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Motores
con doble sobrealimentación
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Introducción
El uso del turbocompresor en los motores de gasolina tiene el inconveniente
de que a bajas r.p.m. apenas aporta sobrealimentación. Se necesita de
un sistema que sirva tanto para bajas como para altas r.p.m.. El uso de unidades
de turbocompresor con geometría variable (VTG), no sirve para motores
de gasolina, ya que la temperatura de los gases de escape de los motores de
gasolina es tan alta que deteriora los materiales que forman el mecanismo de
la geometría variable. Así que el uso de este tipo de turbocompresor
esta descartado. La otra solución era utilizar una unidad de turbocompresor
de tamaño reducido, con este se consigue que se empiece la sobrealimentación
desde bajas r.p.m. del motor. Pero tiene el inconveniente de que altas r.p.m.
no sobrealimenta lo suficiente.
Por las razones anteriores el uso de un turbocompresor no es suficiente, si
se quiere conseguir una potenciación del motor tanto a bajas r.p.m. como
a altas. Una solución que se ha venido estudiando desde hace tiempo es
el uso de dos sobrealimentadores colocados uno detrás el otro.
El sistema biturbo de turbos hermanados o escalonados fue desarrollado por los ingenieros resultantes del departamento deportivo de la marca de automóviles Opel OPC (Opel Performance Center). Basta con considerar las presiones efectivas alcanzados para darse cuenta del enorme potencial del motor equipado con dos turbos escalonados. Mientras que las versiones Diesel sobrealimentadas clásicas funcionan a presiones incluidas entre 1,7 y 1,9 bares, el motor de 1,9 L de dos tubos escalonados llega a presiones efectivas de 2,6 bares. Esta presión tiene una influencia directa sobre la potencia del motor: cuanto más alta es la cifra mayor es la potencia desarrollada por el motor. Para que se pueda utilizar la técnica de los turbos escalonados, es necesario que el bloque motor sea especialmente robusto y que pueda resistir presiones enormes, incluso después de un fuerte kilometraje.

Motor TSI
Ahora ha sido otra marca de automóviles la que se ha arriesgado y apostado
por la tecnología novedosa que combina la acción de un turbocompresor
y un compresor volumétrico de alta velocidad y conexión/desconexión
automática. La combinación de un turbocompresor y un compresor
volumétrico, desarrolla el mismo par motor que una mecánica de
aspiración de mayor cilindrada, obteniendo al tiempo unos valores de
consumo más bajos, de alrededor de un 20 por ciento menos de combustible.
El motor TSi de 1.4 litros desarrollado por Volkswagen entrega una potencia
específica de 121 CV por litro, lo que supone un valor no igualado en
un motor de cuatro cilindros con tan baja cilindrada total producido en serie.
El compresor
y el turbocompresor están conectados en serie, una mariposa de regulación
distribuye el aire de admisión entre el turbocompresor o el compresor
según los parámetros de funcionamiento. La mariposa de regulación
se abre cuando el turbocompresor está funcionando solo. En este caso,
el aire sigue el camino habitual de los motores turbo convencionales, a través
del intercooler frontal y la válvula de mariposa hacia el colector de
admisión.
El compresor actúa desde ralentí y deja de actuar al llegar a
3.500 r.p.m.. El turbo entra a 2.400 r.p.m. y a partir de las 3.500 r.p.m. actúa
ya completamente sólo hasta el corte de inyección.
La presión de inyección máxima se incrementa hasta 150
bares con el fin de obtener esta amplia gama de flujo transversal. Asimismo,
la tecnología TSI hizo posible lograr una relación de compresión
de 10:1, una cifra alta en motores sobrealimentados ya que anteriormente los
motores que utilizaban turbos, difícilmente superaban relaciones de compresión
superior a 8,5:1.
Con el nuevo motor TSI de 1.4 litros y 170 CV, el grupo VAG ha dado un paso adelante en el desarrollo lógico de su tecnología FSI (inyección directa de gasolina).
Características técnicas:

| Letras distintivas del motor |
BMY
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BLG
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| Arquitectura Motor |
de
4 cilindros en línea
|
de
4 cilindros en línea
|
| Cilindrada |
1390
|
1390
|
| Diámetro de cilindros |
76,5
|
76,5
|
| Carrera |
75,6
|
75,6
|
| Válvulas por cilindro |
4
|
4
|
| Relación de compresión |
10:1
|
10:1
|
| Potencia máx. |
103
kW/140 CV a 6.000 rpm
|
125
kW/170 CV a 6.000 rpm
|
| Par máx. |
220
Nm a 1.500 a 4.000 rpm
|
240
Nm a 1.750 a 4.500 rpm
|
| Gestión del motor Bosch Motronic |
Bosch
Motronic MED 9.5.10
|
Bosch
Motronic MED 9.5.10
|
| Combustible |
Súper
sin plomo de 95 octanos
|
Súper
Plus de 98 octanos (Súper sin plomo de 95 octanos aceptando un
consumo de combustible un poco mayor
y una leve reducción de par a regímenes bajos) |
| Tratamiento de gases de escape |
Catalizador
principal,
regulación lambda |
Catalizador
principal,
regulación lambda |
| Normativa sobre emisiones de escape |
EU
4
|
EU
4
|
Las diferencias de potencia
y par entre ambos motores se establecen por software. La parte mecánica
es idéntica en ambos.
Curva característica par-potencia (para el motor TSI de 170 CV).

Un par motor de 200 Nm está disponible desde sólo 1.250 r.p.m., y así hasta los 6.000 r.p.m. después
Accionamiento
de compresor y componentes auxiliares por correa poli-V
El motor TSI 1.4 l dispone de dos correas poli-V.

Accionamiento
de la distribución por cadena
Los árboles de levas y también la bomba de aceite se impulsan
respectivamente por medio de un accionamiento de cadena con su origen en el
cigüeñal y que funciona sin mantenimiento.

Accionamiento
de los árboles de levas
El accionamiento de cadena ha sido optimizado en virtud del mayor nivel de solicitaciones
a que se somete. La cadena dentada lleva pernos templados y unos eslabones de
mayor resistencia, que fueron adaptados a las fuerzas de la cadena. El tensado
de la cadena dentada se realiza por medio de un tensor hidráulico.
Reglaje
de distribución variable
El reglaje continuo de distribución variable para el árbol de
levas de admisión se lleva a cabo con ayuda de un variador celular de
paletas que trabaja en función de la carga y el régimen. El margen
de reglaje máximo es de 40° ángulo del cigüeñal.
El reglaje de distribución variable conduce a:
Accionamiento
de la bomba de aceite
Como optimización acústica para el accionamiento de la bomba de
aceite se implanta una cadena dentada con un paso de 8 mm. El tensado corre
a cargo de un tensor sujeto a fuerza de muelle.
Culata y
mando de válvulas
Para afrontar las cargas más intensas y las mayores temperaturas de los
gases de escape se han introducido modificaciones en el mando de válvulas.
Carcasa de los árboles
de levas
En la carcasa se montan los árboles de levas alojados en tres apoyos.
Su juego axial se limita por medio de los sombreretes de cierre y la propia
carcasa.
La bomba de combustible a alta presión va atornillada a la carcasa de
los árboles de levas. Se impulsa por medio de una leva doble en el árbol
de admisión.
Debido a las mayores presiones de inyección y a la mayor cantidad de
combustible que se debe dosificar en comparación con los motores FSI
actuales ha
aumentado la carrera de la bomba de 5 a 5,7 mm.
Las fricciones se reducen por medio de un empujador de rodillo instalado entre
la bomba de combustible a alta presión y el árbol de levas, reduciéndose
a la
mitad el par de accionamiento necesario para la bomba de combustible a alta
presión.

Motor características
En el motor se han
efectuado ciertas modificaciones, debido a que las fuerzas que intervienen en
el motor TSI de 1.4 l son muy superiores a la de los motores FSI precedentes.

Pistones
Los pistones son de una fundición a presión de aluminio. En la
cabeza se encuentra integrada la cámara de combustión con un borde
de flujo. Esto conduce a
una turbulencia intensa del aire aspirado, lo cual se traduce en una formación
de la mezcla muy adecuada.
El lado del pistón que mira hacia el escape va dotado de una refrigeración
específica. Los dispersores abren a 2,0 bares.
La fricción del pistón ensamblado ha sido reducida mediante un
recubrimiento de grafito en la falda y un juego de deslizamiento 55 µm
más grande. El diámetro de los bulones ha crecido de 17 a 19 mm
en consideración de la alta presión del encendido.
Cigüeñal
El cigüeñal es una versión forjada de acero con una mayor
rigidez que los cigüeñales de fundición en el. Esto conduce
principalmente a un menor nivel de emisiones sonoras del motor.
Funcionamiento
del motor TSI
La idea fundamental del desarrollo
de los motores TSi es la utilización de un compresor volumétrico
para generar potencia a bajas revoluciones y un turbocompresor para generar
potencia a altas.
El compresor cuyo funcionamiento esta basado en el principio "Roots". Una característica de este tipo de compresores es su capacidad para mantener el giro cuando se produce un cambio de marchas. El compresor es accionado mecánicamente por el cigüeñal del motor mediante una correa que mueve entre otros dispositivos, la bomba de agua, que forma conjunto con el embrague magnético que conecta o desconecta la transmisión de movimiento al compresor.
Ventajas:
Desventajas:
El turbocompresor es una unidad estándar como las utilizadas en otras mecánicas, con su válvula de descarga (wastegate) para controlar su velocidad.
Ventajas:
Desventajas:
Esquema
general del sistema de aspiración y escape del motor TSI
El aire exterior es aspirado a través del filtro. La posición
de la mariposa de regulación determina si ha de fluir aire exterior a
través del compresor y/o directamente a través del turbocompresor
de escape.
El aire exterior pasa del turbocompresor de escape a través del intercooler
y la mariposa de estrangulación hacia el colector de admisión.

Márgenes
de trabajo de los componentes de sobrealimentación
En la gráfica inferior se muestran los márgenes de trabajo del
compresor mecánico y del turbocompresor de escape. Según la intensidad
del par solicitado, la unidad de control del motor decide si se ha de generar
presión de sobrealimentación y, en caso afirmativo, decide sobre
la magnitud en que esto ha de suceder. El turbocompresor de escape trabaja en
todos los márgenes representados en color. Sin embargo, la energía
contenida en los gases de escape a régimen bajo no resulta suficiente
para generar con ella sola la presión de sobrealimentación requerida.
Funcionamiento de la
sobrealimentacion
En función de la carga y el régimen de revoluciones, la unidad
de control del motor calcula el modo en que la cantidad de aire exterior debe
llegar a los cilindros para generar el par solicitado. Decide a este respecto
si el turbocompresor está en condiciones de generar solo la presión
de sobrealimentación necesaria o si se tiene que conectar subsidiariamente
el compresor.



Accionamiento
del compresor
El compresor se conecta y desconecta en función de las necesidades y
se impulsa por medio de un accionamiento auxiliar a partir de la bomba de líquido
refrigerante. El accionamiento auxiliar se conecta a través de un acoplamiento
electromagnético instalado en el módulo de la bomba de líquido
refrigerante y que trabaja sin mantenimiento. Las relaciones de transmisión
desde la polea del cigüeñal hasta la polea del compresor, así
como la relación de transmisión interna del compresor hace que
éste gire a una velocidad 5 veces superior a la del cigüeñal.
El régimen máximo del compresor es de 17.500 r.p.m..
Nota: no se debe abrir el compresor. La cámara que contiene el engranaje
de transmisión y la etapa de sincronización va cargada con aceite.
Se trata de una carga de aceite permanente.

El compresor,
cuya relación de giro respecto al cigüeñal es de 5/1, entrega
una presión de sobrealimentación de 1,8 bar justo por encima del
régimen de ralentí.

Funcionamiento
Ambos rotores del compresor están diseñados de modo que, al girar,
produzcan un crecimiento del espacio por el lado aspirante. Esto hace que se
aspire aire exterior y sea transportado por los rotores hacia el lado de bombeo
del compresor. Por el lado de bombeo disminuye por su parte el espacio entre
los rotores. El aire es bombeado hacia el turbocompresor de escape.
La presión de sobrealimentación del compresor se regula a través
de la posición de la mariposa de regulación. Si se encuentra cerrada,
el compresor genera la presión de sobrealimentación máxima
a este régimen. El aire exterior comprimido es bombeado hacia el turbocompresor
de escape. La mariposa de regulación abre un poco si la presión
de sobrealimentación resulta excesiva.
Ahora pasa una parte del aire exterior hacia el turbocompresor de escape y la
parte restante se conduce hacia el lado aspirante del compresor a través
de la mariposa de regulación parcialmente abierta.
La presión de sobrealimentación desciende. En el lado aspirante
se admite nuevamente aire y se comprime. Con ello se alivia la carga el compresor
y desciende la potencia requerida por éste para su accionamiento. La
presión de sobrealimentación se mide a través del sensor
de presión en el colector de admisión (compresor).

El Turbocompresor
El turbocompresor de escape forma conjunto en un bloque con el colector de escape.
Debido a las temperaturas prevalecientes en los gases de escape, ambos componentes
están fabricados en un acero de fundición resistente a muy altas
temperaturas.
Para proteger los cojinetes del eje contra efectos de temperaturas excesivas
se integra el turbocompresor en el circuito de refrigeración. Una bomba
de recirculación
se encarga de evitar fenómenos de sobrecalentamiento en el turbocompresor
durante hasta 15 minutos después de la parada del motor. Con ello se
evita la generación de burbujas de vapor en el sistema de refrigeración.
Los cojinetes del eje están conectados al circuito de aceite para su
lubricación.
El módulo turbocompresor de escape abarca asimismo la electroválvula
de recirculación de aire para turbocompresor y un depresor para limitación
de la presión de sobrealimentación con la válvula de descarga.

Intercooler
En el motor TSI se implanta un intercooler aire/aire. Eso significa, que el
aire de sobrealimentación fluye a través de un radiador y cede
allí su calor a las aletas de aluminio. Estas son refrigeradas a su vez
por el aire del entorno.
Una vez que el aire aspirado ha pasado por el turbocompresor se calienta mucho.
Principalmente es calentado por el proceso de compresión, pero también
por el turbocompresor muy caliente, alcanzando hasta 200 °C. Esto hace que
el aire tenga una menor densidad, por lo cual entraría una menor cantidad
de oxígeno al cilindro. Con la refrigeración a temperaturas un
poco por encima de las del entorno, la densidad aumenta y se alimenta más
oxígeno a los cilindros.
Con la refrigeración desciende asimismo la tendencia al picado y se generan
menos óxidos nítricos.

Sistema
de combustible regulado en función de las necesidades
El sistema de inyección del motor FSI consigue que la bomba eléctrica
de combustible como la bomba de alta presión solamente elevan
la cantidad de combustible justa que necesita el motor en cada momento. Con
ello se reduce la potencia absorbida por las bombas de combustible.
En virtud de que la unidad de control del motor (ECU) verifica la excitación
de la electrobomba de combustible se ha podido anular el sensor de baja presión
del combustible. En cada ciclo de conducción se estrangula una vez la
cantidad bombeada por la electrobomba de combustible hasta que en el sistema
de alta
presión ya no se pueda mantener una presión específica.
La unidad de control del motor compara entonces la señal PWM (modulada
en anchura de los impulsos) para la excitación de bomba eléctrica
de combustible con la señal PWM que tiene programada. Si existen diferencias
se adapta la señal en la unidad de control del motor.

Sistema
de escape
La depuración de los gases de escape se efectúa en un catalizador
de tres vías. El tubo de unión entre el turbocompresor y el catalizador
lleva un aislamiento por abertura espaciadora para conseguir un caldeo rápido
del catalizador a pesar de las pérdidas de calor provocadas por el turbocompresor
de escape.
La sonda lambda ante el catalizador es una versión de señales
a saltos. Se implanta en el embudo de entrada al catalizador de tres vías
cercano al motor. Con esta configuración, todos los cilindros le aplican
los gases de escape de un modo uniforme. Al mismo tiempo se consigue un arranque
más rápido de la regulación lambda.

Anulación
de la recirculación externa de los gases de escape (EGR)
En los motores TSI se ha suprimido la recirculación externa de los gases
de escape (EGR). Debido a la presencia de los componentes de sobrealimentación,
las fases en las que el motor trabaja con una versión netamente atmosférica
son sumamente reducidas.
Esto, sin embargo, es necesario para aspirar los gases de escape. El margen
de la familia de características con recirculación externa de
gases de escape sería demasiado estrecho y la reducción del consumo
de combustible que se podría obtener desestrangulando la válvula
de mariposa un poco más abierta, sería insignificante en comparación
con el consumo total.
Estructura
de la gestión electrónica del motor
La unidad de control del motor (ECU) recibe información de los sensores
situados en diferentes puntos vitales del motor. Una vez procesada esta información
y a partir del programa memorizado en la unidad, se transmiten las señales
de salida que activan los diferentes actuadores del motor.

Interconexión
de unidades de control a través de CAN-Bus
El esquema representado más abajo muestra las unidades de control con
las que se comunica e intercambia datos la unidad de control del motor (ECU)
a través del CAN-Bus.
Así p. ej., la unidad de control del cuadro de instrumentos recibe a
través del CAN-Bus la información sobre la presión de sobrealimentación
momentánea, procedente de la unidad de control del motor. Esta información
se utiliza para visualizar la presión de sobrealimentación.

Unidad de control del motor
La gestión del motor esta controlada por la unidad denominada Bosch
Motronic MED 9.5.10.
Las funciones adicionales que se han agregado en comparación con las
unidades de motor FSI 1.6 l / 85 kW son p. ej. la regulación de la presión
de sobrealimentación, un programa de conducción en invierno, la
gestión de una bomba de circulación y la regulación de
la sonda lambda de señales a saltos.
Los modos operativos son el homogéneo y el de calefacción de catalizador
por inyección doble.
Las averías de relevancia que indican los gases de escape se visualizan con ayuda del testigo de aviso para gases de escape "K83" y los fallos de funcionamiento en el sistema se visualizan con el testigo de avería para acelerador electrónico "K132".
Nota: como protección para el embrague la unidad de control limita el régimen del motor a unas 4.000 r.p.m. al estar el vehículo parado
Regulación
de la presión de sobrealimentación
Una función nueva en la gestión del motor es la regulación
de la presión de sobrealimentación. El gráfico inferior
muestra las presiones de los componentes de sobrealimentación a plena
carga.
A medida que aumenta el régimen sube la presión de sobrealimentación
por parte del turbocompresor de escape y resulta posible bajar la regulación
del compresor.
De esa forma, este último requiere una menor potencia de accionamiento
por parte del motor.
El compresor ya alimenta a regímenes bajos una gran cantidad de aire.
De ese modo se tiene disponible un caudal intenso de la masa de gases de escape
que se
alimenta a la turbina del turbocompresor. Esto permite generar desde regímenes
inferiores la presión de sobrealimentación que se necesita, a
diferencia de lo que sucede en un motor netamente turboalimentado. El turbocompresor
es "empujado" básicamente por el compresor en esa fase.

Sensores
Sensor de
presión en el colector de admisión del aire aspirado con sensor
de temperatura aspirado
Este sensor combinado va atornillado en el colector de admisión en material
plástico. Mide la presión y la temperatura en el colector de admisión.
Aplicaciones
de la señal
Con ayuda de estas señales y de la señal de régimen, la
unidad de control del motor calcula la masa de aire aspirada.
Efectos
en caso de ausentarse la señal
Si se ausenta la señal se emplea como señal supletoria la posición
de la válvula de mariposa y la temperatura del sensor de temperatura
del aire aspirado. El turbocompresor ya sólo es operativo de forma controlada.
Si se averían más sensores puede suceder que se desactive el compresor.
Sensor de
presión en el colector de admisión temperatura del aire aspirado
(compresor) con sensor de temperatura aspirado
Este sensor combinado se atornilla detrás del compresor o bien detrás
de la unidad de mando de la mariposa de regulación en el manguito de
admisión.
Mide en esa zona la presión y la temperatura aire aspirado.
Aplicaciones
de la señal
Con estas señales se lleva a cabo la regulación de la presión
de sobrealimentación para el compresor a través de la unidad de
mando de la mariposa de regulación. La señal del sensor de temperatura
del aire aspirado se utiliza al mismo tiempo para la protección de componentes
contra efectos de temperaturas excesivas. A partir de una temperatura de 130
°C se reduce la potencia del compresor.
Efectos
en caso de ausentarse la señal
Si se avería el sensor combinado deja de ser posible regular la presión
de sobrealimentación del compresor. El sistema ya no permite el funcionamiento
del compresor y el turbocompresor ya sólo es operativo de forma controlada.
La entrega de potencia del motor se reduce importantemente en la gama de regímenes
inferiores.
Sensor de presión
de sobrealimentación aire aspirado 2 con sensor de temperatura de aire
aspirado
Este sensor combinado va atornillado muy cerca ante la unidad de mando de la
mariposa de estrangulación en el tubo de sobrealimentación. Mide
en esa zona la presión y la temperatura.
Aplicaciones de la señal
La señal del sensor de presión de sobrealimentación se
utiliza en la unidad de control del motor para regular la presión suministrada
por el turbocompresor de escape, gestionando para ello la electroválvula
limitadora de la presión de sobrealimentación.
Con la señal del sensor de temperatura del aire aspirado se calcula un
valor corrección para la presión de sobrealimentación.
Con ello se considera la influencia de la temperatura sobre la densidad del
aire de sobrealimentación.
Efectos en caso de ausentarse
la señal
Si se avería el sensor, el turbocompresor ya sólo funciona de
forma controlada. Si se averían otros sensores más puede suceder
que se desactive también el compresor.
Sensor de presión atmosférica
El sensor va integrado en la unidad de control del motor y se encarga de medir
la presión atmosférica.
Aplicaciones
de la señal
La presión atmosférica se utiliza como valor de corrección
para regular la presión de sobrealimentación, porque la densidad
del aire disminuye conforme aumenta la altitud.
Efectos
en caso de ausentarse la señal
Si se avería el sensor de presión del entorno el turbocompresor
ya sólo funciona de forma controlada. Pueden producirse mayores emisiones
y una caída de potencia.

Sensor de
régimen del motor
El sensor de régimen del motor va fijado al bloque. Explora una rueda
generatriz de impulsos instalada en la brida de estanqueidad del cigüeñal.
Con ayuda de estas señales, la unidad de control del motor detecta el
régimen de revoluciones del motor y, en acción conjunta con las
señales del sensor Hall, detecta la posición relativa del cigüeñal
con respecto al árbol de levas.
Aplicaciones
de la señal
Con esta señal se determina el momento calculado para la inyección,
la duración de la inyección y el momento de encendido. Asimismo
se utiliza para el reglaje de distribución variable.
Efectos
en caso de ausentarse la señal
Si se avería el sensor, el motor deja de funcionar y tampoco es posible
arrancarlo.
Sensor Hall
El sensor Hall se encuentra por el lado del volante de inercia, fijado a la
carcasa de los árboles de levas por encima del árbol de admisión.
Explora cuatro dientes de fundición que lleva el árbol de levas
de admisión.
Aplicaciones de la señal
Con sus señales y con las del sensor de régimen del motor se detecta
el PMS de encendido en el primer cilindro y la posición del árbol
de levas de admisión.
Las señales se utilizan para determinar el momento de la inyección,
el momento de encendido y para el reglaje de distribución variable.
Efectos
en caso de ausentarse la señal
Si se avería el sensor el motor sigue en funcionamiento. Sin embargo,
deja de ser posible arrancarlo de nuevo. El reglaje de distribución variable
se desactiva y el árbol de levas de admisión se mantiene en la
"posición de retardo". Se produce una pérdida de par.
Unidad de
mando de la mariposa de estrangulación con sensor de ángulo para
mando de la mariposa
La unidad de mando de la mariposa de estrangulación con los sensores
de ángulo para mando de la mariposa va instalada en el conducto de aspiración
ante el colector de admisión.
Aplicaciones
de la señal
Con las señales de los sensores de ángulo, la unidad de control
del motor detecta la posición de la válvula de mariposa y la puede
gestionar de forma correspondiente.
Efectos
en caso de ausentarse la señal
Por motivos de seguridad se implantan dos sensores y se procede a comparar sus
señales. Si se avería uno de los sensores se desactivan subsistemas
tales como el programador de velocidad de crucero. Si se averían ambos
sensores se desactiva el mando de la mariposa y se limita el régimen
del motor a 1.500 r.p.m..
Unidad de mando de la mariposa de regulación con potenciómetro
para mariposa de regulación
El potenciómetro para mariposa de regulación se encuentra en la
unidad de mando de la mariposa de regulación. Esta última se monta
en el conducto de aspiración, detrás del filtro de aire.
Aplicaciones
de la señal
Con ayuda del potenciómetro para mariposa de regulación, la unidad
de control del motor detecta la posición momentánea de la mariposa
de regulación. A raíz de ello, la unidad de control del motor
puede colocar la mariposa de regulación en cualquier posición
deseada.
Efectos
en caso de ausentarse la señal
Si se ausenta la señal, la mariposa de regulación se mantiene
continuamente abierta y ya no se conecta subsidiariamente el compresor.
Sensor de posición del pedal acelerador
Los dos sensores de posición del pedal acelerador forman parte del módulo
pedal acelerador y funcionan sin contacto físico, como sensores inductivos.
Como dice su nombre, con las señales del sensor de posición del
pedal acelerador se detecta la posición del pedal acelerador.
Aplicaciones
de la señal
La unidad de control del motor emplea las señales para calcular la entrega
de par deseada por el conductor. Por motivos de seguridad se implantan dos sensores,
igual como se procede en el caso de la unidad de mando de la mariposa de estrangulación,
y se comparan las señales de éstos.
Efectos en caso de ausentarse la señal
Si se ausenta la señal de uno o de ambos sensores se desactivan los componentes
del área de confort (p. ej. el programador de velocidad de crucero, la
regulación
del par de inercia del motor).
Avería
de un sensor
Si se avería un sensor, el sistema pone primeramente en vigor la marcha
al ralentí. Si dentro de un plazo específico de verificación
en la posición de ralentí se
detecta la señal del segundo sensor se vuelve a posibilitar la marcha
del vehículo. Si el conductor pide entrega de plena carga el sistema
sólo aumenta el régimen lentamente.
Avería
de ambos sensores
Si se averían ambos sensores el motor ya sólo funciona a régimen
de ralentí acelerado (máx. 1.500 r.p.m.) y ya no reacciona a los
gestos del pedal acelerador.
Sensor de
posición del embrague
El sensor de posición del embrague va fijado por encastre elástico
a la bomba de embrague. Se utiliza para detectar que está accionado el
pedal de embrague.
Aplicaciones
de la señal
Estando accionado el embrague ...
Arquitectura
La bomba va fijada con un cierre de mosquetón al bloque soporte. Al ser
accionado el pedal de embrague, el empujador desplaza el émbolo en la
bomba.
Efectos en caso de ausentarse la señal
Si se avería el sensor de posición del embrague no funciona el
programador de velocidad de crucero y pueden producirse sacudidas del motor
durante el ciclo de cambio de marcha.
Sensor de
posición del pedal de freno
El sensor de posición del pedal de freno va atornillado a la bomba de
freno. Con éste se detecta si está accionado el pedal de freno.

Aplicaciones
de la señal:
A través de la unidad de control de la red de a bordo se gestionan las
luces de freno.
Por su parte, la unidad de control del motor impide que el vehículo pueda
acelerar si se accionan al mismo tiempo los pedales de freno y acelerador.
A esos efectos se reduce la cantidad inyectada o se modifica el momento de encendido
y la posición de la válvula de mariposa.
Efectos
en caso de ausentarse la señal
Si se ausenta la señal de uno de los dos sensores se reduce la cantidad
inyectada y el motor entrega una menor potencia. Aparte de ello se desactiva
el programador
de velocidad de crucero.
Así
funciona:
Al ser accionado el pedal de freno, la varilla de presión desplaza en
la bomba el émbolo con anillo magnético (imán permanente).
Por motivos de seguridad se implantan dos sensores Hall en el sensor de posición
de pedal de freno.
En las explicaciones siguientes se procede de forma simplificada, describiendo
solamente el sensor Hall 1 y la propagación de sus señales. Las
señales del sensor 2 se propagan en sentido opuesto.

Sensor de
presión del combustible
El sensor se encuentra por el lado del volante en el elemento inferior del colector
de admisión y va atornillado en el tubo distribuidor de combustible.
Mide la presión del combustible en el sistema de alta presión
y transmite la señal a la unidad de control del motor.
Aplicaciones
de la señal
La unidad de control del motor analiza las señales y, a través
de la válvula reguladora para presión del combustible, se encarga
de regular la presión en el tubo distribuidor de combustible.
Efectos
en caso de ausentarse la señal
Si se avería el sensor de presión del combustible se desactiva
la válvula reguladora para presión del combustible, la electrobomba
de combustible es excitada al máximo y el motor funciona con el combustible
a la presión disponible. Esto hace que se reduzca drásticamente
la entrega de par del motor.
Sensor de picado
El sensor de picado se atornilla al bloque motor por debajo del compresor. Con
ayuda de la señal del sensor de picado se detecta la combustión
detonante, de forma selectiva por cilindros.
Aplicaciones
de la señal
Si se detecta una combustión detonante, en el cilindro afectado se modifica
el ángulo de encendido hasta que deje de ocurrir el fenómeno de
picado.
Efectos
en caso de ausentarse la señal
Si se ausenta la señal del sensor de picado se "retrasa" el
ángulo de encendido en todos los cilindros a un valor fijo. Esto conduce
a un aumento del consumo de combustible, asociado a un descenso de potencia
y par.
Sensor de
temperatura del líquido refrigerante
Se encuentra en el distribuidor de líquido refrigerante. Mide la temperatura
del líquido refrigerante y la reenvía a la unidad de control del
motor.
Aplicaciones
de la señal
La temperatura del líquido refrigerante se utiliza, entre otras cosas,
para el cálculo de la cantidad a inyectar, el momento de encendido y
para gestionar funciones de comportamiento dinámico.
Efectos
en caso de ausentarse la señal
Si se ausenta esta señal, la unidad de control del motor calcula una
temperatura en función de la familia de características y la emplea
para funciones específicas.
Sensor de temperatura del líquido refrigerante a la salida del radiador
El sensor de temperatura del líquido refrigerante se monta en el tubo
a la salida del radiador y mide allí la temperatura de salida del líquido
refrigerante.

Aplicaciones
de la señal
Por comparación de las señales procedentes del sensor de temperatura
del líquido refrigerante y del sensor de temperatura del líquido
refrigerante se lleva a cabo la gestión de los ventiladores del radiador.
Efectos
en caso de ausentarse la señal
Si se ausenta la señal del sensor de temperatura del líquido refrigerante
se utiliza como valor supletorio la temperatura del sensor de temperatura del
líquido refrigerante.
Sonda lambda con calefacción de sonda
La sonda lambda ante el catalizador es una versión de señales
a saltos. Esto resulta posible en virtud de que se puede trabajar con lambda
1 en casi todas las gamas operativas del motor. Se atornilla en el tubo de escape
ante el catalizador cercano al motor. Con esta sonda se determina el contenido
residual de oxígeno en los gas de escape antes de entrar en el catalizador.
La calefacción de sonda lambda se encarga de que la sonda alcance muy
rápidamente su temperatura operativa.

Aplicaciones
de la señal
Con ayuda de la tensión de señal, la unidad de control del motor
reconoce si el motor está funcionando con una mezcla de combustible y
aire rica o pobre.
Efectos
en caso de ausentarse la señal
Si se ausenta la señal se deja de efectuar la regulación lambda,
se realiza un pilotaje de la cantidad inyectada, se bloquea la autoadaptación
lambda y el
sistema del depósito de carbón activo pasa a la función
de emergencia.
Sonda lambda
postcatalizador con calefacción de sonda
Esta sonda lambda es asimismo una versión de señales a saltos.
La calefacción de la sonda lambda se encarga de que la sonda alcance
muy rápidamente su temperatura operativa.

Aplicaciones
de la señal
La sonda lambda postcatalizador se utiliza para verificar el funcionamiento
del catalizador.
Efectos
en caso de ausentarse la señal
Si se ausenta la señal se deja de vigilar el funcionamiento del catalizador.
Potenciómetro para mariposa en el colector de admisión
Va fijado al elemento inferior del colector de admisión y es solidario
con el eje de las mariposas en el colector de admisión. Detecta la posición
de esas mariposas.
Aplicaciones
de la señal
Es importante conocer la posición de las mariposas, porque la gestión
de éstas influye sobre la corriente del aire en la cámara de combustión
y sobre la masa de aire alimentada. La posición de las mariposas en el
colector de admisión constituye por ello un factor de relevancia para
la composición de los gases de escape y debe ser verificado por medio
de la autodiagnosis.
Efectos
en caso de ausentarse la señal
Si se ausenta la señal del potenciómetro se deja de detectar si
están abiertas o cerradas las mariposas en el colector de admisión.
Como valor supletorio el sistema supone una posición media de la mariposa
y determina el ángulo de encendido que corresponde.
Esto provoca una pérdida de potencia y par y un aumento en el consumo
del combustible.
Sensor de
presión para servofreno
Se encuentra en el tubo entre el colector de admisión y el servofreno
y se encarga de medir la presión en el servofreno.
Aplicaciones
de la señal
Analizando la señal de tensión del sensor de presión, la
unidad de control del motor se entera sobre si resulta suficiente la depresión
para el funcionamiento del servofreno. Si la depresión es demasiado baja
se desactiva p. ej. el climatizador. Debido a ello la válvula de mariposa
cierra un poco más y aumenta la depresión.
Efectos
en caso de ausentarse la señal
Si se ausenta la señal se conmuta a un valor de presión supeditado
a una familia de características, con el cual se calcula entonces la
función correspondiente.
Sensor de
medición de corriente
El sensor de medición de corriente va instalado parte izquierda del vano
motor sobre la caja eléctrica.
Se utiliza para registrar el desarrollo de la intensidad de corriente durante
la excitación del acoplamiento electromagnético para el compresor.
Aplicaciones
de la señal
Conociendo la corriente absorbida, la unidad de control del motor se encarga
de regular la señal PWM (Pulse-Width Modulation), con la que excita el
acoplamiento electromagnético, el cual cierra con suavidad a raíz
de ello.
Efectos
en caso de ausentarse la señal
Si se ausenta la señal se deja de detectar el desarrollo de la intensidad
de corriente y el acoplamiento electromagnético se conecta de un modo
adverso confort.
Si se avería por completo el sensor de medición de corriente ya
no se puede conectar subsidiariamente el compresor.
Circuito eléctrico

Actuadores
Relé
de alimentación de corriente para Motronic
El relé de alimentación de corriente para Motronic se encuentra
en la parte izquierda del vano motor sobre la caja eléctrica.
Misión
Con ayuda del relé de alimentación de corriente, la unidad de
control del motor puede seguir ejecutando determinadas funciones después
de la parada del motor (encendido desconectado) y trabaja en el modo de continuación
activa postmarcha. En este modo operativo se calibran mutuamente, entre otras
cosas, los sensores de presión, y se excitan las bobinas de encendido
o los ventiladores del radiador.
Efectos
en caso de avería
Si se avería el relé se deja de activar los sensores y actuadores
correspondientes. El motor se para y no arranca de nuevo.
Bobinas
de encendido 1 - 4 con etapas finales de potencia
Las bobinas de encendido con etapas finales de potencia asumen la función
de hacer saltar la chispa en las bujías en el momento preciso para inflamar
la mezcla de combustible y aire. El ángulo de encendido se gestiona de
forma individual para cada cilindro. La bobina forma un conjunto con la etapa
final de potencia y la bujía. Recibe la orden de encendido desde la unidad
control del motor (ECU).
Efectos
en caso de avería
Si se avería una bobina de encendido se desactiva la inyección
en el cilindro afectado. Esto es posible, como máximo, para un solo cilindro.
Unidad de mando de la mariposa de estrangulación mando de la mariposa
La unidad de mando de la mariposa de estrangulación con el mando se encuentra
en el conducto de aspiración ante el colector de admisión.
Misión
El mando de la mariposa es un motor eléctrico excitado por la unidad
de control del motor (ECU). Se encarga de accionar la válvula de mariposa
con ayuda de una reductora pequeña. El margen de reglaje funciona sin
escalonamientos desde la posición de ralentí hasta la de plena
carga.
Efectos
en caso de avería
Si se avería el mando de la mariposa de estrangulación el sistema
lleva la mariposa a la posición de marcha de emergencia. Ya sólo
quedan disponibles las propiedades de marcha de emergencia y se desactivan las
funciones de confort (p. ej. el programador de velocidad de crucero).
Unidad de
mando de la mariposa de regulación con servomotor para reglaje de la
mariposa
Esta unidad de mando se encuentra en el conducto de aspiración, detrás
del filtro de aire.
Misión
El servomotor es excitado por la unidad de control del motor y acciona sin escalonamientos
a la mariposa de regulación. Según la posición de la mariposa
de regulación vuelve una mayor o menor cantidad de aire exterior precomprimido
hacia el compresor mecánico. De esa forma se regula la presión
de sobrealimentación después del compresor.
Efectos
en caso de avería
Si se avería el servomotor el sistema lleva la mariposa de regulación
a la posición de marcha de emergencia (abierta al máximo). Al
mismo tiempo se suprime la activación del compresor. El compresor ya
no genera presión de sobrealimentación.
Válvula
para mariposa en el colector de admisión
La válvula se encuentra atornillada al manguito de aspiración
detrás de la unidad de mando de la mariposa de regulación.
Misión
Se excita por medio de a unidad de control del motor y abre el paso del depósito
de vacío hacia el actuador de vacío. A raíz de ello el
actuador de vacío acciona las mariposas en el colector de admisión.
Efectos
en caso de avería
Si se avería la válvula deja de ser posible regular la posición
de las mariposas en el colector de admisión y éstas pasan a la
posición abierta. Esto hace que la
calidad de la combustión decline.
Válvula
para reglaje de distribución variable
Se monta en la carcasa de los árboles de levas y se encuentra integrada
en el circuito de aceite del motor.
Misión
Con la excitación de la válvula de reglaje de distribución
variable se distribuye el aceite en el variador celular de paletas. Según
cuál sea el conducto de aceite liberado, el rotor interior se desplaza
a la posición de "avance" o de "retardo" o bien se
mantiene en la posición momentánea. En virtud de que el rotor
interior es solidario con el árbol de levas de admisión, también
el árbol modifica su posición relativa con este reglaje.
Efectos
en caso de avería
Si se avería la válvula para reglaje de distribución variable
ya no es posible regular el calado del árbol de levas de admisión
y éste permanece en la posición
de "retardo". Se produce una pérdida de par.
Electroválvula
para limitación de la presión de sobrealimentación
La válvula electromagnético-neumática para limitación
de la presión de sobrealimentación va atornillada a la válvula
de retención para la desaireación del cárter del cigüeñal.
Misión
La electroválvula es excitada de forma periódica por la unidad
de control del motor y se encarga de gestionar la presión de control
en la caja manométrica para el turbocompresor de escape. De esa forma
se acciona la válvula de descarga y se conduce una parte de los gases
de escape evadiendo la turbina hacia el sistema de escape. Con ello se regula
el rendimiento de la turbina y la presión de sobrealimentación.
Efectos
en caso de avería
Si se avería la válvula queda aplicada la presión de sobrealimentación
contra la caja manométrica. Esto hace que la presión de sobrealimentación
disminuya y descienda con ello la potencia del motor.
La electroválvula
de recirculación de aire para turbocompresor
Esta electroválvula va atornillada a la carcasa del turbocompresor.
Misión
La válvula de recirculación de aire para turbocompresor evita
sonoridad y daños en la turbina de sobrealimentación en la fase
de transición al régimen de deceleración. Al pasar a la
fase de deceleración la turbina de sobrealimentación se halla
todavía a altas revoluciones y sigue comprimiendo el aire. El aire comprimido
es impulsado hacia la válvula de mariposa cerrada y reflejado en ésta.
Vuelve al turbocompresor e incide en la turbina de sobrealimentación.
Esto puede generar sonoridad. Para evitar este fenómeno se abre la válvula
de recirculación de aire y se conecta en cortocircuito el lado aspirante
con el impelente del
turbocompresor. La presión de sobrealimentación se degrada instantáneamente
y se evitan flujos en retorno. Asimismo se evita que se produzca una presión
acumulada en la carcasa del compresor y no se frena tan intensamente el régimen
del turbocompresor.
Efectos
en caso de avería
Si la válvula de recirculación de aire pierde estanqueidad se
reduce la presión de sobrealimentación y con ella la potencia
del motor. Si deja de ser posible accionar la válvula se genera sonoridad
del turbocompresor en la fase de deceleración.
El acoplamiento
electromagnético para compresor
Este acoplamiento funciona sin necesidades de mantenimiento y forma parte del
módulo bomba de líquido refrigerante. Se utiliza para conectar
subsidiariamente el compresor cuando es necesario.
Misión
El acoplamiento electromagnético es excitado por la unidad de control
del motor en función de las necesidades. A raíz de ello el acoplamiento
electromagnético cierra y establece una unión en arrastre de fuerza
entre la polea de la bomba para líquido refrigerante y la polea del acoplamiento
electromagnético para el compresor. El compresor es impulsado entonces
a través del accionamiento de correa para el compresor.
Constitución
El acoplamiento electromagnético consta de:

Así funciona:

Unidad de
control para bomba de combustible
La unidad de control se monta bajo la banqueta trasera en la cubierta de la
electrobomba situada en el depósito de combustible.
Misión
La unidad de control para bomba de combustible recibe una señal de la
unidad de control del motor y excita a raíz de ello la electrobomba de
combustible por medio de una señal PWM (modulada en anchura de los impulsos).
Regula la presión entre 0,5 y 5 bares en el sistema de baja presión
del combustible. En las fases de arranque en caliente y arranque en frío
aumenta la presión hasta 6,5 bares.
Efectos
en caso de ausentarse la señal
Si se avería la unidad de control para bomba de combustible no es posible
el funcionamiento del motor.
Bomba de
combustible
La electrobomba de combustible y el filtro están agrupados en la unidad
de alimentación de combustible. La unidad de alimentación se encuentra
en el depósito de combustible.
Misión
La bomba eléctrica alimenta el combustible en el sistema de baja presión
hacia la bomba de alta presión. La excitación se realiza con una
señal PWM procedente de la unidad de control para bomba de combustible.
La bomba eléctrica eleva siempre la cantidad justa de combustible que
el motor necesita en el momento.
Efectos
en caso de avería
Si se avería la electrobomba de combustible no es posible el funcionamiento
del motor.
Inyectores
de alta presión
Los inyectores de alta presión van enchufados en la culata. Inyectan
el combustible a alta presión directamente al interior del cilindro.
Misión
Los inyectores tienen que pulverizar adecuadamente e inyectar de forma específica
el combustible en un tiempo muy breve. Así por ejemplo, en el modo operativo
de calefacción del catalizador por doble inyección se inyecta
dos veces el combustible. La primera vez se inyecta durante el ciclo de admisión
y la segunda a unos 50° cig. antes del punto muerto, para calentar rápidamente
así el catalizador.
En el modo homogéneo se inyecta el combustible durante el ciclo de admisión
y se distribuye uniformemente en toda la cámara de combustión.
Inyector
de taladros múltiples
El inyector de alta presión posee 6 taladros de salida del combustible.
Los chorros de combustible están dispuestos pensando en evitar lo más
posible que se
mojen componentes en la cámara de combustión y tratando de producir
un reparto homogéneo de la mezcla de combustible y aire. La presión
de inyección máxima es de 150 bares, para asegurar un buen acondicionamiento
y una buena pulverización del combustible. También al funcionar
la plena carga se tiene asegurado así que se inyecte la suficiente cantidad
de combustible.
Efectos
en caso de avería
Un inyector averiado se localiza a través de la detección de fallos
de ignición/combustión y se lo deja de excitar.

Válvula
reguladora de la presión del combustible
Esta válvula va adosada lateralmente a la bomba de combustible de alta
presión. Asume la función de que en el tubo distribuidor de combustible
esté disponible la cantidad de combustible necesaria y a la presión
requerida.
Efectos
en caso de avería
La válvula reguladora se encuentra abierta al no tener aplicada la corriente.
Esto significa, que no se genera alta presión y que el motor funciona
con la presión generada por la electrobomba de combustible. Debido a
este fenómeno se reduce drásticamente la entrega de par.
La electroválvula
para depósito de carbón activo
Esta electroválvula va fijada cerca de la unidad de mando de la mariposa
de estrangulación.
Misión
La válvula es excitada con señales periodificadas y se encarga
de desairear el depósito de carbón activo.
Los vapores de combustible pasan, según las condiciones dadas de la presión,
detrás de la unidad de mando de la mariposa de estrangulación
hacia el conducto de aspiración o bien pasan ante el turbocompresor de
escape. Para aspirar los vapores de combustible que se encuentran en el depósito
de carbón activo tiene que existir un determinado gradiente de presión.
La válvula de retención se hace cargo de que no se impulse el
aire hacia el depósito de carbón activo.
Efectos
en caso de ausentarse la señal
Si se interrumpe la corriente, la válvula se mantiene cerrada. En ese
caso deja de desairearse el depósito de combustible y pueden producirse
olores de combustible.
Bomba para
circulación de líquido refrigerante
Esta bomba se encuentra en la zona del catalizador de tres vías, en la
parte izquierda del vano motor. Se conecta al retorno de líquido refrigerante
que va desde la carcasa de distribución de líquido refrigerante
hasta el radiador.
Misión
Después de la parada del motor pueden producirse fenómenos de
sobrecalentamiento (generación de burbujas de vapor) debidos a un recalentamiento
del líquido refrigerante en la zona del turbocompresor.
Para evitar esos fenómenos, la unidad de control del motor excita la
bomba de circulación de líquido refrigerante durante 15 minutos
como máximo.
Las condiciones para la bomba en el ciclo de circulación de líquido
refrigerante resultan de las siguientes señales:
Efectos en caso de avería
Si se avería la bomba de circulación de líquido refrigerante
deja de ser posible el ciclo de continuación postmarcha y se pueden producir
efectos de sobrecalentamiento. En el sistema de autodiagnosis no se detectan
averías de la bomba.
Esquema eléctrico de la gestión electrónica del motor


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Vídeo que muestra el funcionamiento de un motor TSI del grupo VAG (VW, Audi, Seat). Es interesante ver como funciona este motor de inyección directa de gasolina, equipado con un compresor y un Turbocompresor.
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