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MOTORES DIESEL: La

gestin de combustible

Departamento de Formacin HYUNDAI ESPAA

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MOTORES DIESEL : resumen

TEMAS A TRATAR : Fundamentos Bsicos Del Motor Diesel Combustin en los Motores Diesel Motores Diesel De Inyeccin Directa Motores Diesel De Inyeccin Indirecta Bombas de inyeccin - Motor XUD9 (P.S.A.) Motor D4B (F/X/H) (Mitsubishi) Bomba ZEXEL Motor D3EA/D4EA (Tipo D- Detroit Diesel/VM) Motor J3 (Kia) Motor D4CB (Tipo A Kia) Motor D4FA (Tipo U Kia)

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MOTORES DIESEL- fundamentos bsicos

El motor Diesel Slo aspira aire, no mezcla

como los motores de gasolina

La mezcla se hace ya dentro de la cmara

El combustible es POCO INFLAMABLE

La combustin se hace por sus propios medios, que requieren: ALTA TEMPERATURA

ELEVADA PULVERIZACION

La proporcin aire/combustible varia mucho, pero se puede estimar entre 20: 1 y 30:1

La regulacin del rgimen (par) se hace

REGULANDO LA CANTIDAD DE COMBUSTIBLE

El motor gasolina (Otto) Aspira mezcla aire combustible

El combustible es MUY INFLAMABLE

La combustin se hace por medios externos (buja)

La proporcin de aire /combustible no puede variar mucho, desde 13/1 a 17/1

La regulacin del rgimen (par) se hace

REGULANDO LA CANTIDAD DE AIRE

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La combustin en el diesel

Para que se inflame el

gasleo debe estar a muy

alta temperatura

y muy finamente pulverizado

Esta alta temperatura se

consigue comprimiendo

mucho el aire durante

la carrera de compresin.

La pulverizacin se obtiene

inyectando el combustible a

travs de orificios

muy pequeos y con una

elevada presin

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MOTORES DIESEL : la combustin

La cantidad de combustible inyectado en la cmara de combustin al contrario que en los motores de gasolina que se hace regulando el aire mediante la mariposa , en los diesel se hace depender de:

Rgimen Motor Posicin de acelerador

Por esto los diesel NO TIENEN MARIPOSA DE AIRE

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Fases de la combustin Diesel

Podemos dividir la combustin en 4 fases:

a) Retardo de inyeccin

b) Retardo de encendido

c) Avance de llama

d) Combustin

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Fases de la combustin

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Fases de la combustin: el retardo de inyeccion

a) Retardo de inyeccin Es el tiempo que hay entre el comienzo de la inyeccin (desde la bomba ) a la apertura del inyector. Depende de la 1. compresibilidad del gasoil, (temperatura) 2. elasticidad de las tuberas de comb. y 3. el tiempo necesario para que se produzca la apertura del inyector (muelle de la aguja) Es por esto que todas las tuberas tienen exactamente la misma longitud, mientras que la elasticidad es diferente para tubos cortos que para tubos largos.

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Fases de la combustin: el retardo del encendido

b) Retraso de encendido Es el tiempo que tarda el combustible en alcanzar la Temperatura de combustin espontnea (no olvidemos que es menos inflamable que la gasolina) Por tanto para que sea lo menor posible HAY QUE PULVERIZAR AL MAXIMO EL COMBUSTIBLE. Depende MUCHO de la temperatura de combustible (POR LA VISCOSIDAD)

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Fases de la combustin: el avance de la llama

c) Avance de llama Este es el periodo en el que la llama de combustin avanza hacia el resto de mezcla por quemar. Un corto tiempo de retraso es deseable para tener un mejor control de la combustin. Si todo el combustible fuese inyectado antes de que comenzara la combustin, toda la mezcla quemara a la vez, lo que producira un aumento demasiado rpido de presin y un aumento importante del nivel de ruidos.

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Fases de la combustin:la carrera de trabajo

Combustin

Es la ltima etapa,

cuando la mezcla se

quema y mueve el

pistn hacia abajo,

produciendo par

motor.

Presion = P

Fuerza = F Distancia

Par = F x d = P x superficie del pistn x d

(cuanto mas presin, ms dimetro y mas

carrera de pistn, ms par)

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Fases de la combustin: efecto del avance

El avance de se necesita porque el

retraso hasta que se inicia la inflamacin

es siempre el mismo, con lo que a

mayor rgimen cada vez disponemos de

menos tiempo. Por lo tanto a medida

que aumenta el rgimen hay que ir

inyectando antes

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Ell ciclo de trabajo

Diagrama de Presion Volumen y Temperatura-calor del motor Diesel (ciclo terico)

Como se puede ver

la carrera de

combustin se hace

a presin constante

durante un tiempo

largo(2-3) y luego

prosigue la

expansin (3-4)

Adems se parte de

una presin muy

alta (punto 2)

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Comparacion de los ciclos gasolina y diesel

Como se puede ver la carrera de combustin se hace a volumen constante durante un tiempo corto(2-3) y luego prosigue la expansin (3-4)

Adems se parte de una presin menor (punto 2)

Diagrama de P-V y T-S del motor Gasolina (ciclo terico)

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MOTORES DIESEL el ciclo real

Este ciclo ideal vara un poco en la realidad . Sin embargo, siempre se cumple que:

1. La presin mxima es mucho mayor en el diesel

2. La presin en la expansin es mas alta en el motor diesel

3. La presin de compresin es mas alta en el diesel

Comparacin de ciclos reales Diesel/Gasolina

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Porque el diesel produce mas par?

En la ltima etapa, cuando la mezcla se quema y mueve el pistn hacia abajo, en el diesel es mucho ms larga y con MAYOR PRESION que en el motor de gasolina, por lo que a igual RPM el motor diesel produce MAS PAR . Por este motivo de la combustin tan larga el diesel tiene LIMITADAS SUS RPM MAX a 4500 rpm aprox.

Carrera

efectiva del

par DIESEL

Carrera

efectiva del

par

GASOLINA

Presion

menor

Presion

mayor

Combustion

corta

Combustion

larga

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Porqu el gasolina produce mas

potencia?

Resulta que al estar limitado el segundo factor la potencia es alta mientras el rgimen motor sea relativamente bajo.

En el de gasolina, por ser la combustin tan corta y el peso de las partes mviles (pistn, biela, etc) menor, podemos subir el rgimen motor mucho y el resultado final es que

A IGUAL CILINDRADA = EL MOTOR GASOLINA TIENE MAS CV (Lo cual no quiere decir mas recuperacin en baja, al ser en esta zona su par menor y por tanto su potencia)

1000 2000 4000 6000

rpm

Pot

(kW)

Zona de mayor

potencia del diesel

(por el par)

Zona de mayor

potencia del gasolina

(por las rpm)

Potencia = par x rpm

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Como aumentar el par?

Aumentando la distancia al centro del cigeal (muequilla = la

mitad de la carrera del pistn) -> aumentamos cilindrada y los

pesos => ms inercias = ms vibraciones, etc

Aumentando el dimetro del pistn => lo mismo que antes

Aumentando la presin sobre la cabeza del pistn: esta es la

solucin, que es una combinacin de:

Ms cantidad de aire: Compresor

Combustin ms efectiva: inyeccin directa

y mayor pulverizacin gasoil,

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INYECCION DIRECTA-INYECCION

INDIRECTA

La inyeccion directa es la ms

antigua, que siempre se ha usado

en los motores industriales, y ha

vuelto a emplearse actualmente en

los turismos

La inyeccion indirecta era la que

permiti hacer motores de

turismos, por el excesivo ruido y

peso (robustez) de los de directa.

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La inyeccion directa

En los motores de inyeccin directa la cmara est formada en la cabeza del pistn . Previamente estos motores estaban destinados a vehculos y maquinaria industriales, por las elevadas fuerzas y ruidos que se generaban, pero con el desarrollo de nuevos sistemas , este tipo de motores se estn implantando en los vehculos ligeros.

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La inyeccion indirecta

1.1.- Motores Diesel De Inyeccin Indirecta

En estos motores hay una cmara de elevada turbulencia en la que se inicia la combustin Por lo que tenemos las siguientes ventajas frente a los motores de inyeccin directa ms antiguos : Incremento de presin ms suave en

cmara de combustin, lo que supone

un menor nivel de ruidos

Permite un ligero aumento de rgimen de motor que implica mayor potencia sin aumento de par

ESTOS MOTORES LLEVAN BOMBA INYECTORA

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La inyeccion indirecta

Motores Diesel De Inyeccin Indirecta En los motores de precmara , la mezcla se produce en una pequea cmara y luego penetra, por un canal relativamente estrecho, en la principal, donde se mezcla con gran turbulencia con el aire en ella comprimido y se quema. La divisin de la cmara de combustin en una de combustin principal y una precmara o cmara de turbulencia, favorece la combustin regular y silenciosa. Los motores con precmara y cmara de turbulencia eran exclusivos para vehculos ligeros hasta que se ha empezado a desarrollar la inyeccin directa en estos ltimos aos.

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La bomba rotativa BOSCH

Bombas de inyeccin Vamos a hacer un pequeo repaso de los elementos principales de una bomba inyectora rotativa Bosch, la ms utilizada en motores Diesel ligeros hasta hace unos aos.

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La bomba de aspiracion

Alimentacin de baja presin En las bombas rotativas de inyeccin, el combustible es aspirado del depsito por una bomba de aletas y transportado al interior de la bomba de inyeccin. Para obtener en el interior de la bomba una presin determinada en funcin del rgimen, se necesita una vlvula de control de presin que fije una presin definida a cada rgimen (A). La presin aumenta entonces proporcionalmente al rgimen, es decir, cuanto mayor sea ste, mayor ser la presin en el interior de la bomba. Para la refrigeracin y auto purga de aire, algunas bombas disponen de un regulador de rebose que est dispuesto en la tapa del regulador(B).

B

A

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La bomba de aspiracion

El rotor de aletas est centrado sobre el eje y es accionado por una chaveta. El rotor de aletas est rodeado por un anillo excntrico alojado en el cuerpo. Las cuatro aletas del rotor son presionadas hacia el exterior, contra el anillo excntrico, por efecto del movimiento de rotacin y de la fuerza centrfuga resultante. Por el efecto de la rotacin, el combustible que se encuentra entre las aletas, es transportado hacia el recinto superior y penetra en el interior de la bomba a travs de un taladro.

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La distribucion /la compresion

El movimiento de rotacin del eje impulsor se transmite al mbolo distribuidor por medio de un acoplamiento. Las garras del eje impulsor y del disco de levas engranan en el disco cruceta dispuesto entre ellas. Por medio del disco de levas, el movimiento giratorio del eje impulsor se convierte en un movimiento de elevacin y giro. Esto se debe a que la trayectoria de las levas del disco discurre sobre los rodillos de anillos.

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Funcionamiento

El mbolo distribuidor es solidario del disco de levas por medio de una pieza de ajuste, y est coordinado por un arrastrador. El desplazamiento del mbolo distribuidor hacia el punto muerto superior est asegurado por el perfil del disco de levas. Los dos muelles antagonistas del mbolo, dispuestos simtricamente, que reposan sobre la cabeza distribuidora y actan sobre el mbolo distribuidor a travs de un puente elstico, que provocan el desplazamiento del mbolo hacia el punto muerto inferior. Adems, dichos muelles impiden que el disco de levas pueda saltar, a causa de la elevada aceleracin de los rodillos del anillo.

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Elementos del cabezal

Despiece del conjunto de cabezal de bomba

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el cabezal distribuidor

Adems de la funcin motriz del eje impulsor, el disco de levas influye sobre la presin de inyeccin y sobre la duracin de sta. Los criterios determinantes a este respecto son la carrera y la velocidad de elevacin de la leva. Segn la forma de la cmara de combustin y el mtodo de combustin de los distintos tipos de motor, las condiciones de inyeccin debern producirse de forma individualmente coordinada. Por esta razn, para cada tipo de motor se calcula una pista especial de levas que luego se coloca sobre la cara frontal del disco de levas. El disco as configurado se monta acto seguido en la correspondiente bomba rotativa de inyeccin. Por eso, los discos de levas de las distintas bombas de este tipo no son intercambiables entre s.

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La distribucin-el fin de inyeccion

Las fases de desplazamiento del mbolo

distribuidor se explican

en el siguiente esquema. El caso de un motor de

cuatro cilindros

el mbolo distribuidor describe un cuarto de vuelta

entre las

posiciones del punto muerto inferior y el punto

muerto superior.

En el PMI del mbolo distribuidor el combustible

fluye al recinto

de alta presin, a travs del canal de entrada y una

ranura de

control.

Durante el movimiento ascendente, el mbolo

distribuidor cierra

el canal de entrada sometiendo a presin el

combustible que se

encuentra en el recinto de alta presin. Durante el

movimiento

giratorio, la ranura de distribucin abre el orificio

de salida

correspondiente al cilindro del motor.

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Final de inyeccion

La alimentacin de combustible concluye en cuanto la corredera de regulacin abre el orificio de descarga. Mientras el mbolo retorna al PMI, mediante el movimiento rotativo ascendente el orificio de descarga se cierra. El recinto de alta presin se vuelve a llenar.

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El cabezal distribuidor

La vlvula de impulsin asla el conducto de inyeccin de la bomba y estn incluidas en la cabeza impulsora. La misin de esta vlvula es descargar la tubera de inyeccin tras concluir la fase de alimentacin, extrayendo un volumen exactamente definido. De esta forma se consigue un final de cierre preciso del inyector al finalizar la inyeccin. Simultneamente y con independencia del caudal de inyeccin momentneo, debe asegurarse el equilibrio del caudal de inyeccin momentneo, debe asegurarse el equilibrio de las presiones en el conducto de impulsin para las diferentes fases de inyeccin.

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Los inyectores

El inyector introduce el combustible en la cmara de combustin. La presin de apertura del inyector se encuentra por lo general entre 110 y 135 bar. En el caso de motores de inyeccin indirecta los inyectores suelen ser de tetn, que posibilita la formacin de un prechorro.

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La regulacion del regimen

Regulacin de Rgimen En las bombas mecnicas de inyeccin existe un regulador que se encarga de fijar el rgimen de ralent , el rgimen mximo y todos los regmenes intermedios. Cuando la bomba rotativa

de inyeccin est parada, los pesos

centrfugos se encuentran en reposo y el

manguito regulador

se encuentran en posicin inicial.

La palanca de arranque se desplaza a la posicin

de arraque

mediante el muelle de arranque, que la hace

girar alrededor

de su punto de rotacin M2. Simultneamente,

la rtula de la

palanca de arranque hace que la corredera de

regulacin se

desplace sobre el mbolo distribuidor en la

direccin del

caudal de arranque, con el resultado de que el

mbolo

distribuidor debe recorrer una carrera til

considerable hasta

que se produce la limitacin determinada por

el mando.

De este modo, al arrancar se produce el

caudal necesario para

la puesta en marcha. El rgimen ms bajo es

suficiente para

desplazar el manguito regulador, en oposicin

al dbil muelle

de arranque, una distancia igual a a.

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La regulacion del regimen

Una vez arrancado el motor Diesel, al soltar el acelerador, la palanca de control de rgimen pasa a la posicin de ralent, quedando apoyada entonces sobre su tope del tornillo de ste. El rgimen de ralent ha sido elegido de modo que, en ausencia de carga, el motor contine funcionando de forma segura y sin el riesgo de que se pare. La regulacin la asegura el muelle de ralent dispuesto sobre el perno de sujecin. Este mantiene el equilibrio en contra de la oposicin creada por los pesos centrfugos. Mediante este equilibrio de fuerzas se determina la posicin de la corredera de regulacin respecto del orificio de descarga del mbolo distribuidor y, por lo tanto, se fija la carrera til. Cuando los regmenes superan el margen de ralent, finaliza el recorrido c del muelle y se vence la resistencia opuesta por el muelle.

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La regulacin del rgimen

Durante el funcionamiento en carga, la palanca de control de rgimen pivota y adopta una posicin definida por el rgimen o la velocidad de desplazamiento deseada del vehculo. Esta posicin la determina el conductor mediante la correspondiente posicin del acelerador. La accin de los muelles de arranque y de ralent queda anulada para regmenes superiores al margen de ralent. Aquellos no influyen sobre la regulacin.

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La variacion del avance

Variador de avance El variador de avance de la bomba rotativa de inyeccin permite adelantar el comienzo de la alimentacin en relacin con la posicin del cigeal del motor y de acuerdo con el rgimen, para compensar los retardos de inyeccin e inflamacin.

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La variacion del avance

Durante la fase de alimentacin de la bomba de inyeccin, la apertura del inyector se produce mediante una onda de presin que se propaga a la velocidad del sonido por la tubera de inyeccin. ste tiempo es independiente del rgimen pero no el ngulo descrito por el cigeal entre el comienzo de la alimentacin y el de inyeccin. Esto obliga a introducir una correccin adelantando el comienzo de la alimentacin. Tambin hemos de tener en cuenta el retraso de inflamacin, que es el tiempo que transcurre entre la inyeccin y la combust. Hay que adelantar el comienzo de alimentacin de la bomba de inyeccin para compensar el desplazamiento temporal condicionado por el retraso de la inyeccin e inflamacin. Para ello se utiliza el variador de avance en funcin del rgimen.

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La variacion del avance

La presin de combustible interna a la bomba, vence la resistencia del muelle. El movimiento axial del mbolo se transmite al anillo de rodillos montado sobre el cojinete por medio de la pieza deslizante y el perno. Esto hace que la disposicin del disco de levas con respecto al anillo de rodillos vare de forma que los rodillos del anillo levanten, con cierta antelacin, el disco de levas. El valor angular de desfase entre disco de levas y mbolo distribuidor puede llegar a ser de 12 de ngulo de leva, que son 24 de ngulo en cigeal.

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La variacion del avance

Durante la fase de alimentacin de la bomba de inyeccin, la apertura del inyector se produce mediante una onda de presin que se propaga a la velocidad del sonido por la tubera de inyeccin. ste tiempo es independiente del rgimen pero no el ngulo descrito por el cigeal entre el comienzo de la alimentacin y el de inyeccin. Esto obliga a introducir una correccin adelantando el comienzo de la alimentacin. Tambin hemos de tener en cuenta el retraso de inflamacin, que es el tiempo que transcurre entre la inyeccin y la combust. Hay que adelantar el comienzo de alimentacin de la bomba de inyeccin para compensar el desplazamiento temporal condicionado por el retraso de la inyeccin e inflamacin. Para ello se utiliza el variador de avance en funcin del rgimen.

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MOTOR XUD9

2.- Motor XUD9 Este es el primer motor diesel montado en un modelo HYUNDAI. Fue instalado en el Lantra del ao 98. Es un motor de origen PSA atmosfrico de 1.9 litros.

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MOTOR XUD9

2.1.-Cambio de correa de distribucin

a) quitar el tornillo 1 y quitar la polea del cigeal. b) proceder a quitar las tapas en el orden 2, 3 y 4. c) girar el motor hasta PMS en el cilindro 4. d) centrar la polea del rbol de levas con un tornillo M8x125x40 (7). e) centrar la polea de la bomba de gasoil con 2 tornillos M8x125x35.

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MOTOR XUD9

f) Una vez calados los rboles, insertar el til 0153N para bloquear el cigeal. g) Aflojar tuerca 8 y el tornillo 9 del soporte del tensor 10 h) Insertar una llave en el cuadrado del soporte del tensor y girarlo para comprimir el muelle. i) Con el muelle comprimido, volver a apretar el tornillo (9) para fijar el soporte del tensor en su posicin de mximo juego.

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MOTOR XUD9

j) Quitar la correa y sustituirla por una nueva. Empezar a montar por abajo, es decir, siguiendo el siguiente orden: cigeal, rodillo, polea de bomba, polea de rbol de levas, tensor y por ltimo la polea la polea de la bomba de agua. k) Aflojar el tornillo 9 para que la correa coja su tensin. l) Una vez que se le haya dado su tensin apretar PRIMERO EL TORNILLO(18) Y DESPUS LA TUERCA(19). m) Montar polea de cigeal. n) Quitar los tornillos de fijacin y el til de bloqueo del volante motor.

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MOTOR XUD9

2.2.- Calado De Bomba De Gasoil Bosch a) Colocar el pistn 4 en el PMS en carrera de compresin. b) Aflojar los tornillos de sujeccin de la bomba. c) Quitar el tornillo (1)

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MOTOR XUD9

d) Insertar el til 0117AK2 (alargador) y 0117AK1 (soporte del comparador) e) Despus de colocar el comparador, girar el motor en sentido contrario hasta que P.M.I. de la bomba. En ese punto, ponemos a cero el reloj comparador. f) Girar el motor hasta P.M.S. Del cilindro 4. Para asegurarse que est en la posicin, insertar el til 0153N para adems bloquear el volante motor y asegurarse de que los tornillos de calado del rbol de levas (7) y de la bomba (8 y 9). g) En esta posicin, girar la bomba hasta que la lectura del comparador sea 0.90 +/- 0.03mm. H) Retirar los tiles de bloqueo y dar un par de vueltas al motor para ver que el reloj comparador vuelve a marcar 0.90 +/-0.03mm.

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MOTOR XUD9

2.4.- Ajuste de Ralent. Motor frio a) Comprobar que el cable del acelerador de ralent no est demasiado tenso. Adems de comprobar que la posicin del acelerador de ralent (8) es la de ralent acelerado (3).

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MOTOR XUD9

b) Si el cable est demasiado tenso o bien no es capaz de llevar el acelerador de ralent hasta su posicin de ralent acelerado entonces se ajusta la tensin con el tornillo de regulacin (2). Aflojar el tornillo del cable de ralent (1). c) Si ni an con el tornillo de regulacin (2) fuese posible ajustar el acelerador de ralent (8) a la posicin de ralent acelerado (3), ser necesario adems aflojar el tornillo del cable de ralent (1). d) Una vez apretado el tornillo del cable de ralent (1), ajustar la tensin final del cable mediante el tornillo de regulacin (2).

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MOTOR XUD9

MOTOR CALIENTE a) Asegurarse de que el acelerador de ralent (8) no est tenso y que hay cierta holgura entre el tornillo del cable de ralent (1) y el acelerador de ralent (8). As nos aseguramos que el acelerador est en su posicin de tope de ralent en caliente (4). b) Aflojar el tornillo de ajuste de velocidad de ralent (5). c) Ir apretando poco a poco el tornillo de ajuste de velocidad de ralent (5) hasta lograr que la velocidad del motor sea de 920 rpm. d) Una vez ajustado el ralent a 920 pm. Introducir una galga de 3 mm. entre el tornillo de ajuste de velocidad de ralent (5) y el acelerador (6). Ajustar entonces el tornillo hasta lograr 1250 rpm. +/- 100 rpm.

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MOTOR XUD9

e) Retirar la galga. Mover el acelerador de ralent hasta su posicin de ralent acelerado. Entonces la velocidad de ralent debe ser de 1000 rpm. Si es necesario, reajustar como se indica en los pasos 3 y 4. f) ajuste del acelerador. Comprobar que con el acelerador pisado hasta el suelo, la palanca del acelerador (6) hace tope en el tornillo de ajuste de mximas rpm. g) Comprobar que con el acelerador sin pisar, la palanca del acelerador (6) hace tope con el tornillo de ajuste de velocidad de ralent y que el cable del acelerador no est tenso.

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MOTOR D4B

3.- MOTOR D4B stos son los motores MITSUBISHI que se instalan en la H1 y las primeras unidades de Terracn. En las primeras versiones la bomba de inyeccin era mecnica, mientras que en las siguientes la bomba es electrnica. Vamos a explicar el funcionamiento del segundo sistema, denominado COVEC-F (Computed VE pump control system-Full). Es un sistema de inyeccin y distribucin que utiliza un micro-computador para controlar la cantidad de inyeccin y el avance de la misma.

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MOTOR D4B

COVEC-F

Par

50 100

Posicin de acelerador (%)

Bomba inyectora convencional.

1. Mejoras de funcionamiento. La figura derecha muestra la relacin entre posicin de acelerador y par de salida. Comparando con una bomba convencional, COVEC-F proporciona la cantidad ptima de inyeccin en cada momento y circunstancia de acuerdo con la posicin del acelerador. Con ello se consigue incrementar el par especialmente en condiciones de baja posicin de acelerador.

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MOTOR D4B

Con las bombas inyectoras convencionales no se realizan variaciones ligersimas en la posicin de la corredera de caudal. COVEC-F, detecta variaciones de velocidad tras cada combustin a ralent y como resultado controla la posicin de la corredera para incrementar o disminuir la cantidad inyectada. De este modo cada inyeccin en cada cilindro es controlada para disminuir vibraciones y mejorar el confort.

POSICION

CORREDERA

BOMBA CONVENCIONAL

FIJO

POSICION

CORREDERA

COVEC-F

CONTROL

INDIVIDUAL

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MOTOR D4B

tiempo

Velocidad motor

Posicin corredera

tiempo

Sin control exhaustivo Con control exhaustivo

Control de inyeccin individual

Velocidad motor

Posicin corredera

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MOTOR D4B

La cantidad inyectada se incrementa en las aceleraciones para aumentar la potencia de salida . En bombas convencionales este exceso de combustible se traduce en generacin de humos. Con COVEC-F, la cantidad inyectada se controla con precisin incluso en las aceleraciones, para prevenir la generacin de humos sin afectar negativamente a la potencia de salida.

Cantidad inyectada

Posicin de acelerador

Bomba convencional

COVEC-F

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MOTOR D4B

No COMPONENTE FUNCIN

1 UNIDAD DE CONTROL Procesado y control de funcionamiento.

2 Np Sensor Detecta velocidad giro de bomba

3 CSP sensor Detecta posicin de la corredera

4 Sensor de temp. combustible Detecta temp. de combustible

5 Resistencia de compensacin Compensacin

6 TCV Ajuste avance de inyeccin

7 TPS Detecta la posicin del pistn de avance

8 CKP Misma funcin que NPS, al doble de velocidad

Componentes Principales:

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MOTOR D4B

Vista frontal

Vista transversal

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MOTOR D4B

TCV (Timer Control Valve) La TCV est situada en la parte inferior de la bomba. Mediante la regulacin de la presin en las cmaras de alta y de baja presin se consigue el avance de la inyeccin deseado en cada momento. El avance de la inyeccin puede ser controlado mediante la vlvula TCV con control por duty. as se regula el paso de aceite a alta presin a la cmara correspondiente del pistn consiguiendo girar as el platillo de levas. Adems la frecuencia del duty puede ser variada en correspondencia con la frecuencia de inyeccin.

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MOTOR D4B

GE Actuador (Governor electrnico) Mientras que una bomba inyectora convencional est controlada por un gobernador centrfugo, en la bomba electrnica est gobernada por un regulador electromecnico.

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MOTOR D4B

Sensor NPS (Sensor de velocidad de bomba) Cuando gira la polea de la bomba inyectora los dientes de la rueda fnica pasan junto al sensor para variar el flujo magntico y generar corriente AC en la bobina del sensor. Este voltaje se convierte en la seal de entrada para la ECU y as determinar la velocidad del giro de la bomba. Con el CKP, este sensor est duplicado.

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MOTOR D4B

TPS (Sensor de posicin de pistn de avance)

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EL COMMON RAIL

Significa Rail Comn

Se suprime la

bomba inyectora

Se sustituye por

una bomba de

alta presion

La alta presion

se mantiene en

una rampa (rail)

La apertura

secuencial de los

inyectores se

hace de modo

electrnico

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MOTOR D4\3EA (TIPO D)

Este motor es el que introdujo en la marca la tecnologa common rail. De origen Detroit Diesel, el motor es modular de 3 (1.5 ) o 4(2.0) cilindros con un mximo de piezas comunes (piston, bielas, distribucion, etc etc , de 4 vlvulas por cilindros El trmino de moda en el mundo del diesel es Common Rail. La diferencia principal con los sistemas anteriores es la bomba. En los sistemas con bomba inyectora arrastrada por el motor,sta se ocupa de generar presin de alta, regular la cantidad de combustible y

distribuirla a los inyectores. En el sistema Common Rail, la bomba no se ocupa ms

que de generar la altsima presin que se acumula en un tubo acumulador del cual se alimentan los inyectores, llamado Common Rail. La apertura de los inyectores va regulada por un sistema electrnico, basado en una ECU y sus sensores relacionados. Aparte de mejorar las

prestaciones y reducir los ruidos y los niveles de emisiones,

este motor nos permitir alcanzar un destacado nivel en el mercado cada vez ms exigente de los motores diesel.

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MOTOR D4\3EA

4.- MOTOR D3EA/D4EA

EN LINEA SOHC 4V

1991

83.0 x 92.0

18,4

111 / 4000

25.5 / 2000

Por compresin

Arbol de levas simple

Ajuste hidrulico

Electronic Common Rail System

Oxi-cat, EGR

Bomba de dientes trocoidales

Filtro de paso total

5,5

3,5Capacidad de refrigerante

Cilindrada (cc)

Dimetro x carrera (mm)

Relacin de compresin

Max. Potencia (CV/rpm)

Max. Torque (kg.m/rpm)

Sistema de combustible

Control de Emisiones

Sistema de engrase

Capacidad de aceite (lit)

TIPO

Sistema de encendido

Sistema de vlvulas

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MOTOR D4\3EA

El control electrnico del caudal y del avance permite que se inyecte el combustible a una presin ptima independientemente del rgimen del motor. Esto quiere decir que incluso con regmenes bajos se puede mantener una alta presin. Bsicamente esta regulacin de presin vara en funcin de la carga de motor. Los principales problemas que hay que resolver con objeto de mejorar el rendimiento y el consumo son: la regulacin de la cantidad, la atomizacin del combustible, y el momento preciso de la inyeccin dentro de la cmara. Como es sabido, el gasoil, al contrario que la gasolina, no se evapora.

Por lo tanto lo que tenemos en la cmara en el momento de inicarse la

combustin no es un gas homogneo sino una masa de aire que contiene

una cantidad infinita de minsculas gotas de combustible diesel.

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MOTOR D4\3EA

Estas gotas minsculas se inflaman al contactar con el aire, ya que por efecto de la compresin, se encuentra a unas temperaturas de entre 700 y 900C. Por este motivo las primeras gotas microscpicas tienen que salir

antes del punto de mxima compresin.

Esto corresponde a la posicin de punto muerto superior (PMS), ya

que cuando se supere dicho punto la combustin debe hacerse

completamente, con objeto de proporcionar el mximo rendimiento

mecnico.

67

MOTOR D4\3EA

Circuito de Baja En el circuito de baja, la prebomba empuja al combustible hacia la bomba de alta presin, pasando previamente por un prefiltro para evitar el desgaste en los componentes de inyeccin, mecanizados con la mxima precisin. La prebomba se encuentra fuera del depsito, para cebar la bomba mecnica de alta. La bomba elctrica y un elemento de bombeo de rodillos que aspira el combustible del tanque. La refrigeracin de dicho elemento la hace el combustible que circula a travs del mismo.

68

MOTOR D4\3EA

FILTRO DE GASOIL El filtro de gasoil dispone de un elemento de calefaccin que se encuentra entre la cabeza del filtro y el elemento filtrante. El gasoil que llega pasa por el elemento calefactor, en base a la seal de temperatura del termosensor, se conecta la calefaccin. Los valores en los que trabaja dicho calentador son: ON -> -3 3C OFF -> 5 3C

69

MOTOR D4\3EA

El calefactor del filtro comprende una carcasa de plstico en la cual dos discos metlicos de contacto son mantenidos separados por cuatro semiconductores. Adems hay una placa elstica para matener el contacto. En cuanto llega intensidad de corriente los semiconductores empiezan a calentarse, transmitiendo ese calor al gasoil.

70

MOTOR D4\3EA

El retorno del rail se une a los retornos de los inyectores para pasar a travs de un enfriador situado bajo el vehculo y volver al depsito de combustible. La funcin de este enfriamiento es evitar que el combustible aumente su temperatura en exceso debido a las sucesivas que sufre en la bomba de alta y ser devuelto al retorno.

71

MOTOR_D4\3EA

Bomba de alta presin

La bomba de alta presin se encarga de generar la presin de alta

para los inyectores, y en cualquier condicin de funcionamiento. El

arrastre de la bomba de alta se hace a travs del rbol de levas, es

decir, gira a la mitad de vueltas que el motor. La lubricacin y la

refrigeracin las hace el mismo combustible que circula por dentro.

La entrada se hace a travs de una vlvula de seguridad. Cuando el

pistn se mueve hacia abajo, la vlvula de admisin se abre y el

combustible entra dentro del elemento de bombeo (carrera de

aspiracin).

72

MOTOR D4\3EA

En el punto muerto inferior, la vlvula de aspiracin se cierra y el

combustible de la cmara se comprime mediante el desplazamiento

hacia arriba del mbolo. La bomba de alta presin se encarga de

generar la presin de alta para los inyectores, y en cualquier

condicin de funcionamiento.

73

MOTOR D4\3EA

En el tubo de alimentacin de combustible de la bomba va instalado el sensor de temperatura del combustible. Debido a que no todo el combustible que se comprime en la bomba no es inyectado en la cmara de combustin sino que se devuelve al retorno, el gasoil va aumentando su temperatura, lo que provoca pequeas variaciones en la densidad del lquido con lo que vara la atomizacin del combustible. La ECM controla este efecto variando los tiempos de inyeccin y el avance.

74

MOTOR D4\3EA

Despus del filtro el combustible llega a la bomba de alta presin,

la cual genera la fuerza del acumulador de alta (rail). Esta bomba

puede llegar alcanzar 1.350 bar como mximo.

Para cada proceso de inyeccin, se toma combustible del

acumulador de alta. Su presin permanece constante, para lo cual

se emplea una vlvula electromecnica de regulacin. Con objeto

de que la presin en el rail no se salga de determinados valores.

La vlvula de control de presin va activada por la ECM. Cuando

est abierta, permite que la gasolina regrese al depsito a travs

de las tuberas de retorno. Para que la ECM pueda activar la vlvula

de control de presin correctamente, la presin del rail se verifica

mediante un sensor de presin.

75

MOTOR D4\3EA

La vlvula de control de presin va activada por la ECM mediante seal duty. Cuando est abierta, permite que el combustible salga por el retorno, en este caso no est recibiendo tensin (12V.). Para que la ECM pueda activar la vlvula de control de presin correctamente, la presin del rail se verifica mediante un sensor de presin.

76

MOTOR D4\3EA

Apertura en funcin del duty

77

MOTOR D4\3EA

Sensor de Presin en el Rail

El sensor de presin se encarga de medir la presin actual en el

rail, con la exactitud necesaria y lo ms rpido posible. El

combustible a presin ejerce una fuerza contra el diafragma del

sensor, convirtiendo la presin en una seal elctrica, la cual se

introduce a un circuito de evaluacin que amplifica la seal y la

enva a la ECM. Cuando la forma del diafragma vara

(aprox. 1mm a 1500bar) se produce un cambio de resistencia

a travs del puente de resistencias para 5 V.

78

MOTORD4\3EA

Este cambio de la tensin es del orden de 0 a 70mV (en funcin de

la presin) y luego se amplifica por el circuito de evaluacin de 0.5

a 4.5V. La medicin correcta de la presin del Rail es fundamental

para que el sistema funcione como es debido. Si el sensor falla la

vlvula de regulacin pasa a modo emergencia, con un valor

a ciegas de la presin.

79

MOTOR D4\3EA

Sensor de presin (Rail) Encendido ON = 0.5V. Giro con motor de arranque = 0.5V. Y aumentando Ralent = Aprox. 1.25V. Max. Presin =4.3 V.

80

MOTOR_D4\3EA

La funcin de los inyectores inyectar la cantidad de combustible

exacta en la cmara de combustin, y en el momento preciso.

Para lograr esto el inyector es activado por seales que le

transmite la ECM.

El inyector tiene una servovlvula electromagntica en la parte

superior, cuyo estado de reposo es cerrado y al recibir el impulso

descarga la presin de la cmara superior (presin de rail),

permitiendo que la presin en la parte baja de la tobera (igual a

la del rail) levante la aguja, inyectando a presin por los orificios

de la tobera como en un inyector Diesel convencional. Este sistema

va mecanizado con las tolerancias ms precisas, estando los tres

componentes integrados y NO PUDIENDO DESMONTARSE EL

CONJUNTO SALVO POR UN TALLER AUTORIZADO BOSCH.

81

MOTOR D4\3EA

El combustible en exceso retorna al depsito por la

tubera de retorno. La limitacin de RPM y el corte

de inyeccin al retener lo hace la ECM.

82

MOTOR_D4\3EA

En el grfico anterior se puede apreciar que los inyectores trabajan

por descarga en vez de por alzado de muelle como los antiguos

motores diesel.

La intensidad necesaria la proporciona un equipo de condensadores

internos a la ECM que puede llegar a generar 20 amperios para la

apertura del inyector y 10 12 amperios para mantener abierta la

aguja del inyector.

Equipo de condensadores

83

MOTOR_D4\3EA

VLVULA EGR

Con la recirculacin de gases de escape (EGR) se lleva parte

de los gases de escape a la admisin. Esto hace que la

temperatura de combustin se reduzca y por lo tanto se

reduzca la emisin de Oxidos de Nitrgeno (NOx). En funcin

de las condiciones instantneas de funcionamiento, lo que

entra a los cilindros puede llegar a ser hasta un 40% de gases

de escape. Para el control por parte de la ECM, se mide la masa

de aire fresco que entra mediante el MAF y se compara con el

terico para ese punto de funcionamiento. La vlvula EGR se

abre en funcin de los impulsos de la ECM.

84

MOTOR_D4\3EA

Control de la mariposa La vlvula de mariposa desempea una misin que no tiene nada que ver con la de un motor de gasolina. Lo que se busca es reducir el exceso de presin en la admisin para que aumente la tasa de recirculacin de gases de escape. El control de mariposa slo es operativo a bajas vueltas. Funciona por vaco, mediante una electrovlvula, aunque lo cierto es que no hemos podido comprobar que interaccione con la EGR. Bsicamente la utiliza para tener una parada de motor ms suave al cerrar el paso del aire. Actualmente viene montada slo en los motores D3EA y D4EA Motores (D). En los motores (D) euro4 es electrnica.

85

MOTOR_D4\3EA

VLVULA EGR Condiciones de estado OFF: * RPM 42 mm3 * RPM > 3050 * Retencin motor, RPM > 2000 * Condicin ralent, RPM < 1000 durante 52 seg. * Presin atmosfrica < 920 mbar

86

MOTOR_D4\3EA

Las bujas de precalentamiento se encargan de garantizar un

arranque en fro eficiente. Adems, acortar el perodo de

calentamiento, punto muy importante para las emisiones

contaminantes. El tiempo de precalentamiento es funcin de la

temperatura del refrigerante, es decir, lo controla la ECM. Los

precalentadores alcanzan 850C en pocos segundos.

El post calentamiento se produce durante la fase de arranque e

incluso con el motor ya en marcha, lo cual depende del rgimen

y del caudal inyectado. Los precalentadores al funcionar entre

950C y 1050C reducen el humo y las emisiones de ruido.

El sistema lleva un rel de potencia.

87

MOTOR_D4\3EA

Comparacin de calentadores

De modelos anteriores (1) y los

actuales (2)

(850C en 4 segundos)

88

MOTOR_D4\3EA

INTERRUPTOR DE FRENO El interruptor de freno tiene dos circuitos: * Circuito de la luz de freno * Interrupcin del cruise control Freno redundante El sistema de redundancia de frenos se activa cuando tenemos pisados a la vez el pedal de freno y el de acelerador y el vehculo est en movimiento (habiendo pisado primero el acelerador). En este caso el ralent se establece a 1200 rpm.

89

MOTOR_D4\3EA

INTERRUPTOR DE EMBRAGUE

Tiene las siguientes misiones:

* Cancelacin del cruise control

* Regulacin de la seal de carga del motor (desembragar,

meter primera, embragar para salir)

* Para evitar que se disparen las RPM al desembragar

durante los cambios de marcha, la ECM ajusta la operacin

de inyeccin.

90

MOTOR_D4\3EA

Sensor de Presin Corto o valores fuera de rango RPM limitadas a 2600 rpm DTC 0190

Regulador de Presin Corto El motor no arranca DTC 1180

DTC 0100

DTC 0110RPM limitadas a 2600 rpmCorto o valores fuera de rangoMAF/IAT

Modo Emergencia

91

D4EA VGT Y EURO 4

-En los motores D 2.0 y 2.2 con VGT EURO4, tenemos gestin BOSCH 2 (limitacin de presin a la entrada de la bomba) adems de regulador de

presin en rampa. Adems, en todos los diesel que cumplan EURO4 los

inyectores tienen un cdigo de 7 cifras que debe grabarse (similar al

Terracan). Llevan igualmente prebomba en el depsito

-En los motores D 2.0 con VGT y EURO3 (Santa FE 125 CV), la regulacin de presin se hace slo en el ral. La diferencia con el de 2.0 de112 CV

y turbo de geometra fija (WGT) es slo el turbo y la gestin que implica.

92

D4EA y EURO4

Sistema CRDi ( Presin de inyeccin : 1600 bar )

Bomba de alta presin

Common rail Regulador de

presin de ral Sensor de

presin

de ral

93

MOTOR_J3

Es un motor de origen Kia, de 2.9 l . Se monta en el Terracan

La gestin de motor no es Bosch sino Lucas-Delphi

94

MOTOR_J3

CIRCUITO DE BAJA (LP)

Es un circuito de baja presin que alimenta la bomba con gasoil filtrado .

CIRCUITO DE ALTA (HP)

Es el circuito formado por:

* La bomba de alta presin (bomba HP), la cual comprime el gasoil

desde el ciruito de baja a la presin del rail, con el cual est conectado

por una tubera de alta.

* El rail que acumula la presin de alta, conectado a los inyectores

mediante tuberas de alta individuales.

* Los inyectores, de control electrnico, uno por cada cilindro y son los

que introducen la cantidad calculada de gasoil en el momento adecuado.

95

MOTOR J3

CIRCUITO DE RETORNO DE BAJA LP

Este circuito tiene dos funciones principales:

* recoger el retorno de la bomba de alta y llevarlo al depsito.

* recoger el retorno de los inyectores, funcin en la que coopera

un venturi que genera un vaco en la tubera de retorno.

96

MOTOR_J3

El combustible filtrado es aspirado desde el racor de entrada de

la bomba de alta. Luego pasa a la bomba transfer , que se encarga

del elevar la presin a un nivel llamado presin de transferencia.

sta depende naturalmente del rgimen de giro de la bomba

Pero luego es regulada por una vlvula de regulacin que forma

parte De la carcasa, y mantiene esta presin de transferencia a

unos 6 Bar. El gasoil a la presin transfer pasa asimismo por la

vlvula dosificadora (IMV) que es la que dosifica la cantidad de

caudal que se pasa a los mbolos de compresin .

Cuando el gasoil entra al cabezal hidrulico, se comprime mediante

los mbolos y se dirige a la tubera de alta que a su vez alimenta al Rail.

97

MOTOR_J3

El regulador de baja LP (Low Pressure) tambin conocido como

IMV (inlet metering valve), se utiliza para controlar la presin

del rail, regulando el caudal que se enva al elemento de bombeo

del cabezal.

De este modo la presin que detecta el sensor del Rail es igual a la

solicitud de presin requerida por la ECU.

De este modo se cumplen dos condiciones para mejorar la eficacia,

en cuanto:

* slo se comprime la cantidad de gasoil necesaria segn lo que

requiera el sistema en funcin de las condiciones operativas del

motor.

98

MOTOR J3

* Asimismo se permite que baje la temperatura en el depsito.

En efecto, al descargar el exceso de combustible al retorno, la

reduccin de presin en el gasoil desde la presin de rail a la

atmosfrica, hace ceder al exterior una gran cantidad de calor,

lo cual hace que aumente la temperatura al entrar en el depsito.

La IMV se encuentra en estado normalmente abierto cuando no

se alimenta con corriente. Por tanto no se puede emplear como

dispositivo de seguridad para cortar el motor si hace falta.

99

MOTOR_J3- La bomba de alta

Fabricada por Delphi Francia

Sensor de temperatura de

gasoil

Cabezal de alta

Vlvula de regulacion de

alta (IMV)

Reguladora de entrada (9

bares)

100

MOTOR_J3

Bomba de alta. Funcionamiento.

101

MOTOR_J3

Las funciones de la bomba de alta son :

* Generar el nivel de alta presin de combustible exigido en el acumulador de alta (rail)

* Dosificar la presion con la mayor precisin en funcion del

requerimiento del motor, lo cual va controlado por la ECM en

funcin

1)de la demanda del conductor (pedal acelerador).

2)De las revoluciones motor (CKP)

102

MOTOR_J3

Componentes internos de la bomba HP :

* Cabezal hidrulico

* Sensor de temperatura

* Vlvula dosificadora de admisin (IMV)

* Boca de salida de alta

* Valvula de entrada

* Valvula de salida retorno

* Rodillos de compresion

* Conjunto de zapatas

* Arbol impulsor

* Bomba de transferencia

103

MOTOR_J3

Presin Transfer

* Bomba de paletas, integrada en el interior de la bomba HP

* Presion regulada a 6 Bar

* Caudal unitario: 5,6 cc/rev

* Caudal total : 90 l/h a 300 rpm y 650 l/h a 2500 rpm

* Aspiracin : 65 mBar a 100 prpm

Presin de alta

* anillo de levas con 4 lbulos

* 2 cmaras de 0,9 cc/rev (2 mbolos radiales por camara)

* Camaras desfasadas 45

* Presin modulada por la vlvula IMV Inlet Metering Valve

* Limitador de alta presion (de 1800 a 2100 Bar)

* Accionamiento desde la distribucin, con una relacin de 0.5/1

104

MOTOR_J3

Diseo del Rail

El volumen de alta presin enviado por la bomba de alta enviado

por la bomba HP se acumula en el rail. Consiste en una tubera

muy fuerte que alimenta a los inyectores y amortigua las

oscilaciones de presin. El volumen del Rail se define del modo siguiente:

* Permitir el mnimo de oscilaciones de presin. Estas pulsaciones

de presin dependen de la alimentacin de la bomba de HP y del

caudal consumido por los inyectores. La idea es mantener la

presin dentro de un margen de + - 15 bar con objeto de

mantener la mayor exactitud en la cantidad inyectada. Un volumen

mayor permite una mejor amortiguacin de las oscilaciones de

presin.

105

MOTOR_J3

Sensor de presin

* Tipo : diafragma/Piezo elctrico

* Alimentacin : 5 +/- 0.25V

* Gama de sensin : 0 a 1800 Bar

* Presin mxima : 2200 Bar

* Presin de seguridad : ms de 2500 Bar

Por otro lado, permitir un fcil arranque. Un volumen pequeo reduce el intervalo de subida de presin permitiendo un arranque ms rpido. El volumen del rail es a fin de cuentas un compromiso entre las dos cosas.

106

MOTOR_J3

El sensor tiene que responder a la alimentacin en menos de

200 ms, y a un impulso de presin de 90% en menos de 2 ms.

0

10 %

90 %

94 %

%

1800 bar

100 %

%

107

MOTOR_J3

INYECTORES

1 Fase

No se enva corriente

al solenoide, la vlvula

de control se encuentra

cerrada,la presin en la

cmara de control es la

misma que en el ral,

con lo que la aguja se

mantiene cerrada.

108

MOTOR_J3

2 Fase

La vlvula de control es excitada mediante la ECM, la vlvula de

control se eleva, la presin en la cmara de control empieza a caer,

la aguja sigue cerrada. En cuanto la presin en la cmara de control

se ha reducido lo suficiente la aguja deja de estar en equilibrio

hidrulico, con lo que sube hacia arriba.

109

MOTOR_J3

3 Fase

Los orificios de la punta de la tobera quedan abiertos y empieza

la inyeccin. El tiempo de excitacin del solenoide de la vlvula

depende de las condiciones de trabajo, es decir en funcin de la

presin del rail.

110

MOTOR_J3

4 Fase

La ECM corta la corriente al solenoide de la vlvula de control,

con lo cual la vlvula regresa a su asiento debido a que la

presin en la cmara de control aumenta y se hace un poco

mayor que la presin en la tobera, haciendo que se cierre la

aguja y que se pare la inyeccin.

111

MOTOR_J3

Como en el sistema BOSCH, hay un valor de corriente alto

para abrir el inyector y otro menor para mantenerlo.

112

MOTOR_J3

Todos los inyectores producidos por Delphi van numerados dentro

de un lote de produccin en funcin de sus caractersticas

particulares individuales, usando un cdigo matricial (para lectura

automtica en produccin) o uno alfanumrico, para el servicio

postventa.

* Si se sustituye un inyector hay que actualizarlo en la ECM

mediante Hi Scan

* Si se sustituyen todos, lo mismo

* Hay que resetear los parmetros de autoaprendizaje del sistema.

(Auto adaptacin de la ECM). Como se va a empezar con nuevos

componentes, hay que modificar estas adaptaciones a los valores

originales.

*Si se sustituye la ECM hay que: cargar TODOS los valores y la

configuracin del vehculo en la nueva ECM

113

MOTOR_J3

-hay que copiar los parmetros de aprendizaje que caracterizan

-el estado en el cual se encuentra el sistema. La nueva ECM no

-va a conocer estos valores, es preciso emplear unos valores

-neutrales. Por lo tanto hay que cargarlos en la ECM.

Esta reprogramacin se explica ms adelante en el punto referente

al Hi-Scan.

114

MOTOR _J3

Cdigo P/venta

Cdigo en

fabricacin

115

MOTOR _J3

Condicin EGR OFF

Temp. < 15C o bien

Temp. > 100 C

Temp. Aire admisin > 60 C

RPM > 2500rpm

carga motor > 40% de la Max.

A/C on

Altitud > 1000 Metros

OFF en caso de MAF defect.

En arranque ( 2 segundos)

Valvula EGR

Vlvula Solenoide

116

MOTOR_J3

Calentador auxiliar circuito habitculo

El Terracan no lleva calentadores auxiliares como los Elantra,

SantaFe, Trajet, Matrix por los motivos siguientes:

-Mucho mayor cilindrada (capacidad calorfica) que el motor

de los anteriores

-El diametro de entrada ha sido aumentado.

Esto es suficiente para las necesidades de calefaccin.

117

MOTOR _J3

Colector

Calefactor de aire de admisin

Especificacion:

Vbatt: 14V

Resistencia: 0.2

Corrientes: 70 A ( x dos elementos = 140 Amps)

118

MOTOR _J3

Modo Fallo en J3

El motor se para despus de 1min.

Ralent a 1000 rpm.

Rgimen limitado a 3000 rpm.

El motor se para despus de 1min.

Ralent a 1000 rpm.

Rgimen limitado a 3000 rpm.

El motor se para despus de 1min.

Ralent a 1000 rpm.

Rgimen limitado a 3000 rpm.

El motor se para despus de 1min.

Ralent a 1000 rpm.

Rgimen limitado a 3000 rpm.

El motor se para despus de 1min.

Ralent a 1000 rpm.

Rgimen limitado a 3000 rpm.

Lmite de corriente de control IMV superado El motor se para despus de 1min. DTC 1119

Ralent a 1000 rpm.

Rgimen limitado a 3000 rpm.

Cdigos de Inyectores borrados Ralent a 1300 rpm. DTC 1300

Fallo circuito de CKP Fallo en seal CKP Ralent limitado a 3000 rpm. DTC 0335

Fallo en los 2 potenciometros Rgimen limitado a 1300 rpm. DTC 0226

Ralent a 1000 rpm.

Rgimen mximo 3000 rpm

Ralent a 1000 rpm.

Rgimen mximo 3000 rpm

DTC 0120

DTC 0220

Sensor de acelerador APS

Fallo en seal de IMV

Monitorizacin de Presin de Combustible

Fallo en potenciometro 1

Fallo en potenciometro 2

Esquema elctrico de inyectoresCircuito elctrico de Inyectores

DTC 0201/4

DTC 0190

Lmite de presin de rail superado DTC 1120

IMV bloqueada

Lmite de presin de rail superado

Fallo en seal de sensor

Sensor de Presin de Rail

119

MOTOR _D4CB (Tipo A)

Motor de origen Kia de 2.5 l

Sistema de gestin Bosch

Lleva cadenas de distribucin en lugar de correas

120

MOTOR _D4CB

Esquema del sistema

121

MOTOR _D4CB

122

MOTOR _D4CB

Integrando una bomba de engranajes, la bomba de alta presin

CP3.2 trae el combustible desde el depsito, a travs del filtro de

gasoil, y crea una presin de alimentacin de 4.5 ~ 6.0 bar

- Presin de succin : 0.5 ~ 1 bar

- Presin de salida : 4.5~6.0 bar

123

MOTOR _D4CB

BOMBA DE ALTA PRESIN

124

MOTOR_D4CB

4600rpm Velocidad

mx. 0.677/rev Cantidad de

salida

0.67

1600bar

Par de giro

Presin de

trabajo

Items

24~28Nm Desmultiplic.

1350bar Presin mx.

de salida

Items

eje impulsor Leva excntrica. Conjunto de compresin con pistn Vlvula de entrada Vlvula de salida

125

MOTOR _D4CB

Control a la entrada : integrado en la bomba de alta presin que

controla la cantidad de combustible con la que se alimenta la

bomba de alta, similar al sistema utilizado por DELPHI en el J3.

Ventajas del control a la entrada:

Minimiza el incremento de temperatura del combustible

suministrando el volumen ptimo de combustible. El par necesario

para hacer trabajar la bomba desciende entre 3 y 4 kg.m.

Desventajas

Dificultad para liberar altas presiones en el rail en una repentina

deceleracin.

126

MOTOR _D4CB

Bosch versin 1. (D Engine) requiere un sensor de temperatura

de combustible para compensar las cantidades de combustible

Inyectado (80 ~ 120 C ).

Bosch versin 2. (A Engine) La temperatura de combustible

No llega a los 70 C, por lo que la compensacin no se requiere, razn

por la cual no equipa sensor de temperatura.

Para descargar el exceso de combustible en desaceleraciones,

el tiempo de apertura de los inyectores es modificado por la ECM.

Para proteger al rail de sobrepresiones, se equipa una vlvula de

seguridad mecnica.

127

MOTOR _D4CB

Una vlvula magntica (MPROP) est localizada directamente

sobre la bomba de alta.

Regula la cantidad de combustible que entra desde el circuito

de baja presin (4.5 ~ 6.0bar) desde la bomba de engranajes.

128

MOTOR_D4CB

Controlada por la ECM, depende de las demandas del conductor

y las condiciones de marcha del motor.

Si la vlvula se queda sin alimentacin elctrica se queda abierta

Dicha vlvula est controlada mediante seal duty, teniendo un

duty del 62% cuando tenemos contacto puesto. Regula la

cantidad de combustible que entra en la bomba, desviando el

resto de gasoil al retorno.

129

MOTOR _D4CB

La posicin de la vlvula es determinada por la ECM dependiendo

de las demandas de la conduccin, la cantidad final de combustible

es determinada por las ranuras en el pistn.

Mximo paso de combustible

I (A)

Q (l/h)

130

MOTOR_D4CB

El acumulador de alta presin o rail como es ms conocido, est

diseado para acumular combustible y absorber las fluctuaciones

de presin, gracias a un adecuado volumen.

El limitador de presin tiene la misma funcin que una vlvula de

sobrepresin. La vlvula es un sistema mecnico comprimido por

el fluido a presin:

-Carcasa con rosca para instalacin en el rail

-Conexin para el retorno.

-Un mbolo mvil.

-Muelle

131

MOTOR_D4CB

En caso de sobrepresin el limitador de presin permite un pequeo intervalo de presin mxima de 1750 bares.

132

MOTOR _D4CB

El combustible presurizado acta sobre el diafragma del sensor,

convirtiendo la presin en una seal elctrica, que es amplificada

y enviada a la ECM.

La precisin en la medicin de la presin del rail es imperativo

para el correcto funcionamiento del sistema. Un fallo del sensor

producira:

`DEngine, Modo de emergencia

`AEngine, La ECM apaga el motor

133

MOTOR _D4CB

Especificaciones

Encendido ON = Approx. 0.5V

Arranque = 0.5V o ms

Ralent = Approx. 1. V

Max RPM = El voltaje del sensor aumenta en funcin de la

presin en el rail hasta 4.5

134

MOTOR_D4CB

Inyectores

Su funcionamiento es similar al de los Common

Rail I. Solenoide no alimentado. La presin del

muelle mantiene al inducido y la vlvula de bola

cerrados. La presin sobre la cmara de control

de la vlvula y la aguja del injector es la misma.

El mbolo de control de la vlvula no se puede

mover -> no hay inyeccin.

135

MOTOR _D4CB

El solenoide es alimentado, permitiendo

al inducido y a la vlvula de bola

desplazarse, abriendo el orificio de purga,

con lo que la presin en la cmara de

control desciende.

La presin del rail desplaza el mbolo de

control, permitiendo que la aguja de

inyeccin ascienda y se produzca

la inyeccin.

136

MOTOR _D4CB

El puente de condensadores

es un elemento interno de la

ECM, genera la intensidad

para el funcionamiento de los

inyectores.

1.- Descarga de condensador.

2.- Inyector abrindose

3.- Condensador cargando

4.- Inyector abierto

5.- Carga del puente de

condensadores

137

MOTOR _D4CB

El tiempo de funcionamiento depende de las RPM y la temperatura de motor. Hay 3 modos de funcionamiento: -> Precalentamiento: -> Calentamiento para arranque : En caso de que no se arranque el motor una vez terminado el precalentamiento. Cuando el valor de la temperatura de motor es inferior a 60, el tiempo mximo defuncionamiento es de 30 segundos.Si la temperatura alcanza 60 antes de esos 30 segundos los calentadores dejan de funcionar.

0.7 3 8 12 Glow

Calentadores (seg)

50 20 -10 -20 Tem. refrige.()

138

MOTOR _D4CB

-> Post calentamiento : despus de arrancar con RPM menor que

2500 rpm y volumen inyectado menor que 75cc/min.

-> Calentamiento intermedio : Al final del post caletamiento, se lleva a cabo el calentamiento intermedio si: - La temperatura de motor es menor de 40 y El volumen de inyeccin es menor que 10cc/min y RPM menor de 200 rpm

0 10 25 40 Glow time (Sec.)

40 20 -10 -20 Coolant

Temp.()

139

MOTOR _D4CB

Interruptor de freno

Hay dos contactos debido a razones de seguridad. Cada vez que

el conductor pisa el freno, se informa a la centralita de la entrada

en funcionamiento de los frenos con una seal ON/OFF.

Cuando el contacto1 est en ON, el contacto2 est en OFF. Con

este mtodo la ECM chequea si los contactos estn funcionando

bien.

Brake

switch 1

Brake

switch 2

EC

M

Sntoma de fallo : Conduccin normal inhibida

140

MOTOR _D4CB

Interruptor del embrague

-> Controla las RPM y los humos (falta de aire) en los cambios de

marchas.

-> Cruise control

Clutch Switch

ECM

Sntoma de fallo : Conduccin normal inhibida

141

MOTOR _D4CB

Modo Emergencia

Rgimen de motor limitado a 2250 rpm

No funciona EGR

Temperatura fijada en 50

No funciona EGR

Rgimen de motor limitado a 1250 rpm

No funciona EGR

Rgimen de motor limitado a 1250 rpm

No funciona EGR

Sensor de Presin de Rail Corto o valores fuera de rango La ECM apaga el motor inmendiatamente DTC 0190

Fallo de 2 inyectores o ms Corto La ECM apaga el motor inmendiatamente

Corto o valores fuera de rango en sensor 1 DTC 0120

Corto o valores fuera de rango en sensor 2 DTC 0220

APS

Valores fuera de rangoMAF DTC 0100

DTC 0110Corto o valores fuera de rangoIAT

142

GESTION BOSCH: importante modificacion

Inyectores En vehculos con gestin Bosch, D4CB, D4EA Y D3EA, los inyectores han sido graduados para corregir variaciones de inyeccin debido al proceso de fabricacin. Las clasificaciones de dichos inyectores son 3: X, Y, Z En caso de sustituir los inyectores, lo haremos por uno de la misma graduacin y si no es posible, mantendremos una de las combinaciones siguientes

143

GESTION BOSCH:calibraciones

MOTOR COMBINACIN GRADUACION DE INYECTOR

X Y Z

D4CB

COMBINACIN 1 0 4 0

COMBINACIN 2 1 3 0

COMBINACIN 3 0 3 1

COMBINACIN 4 1 2 1

COMBINACIN 5 2 2 0

COMBINACIN 6 0 2 2

D4EA

COMBINACIN 1 0 4 0

COMBINACIN 2 1 3 0

COMBINACIN 3 0 3 1

COMBINACIN 4 2 2 0

COMBINACIN 5 0 2 2

D3EA

COMBINACIN 1 0 3 0

COMBINACIN 2 1 2 0

COMBINACIN 3 0 2 1

144

GESTION BOSCH:calibraciones

PIEZA MOTOR REFERENCIA

NOTAS PREVIA NUEVA

INYECTOR

D4CB 33800-4A000

33800-4A000 SIN GRADUAR

33800-4A000X GRADUACIN X

33800-4A000Y GRADUACIN Y

33800-4A000Z GRADUACIN Z

D4EA (VGT) 33800-27900

33800-27901

33800-27900

33800-27901 SIN GRADUAR

33800-27900X

33800-27901X GRADUACIN X

33800-27900Y

33800-27901Y GRADUACIN Y

33800-27900Z

33800-27901Z GRADUACIN Z

D4EA (WGT),

D3EA

33800-27000

33800-27010

33800-27000

33800-27010 SIN GRADUAR

33800-27000

33800-27010 GRADUACIN X

33800-27000

33800-27010 GRADUACIN Y

33800-27000

33800-27010 GRADUACIN Z

145

FILTRO DE PARTCULAS

Los motores D que cumplan la

normativa EURO4 llevan filtro de

partculas.

146

EURO IV

SCV(vlvula

de control de

turbulencia)

Sonda

CPF(filtro de

partculas)

Sensor de temperatura y dif. de presin

ACV(Vlvula

de control de

aire)

2nd GENERACIN CRDi Presin de inyeccin : 1350 1600 bar

ECU : 16 32 bit

EGR refrigerado por agua

(control elctrico)

147

FILTRO DE PARTCULAS

Motor D-2.0 CRDi D-2.2 CRDi con filtro de partculos

Forma

Cilindrada 1,991 cc 2,188 cc

Potencia 125 CV 153 CV

Par mximo 29.0 kgm 35.0 kgm

Dimetro*carrera 8392 8792

Caractersticas

BOSCH 1st GEN

Control de presin de combustible

- Regulador de presin en el ral

- 1,350bar

BOSCH 2nd GEN

Fuel pressure control

- Regulador de presin en ral y entrada a bomba

- 1,600bar

Vlvula de control de turbulencia

Vlvula control de aire

Filtro de partculas EURO IV

148

FILTRO DE PARTCULAS (CPF)

EURO-4 reduccin de emisiones comparado con EURO-3

- PM : 50 % menos

- NOx : 50 % menos

Objetivo

- Estar en unas emisiones del

70 % de la normativa

EURO-4: entrada en vigor

- Nuevos modelos : Enero de 2005

- Coches existentes : Enero 2006 HC+ N0x

(g/km)

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

PM

(g/km) EURO-3 (regulation)

EURO-4

(regulation)

EURO-4

(objetivo)

0.0

149

Filtro de partculas (CPF)

Funcionamiento: elimina las partculas mediante un postinyeccin y las oxida con el catalizador (usando NO2). La temperatura ptima de la regeneracin son 550-600C

Eficiencia de purificacin : ms del 90% Efecto

partculas atrapadas

purificacin

DOC (Catalizador)

CSF(Filtro de partculas)

Sensor de temperatura 2

Tubo de diferencia de presin

Nota: cuando la diferencia de temperatura entre salida de turbo (sensor 1) y salida del catalizador (sensor 2) es mayor de 40,

dar cdigo de avera DTC2030 para proteger el catalizador.

150

Filtro de partculas

Criterio de regeneracin:

cada 1000 km

con motor entre 1000 y 4000 rpm

carga de motor mayor de 0,7 bar

velocidad de vehculo>5km/h

Temperatura del agua>40C

Cuando detecta diferencia de presiones alta entre antes y despus del

filtro con los sensores de presin (0,2-0,3 bar), es que est obstruido el

filtro=>regeneracin

151

Filtro de partculas (CPF)

Regeneracin manual

Es posible que haya que realizar una regeneracin manual en

determinadas circunstancias, especialmente en coches que se usen slo para

trayectos cortos (se encender la luz del cuadro). La regeneracin manual se

hace con el Hi Scan, metindonos en el men de CPF (filtro de partculas). En

este men ya se nos guiar para realizar la regeneracin.

152

EL TURBOCOMPRESOR

El circuito de turbo

aprovecha la energa

de los gases para

mover una rueda de

alabes, la turbina

La turbina a su vez

hace girar otra rueda,

el compresor

153

EL INTERCOOLER

Esta compresion hace subir mucho la temperatura del aire, por tanto se enfria en el intercooler

154

LA REGULACION DEL TURBO: LA WASTEGATE (WGT)

El compresor se regula mediante una vlvula de derivacin en la Turbina que impide que aumenten demasiado las revoluciones y por tanto la presin en el compresor

Si no fuera asi la presion en el compresor subiria indefinidamente con riesgo mecanico grave para el motor

155

Funcionamiento de la vlvula de

sobrepresion (wastegate)

La presin en el compresor(1)se lleva directamente por una tuberia (3) a una membrana que tira de la vlvula de descarga (wastegate)(4) con lo que parte de los gases de escape NO pasan por la turbina (2)

156

El turbo de geometria variable (MOTORES D4EA (D)y D4FA(U)

157

MOTOR_D4EA VGT

El VGT es la solucin a la cuestin de instalar un turbo grande o pequeo. La turbina grande es ideal para conseguir grandes cantidades de par, pero tiene el problema de un tiempo de respuesta muy grande. Esta caracterstica se ve mejorada en la turbina pequea, capaz de acelerar ms rpidamente al ser menos pesada. Para solucionar esto, el VGT instala aletas de entrada a turbina mviles. Estas aletas se cierran para dirigir los gases de escape tangencialmente a la turbina y acelerarla, caso de baja carga de motor. En caso de alta carga de motor, las aletas se abren para dirigir los gases al centro de la turbina, reduciendo as la velocidad del turbo

158

El control VGT

INTRODUCCIN El turbocompresor de geometra variable (VGT) regula la incidencia de los gases de escape sobre la turbina, optimizando en cada momento la velocidad de entrada. Este componente es gobernado por la ECM a travs de Duty que controla una electrovlvula de vaco. Con esto obtenemos una mejor gestin del motor, mejorando sus prestaciones y reduciendo a su vez consumos y emisiones.

159

El turbo de geometria variable

(VGT)

WGT :Control puramente mecnico desviando gases del escape una vez entran a la turbina : vlvula de trampilla que trabaja segn aumenta la presin que se toma desde el compresor

VGT : Control electro-vaco por labes de ENTRADA a la turbina,

160

Situacion de las aletas del VGT

Las aletas van situadas en la periferia de la turbina (entrada) en un anillo sincronizado con una varilla de mando

161

EL TURBO DE GEOMETRIA VARIABLE( VGT )-mando de las aletas

Las aletas de entrada dependen de un disco rotatorio controlado por VACIO mediante una seal de duty proveniente de la ECM

162

Regulacion de las aletas

Actuador

Arandela comn Palanca exterior

Brazo interno

Aleta

Aleta

Rodillo

Palanca int. Aleta

Anillo soporte

163

Posicion de las aletas segn carga

Alta presion de escape

(cargas altas)

Baja apresion de escape

(cargas bajas)

Alta carga de motor

aletas abiertas

Baja carga

aletas cerradas

Aleta

164

Situacion del sensor de presion en el motor D

Sensor de Sobrepresin (BPS) Actuador de turbo VGT

El control se hace mediante un sensor de

presin en el colector (MAP)

165

MOTOR_D4EA VGT

IMPORTANTE En el eje de control de las levas y en el tornillo de ajuste de caudal mnimo hay dos marcas de pintura. Estas marcas se hacen en fabrica al ajustar el turbo y no se deben tocar.

166

Diferencia rendimientos en el D WGT y el VGT

WGT VGT

Pot/rev 111/4000 125/4000

Par/rev 25.5/2000 29/2000

167

DTC en el motor D

Cdigos de Avera DTC P1112 VGT actuator valve malfunction C029: Diferencia entre posicin objetivo y posicin actual de aleta C018: Corto de Circuito C019: Corto a Masa Humo negro en el gas de escape Resistencia vlvula solenoide: 14-17 Frecuencia de Duty: 300Hz DTC P1116 Mal funcionamiento del Sensor de Sobrepresin (BPS)

168

Situacion valvulas de control (Santa Fe)

La ECM controla la posicin de las aletas internas del turbo mediante una vlvula de vaco, realizando un control de funcionamiento del sistema a travs del sensor de presin de sobrealimentacin (BPS)

Solenoide de Mariposa Solenoide de EGR

Solenoide de VGT

169

Motor D4FA (Motor U)

1.5 l, 4 cilindros,

Turbo VGT

Gestion Bosch tipo 2

(Como Motor A)

Estructuralmente

como un A , pero sin

contrarrotantes

170

Distribucin motor U

Por cadena en dos

etapas como el A,

solo que en una sola

carcasa

Los arboles de levas

llevan levas de

admision y de

escape a la vez

171

Sistema de doble admision

Las valvulas de

admision y escape

tienen conductos

separados y de diferente

longitud, para mejorar el

llenado

En el sistema Euro 4 el

conducto de admision

largo se cierra segn

carga requerida.

172

Tren alternativo motor U

Cigeal 8 contrapresos

CKP en el volante

(igual que el motor A)

No hay

contrarrotantes

Pistones con

refrigeracion

173

Bielas de union fracturada