2.0L FSI MECANICA
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2.0 L FSI Mecánica Cuaderno didáctico n. o 102
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2.0 L FSI MecánicaCuaderno didáctico n.o 102
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No se permite la reproducción total o parcial de este cuaderno, ni el registroen un sistema informático, ni la transmisión bajo cualquier forma o a travésde cualquier medio, ya sea electrónico, mecánico, por fotocopia, porgrabación o por otros métodos, sin el permiso previo y por escrito de lostitulares del copyright.
TITULO: 2.0 L FSI. Mecánica. nº 79AUTOR: Organización de ServicioSEAT S.A. Sdad. Unipersonal. Zona Franca, Calle 2.Reg. Mer. Barcelona. Tomo 23662, Folio 1, Hoja 56855l
1.ª edición
FECHA DE PUBLICACIÓN: Enero 04 DEPÓSITO LEGAL: B - 51.542-03Preimpresión e impresión: GRÁFICAS SYL - Silici, 9-11Pol. Industrial Famades - 08940 Cornellá - BARCELONA
Estado técnico 10.03. Debido al constante desarrollo y mejora delproducto, los datos que aparecen en el mismo están sujetos aposibles variaciones.
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ÍNDICE
CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES ......... 4-5
BLOQUE MOTOR .......................................... 6
PISTONES Y BIELAS..................................... 7
ÁRBOLES EQUILIBRADORES ................. 8-9
CULATA ................................................. 10-11
DISTRIBUCIÓN...................................... 12-13
ADMISIÓN ............................................. 14-16
ESCAPE .......................................................17
CIRCUITO DE REFRIGERACIÓN ......... 18-21
CIRCUITO DE LUBRICACIÓN ............... 22-24
ALIMENTACIÓN DE COMBUSTIBLE .... 25-29
2.0 L FSI MecánicaCon el nuevo motor con tecnología de
inyección directa de gasolina, SEAT abrenuevas posibilidades en cuanto a reducción deconsumo y protección del medio ambiente sinpor ello renunciar a las altas prestaciones.
El resultado de la aplicación práctica de esteprincipio es una combustión con un mayor ren-dimiento y una menor emisión de gases noci-vos.
En la mecánica de este motor cabe destacarel empleo de aleación de aluminio en la fabrica-ción del bloque, el diseño totalmente nuevo delos pistones, la culata con distribución variableen admisión, el colector de admisión variable ylas chapaletas para generar turbulencias en elaire de entrada al cilindro.
Otro de los puntos fuertes de este motor es lasuavidad de su funcionamiento gracias alempleo de dos árboles equilibradores.
Se trata de un motor compacto de cuatrocilindros con tecnología MSV multiválvulas (cua-tro por cilindro), que entrega una potencia de110 kW y un par de 200 Nm, existiendo dos dife-rentes versiones según las exigencias anticonta-minantes EU II y EU IV.
Nota: Las instrucciones exactas para la com-probación, ajuste y reparación están recogidasen el ELSA.
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CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES
D102-01
Árboles equilibradores
Colector de admisión variable
Distribuciónvariable
Chapaletas en la admisión
La inyección directa de gasolina plantea nue-vas posibilidades en cuanto a reducción deconsumo (hasta un 15%) y ecología.
Las emisiones de hidrocarburos, óxidos nítri-cos y CO se reducen con el empleo del cataliza-dor, pero las de CO2 sólo son posiblesmediante la reducción del consumo.
Un sistema de inyección a alta presión,mediante un tubo distribuidor de combustible,permite inyectar directamente en la cámara enel momento exacto para aprovechar las gran-
des turbulencias generadas en el cilindro ymejorar así el proceso de combustión.
La generación de turbulencias es controladapor un nuevo conjunto de chapaletas montadasen la admisión.
Estas novedades técnicas están encamina-das a optimizar tanto su rendimiento como sucomportamiento. A ello se le debe sumar elmontaje de dos árboles equilibradores, queaumentan aún más su suavidad de marcha.
En definitiva, nos encontramos ante unanueva generación de motores.
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D102-03
Par
Pot
enci
a
DATOS TÉCNICOS:Letras distintivas del motor:.......... BLY y BLR
Cilindrada: ........................................ 1.984 cc
Diámetro de cilindros:....................... 82,5 mm
Carrera: ........................................... 92,8 mm
Compresión: ...................................... 11,5 : 1
Potencia: ............................ 110 kW (150 CV)
Par:............................... 200 Nm/ 3.500 1/min
Gestión del motor: ..................... MED. 9.5.10
Válvulas:........................... MSV 4 por cilindro
Normativa anticontaminación: ...... EU II (BLY) EU IV (BLR)
Tal como se puede apreciar, se trata de unmotor diseñado para ofrecer una alta entrega depar a revoluciones medias.
Los consumos de combustible son extremada-mente bajos, sobre todo en conducción extraur-bana a baja y media carga.
La máxima entrega de par motor se obtiene alas 3.500 rpm, siendo éste de 200 Nm. Encuanto a la potencia máxima, se alcanza a las6.000 rpm, lográndose los 110 kW.
D102-02
VENTAJASSe recirculan elevados índices de gases
de escape (hasta un 25%) debido al movimientointenso del aire de carga. De este modo, paraaspirar la cantidad de aire fresco necesaria, seabre la mariposa un poco más, disminuyendolas pérdidas de carga.
La tendencia al picado se reduce debido alefecto refrigerante del combustible al vapori-zarse en la cámara de combustión, permitiendoaumentar la relación de compresión.
El corte en desaceleración tiene una mayorextensión, ya que es posible reducir el régimende reanudación, porque el combustible no sedeposita en las paredes del colector.
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BLOQUE MOTOR
Alojamiento para la bomba del líquido refrigerante
Bloque de aluminio
Alojamiento para el módulo del filtro de aceite
D102-04
Con una distancia de 88 mm entre cilindros yuna longitud de sólo 460 mm, es el grupo motrizmás compacto de su categoría.
El bloque es de aleación de aluminio, lo queconlleva mejoras en cuanto a reducción depeso, disipación de calor y reciclaje.
Por motivos de rigidez, el bloque fue conce-bido como construcción del tipo “closed-deck“(cabeza cerrada). Esta técnica consiste en fun-dir las camisas de los cilindros firmemente conel bloque, lo que asegura calidad y durabilidad.
Debido a lo compacto del bloque y para contarcon una refrigeración suficiente entre las cami-sas de los cilindros se han mecanizado almasde refrigeración, con una anchura de 0,8 mm.
Los sombreretes de bancada, a semejanza demecánicas precedentes, realizan una doble fun-ción: de sujeción del cigüeñal y de refuerzo delbloque.
A pesar de ello, en esta mecánica es posibledesmontar y rectificar el cigüeñal y las camisas,atendiendo a las especificaciones del Manualde Reparaciones.
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Rebajes para las válvulas de admisión
D102-05
Bielas trapezoidales
Turbulencia generada en el pistón
Recubrimiento de grafito
PISTONES Y BIELAS
Los pistones están fabricados en construc-ción aligerada de aleación de aluminio y con lostaladros para el bulón con una disposición muypróxima para disminuir material en la falda delpistón.
Esto les confiere la ventaja de tener menoresmasas oscilantes y fuerzas de fricción menosintensas, porque sólo una parte de la circunfe-rencia de la falda del pistón tiene contactodirecto con el cilindro.
En la falda se utiliza el ya usual recubrimientode grafito para reducir la fricción con las pare-des del cilindro.
Los pistones son refrigerados empleandoinyectores de aceite que dirigen su chorro haciael interior del pistón.
En la cabeza del pistón se ha previsto unrebaje de turbulencia, que conduce el caudaldel aire enfocándolo hacia la bujía al funcionarcon bajas cargas.
Debido a la concavidad aerodinámica en lacabeza del pistón se intensifica el movimientode turbulencia rodante (“tumble”) que se pro-duce en el flujo de aire de admisión.
Las bielas son taladradas para permitir unaeficaz lubricación del bulón, con pie trapezoidaly de unión por fractura en su cabeza.
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ÁRBOLES EQUILIBRADORES
Árboles equilibradores
Bomba de aceite
Engranajes - Relación 2:1
D102-06
Árbol primario
Cubiertas de plástico
Para aumentar aún más la suavidad de mar-cha de esta mecánica de 4 cilindros se ha mon-tado un módulo compuesto por dos árbolesequilibradores, en el cual también se integra labomba de aceite.
Estos árboles equilibradores se proponencompensar una parte de las fuerzas básicas queintervienen y evitar así las oscilaciones delgrupo motriz.
Si se calculan las fuerzas de inercia debidas alos elementos alternativos del motor obtenemosun sumatorio de fuerzas que se repiten periódi-camente con el giro del cigüeñal.
Las más importantes, con la misma frecuenciaque éste, son las llamadas fuerzas de primer
orden que, en el caso del motor de cuatro cilin-dros en línea, están equilibradas (estrella de pri-mer orden).
Sin embargo las de segundo orden, que serepiten a una frecuencia doble a la del cigüeñal,no lo están (no existe simetría en la estrella de2º orden); por eso existen grandes fuerzas deinercia para este orden.
Las fuerzas de segundo orden se equilibranpor medio de dos árboles equilibradores quegiran en sentido contrario y a doble númerode revoluciones que el cigüeñal (equilibradoLanchester, cuya denominación se debe a sudiseñador).
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ACCIONAMIENTOEl accionamiento de los árboles equilibrado-
res se realiza a través de una transmisión decadena en triángulo (cigüeñal - árbol equilibra-dor - bomba de aceite), actuando sobre unpiñón del árbol equilibrador.
La relación de transmisión de entrada delcigüeñal hacia el árbol primario del móduloequilibrador es de 1 : 1.
El accionamiento del árbol primario hacia losárboles equilibradores se efectúa a través deuna pareja de engranajes con dentado helicoi-
dal, en los cuales se incrementa la velocidad degiro de los árboles al doble que la del cigüeñal.
Los contrapesos están integrados junto a loscitados engranajes. Aquí es donde se invierte elsentido de giro del segundo árbol equilibrador(de esta manera se anulan las vibraciones).
Los engranajes cuentan en su lado “ligero”con cubiertas de plástico para evitar la forma-ción de espuma en el aceite.
Las inercias de segundo orden quedan asícompensadas.
D102-07
Piñón para el accionamiento de los árboles equilibradores
Piñón para bomba deaceite
Tensor de la cadena
Útil para calado del árbol
Marca en el piñón
Orificio para el útil de calado
POSICIÓN DE MONTAJELa posición de montaje de los contrapesos en
los árboles equilibradores resulta de vital impor-tancia para la eliminación de las fuerzas desegundo orden.
Un incorrecto montaje conllevaría un aumentode vibraciones y ruidos del motor.
Para el montaje de la cadena de acciona-miento de los árboles equilibradores, se debesituar el cigüeñal en posición de PMS, enfrentarla marca del piñón de los árboles con el orificiopara el útil de calado y bloquearlo con la ayudadel útil.
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Esqueleto
Árbol de levas de escape
Árbol de levas de admisión
Balancín flotante de rodillo
Pletina “tumble”
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Alojamiento de inyectores
CULATA
La culata con tecnología de cuatro válvulaspor cilindro es de nuevo diseño para estamecánica de inyección directa.
El accionamiento de las válvulas se realizamediante balancines flotantes de rodillo conapoyos hidráulicos para compensación deljuego (MSV).
Cada conducto de admisión está dividido enuna mitad superior y una inferior por medio deuna pletina “tumble”. Su geometría está pre-vista de modo que se impida un montaje inco-rrecto.
Los alojamientos para las electroválvulas deinyección de alta presión están integrados enla culata, y los propios inyectores llegan direc-tamente a la cámara de combustión.
El bastidor (esqueleto) se diseñó para conse-guir una mayor rigidez de la culata y una acús-tica optimizada. De esta manera, los árboles delevas están montados en la culata con mayorrigidez contra la torsión y sin semicojinetesindependientes.
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Tapa de válvulas
Separador de aceiteJunta
Válvula de membrana
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El mando de las válvulas se realiza por mediode dos árboles de levas en versiones ensambla-das, situados en cabeza y alojados en un esque-leto sin semicojinetes independientes.
El accionamiento de las válvulas es una ver-sión suave (sólo hay un muelle en cada válvula).
El accionamiento del árbol de levas de escapese realiza por medio de una correa dentada, ydesde ésta se impulsa el árbol de levas de admi-sión a través de una cadena simple.
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TAPA DE VÁLVULAS La tapa de válvulas es de material plástico y
se monta en disposición aislada mediante unajunta elastómera.
Esta junta no tiene ningún tipo de reparación;simplemente se sustituye en caso de deterioro ofalta de estanqueidad.
La tapa tiene instalada la válvula de mem-brana para el respiradero del bloque y las pare-
des del laberinto para el recuperador interno deaceite.
En la junta se encuentran los separadores deaceite, cuya misión es permitir la bajada delaceite recuperado y evitar la subida de gasesprocedentes de la culata.
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Leva doble para la bomba de gasolina de alta presión
Variador de aceite para el árbol de levas
Piñón del cigüeñal
Rodillo tensor
Rueda dentada para la bomba del líquido refrigerante
Rodillo de reenvío
D102-11
Árbol de levas de escape
Árbol de levas de admisión
40º de cigüeñal
Tensor hidráulico
Rueda generatriz
Rodillo de reenvío
La regulación de la distribución variable parael árbol de levas de admisión se lleva a cabo deforma continua con ayuda de un variadorhidráulico de aceite y alcanza hasta cuarentagrados de ángulo del cigüeñal.
El árbol de levas de admisión aloja la ruedageneratriz de impulsos para el transmisor Hall yla leva doble de accionamiento para la bombade gasolina de alta presión.
El montaje (calado de los tiempos de distribu-ción) de la correa dentada no aporta ningunanovedad, tan sólo hay que hacer coincidir lasmarcas de la polea del árbol de levas y del anti-vibrador con las marcas realizadas a tal efectoen el protector de la correa.
Para el calado de los árboles de levas hay quesituarlos de modo que las concavidades mol-deadas en los mismos queden enfrentadas ver-ticalmente.
Si se ha efectuado un correcto montaje,deberá haber catorce rodillos de la cadena entrelas marcas de los piñones.
Sólo en esta posición es también posible elmontaje y desmontaje de los tornillos de laculata.
DISTRIBUCIÓN
Concavidades D102-12
Tornillos de culata
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D102-13
Árbol de levas de escape
Árbol de levas de admisión
Variador
Tensor de la cadena
Estator
Rotor
DISTRIBUCIÓN VARIABLELa correa dentada impulsa al árbol de levas de
escape. Éste aloja el rotor del variador sobre suparte opuesta.
El estator se encuentra comunicado directa-mente con el piñón e impulsa al árbol de levasde admisión a través de la cadena.
La variación de posición del estator respecto alrotor provoca, a través de la cadena, el avanceo retraso del árbol de admisión, variándosede esa forma los tiempos de distribución de lasválvulas de admisión.
La unidad de control del motor gestionamediante una familia de curvas característicasla excitación a la electroválvula encargada demodificar los tiempos de distribución a través deljuego de las almas del variador donde se dirigela presión de aceite.
El avance de la regulación de la distribuciónpermite, en combinación con el colector deadmisión variable, mejorar el llenado de los cilin-dros en bajas y medias revoluciones.
En altas revoluciones se retrasa el cierre de laválvula de admisión, lo que permite gracias a lagran inercia y velocidad de los gases que éstossigan ingresando en el cilindro.
Igualmente este efecto se combina con el pro-ducido por el conducto variable de admisiónpotenciando y mejorando aún más el llenado delcilindro.
Nota: Existe un útil específico para bloquear eltensor de la cadena y permitir tanto el desmonta-je como el montaje de la cadena.
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Servomotor para accionamiento de las trampillas V157
Chapaletas
D102-14
Electroválvula para el control del colector de admisión N156
Cápsula neumática
Gomas de unión del colector con chapaletas
Transmisor de presión del colector de admisión G71
Distribuidorgiratorio
ADMISIÓN
COLECTOR DE ADMISIÓNEl colector de admisión variable propicia las
características deseadas en lo que respecta aentrega de potencia y par. Un conducto deadmisión relativamente largo mejora el par amedio régimen y uno corto, a altas revoluciones.
El colector de admisión es de plástico, y en suinterior se encuentra el cilindro distribuidor parael control de los conductos y un depósito devacío.
El accionamiento del cilindro distribuidor serealiza mediante una cápsula neumática.
La electroválvula N156, comandada por la uni-dad de control del motor, regula el paso de vacíodesde el depósito hasta la citada cápsula.
Combinada con la distribución variable, bási-camente conecta el conducto corto a altos regí-menes del motor (posición de potencia) y ellargo a medias y bajas revoluciones (posición depar).
Depósito de vacío
D102-15
Distribuidorgiratorio
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D102-17
Eje común
ChapaletaServomotor V157 con potenciómetro G336
Distribuidor de combustible
SERVOMOTOR Y CHAPALETASEl elemento inferior del colector de admisión
está atornillado al distribuidor de combustible yaloja cuatro chapaletas gobernadas por el ser-vomotor V157 a través de un único eje común.
El potenciómetro G336, que va integrado en elservomotor, es utilizado por la unidad de controldel motor J220 como señal de retroinformaciónsobre la posición de las chapaletas.
La posición de las chapaletas en el colector deadmisión influye sobre la formación de la mez-
cla y, por tanto, sobre la composición de losgases de escape.
La gestión de las chapaletas en el colector deadmisión se vigila a través del sistema EOBD.
El servomotor está integrado en el distribuidorde combustible, mientras que los conductos ylas chapaletas únicamente están atornillados almismo, siendo posible su desmontaje.
D102-16
Distribuidor decombustible
Chapaletas
Servomotor V157
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La conducción de aire hacia el cilindro sepuede realizar de infinidad de modos en fun-ción de la posición de las chapaletas. Parasu mejor comprensión sólo se van a explicardos posiciones.
En la primera, que tiene lugar con cargasbajas, la masa de aire se conduce hacia lacámara de combustión por encima de la ple-tina “tumble” cerrando para ello las chapa-letas en el colector de admisión.
De esta manera se consigue aumentar losgases de escape recirculados al mejorar lamezcla de éstos con los frescos y a la altavelocidad de llama que se genera gracias ala “turbulencia rodante”, con la consi-guiente mejora en el rendimiento, combus-tión y, por lo tanto, consumo.
A este proceso se le denomina modo decombustión conducido por el aire.
En la segunda, que se utiliza con cargasmedias y altas, la masa de aire se conducepor encima y por debajo de la pletina “tum-ble”, abriendo la chapaleta en el colector deadmisión.
Este modo favorece el mejor llenado delcilindro, y por lo tanto una mayor entrega depar y potencia.
D102-18
Chapaletas
Unidad de mando de mariposa
Pletina “tumble”
Turbulencia rodante
D102-19
ADMISIÓN
