura entre el árbol de levas y el piñón de la cadena de transmisión.
El árbol de levas de escape dispone de una rueda de impulsos para el sensor del árbol de levas. Así, junto con el sensor del cigüeñal se determina el OT de encendido del primer cilindro.
GT05_20_0036_C81
Leyenda
1 Rueda de accionamiento 2 Árbol de levas de escape 3 Rueda de sensor
F Indicación En caso de fallar el sensor del cigüeñal, el funcionamiento de emergencia del motor queda asegurado a través de la señal del sensor del árbol de levas.
Sistema de refrigeración OM651
Generalidades
Un sistema de refrigeración potente con gestión térmica inteligente regula el calor del OM651. Para ello, este sistema de refrigeración cerrado suministra líquido refrigerante a los siguientes componentes:
• Culata y bloque motor
• Intercambiador de calor por aceite y agua • Radiador de realimentación de gases de escape
• Radiador previo para válvula AGR (tapa de la caja de cadena) Los componentes centrales del mando y la regulación del sistema de refrigeración son la bomba de agua conmutable y el termostato de líquido refrigerante calefactable eléctricamente.
Es la primera vez que estos componentes se utilizan en un motor diésel para furgonetas de Mercedes-Benz. La regulación de las funciones
correspondientes del sistema de refrigeración corre a cargo de la unidad de control del motor.
Gracias al funcionamiento combinado del termostato calefactable
eléctricamente, la bomba de agua conmutable y la posibilidad de desconectar los eyectores de aceite, el motor siempre se encuentra en las condiciones de funcionamiento óptimas o se restablecen estas condiciones con la mayor rapidez.
Así, la desconexión de la bomba de agua permite, en combinación con los eyectores de aceite desconectables, un calentamiento puntual muy rápido del cilindro o de la cabeza del pistón.
Consecuencia
El caudal de inyección se puede reducir antes para cumplir los exigentes requisitos de las normas de gases de escape.
Bomba de líquido refrigerante
La bomba de líquido refrigerante del motor OM651 está disponible en dos ejecuciones. En función de si el vehículo está matriculado con EU5/III, o con Euro5, la bomba de líquido refrigerante se activa neumáticamente.
Activar significa que una corredera se desplaza por el rodete para interrumpir el paso de líquido refrigerante. Así el líquido refrigerante está "quieto" en el circuito de refrigeración. Esto es aplicable a los motores con EU5/III (matriculación como turismo).
La conexión o desconexión de la bomba de agua se regula a través de la unidad de control del motor. Se conmuta cuando se cumplen determinadas condiciones, como
• 300 segundos después de arrancar el motor
• No se ha alcanzado la temperatura de servicio del motor • El aire acondicionado no está conectado
• Durante el proceso de inicio con el pedal acelerador no accionado Para la regulación también se tiene en cuenta la regulación de la temperatura del aire de admisión y el caudal de inyección. Estos valores límite están guardados en la unidad de control del motor. Si se sobrepasa un valor límite o no se cumple una de las condiciones, se desconecta la regulación y no se vuelve a activar hasta la parada del motor.
Ejercicio 1 P En su opinión, ¿qué ventajas aporta la desconexión del paso de líquido refrigerante?
Funcionamiento
La activación de la corredera de regulación de la bomba de agua tiene lugar mediante depresión y se conecta y desconecta a través de la válvula de conmutación de la bomba de líquido refrigerante. En este proceso, la afluencia de líquido refrigerante hacia el rodete se cierra o se abre.
Leyenda
1 Caja de la bomba de agua de aluminio 2 Rodete
3 Empalme de depresión 4 Membrana enrollable 5 Barra cremallera
6 Corredera de regulación con labio de obturación
GT20_10_0030_C81 2 1 6 3 4 5
Elemento calefactor, termostato de líquido refrigerante
Ejercicio
El elemento calefactor (espiga calefactora) del termostato de líquido
refrigerante contribuye a determinar el momento de apertura de la válvula del termostato y, por tanto, también la temperatura nominal del motor.
Ahora, con la espiga calefactora situada en el baño de cera se puede influir en el circuito de líquido refrigerante independientemente de la temperatura del líquido refrigerante.
La regulación de la temperatura del líquido refrigerante del motor presenta las siguientes ventajas:
• Se puede circular con una temperatura del líquido refrigerante más elevada
• Reducción de las emisiones • Confort de calefacción mejorado
La regulación de la espiga calefactora tiene lugar a través de la unidad de control del motor.
Leyenda
1 Espiga calefactora en cartucho de cera 2 Entrada de líquido refrigerante
3 Salida de líquido refrigerante/cortocircuito 4 Salida de líquido refrigerante/radiador
GT20_10_0031_C02
G Indicación La espiga calefactora no se puede sustituir por separado. También los daños en la caja pueden tener como consecuencia tiempos de apertura y cierre modificados.
1
2
3
Práctica 1
16.02.2009
Trabajo en grupo del grupo 1
Ejercicio 1 P Junto con sus compañeros, elabore esquemáticamente en el tablón de notas un circuito de baja presión del combustible. Empiece por el depósito de combustible. Dibuje la afluencia y el retorno. A continuación, presente el resultado a sus compañeros.
Tiempo: 45 minutos
Baja presión de combustible
Ejercicio 2 P ¿Qué componentes pertenecen al sistema de baja presión CDI-D?
Ejercicio 3 P ¿Qué particularidades respecto al circuito de combustible CDI 4 existen en el OM646 en la SPRINTER
mod. 906?
Ejercicio 4 P Describa en palabras clave las tareas de los diferentes componentes del sistema de baja presión CDI-D. Componente Ejercicio
Depósito de combustible Contiene un nivel de combustible. En el depósito de combustible está el recipiente de estabilización, que evita que el combustible se balancee. En el recipiente de estabilización está el transmisor del depósito y la bomba de combustible eléctrica.
Componente Ejercicio
Ejercicio 5 P ¿Cómo se llevan a cabo las siguientes funciones en el sistema de combustible CDI-D? - Precalentamiento de combustible
- Protección del depósito de combustible Precalentamiento de combustible:
Protección del depósito de combustible:
Trabajo en grupo del grupo 2
Ejercicio 1 P Junto con sus compañeros, elabore esquemáticamente en el tablón de notas un circuito de alta presión del combustible. Empiece con la bomba de alta presión. Dibuje la afluencia y el retorno. A continuación, presente el resultado a sus compañeros.
Tiempo: 45 minutos
Ejercicio 2 P ¿Qué componentes pertenecen al sistema de alta presión CDI-D?
Ejercicio 3 P ¿Qué particularidades respecto al circuito de combustible CDI 4 existen en el OM646 en la SPRINTER
mod. 906?
Ejercicio 4 P Describa en palabras clave las tareas de los diferentes componentes del sistema de alta presión CDI-D. Componente Ejercicio
Bomba de alta presión La bomba de alta presión transporta el combustible al rail en función del requerimiento de carga y del número de revoluciones del motor.
Ejercicio 5 P A continuación verá 2 inyectores. Uno de la SPRINTER mod. 906 con motor OM646, y uno del OM651.
Asigne los inyectores a las ejecuciones de motor: Motor: _________________________________
GT07_16_0153_C74
Motor: _________________________________
Ejercicio 6 P Describa en qué consiste la diferencia entre ambos inyectores. Inyector OM646 en la SPRINTER mod. 906
Inyector OM651 en la SPRINTER mod. 906
En Star Diagnosis, en la unidad CDI-D encontrará la lista de comprobaciones guiadas. En esta lista también hay una comprobación del sistema de baja presión. Esta comprobación ya la conoce por otras series de motor.
Ejercicio 7 P Describa en palabras clave esta comprobación guiada. ¿Qué particularidades le llaman la atención?
Ejercicio 8 P Ha sustituido el rail en un caso de reparación. ¿Qué debe hacer a continuación para entregarle al cliente un vehículo adecuadamente reparado?
Ejercicio 9 P ¿Por qué es necesario llevar a cabo estos pasos?
Ejercicio 10 P En una SPRINTER con motor OM651 se debe llevar a cabo una comprobación del caudal de
recuperación de combustible.
¿Qué herramienta especial necesita para ello? ¿En qué unidad de medida se determina el resultado?
Ejercicio 11 P Describa el modo de proceder para comprobar la válvula del eyector de aceite.
Ejercicio 12 P Comprueba los inyectores a causa de la irregularidad "funcionamiento irregular del motor". ¿Qué comprobaciones le ofrece el DAS?
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
Ejercicio 13 P ¿En qué circunstancias sustituiría un inyector?
Ejercicio 14 P Compruebe el sensor de picado. ¿Qué valores se consideran correctos?
Ejercicio 15 P ¿Cómo se producen estas diferencias de tensión?
Tenga en cuenta que los sensores de picado son sensores piezoeléctricos.
Ejercicio 16 P El cliente llega al taller reclamando que el testigo de control del motor está iluminado. En el DAS aparece el código de avería P242F00. Usted constata que el filtro de partículas diésel está cargado con 9 gramos de ceniza. ¿Qué hace?
Ejercicio 17 P Describa en palabras clave el modo de proceder para ajustar los árboles de levas en el punto muerto superior.
¿Qué herramientas especiales emplearía?
Circuito de combustible
16.02.2009
Nuevo sistema de inyección CDI-D de la empresa Delphi
Para la introducción del motor OM651 en las furgonetas se utiliza la nueva tecnología common rail de la empresa Delphi CDI-D. La presión de inyección máxima se ha aumentado 200 bar, de 1600 bar a 1800 bar. Una novedad es el concepto de inyector con bobina electromagnética y control indirecto de la aguja de inyector.
Al desplazar los electroimanes de activación al interior del inyector, los
cambios del caudal de inyección se pueden llevar a cabo rápidamente y con la máxima exactitud.
Las principales novedades de este sistema de inyección son:
• Bomba de alta presión con dos elementos de bomba (presión de inyección máx. 1800 bar)
• Inyectores con bobina electromagnética Delphi
• El combustible de recuperación de los inyectores se succiona hacia el retorno a través de un tubo de Venturi.
Componentes del sistema CDI-D
P07.04-2625-11
Filtro de combustible
El filtro de combustible limpia el combustible. En función de la ejecución
nacional, el filtro de combustible está equipado con una calefacción del filtro de combustible. Esta está integrada en el sensor del nivel de agua. El sensor del nivel de agua está montado de serie.
La activación de la calefacción del filtro de combustible se lleva a cabo a través del borne 15. La temperatura no se regula; es decir, la calefacción tiene
corriente, o no tiene corriente (sin lógica).
Sensor de nivel de agua
El sensor de agua condensada del filtro de combustible con elemento calefactor determina la resistencia eléctrica entre el electrodo 1 y el electrodo 2. Si hay combustible entre los electrodos, el sensor de agua condensada no emite ninguna señal de salida. Si el nivel de agua del filtro de combustible sube hasta los electrodos, la resistencia eléctrica entre los electrodos se reduce. La caída de la resistencia eléctrica es registrada por la electrónica integrada y enviada a la unidad de control CDI como señal de tensión.
En caso de un nivel de agua elevado en el filtro de combustible, la unidad de control CDI envía un mensaje al cuadro de instrumentos a través del bus CAN. Para evitar la electrólisis (corrosión de los electrodos), para la medición se utiliza tensión alterna.
Leyenda
70 Filtro de combustible 76/1 Electrodo 1
76/2 Electrodo 2
76/3 Electrónica integrada
76/4 Cierre (para la aspiración de agua) 76/5 Elemento calefactor
B76/1 Sensor de agua condensada del filtro de combustible con elemento calefactor
Unidad de bomba de alta presión Bomba de alta presión
La bomba de alta presión de 2 émbolos se encuentra en el lado izquierdo del bloque motor, en el lado de transmisión de fuerza.
Mediante la bomba de alta presión se comprime el combustible y se genera la presión del rail necesaria.
La rueda dentada de la bomba de alta presión se acciona a través del engranaje de distribución con la mitad de par que el cigüeñal. Mediante un arrastrador de dentado múltiple se transfiere el par al eje de la bomba de alta presión.
P07.02-2119-00
Leyenda
1 Alimentación de combustible 2 Válvula reguladora de caudal 3 Retorno de combustible
4 Sensor de temperatura del combustible 5 Rueda dentada
Válvula reguladora de caudal
La válvula reguladora de caudal se encuentra en la unidad de bomba de alta presión.
Ejercicio
• Regulación de la admisión de combustible hacia los elementos de bomba de la bomba de alta presión
• Interrupción de la alimentación de combustible a los elementos de bomba de la bomba de alta presión al parar el motor
• Regulación de la presión del rail en cooperación con la válvula reguladora de presión, el sensor de presión del rail y la unidad de control CDI
Funcionamiento
El combustible impulsado por la bomba de combustible llega a la brida de la bomba de alta presión y allí, a través del sensor de temperatura del
combustible, es dirigido hacia la válvula reguladora de caudal y hacia la válvula de sobrepresión de combustible. Sobre la base de la señal de la unidad de control CDI (señal PWM), la válvula reguladora de caudal regula el caudal de combustible que se suministra a los elementos de bomba a través de un canal anular.
GT07_03_0024_C81
H Indicación Desde el sistema CDI-D, en la válvula reguladora de caudal hay integrado un tamiz (1) adicional. 1
Afluencia de combustible en la unidad de bomba de alta presión
El combustible es transportado por la bomba de combustible a la unidad de la bomba de alta presión. A través del empalme A, el combustible llega primero a la válvula limitadora de presión (1), que limita la presión de combustible a aprox. 4 bar. La válvula reguladora de caudal (2) solo deja pasar a la bomba de alta presión la cantidad de combustible que se necesita en cada momento. El sensor de temperatura del combustible (3) registra la temperatura actual del combustible. A través del canal anular (4) el combustible llega a la bomba de alta presión.
El retorno del sistema pasa por el empalme B hasta volver al depósito de combustible. En este canal hay un tubo de Venturi a través del cual se succiona el caudal de recuperación de los inyectores (C).
GT07_03_0025_C81 B 3 C A 4 1 2
Retorno de combustible en la unidad de bomba de alta presión Con la introducción del sistema CDI-D de la empresa Delphi en el motor OM651, se ha modificado el retorno de combustible al depósito de
combustible. A diferencia de en los OM646 y OM642 con sistema CDI-4, el combustible no vuelve a la afluencia, sino que se dirige a la tubería de retorno a través de un tubo de Venturi.
La cantidad circulante de combustible se sitúa en aprox. 50 litros/hora de combustible diésel. Esta cantidad pasa por el lado de baja presión de la unidad de bomba de alta presión. La parte que llega a los inyectores como alta presión es mucho menor.
Tubo de Venturi GT07_03_0026_C75
Leyenda
1 Tubo de Venturi
2 Situación de la válvula reguladora de caudal B Retorno al depósito de combustible
C Empalme de la tubería de recuperación de los inyectores C
B
1
Ejercicio 1 P ¿Por qué es tan elevado el caudal de combustible?
Inyector de combustible
En el desarrollo del inyector de combustible de la empresa Delphi se dio especial importancia a que este cumpliera los requerimientos que se esperan de un motor diésel de inyección directa moderno. Algunas de las
características son:
• Control preciso del caudal de inyección • El espacio disponible para el montaje • Rápida reacción de la aguja de inyector • Ciclos de inyección cortos
Para poder satisfacer estos requerimientos, se procuró que las medidas de los componentes fueran lo más pequeñas posible. Como resultado, las masas que se deben mover reaccionan rápidamente. Otra ventaja es que se reduce la fuerza que actúa en el asiento del inyector especialmente al cerrar la aguja de inyector. Una válvula de distribución con compensación hidráulica situada en el inyector se encarga de traspasar el impulso de activación eléctrico a la válvula electromagnética y de allí al movimiento de la aguja de inyector.
El combustible se inyecta directamente en la cámara de combustión a través de un inyector de 7 orificios. Gracias a que las presiones de inyección
posibles son muy elevadas (hasta 1800 bar), las fuerzas que se deben superar para permitir elevar la aguja de inyector son muy altas. Por este motivo, el inyector se activa indirectamente, a través de una válvula electromagnética que controla la aplicación de presión y la descarga de presión de la cámara de control situada sobre la aguja de inyector.
• Si la aguja de inyector se debe elevar (inicio de la inyección), se abre la válvula, de modo que pueda fluir combustible de la cámara de control hacia el retorno.
• Si la aguja de inyector se debe cerrar (fin de la inyección), se cierra la válvula, de modo que se vuelva a generar presión en la cámara de control.
Retorno de combustible
Con el traslado de la bobina electromagnética al interior del inyector, la construcción del electroimán y de la aguja de inyector es más pequeña. Debido al elevado número de inyecciones (hasta 5) es necesario retirar del inyector el caudal de recuperación regulado lo más rápido posible. Por este motivo, el caudal de recuperación es "succionado" del inyector CDI-D.
Esto se lleva a cabo a través del tubo de Venturi hacia la unidad de bomba de alta presión.
P07.03-2204-00
Leyenda
1 Conexión de tubería de alta presión
2 Conexión de la tubería de recuperación de combustible 3 Cuerpo de sujeción de eyectores 4 Válvula de distribución 5 Cámara de control 6 Aguja de inyector 7 Cuerpo de inyector 8 Estrangulador de afluencia de la aguja de inyector 9 Estrangulador de afluencia
Control de inyección previa mediante sensor de picado
Para determinar el caudal de inyección y también para reducir los ruidos de combustión, en el motor OM651 con sistema de inyección CDI-D se registran las vibraciones que se producen en el bloque motor durante la inyección previa y la subsiguiente combustión en los diferentes cilindros. De este modo se puede determinar individualmente el momento de inyección.
Estas vibraciones se miden con 2 sensores de picado situados en el bloque motor. Sus señales son transferidas a través de una masa sísmica a un elemento piezoeléctrico situado en el interior y convertidas en señales de tensión eléctrica.
El sensor de picado de los cilindros 1+2 y el sensor de picado de los cilindros 3+4 se encuentran en el lado izquierdo del bloque motor.
La información obtenida al evaluar las señales de los sensores de picado es utilizada por la unidad de control CDI para el calibrado del caudal cero de los inyectores de combustible. Es decir, al registrar las señales de la inyección previa se calcula un offset (desviación) específico para cada inyector. Este offset se añade permanentemente al impulso de activación de la inyección previa del inyector en cuestión. El uso de esta estrategia permite calibrar los vehículos con caudales de inyección previa reducidos, lo que tiene como resultado menos ruidos de combustión en el sistema CDI-D.
El sensor de picado de los cilindros 1+2 y el sensor de picado de los cilindros 3+4 se compone de los siguientes componentes:
• Masa sísmica • Masa de relleno • Elemento piezoeléctrico • Contacto • Conexión eléctrica GT07_16_0157_C81
Tecnología de inyección
Circuito de combustible
Leyenda
1 Alimentación de combustible desde el depósito de combustible
2 Filtro de combustible
3 Unidad de bomba de alta presión 4 Retorno de combustible al depósito de
combustible
5 Tubería de recuperación de combustible 6 Rail 7 Inyector GT07_16_0155_C81 5 4 3 2 1 6 7
Sistema de precalentamiento
16.02.2009
La etapa final del tiempo de incandescencia GZE se monta sobre un soporte detrás del ventilador del motor en la superficie frontal de la culata.
Este sistema de incandescencia se caracteriza por un tiempo de preincandescencia muy corto, con el que en todo tipo de condiciones se puede alcanzar una disposición de arranque en cuestión de pocos segundos. La etapa final del tiempo de incandescencia se comunica a través de un bus LIN con la unidad de control del motor. Las órdenes de incandescencia, como incandescencia "Con." o incandescencia "Descon." proceden de la unidad de control del motor. Durante la incandescencia activa, la etapa final del tiempo de incandescencia lleva a cabo un diagnóstico de sistema y envía los posibles errores a la unidad de control del motor.
Las siguientes funciones de incandescencia son realizadas por la etapa final del tiempo de incandescencia:
• Preincandescencia: Tiene la finalidad de alcanzar rápidamente en la bujía de
incandescencia de espiga una temperatura que permita arrancar el motor (máx. 2 s). • Incandescencia para disponibilidad de arranque: Tras la preincandescencia y hasta el
arranque del motor, proporciona una temperatura suficiente en las bujías de incandescencia de espiga (máx. 25 s).
• Incandescencia de arranque: Respalda la carrera de aceleración durante el proceso de arranque del motor.
• Postincandescencia: Proporciona una temperatura regulada a las bujías de incandescencia de espiga para respaldar la combustión.
• Incandescencia de diagnóstico: Se aplica corriente a las bujías de incandescencia de espiga para ajustar un nivel de temperatura bajo y diagnosticar los diferentes circuitos de corriente de incandescencia.
• Incandescencia DPF: Para respaldar la regeneración del filtro de partículas diésel, las bujías de incandescencia de espiga se ponen a una temperatura de aprox. 850 °C.
• Incandescencia de emergencia: Si se presenta un problema en la comunicación con la unidad de control del motor a través del bus LIN, se activa la función de incandescencia de emergencia durante un tiempo determinado (máx. 180 s).
Las siguientes averías son detectadas por la etapa final del tiempo de incandescencia, registradas en la memoria de averías correspondiente y enviadas a la unidad de control del motor a través del bus LIN.
• Circuito de incandescencia abierto (bujía de incandescencia de espiga averiada, contacto flojo)
• Circuito de incandescencia cortocircuitado • Fallo del borne 30
• Etapa final del tiempo de incandescencia averiada, etapa final conductiva • Etapa final del tiempo de incandescencia averiada, etapa final interrumpida
Entradas discretas: • Borne 30
• Borne 31 • Borne 87
Salidas discretas:
• Bujías de incandescencia de espiga (1-4)
A través del bus LIN, la unidad de control CDI pone los siguientes parámetros a disposición de la etapa final del tiempo de incandescencia:
• Número de revoluciones • Carga
• Temperatura del líquido refrigerante
A partir de una temperatura del líquido refrigerante < 40 °C y el borne 87 conectado, la etapa final del tiempo de incandescencia inicia el proceso de incandescencia.
Bujías de incandescencia de cerámica
Por primera vez se utilizan bujías de incandescencia con espiga de incandescencia de cerámica en las furgonetas. En comparación con las bujías de
incandescencia convencionales, las bujías de incandescencia de cerámica alcanzan una temperatura de incandescencia aprox. 200 °C mayor. La temperatura permanente de las bujías de incandescencia es de unos 1300 °C, lo que garantiza un excelente comportamiento al arrancar incluso con relaciones de
compresión bajas.
Las características especiales de las bujías de incandescencia de cerámica son:
• menor consumo de energía
• excelente comportamiento al arrancar • aumento de temperatura más rápido • gran conductividad
• alta temperatura de incandescencia • larga vida útil
Leyenda
1 Filamento calefactor con caja de cerámica 2 Casquillo 3 Anillo 5 Cuerpo de bujía 6 Anillo toroidal 7 Aislador 8 Enchufe de conexión A Parte de cerámica
Indicación Indicaciones de seguridad para el manejo de bujías de incandescencia de cerámica:
• Usar únicamente bujías de incandescencia procedentes de embalajes originales sin abrir.
• Si una bujía de incandescencia ha sido sometida a un golpe, por ejemplo, por haberse caído, esta ya no se debe utilizar.
Las bujías de incandescencia de cerámica son muy delicadas. Un pequeño choque ya puede hacer que se formen fisuras capilares en el elemento de cerámica. Como consecuencia de ello, se desprenden fragmentos de cerámica y, en determinadas circunstancias, se caen en la cámara de combustión mientras el motor está en funcionamiento. Esto puede causar averías del motor.
• El montaje y desmontaje de las bujía de incandescencia solo debe llevarse a cabo en la culata montada en el bloque motor.
Antes de desmontar la culata se deben retirar todas las bujías de incandescencia.
Las bujías de incandescencia sobresalen de la culata al interior de la cámara de combustión. Si se desmonta la culata y se deposita, por ejemplo, sobre una mesa, se dañarán los elementos de cerámica.
Esquema de circuitos del sistema de incandescencia del OM651
Ejercicio P Se arranca una SPRINTER con motor OM651 frío. Describa los procesos en relación con el sistema de
incandescencia. Como base, utilice: "A partir de una temperatura del líquido refrigerante < 40 °C y el borne 87 conectado, la etapa final del tiempo de incandescencia inicia el proceso de incandescencia." Al hacerlo, explique lo que se quiere decir con "borne 87" en la documentación.
Dibuje la alimentación de tensión del borne 87 en el esquema de circuitos.
Admisión de aire, sistema de escape, sobrealimentación
16.02.2009
Ejercicio P Confeccione junto con el instructor un esquema en el que se vea la corriente de aire desde el filtro de aire hasta el silenciador de gases de escape. Debe contener todos los componentes, especialmente los sensores. Discuta la finalidad de los componentes.
Aspiración de aire
Sobrealimentación de 2 etapas GT09_00_0055_C75
Sensor de presión detrás del filtro de aire (1)
A diferencia de en los turismos, el filtro de aire está colocado de forma fija en la carrocería.
Contiene un sensor de presión (p1) con el que se supervisa el flujo de aire (ensuciamiento) del filtro.
Sin este sensor de presión, si el filtro de aire estuviera obstruido el turbocompresor funcionaría siempre con un número de revoluciones muy elevado para alcanzar la presión de sobrealimentación necesaria. Debido a ello se dañaría al cabo de poco tiempo.
A través del sensor de presión, la unidad de control detecta el estado del filtro y puede regular el sobrealimentador en correspondencia o mostrar un
mensaje en el cuadro de instrumentos.
Medidor de la masa de aire por película caliente HFM (2)
El HFM determina, como hasta el momento, la masa de aire admitido y su temperatura. Estos valores los transfiere a la unidad de control CDI. Aquí, la única diferencia entre la sobrealimentación de 1 etapa y la de 2 etapas es la disposición del empalme de la ventilación del bloque motor con la calefacción (3).
Los técnicos de desarrollo de vehículos han denominado los sensores del sistema de admisión y de gases de escape p (presión) y t (temperatura) y les han asignado números correlativos. Así, el primer sensor de presión del sistema de admisión recibe el nombre p1.
Sobrealimentación de 1 etapa GT09_00_0056_C75
1 2
3
Empalme del sensor de presión en el sobrealimentador de 2 etapas
GT09_00_0057_C81
Sensor de presión de sobrealimentación detrás del sobrealimentador de baja presión
Este sensor solo está presente en los vehículos con sobrealimentación de 2 etapas (p2/1). A través de él, la unidad de control CDI mide la presión directamente en la salida de aire del exterior del sobrealimentador grande (sobrealimentador de baja presión). De este modo, la unidad de control puede detectar exactamente el momento en el que la válvula abre el by-pass y prácticamente solo el sobrealimentador de baja presión está en
funcionamiento.
El propio sensor está fijado en la cara frontal del motor y unido al tubo de presión de sobrealimentación mediante un tubo flexible. El empalme de tubo flexible se puede ver en la ilustración de la derecha.
Sonda térmica del aire de sobrealimentación
Esta sonda está situada en la salida del refrigerador del aire de
sobrealimentación. Es el segundo punto de medición de temperatura en el sistema de admisión/de gases de escape y, por lo tanto, recibe la
designación t2. El lugar de montaje y la finalidad son las mismas que hasta el momento en el OM646.
P07.04-2559-00
Posicionador de mariposa
A través del posicionador de mariposa (3) y de la mariposa (2) se puede regular la cantidad de aire del exterior.
Reduciendo la entrada de aire del exterior y realimentando al mismo tiempo los gases de escape se puede reducir la temperatura de combustión y los valores de NOx del gas de escape.
Sensor de presión de sobrealimentación
El sensor de presión de sobrealimentación (1) está situado detrás de la mariposa (2) y del posicionador de mariposa (3).
El sensor de presión de sobrealimentación (p2) transmite a la unidad de control CDI la presión exacta existente en el colector de admisión.
Posicionador del desacoplamiento del canal de admisión (EKAS) Hacia cada cilindro hay dos canales de admisión, un canal de paso espiral acodado (4) y un canal de llenado recto (3). Cuando el número de
revoluciones es bajo, el posicionador (1) y las mariposas (2) cierran los canales de llenado para conseguir una mejor combustión mediante el aire arremolinado en el canal de paso espiral. Cuando el número de revoluciones es elevado, se abren los canales de llenado para hacer llegar suficiente aire a los cilindros.
Sistema de escape
Sensor de contrapresión de gases de escape
Para asegurarse de que la presión no pueda aumentar en exceso en el sistema de gases de escape, por ejemplo estando el filtro de partículas obstruido, está montado el sensor de contrapresión de gases de escape (p3). Este está montado en el "recorrido de realimentación de gases de escape", en la parte trasera del motor.
En las páginas siguientes encontrará más información acerca de este recorrido de realimentación de gases de escape.
Sensor de contrapresión de gases de escape GT14_00_0119_C80
Sonda térmica para los gases de escape
Esta sonda térmica (t3) tiene la tarea de registrar la temperatura de los gases de escape delante del catalizador y del turbocompresor. Las señales de la sonda térmica se necesitan para regular el tratamiento posterior de los gases de escape y para proteger el turbocompresor por gases de escape contra un sobrecalentamiento.
Sonda lambda (1)
La sonda lambda de banda ancha (sonda de O2) delante
del catalizador registra el contenido de oxígeno restante en los gases de escape y emite una señal correspondiente a la unidad de control CDI. La sonda lambda de banda ancha no sólo puede determinar un valor lambda exacto en la regulación lambda 1, sino que también lo puede hacer en el margen más pobre o en el más rico.
Sensor de presión diferencial (2)
El sensor de presión diferencial (Δp) registra la presión de gases de escape delante y detrás del filtro de partículas diésel DPF a través de las tuberías de presión de gases de escape.
Con ayuda del valor del transmisor de presión diferencial, la unidad de control CDI registra el estado de carga del filtro de partículas diesel con hollín y ceniza.
Sonda térmica delante del DPF (3)
La tarea de la sonda térmica delante del DPF (t5) consiste en registrar la temperatura de los gases de escape delante del filtro de partículas diésel. Por este motivo está situada en el centro de la caja combinada (4) de catalizador (DOC) y DPF.
Este valor se necesita para poder regular y supervisar el tratamiento posterior de los gases de escape y regenerar el filtro de partículas diesel.
El sonda térmica t4 solo existe en la variante para EE. UU.
Tratamiento posterior de los gases de escape GT14_00_0121_C82
2
1
3
Caja combinada DOC (1) y DPF (2)
En la SPRINTER con OM651, el catalizador (DOC) y
el filtro de partículas diésel (DPF) están en una misma caja.
Combinación de catalizador y filtro de partículas Leyenda 1 Catalizador de oxidación 2 DPF CO Monóxido de carbono CO2 Dióxido de carbono O2 Oxígeno HC Hidrocarburo H2O Agua N2 Nitrógeno NO2 Óxido de nitrógeno PM Partículas de hollín
Ejercicio 1 P Tome los esquemas de circuitos y añada a cada sensor la designación abreviada del componente. Para ello utilice Star Diagnosis en el siguiente ejercicio práctico (siguiendo las indicaciones del instructor).
Realimentación de gases de escape (AGR)
La gráfica muestra los componentes de la
realimentación de gases de escape: el "recorrido de realimentación de gases de escape".
Empieza con el empalme al colector de escape (1). En el radiador previo AGR (2) se enfría ligeramente el gas de escape, que está muy caliente, para que no se dañe el posicionador AGR (3) con la mariposa AGR.
Después de que se haya dosificado el gas de escape correctamente en el posicionador, fluye a través de la compuerta by-pass AGR. Esta
compuerta se acciona mediante una cápsula de depresión (5). Cuando el motor está frío, el gas de escape fluye directamente a través de las
aberturas de salida (7) hacia el canal de aire del exterior. Si el motor está caliente, se conmuta la compuerta by-pass y el gas de escape se enfría en el radiador de realimentación de gases de escape (6). De esta manera, los efectos del gas de escape son aún más eficaces, porque la densidad aumenta al bajar la temperatura.
GT14_20_0040_C78
5
1 2 3 7
4
Ejercicio 2 P Describa en palabras clave el efecto de los siguientes componentes en la depuración de los gases de escape. ¿Qué partes componentes del gas de escape se reducen?
Realimentación de gases de escape:
Mariposa (con posicionador):
Catalizador:
Filtro de partículas:
Sobrealimentación del motor OM651
Generalidades
Sobrealimentador VTG GT09_40_0063_C71
En el motor OM651 con la variante de potencia 70 kW, la sobrealimentación se lleva a cabo mediante un turbocompresor por gases de escape VTG (geometría variable de turbina). El sobrealimentador VTG se activa mediante un servomotor. En los motores con 95 kW y 120 kW, la sobrealimentación del motor se lleva a cabo a través de un turbocompresor por gases de escape de 2 etapas. La activación de las compuertas de presión de sobrealimentación se lleva a cabo mediante depresión.
El objetivo consiste en mejorar el efecto del turbocompresor por gases de escape de una etapa. En este sentido, uno de los aspectos es el momento de inercia de un sobrealimentador de gran tamaño, que puede resultar
perceptible para el conductor en el comportamiento de arranque ("caída en la sobrealimentación"). En el sobrealimentador de una etapa, es prácticamente imposible proporcionar a la vez un buen comportamiento de arranque con una potencia máxima y un reducido consumo de combustible con la máxima potencia.
Con este fin, en función de la fase de funcionamiento y mediante el funcionamiento combinado de un turbocompresor de alta presión (turbocompresor HD) y de un turbocompresor de baja presión
(turbocompresor ND), se suministra al motor la presión de sobrealimentación correspondiente para aumentar el llenado de los cilindros y, por lo tanto, también la potencia del motor y el par motor.
Las ventajas de esta sobrealimentación de 2 niveles quedan patentes ya al arrancar. En el margen de carga inferior, gracias a una reacción rápida del sobrealimentador de alta presión, el motor alcanza un par potente que se
Regulación de la presión de carga
Sobrealimentación de 2 etapas GT09_00_0059_C71
El funcionamiento de la sobrealimentación de 2 etapas se basa en el principio wastegate. En él, para la regulación de la presión de carga se desvía por el exterior de la rueda de turbina parte de la corriente de gases de escape a través de varios by-pass para evitar un número de revoluciones de la turbina demasiado elevado.
Estos by-pass se regulan mediante compuertas de regulación by-pass que, a su vez, son activadas neumáticamente mediante dos convertidores de
presión. A través de la unidad de control del motor, se secuencian en función de
• el requerimiento de carga del conductor • el número de revoluciones del motor
• el caudal de inyección de los inyectores de combustible • la presión de combustible
• la temperatura del líquido refrigerante • la temperatura del aire de sobrealimentación • la presión atmosférica
Indicación
El convertidor de presión para la cápsula de membrana de la compuerta reguladora de la presión de sobrealimentación está situado junto a la válvula de realimentación de gases de escape.
El convertidor de presión para la cápsula de membrana de la compuerta de regulación wastegate está situado junto al motor, debajo de la etapa final del tiempo de incandescencia.
A continuación puede ver el esquema de funcionamiento de la sobrealimentación de 2 etapas.
Leyenda
A Aire de admisión
B Corriente de gases de escape 1 Turbocompresor de alta presión 2 Turbocompresor de baja presión 3 Compuerta reguladora de la presión de
sobrealimentación (LRK) 4 Wastegate
5 Válvula de retención del aire de sobrealimentación
6 Filtro de aire
7 Refrigerador de aire de sobrealimentación 8 Posicionador de mariposa
9 Colector de admisión 10 Colector de escape 11 Radiador previo AGR 12 Elemento de ajuste AGR 13 Radiador AGR
Modo de funcionamiento de la sobrealimentación
Ejercicio P Elabore junto con su instructor la regulación de la presión de carga en las siguientes situaciones de marcha. Dibuje las posiciones de las compuertas.
Margen de revoluciones inferior
Toda la corriente de masa de aire del exterior fluye a través del sobrealimentador de baja presión al sobrealimentador de alta presión. Cuando el número de revoluciones del motor es reducido, es decir, cuando existen corrientes de masa de gases de escape pequeñas, la
compuerta reguladora de la presión de sobrealimentación (LRK) (3) permanece casi cerrada y toda la corriente de masa de gases de escape se hace pasar a través de la turbina de alta presión pequeña (1).
Debido a ello, se establece una presión de carga muy elevada con mucha rapidez. Al ir aumentado el número de revoluciones del motor, se abre la LRK (3).
Para evitar una sobrecarga, ahora se desvía parte de la corriente de gases de escape por el exterior del sobrealimentador de alta presión a través del canal by-pass.
Margen de revoluciones medio
En el margen de revoluciones medio (de 1.200 a 2.800 rpm) se va abriendo cada vez más el by-pass HD (3). Es decir, una proporción creciente de la energía de los gases de escape actúa inmediatamente sobre el sobrealimentador de baja presión, de modo que su rendimiento de compresión aumente de forma continuada. Por así decirlo, tiene lugar una transición "sin costuras".
Al mismo tiempo, debido al aumento de la presión de sobrealimentación, se va abriendo
continuadamente la válvula de retención bajo presión de muelle (5).
Margen de revoluciones superior A partir de un número de revoluciones de aproximadamente 2800 rpm, la LRK está
completamente abierta y la energía de los gases de escape se hace llegar al sobrealimentador de baja presión.
Ahora, el sobrealimentador de alta presión ha llegado a su "límite de taponamiento"; es decir, ya no puede hacer frente a la corriente de aire procedente del sobrealimentador de baja presión y el aire de combustión se calienta demasiado. Debido al aumento de la presión del aire de sobrealimentación, la válvula de retención se abre más y transporta el aire del exterior admitido, pasando por el exterior del sobrealimentador de alta presión, directamente al refrigerador del aire de sobrealimentación. A través del wastegate (4) se pueden regular la presión de
sobrealimentación y el volumen del aire de sobrealimentación del sobrealimentador de baja presión.
