VW 322 Motor 2,0 L FSI con cuatro válvulas

8/2/2019 VW 322 Motor 2,0 L FSI con cuatro vlvulas

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Programa autodidctico 322

Service Training

El motor FSI de 2,0 l con culata de 4 vlvulas

Diseo y funcionamiento


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El motor de 2,0 l es un derivado de la probadaserie 827/113.

Con la tecnologa FSI (fuel stratified injection) hasido conquistada una nueva dimensin para elmotor de gasolina de 2,0 l. Y es que los motoresFSI son ms econmicos en consumo, mshiginicos y giles que los de inyeccin en elconducto de admisin.Cumplen de forma ptima con las exigenciasplanteadas actualmente a favor de un consumoms reducido, un balance ecolgico msequilibrado y una conduccin ms divertida.

Esto lo ha demostrado ya desde finales del ao2000 el motor FSI de 1,4 litros de Volkswagen,

con 77 kW de potencia en el Lupo, comoprecursor de esta nueva generacin de motoresde gasolina. Le siguieron los motores FSI de 1,6litros / 81 kW y FSI de 1,4 litros / 63 kW en elPolo.

En este Programa autodidctico se puedefamiliarizar con las innovaciones tcnicas quehan sido implantadas en este motor.

El Programa autodidctico representa el diseo yfuncionamiento de nuevos desarrollos.Los contenidos no se someten a actualizacin.

Las instrucciones de actualidad relativas a comprobacin,ajuste y reparacin se consultarn en la documentacindel Servicio Postventa para esos efectos.

NUEVO Atencin

Nota

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Referencia rpida

Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

Mecnica del motor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

Gestin del motor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

Esquema de funciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

Servicio. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

Pruebe sus conocimientos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22


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Introduccin

Descripcin del motor

En la plataforma Volkswagen Audi fue implantado por primera vez el motor FSI de 2,0 l en versin demontaje longitudinal en el Audi A4, correspondiendo a las letras distintivas del motor AWA. En febrerode 2003 se lanz el motor FSI de 2,0 l en el Audi A3, en versin de montaje transversal, con las letrasdistintivas AXW, el cual es idntico con el de Volkswagen.Para satisfacer el mayor nivel de exigencias planteadas a la potencia y economa se han desarrolladoms a fondo los siguientes componentes:

Bloque motor

Vlvula de recirculacin

de gases de escape

Precatalizadores

un bloque motor en aluminio con camisas defundicin gris,

una vlvula de recirculacin de gases deescape (AGR) refrigerada por agua,

un sistema de escape con dosprecatalizadores ubicados cerca del motor.

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un colector de admisin con cilindro distribuidor giratorio para conmutar entre los conductosdestinados a la entrega de par y potencia, un nuevo mdulo de filtracin de aceite, el sistema Bosch Motronic MED 9.5.10, cuatro vlvulas pro cilindro, accionadas mediante balancines flotantes de rodillo con elementos

hidrulicos de compensacin, en posicin vertical, culata de aluminio con rboles en cabeza y reglaje continuo de distribucin variable en el rbol de

levas de admisin, inyeccin directa de gasolina con bomba de alta presin regulada en funcin de las necesidades

Cilindro distribuidorgiratorio

Colector deadmisin

Mdulo de filtracin de aceite

Vlvulas

Balancn flotantede rodillo

rboles de levas

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Mecnica del motor

El motor FSI de 2,0 l / 110 kW ha sido implantado en febrero de 2003 en el Audi A3. Por parte deVolkswagen, el motor se implanta por primera vez en octubre de 2003 en el Touran. La aplicacin en elGolf se realiza a principios de 2004.

Bomba monombolo de alta presin Colector de admisin diferida en material plstico Elemento inferior del colector de admisin con

mariposas para movimiento de la carga /mariposas en el colector de admisin con reglaje

continuo Vlvula de recirculacin de gases de escape

refrigerada por agua Balancn flotante de rodillo con elemento

hidrulico de apoyo Dos rboles de levas en cabeza con reglaje

continuo de distribucin variable en el rbol deadmisin

Conjunto de equilibrado rotacional en elcrter de aceite

Procedimiento de combustin guiado por aire

Datos tcnicos

Letras distintivas motor AXWArquitectura Motor de 4 cilindros en lneaCilindrada 1.984 cc / mmDimetro de cilindros 82,5 mmCarrera 92,8 mmVlvulas por cilindro 4Relacin de compre-

sin

11,5 : 1

Potencia mx. 110 kW a 6.000 rpmPar mx. 200 Nm a 3.500 rpmGestin del motor Bosch Motronic MED 9.5.10Combustible Sper Plus sin plomo,

98 octanos (Sper sin plomo,95 octanos, aceptando unaleve reduccin de la potencia)

Tratamiento de gasesde escape

Catalizador-acumulador deNOx y 2 precatalizadores

Norma de gases deescape

UE 4

El motor FSI de 2,0 l / 110 kW con culata de 4 vlvulas

Diagrama de par y potencia

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P a r [

N m

]

P o t e n c

i a [ k W ]

20

220

40

60

80

100

120

140

160

180

200

10

110

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1000 3000 5000Rgimen [rpm]

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7000

Caractersticas tcnicas


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Colector de admisin con cilindro distribuidor giratorio

El colector de admisin biescalonado viene a propiciar las caractersticas deseadas en lo que respecta apotencia y par del motor. El mando neumtico del cilindro distribuidor giratorio de la posicin para laentrega de par a la posicin para la entrega de potencia se realiza gestionado por familia decaractersticas. Los parmetros relevantes a este respecto son la carga, el rgimen y la temperatura.

El cilindro distribuidor giratorio se encuentra enla posicin destinada a la entrega de potencia.El motor aspira el aire a travs de losconductos para entrega de potencia y entregade par.

El cilindro distribuidor giratorio se encuentra enla posicin destinada a la entrega de par. Elmotor aspira el aire nicamente a travs delconducto para la entrega de par.

Cilindro distribuidorgiratorio

Conducto para

entrega de potencia

Conducto paraentrega de par

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Mecnica del motor

Mdulo de filtracin de aceite

El nuevo mdulo de filtracin de aceite ha sidodesarrollado como una unidad de materialplstico con un alto nivel de integracin yabarca, entre otras, las siguientes unidades:

- la vlvula de corte regulador para la presindel aceite

- el cartucho de filtro de papel para el aceite- el radiador de aceite integrado, refrigerado

por agua- una cmara de estabilizacin para la

separacin gruesa del aceite en elrespiradero del crter del cigeal

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Cmara de estabilizacin para el

respiradero del crter del cigealSalida de aceite

Entradade agua

Entradade aceite

Vlvula de corte reguladorpara la presin del aceite

Vlvula de salida de aceite

Cartucho defiltro de papel

Salidade agua

Radiador de aceite

Elemento inferior del colector de admisin

El elemento inferior del colector de admisin recoge cuatro mariposas gobernadas por el servomotorV157 a travs de un eje compartido. El potencimetro G336 integrado en el servomotor se utiliza parainformar a la unidad de control del motor J220 acerca de la posicin de las mariposas.

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Culata

La culata del motor FSI de 2,0 l con 4 vlvulaspor cilindro est fabricada en aluminio.

El mando de las vlvulas se realiza travs de dosrboles de levas en cabeza, en versionesensambladas, alojados en disposicinantitorsional en un esqueleto portasombreretes.

El rbol de levas de escape se acciona pormedio de una correa dentada. El rbol de levasde admisin es accionado por el rbol deescape a travs de una cadena simple.

Cada conducto de admisin est dividido poruna placa separadora en una mitad superior yuna inferior. Su geometra especfica slo admiteel montaje en la posicin correcta.

Esqueleto portasombreretes

rbol de levas de escape

rbol de levas de admisin

Placa separadora

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Gestin del motor

Estructura del sistema

G71 Sensor de presin en el colector de admisinG42 Sensor de temperatura del aire aspirado

G299 Sensor 2 para temperatura del aire aspirado

G28 Sensor de rgimen del motor

G40 Sensor Hall

J338 Unidad de mando de la mariposaG187 Sensor de ngulo 1 para mando de la mariposaG188 Sensor de ngulo 2 para mando de la mariposa

G79 Sensor de posicin del pedal aceleradorG185 Sensor -2- para posicin del pedal acelerador

F Conmutador de luz de frenoF47 Conmutador de pedal de freno para GRA

G247 Sensor de presin del combustible, alta presin

G410 Sensor de presin del combustible, baja presin

G61 Sensor de picadoG66 Sensor de picado -2-

G62 Sensor de temperatura del lquido refrigerante

G83 Sensor de temperatura del lquido refrigerantea la salida del radiadorG336 Potencimetro p. mariposa en colector

admisinG212 Potencimetro p. recirculacin gases de escape

G39 Sonda lambdaG108 Sonda lambda IIG130 Sonda lambda postcatalizadorG131 Sonda lambda II postcatalizador

G235 Sensor de temperatura de gases de escape

G295 Sensor de NOxJ583 Unidad de control para sensor NOx

G294 Sensor de presin para servofreno

J220 Unidad de controlpara Motronic

Terminal de

conexin paradiagnsticos

C A N T r a c c i

n

G476 Sensor de posicin del embrague

J519 Unidad de control parared de a bordo

J533 Interfaz de diagnosispara bus de datos

C a b l e

K


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J538 Unidad de control para bomba de combustibleG6 Bomba de combustible

N70 Bobina encendido 1 con etapa final de potenciaN127 Bobina encendido 2 con etapa final de potenciaN291 Bobina encendido 3 con etapa final de potencia

N292 Bobina encendido 4 con etapa final de potencia

V157 Motor para mariposa en el colector deadmisin

N30 Inyector cilindro 1N31 Inyector cilindro 2N32 Inyector cilindro 3N33 Inyector cilindro 4

J338 Unidad de mando de la mariposaG186 Mando de la mariposa

J271 Rel de alimentacin de corriente para Motronic

N276 Vlvula reguladora de la presin delcombustible

N80 Electrovlvula para depsito de carbn activo

N316 Vlvula para mariposa en el colector deadmisin, gestin del flujo del aire

N18 Vlvula para recirculacin de gases de escape

Z19 Calefaccin para sonda lambdaZ28 Calefaccin para sonda lambda 2

Z44 Calefaccin para sensor NOx

N205 Vlvula para reglaje de distribucin variable

J527 Unidad decontrol paraelectrnica de lacolumna dedireccin

J234 Unidad decontrol paraairbag

J104 Unidad decontrol para ABS

J285 Unidad de control conunidad indicadora enel cuadro deinstrumentos

Z29 Calefaccin para sonda lambda 1postcatalizador

Z30 Calefaccin para sonda lambda 2postcatalizador

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Sistema de escape

El sistema de escape est ejecutado en versinde 2 caudales en la zona delantera, paraproducir un aumento de par a regmenes bajos.Cada uno de los dos ramales de escape poseeun precatalizador propio.

Los precatalizadores van unidos de formainseparable con el colector de escape que lescorresponde.

Dos sondas de banda ancha ejercen funcionesde sondas precatalizador y vigilan lacomposicin de la mezcla. Detrs de losprecatalizadores hay dos sondas de seales asaltos (sondas lambda planares).

Vigilan el efecto de los precatalizadores.Despus de ello los dos ramales de escapeconfluyen en el catalizador-acumulador de NOx.

El catalizador-acumulador retieneinterinamente los xidos ntricos (NOx) duranteel funcionamiento del motor en el modo demezcla pobre, durante lo cual el sensor NOx vigila el grado de saturacin y da origen al ciclode regeneracin del catalizador-acumulador.

Sensor de NOx

Catalizador-acumuladorde NOx

Sensor detemperatura

Sonda de sealesa saltos

Precatalizador

Sonda de banda ancha

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Gestin del motor


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El procedimiento de combustin guiado por airepermite trabajar en los modos de cargahomognea y carga estratificada.

Segn el estado de la carga solicitada y laposicin del pedal acelerador, la electrnica delmotor elige siempre el estado operativo ptimopara el caso especfico.

Modos operativos

Se opera en 4 modos principales:- Mezcla estratificada pobre

con recirculacin de gases de escape (AGR)- Mezcla homognea pobre sin AGR- Mezcla homognea con lambda = 1 y AGR- Mezcla homognea con lambda = 1 sin AGR

Homognea

Homognea con recirculacin de gases de escape

Homognea pobre

Homogneaestratificada

Rgimen [rpm]

P r e s i n m e d

i a [ b a r

]

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Para ms informacin consulte el Programa autodidctico SSP 253 Inyeccin directa degasolina con Bosch Motronic MED 7.


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Modo estratificado

Para posibilitar el modo estratificado es precisoque la inyeccin, la geometra de la cmara decombustin y las condiciones de flujo en elinterior del cilindro estn concertados entre s deforma ptima. Adicionalmente tienen que estarcumplidas las siguientes condiciones:

- El motor se halla en la correspondiente gamade carga y rgimen

- En el sistema no debe existir ningn fallo derelevancia para la composicin de los gasesde escape

- La temperatura del lquido refrigerante debeser superior a los 50 C

- La temperatura del catalizador-acumuladorde NOx debe hallarse entrelos 250 C y500 C

- La mariposa en el colector de admisin debeestar cerrada

La mariposa en el colector de admisin cierra laparte inferior del conducto de admisin,procediendo en funcin de una familia decaractersticas. A raz de ello, la masa de aireaspirada tiene que fluir a travs del conducto deadmisin superior y conduce al movimientocilndrico de la carga en el cilindro.

El flujo cilndrico del aire (tumble) se intensificaen el cilindro por el efecto que produce el rebajede turbulencia en el pistn y el movimientodescendente del pistn.

Mariposa en elcolector de

admisin

Placa separadora

Inyector dealta presin

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Gestin del motor


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En el ciclo de compresin se produce lainyeccin del combustible poco antes delmomento de encendido. El combustible seinyecta a alta presin (40-110 bares) hacia elaire en movimiento, el cual transporta luegohacia la buja la mezcla inflamable.

En virtud de que el ngulo de la inyeccin esbastante plano, la nube de combustibleprcticamente no entra en contacto con lacabeza del pistn. Se habla en este caso de unprocedimiento guiado por aire.

Al efectuarse la combustin hay una capa deaire que ejerce efectos aislantes entre la mezclaen inflamacin y la pared del cilindro. Esto haceque se reduzca la disipacin trmica a travs delbloque y mejore a su vez el rendimiento delmotor.

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Modo homogneo

En el modo homogneo la mariposa en elcolector de admisin adopta una posicinintermedia, gestionada por familia decaractersticas.En la cmara de combustin se produce un flujode aire ptimo para alcanzar unos bajos nivelesde consumo de combustible y emisiones.

En el modo homogneo se inyecta elcombustible durante el ciclo de admisin y no enla fase de compresin, como sucedecontrariamente en el modo estratificado.

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Gestin del motor


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Con la inyeccin del combustible en el ciclo deadmisin, la combinacin de combustible y airetiene ms tiempo disponible para mezclarse deforma ptima hasta alcanzar el proceso de laignicin.

La combustin tiene lugar en toda la cmara, sinmasas de aire aislantes ni masas de gasesrecirculados.

Las ventajas en el modo homogneo resultan de la inyeccin directa durante el ciclo de admisin.La evaporacin del combustible hace que se extraiga una parte del calor de la masa de aire aspirada.Debido a esta refrigeracin interna se reduce a su vez la tendencia al picado, lo cual permite aumentarla compresin del motor y mejorar su rendimiento.

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Esquema de funciones

F Conmutador de luz de frenoF47 Conmutador de pedal de freno para GRAG Sensor del nivel de combustibleG1 Indicador del nivel de combustibleG6 Bomba de combustibleG28 Sensor de rgimen del motorG39 Sonda lambdaG40 Sensor HallG42 Sensor de temperatura del aire aspiradoG61 Sensor de picadoG62 Sensor de temperatura del lquido refrigeranteG66 Sensor de picado -2-G71 Sensor de presin en el colector de admisinG79 Sensor de posicin del pedal aceleradorG83 Sensor de temperatura del lquido refrigerante

a la salida del radiadorG108 Sonda lambda II

G130 Sonda lambda postcatalizadorG131 Sonda lambda II postcatalizadorG185 Sensor -2- para posicin del pedal aceleradorG186 Mando de la mariposaG187 Sensor de ngulo 1 para mando de la mariposaG188 Sensor de ngulo 2 para mando de la mariposaG212 Potencimetro para recirculacin de gases

de escapeG235 Sensor de temperatura de los gases de escapeG247 Sensor de presin del combustible, alta presin

Codificacin de colores / leyenda= Seal de entrada= Seal de salida= Positivo

= Masa= CAN-Bus de datos

S

N 3 0

N 3 1

N 3 2

N 3 3

S S G G6

J538

G28 G61

J220

G66

N 3 1 6

N 8

0

S

G410

G186G188G187 J338

G79G185

N292N291N127N70

a

b

BNE 30BNE 15

G1

J519

S

N 2 0 5

N 2 7 6 J271

S

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G39 G130 G108 G131 J583

G295

F47 F G476

SSSS

G294G83G235V157G336G40G71G42G247G212N18

G 6 2

a

b

J220

G294 Sensor de presin para servofrenoG295 Sensor de NOxG299 Sensor 2 para temperatura del aire aspiradoG336 Potencimetro para mariposa en el colector de

admisinG410 Sensor de presin del combustible, baja presinG476 Sensor de posicin del embragueJ271 Rel de alimentacin de corriente para MotronicJ338 Unidad de mando de la mariposaJ519 Unidad de control para red de a bordoJ533 Interfaz de diagnosis para bus de datosJ538 Unidad de control para bomba de combustibleJ583 Unidad de control para sensor NOxN18 Vlvula para recirculacin de gases de escapeN30 Inyector cilindro 1N31 Inyector cilindro 2N32 Inyector cilindro 3

N33 Inyector cilindro 4

N70 Bobina de encendido 1 con etapa final de potenciaN80 Electrovlvula para depsito de carbn activoN127 Bobina de encendido 2 con etapa final de potenciaN205 Vlvula para reglaje de distribucin variableN291 Bobina de encendido 3 con etapa final de potenciaN292 Bobina de encendido 4 con etapa final de potenciaN276 Vlvula reguladora de la presin del combustibleN316 Vlvula para mariposa en el colector de admisin,

gestin del flujo de aireV157 Motor para mariposa en el colector de admisinZ19 Calefaccin para sonda lambdaZ28 Calefaccin para sonda lambda 2Z29 Calefaccin para sonda lambda 1 postcatalizadorZ30 Calefaccin para sonda lambda 2 postcatalizadorZ44 Calefaccin para sensor NOx

Z19 Z28 Z29 Z30

Z44

J533

J519

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BNE 30BNE 15


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Servicio

Designacin Herramienta Aplicacin

T10133Maletn deherramientasespeciales paraFSI

Herramientas especiales conocidas para la reparacinde motores FSI. Tambin se aplican en el motor FSI de2,0 l.

T40057Adaptador salidade aceite

Para vaciar el aceite de motor en la carcasa del filtrode aceite

T40001Extractor

Para extraer la rueda del rbol de levas

T40001/6Garras paraextractor

T40001/7Garras paraextractor

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Nuevas herramientas especiales

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Notas


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Pruebe sus conocimientos

1. Segn el estado de carga y la posicin del pedal acelerador, la electrnica del motor elige siempre el estadooperativo ptimo del caso. Cules son los 4 modos principales con que opera el motor FSI de 2,0 l?

a)

b)

c)

d)

2. En el caso del modo estratificado se habla de lo que se llama el procedimiento guiado por aire. Quse entiende por tal?

a) El combustible se inyecta en direccin hacia la cabeza del pistn. Conjuntamente con el flujo cilndrico delaire se transporta desde ah la nube de combustible hacia la buja.

b) El combustible se inyecta de forma plana en el flujo cilndrico del aire (tumble) y se transporta hacia labuja.

c) El combustible inyectado directamente en el ciclo de admisin se evapora en el cilindro y extrae una parte

del calor a la masa de aire aspirada.

3. En qu sitio del sistema de escape se encuentra el sensor NO x?

a) Ante el catalizador-acumulador de NOx.

b) Ante las sondas de seales a saltos.

c) Despus del catalizador-acumulador de NOx.

c) Antes de los precatalizadores.


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S o l u c i o n e s

1 . ) a ) M e z c l a e s t r a t i f i c a d a p o b r e c o n r e c i r c u l a c i n d e g a s e s d e e s c a p e ( A G R )

b ) M e z c l a h o m o g n e a p o b r e s i n A G R c ) M e z c l a h o m o g n e a c o n l a m b d a = 1 y A G R d ) M e z c l a h o m o g n e a c o n l a m b d a = 1 s i n A G R

2 . ) b

3 . ) c


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VOLKSWAGEN AG, Wolfsburg, VK-36 Service Training

Reservados todos los derechos. Sujeto a modificaciones tcnicas.

000.2811.43.60 Estado tcnico 10/03

Este papel ha sido elaborado con

celulosa blanqueada sin cloro.

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