ACTUADORES Y FUNCIONES DE REGULACION, Parte 2
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Características e importancia de los actuadores
Dosificador de caudal N146
ACTUADORES Y FUNCIONES DE REGULACION . El dosificador de caudal va montado en la parte superior de la bomba de inyección. EI transforma las señales procedentes de la unidad de control electrónica en modificaciones de la posición de la corredera reguladora. Para ello, las señales eléctricas recibidas se transforman, aplicando el principio del motor eléctrico, en movimientos predefinidos del eje de accionamiento con articulación esférica excéntrica.
EI eje de accionamiento puede ejecutar movimientos de hasta 60º de ángulo de giro.
ACTUADORES Y FUNCIONES DE REGULACION
Un muelle provoca un momento de retroceso permanente del eje de accionamiento en sentido de su posición inicial. La articulación esférica excéntrica empuja en vaivén la corredera reguladora movible axialmente en el émbolo distribuidor. AI hacerlo, la sección reguladora puede estar totalmente abierta (desconexión) y totalmente cerrada.
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Activación
En la unidad de control electrónica se utilizan las señales para la posición del acelerador y el número de revoluciones del motor como parámetros destinados a la regulación del caudal de inyección.
Además, se introducen los siguientes valores de corrección:
- Temperatura del líquido refrigerante.
- Temperatura del combustible.
- Masa de aire.
- Posición del conmutador del pedal de embrague.
- Posición del conmutador del pedal de freno.
A partir de estos datos, la unidad de control electrónica calcula una magnitud de ajuste que se transmite
como tensión al dosificador de caudal.
Función sustitutiva
En caso de avería del dosificador de caudal, se para el motor. Mediante el momento de retroceso del resorte, se lleva el eje de accionamiento a la posición «0» en caso de fallar el suministro de tensión.
De este modo, se abre totalmente la sección reguladora del émbolo distribuidor y el motor queda parado.
Regulación del caudal de combustible
La unidad de control electrónica regula el dosificador de caudal por medio de una señal eléctrica, modificando de esta manera el caudal de inyección, el número de revoluciones, el par motor y el confort de marcha y arranque.
Además, a partir de un valor de diagrama característico memorizado se especifica la cantidad de combustible a inyectar mediante las siguientes señales:
| – Posición del acelerador | – Masa de aire |
| – Posición conmutador de ralentí | – Posición de la corredera reguladora |
| – Temperatura del líquido refrigerante | – Posición pedal de freno |
| – Temperatura del combustible | – Posición pedal de embrague |
| – Núm. revoluciones del motor | – Señal de velocidad |
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Funciones asumidas
A través de la regulación del caudal de combustible a inyectar, se controlan las siguientes funciones:
- Valor básico para el caudal de inyección.
- Regulación del núm. de revoluciones de ralentí y plena carga.
- Desconexión en régimen de deceleración.
- Regulación del caudal de arranque.
- Limitación del humos.
- Amortiguación para suavidad de marcha.
Valor del diagrama característico para caudal de inyección
La base para la señal transmitida al dosificador de caudal es un valor extraído de un diagrama característico en función de la señal de régimen y de la posición del pedal del acelerador.
Esta señal del diagrama característico se modifica mediante diferentes factores de corrección, a fin de adaptar la cantidad de combustible a inyectar con la mayor exactitud posible.
La señal del transmisor para el recorrido de la corredera reguladora sirve como confirmación y valor de corrección de la ejecución.
Regulación del número de revoluciones de ralentí y plena carga
En la unidad de mando hay predeterminados valores para el número de revoluciones de ralentí y plena carga.
El número de revoluciones al ralentí lo modifican la temperatura del motor, la conexión de consumidores eléctricos y el compresor para aire acondicionado. La regulación del número de revoluciones de ralentí comienza extrayendo dicho valor de un diagrama característico, teniendo en cuenta la temperatura del líquido refrigerante. Este valor del diagrama característico se compara con el número de revoluciones real del motor. A partir de la diferencia, se calcula el caudal de inyección necesario.
El número de revoluciones máximo es siempre constante, aproximadamente 4900 rpm. Al alcanzarse este número de revoluciones, se va reduciendo el caudal de inyección progresivamente. Al disminuir el número de revoluciones, vuelve a aumentar el caudal de inyección.
Desconexión en régimen de deceleración
La función «Desconexión en régimen de deceleración» interrumpe por completo el suministro de combustible a los inyectores. Esta función se ejecuta siempre que el número de revoluciones de ralentí sobrepasa 1300 rpm sin accionar el acelerador o pisando el pedal de freno.
Regulación del caudal de arranque
La unidad de control electrónica aumenta el caudal de inyección al arrancar. Los valores de diagrama característico para el caudal de inyección se incrementan en función de la temperatura del líquido refrigerante.
Limitación de humos
Según el diagrama característico de humos memorizado, se determina el caudal de inyección momentáneo.
Para una masa de aire demasiado pequeña, se reduce el caudal de inyección de tal modo, que no se formen humos negros.
Amortiguación para suavidad de marcha
Gracias a la amortiguación para suavidad de marcha, se puede evitar que en el vehículo se produzcan molestas vibraciones y golpes bruscos del vehículo.
Válvula de comienzo de inyección N 108
La válvula de comienzo de inyección N108 está montada en la parte inferior de la bomba de inyección.
Su función es corregir el avance de inyección generado mecánicamente por la bomba de inyección, mediante la variación de la presión de combustible que afecta al émbolo corrector de avance.
La válvula se compone de un émbolo, un muelle y un bobinado.
La fuerza elástica del muelle hace que el émbolo en posición de reposo no permite el paso de combustible hacia retorno.
Al ser excitado el bobinado por la unidad de control, se regula el combustible que fluye hacia el retorno y por tanto la presión de combustible que actúa sobre el émbolo corrector de avance.
Al modificarse la posición del émbolo del corrector de avance, se desplaza el perno. Este desplazamiento se transmite al disco de leva originando su giro. Así, el disco de leva gira en sentido de «avance» o «retardo» y el comienzo de la inyección se desplaza del modo correspondiente.
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Activación
La unidad de control calcula la posición de la válvula de comienzo de inyección en función de diferentes parámetros. Este valor calculado se contrasta con el real mediante la señal del transmisor de carrera de aguja.
La unidad de control gobierna la electroválvula por negativo con una corriente pulsatoria.
Función sustitutiva
En caso de perturbación, dejará de funcionar la regulación del comienzo de inyección, quedando el ángulo de avance excesivamente adelantado.
Al activarse la función sustitutiva, se limitará la presión de sobrealimentación y se reducirá la cantidad de combustible a inyectar, a fin de evitar daños en la mecánica.
Regulación del comienzo de inyección
EI comienzo de la inyección influye sobre una gran cantidad de cualidades del motor, por ejemplo sobre el comportamiento en arranque, consumo de combustible y sobre las emisiones de escape.
La misión de la regulación del comienzo de la inyección consiste en definir el momento adecuado para la alimentación del combustible.
En la unidad de control está almacenada una familia de curvas características del comienzo de la inyección. Considera esencialmente el régimen del motor y la cantidad de combustible a inyectar. La temperatura del líquido refrigerante influye a manera de magnitud de corrección.
EI comienzo de inyección real lo registra el transmisor de recorrido de la aguja G80 directamente en el inyector.
Este valor de medición se compara con el valor del diagrama característico. La diferencia tiene como consecuencia una modificación de la activación para la válvula de comienzo de inyección. La activación se modifica hasta que la divergencia de regulación tiene el valor «cero».
A medida que aumenta la cantidad inyectada y el régimen del motor tiene que avanzarse el comienzo de la inyección, porque el ciclo de inyección obtiene una mayor duración.
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Regulación del comienzo de la inyección en la fase de calentamiento
La unidad de control electrónica corrige el comienzo de la inyección en función de la temperatura del líquido refrigerante.
EI comienzo de la inyección se desplaza en sentido de «retardo» al disminuir la temperatura del líquido refrigerante. AI contrario, el comienzo de la inyección varía en sentido de «avance» al aumentar la temperatura del motor. De este modo, mejora la inflamabilidad del combustible a temperaturas bajas.
Regulación del comienzo de la inyección al arrancar
EI momento del comienzo de la inyección al arrancar se regula asimismo en función de la temperatura del líquido refrigerante. Se adelanta el comienzo de la inyección a fin de mejorar el arranque.
Válvula de corte de combustible N109
La válvula de corte de combustible va montada en la parte superior de la bomba de inyección. Tiene como función la de cortar la alimentación de combustible a la bomba y es gobernada directamente por la unidad de control.
La válvula de corte de combustible es una válvula electromagnética. El inducido sirve, al mismo tiempo, de válvula bloqueadora. AI excitarse la bobina, es atraído el inducido, se vence la fuerza elástica del resorte y se da paso al combustible.
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Activación
La válvula de corte de combustible recibe positivo desde la unidad de control al poner el contacto. Al quitar el contacto, se interrumpe el suministro de corriente, con lo que el motor se para inmediatamente.
Función sustitutiva
En caso de una perturbación, el vehículo deja de funcionar inmediatamente porque se interrumpe inmediatamente el suministro de combustible.
Válvula para recirculación de gases de escape N18
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La válvula para recirculación de gases de escape transforma las señales procedentes de la unidad de control en una depresión de mando para la válvula mecánica AGR.
Estando en posición de reposo, cierra el paso de vacío hacia la válvula AGR.
AI recibir tensión, la válvula abre y deja pasar vacío hacia la válvula AGR. Mediante la válvula para recirculación de gases de escape es posible una regulación muy exacta de la válvula AGR. corte.
Activación
La bobina de la válvula recibe una tensión de frecuencia constante. Los impulsos procedentes de la unidad de control electrónica se transforman en un movimiento mecánico del inducido.
Función sustitutiva
En caso de perturbación, deja de funcionar la recirculación de gases de escape, lo que no se hace notar en el vehículo.
Recirculación de gases de escape
La recirculación de gases de escape (AGR), es una medida de diseño para reducir el porcentaje de sustancias nocivas en los gases de escape.
Los motores de inyección directa trabajan a temperaturas de combustión más elevadas que las de un motor con precámara. Las temperaturas de combustión elevadas y el exceso de aire generan un contenido más alto de óxido de nitrógeno (NOx) en los gases de escape.
Mediante el sistema AGR se agrega un porcentaje de gases de escape al aire aspirado, lo que reduce el exceso de oxigeno en la cámara de combustión. De esta forma se reduce la temperatura de combustión, disminuyendo la emisión de óxidos de nitrógeno.
Sin embargo se debe limitar la cantidad de gases de escape recirculados para no incrementar la emisión de hidrocarburos (HC), monóxido de carbono (CO) y partículas de hollín. Además un porcentaje elevado de gases de escape recirculados daría lugar a un empeoramiento de la potencia del motor.
Regulación de la recirculación de gases de escape
El valor para la regulación de la cantidad de recirculación de gases de escape se calcula a partir de un diagrama característico en función de los valores de la masa de aire aspirado, el número de revoluciones del motor y la cantidad de combustible a inyectar.
La cantidad de combustible a inyectar y el número de revoluciones determinan en el diagrama característico la cantidad de gases de escape recirculados.
La regulación sólo se activa si la temperatura del motor sobrepasa 50°C.
A temperaturas más bajas, el sistema de recirculación de gases de escape permanece desconectado.
La recirculación de gases de escape está activada sólo por debajo de las 3000 prm, pues a números de revoluciones más altos tiene lugar una disminución drástica de las emisiones de óxidos de nitrógeno. Esto se debe a que los tiempos de combustión son más cortos y a la menor cantidad de aire sobrante.
Cuadro sinóptico de la recirculación de gases de escape
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A: Radiador de aire de sobrealimentación
AGR: Válvula AGR
G28: Transmisor de número de revoluciones del motor
G62: Transmisor de temperatura del líquido refrigerante
G70: Medidor de masa de aire
G72: Transmisor de temperatura del tubo de admisión
J248: Unidad de control EDC
N18: Válvula para recirculación de gases de escape
VP: Bomba de vacío
Válvula magnética limitadora de la presión de sobrealimentación N75
La misión de esta válvula es limitar la presión de sobrealimentación en función de los valores suministrados por la unidad de control electrónica, actuando sobre la cápsula neumática del turbocompresor.
Existen dos variantes de esta válvula magnética, en función de que en motor incorpore un turbocompresor de geometría fija o de geometría variable.
A continuación se detallan los dos sistemas.
- Válvula magnética limitadora de la presión de sobrealimentación N75, en
turbocompresores de geometría fija
Estando la válvula en posición de reposo, permite el paso de la presión del colector de admisión hacia la válvula mecánica reguladora de sobrealimentación.
Al recibir excitación de la unidad de control, comunica la presión de la válvula mecánica reguladora hacia presión atmosférica.
Activación
La unidad de control gobierna eléctricamente a la válvula magnética. Al abrirse o cerrarse convenientemente dicha válvula, actúa una presión más alta o más baja en la válvula reguladora de la presión de sobrealimentación del turbocompresor.
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Función sustitutiva
En caso de avería, la regulación mecánica limita la sobrepresión a 0,75 bares.
Regulación de la presión de sobrealimentación
Para la regulación de la presión de sobrealimentación, el turbocompresor dispone de una válvula mecánica C, mandada por una cápsula de presión B.
Esta cápsula de presión va conectada por medio de un tubo al colector de admisión (presión de sobrealimentación).
Al alcanzarse una cierta presión en el colector, la válvula mecánica abre un bypass permitiendo que parte de los gases de escape puenteen el turbocompresor.
De esta forma disminuye la velocidad de giro del turbo y con ello la presión de sobrealimentación.
Entre el colector de admisión y la cápsula de presión va colocada la válvula magnética N75 que recibe señal eléctrica de la unidad de control.
La regulación se efectúa modificando la proporción de período de la válvula magnética, regulando la
presión que lleva a la cápsula de presión. De este modo, se influye sobre la presión de sobrealimentación.
La proporción de período se calcula comparando la señal del sensor de presión y el valor de diagrama
característico.
El transmisor para presión y temperatura del tubo de admisión G71/G72 miden la temperatura y la presión en el tubo de admisión.
Se controla la temperatura debido a su influencia sobre la densidad del aire.
Con el transmisor de altitud F96 se corrige el diagrama característico de la presión de sobrealimentación en función de la presión atmosférica, a fin de que el motor reciba siempre aproximadamente la misma masa de aire.
A partir de aprox. 1500 m de altura sobre el nivel del mar, se reduce la presión de sobrealimentación, a fin de impedir que el turbocompresor por gases de escape gire a un número excesivo de revoluciones.
Cuadro sinóptico de la recirculación de la presión de sobrealimentación en turbocompresores de geometría fija
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A: Radiador de aire de sobrealimentación
B: Cápsula de presión
C: Válvula mecánica
F96: Transmisor de altitud
G70: Medidor de masa de aire
G71: Transmisor de presión del colector de admisión
G72: Transmisor de temperatura del tubo de admisión
J248: Unidad de control EDC
N75: Válvula magnética para limitación de la presión de sobrealimentación
- Válvula magnética limitadora de la presión de sobrealimentación N75, en
turbocompresores de geometría variable.
La electroválvula sin tensión permite el paso entre la toma de presión atmosférica y la toma hacia la cápsula de depresión.
Al recibir tensión, comunica la toma de vacío con la toma que va hacia la cápsula de depresión.
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Funcionamiento de la electroválvula:
Control del depresor para posicionar las directrices sin inclinación
La unidad de control del motor excita la electroválvula N 75 para el paso de la depresión. De esa forma puede actuar la depresión máxima en el depresor.
Las directrices están posicionadas sin inclinación. Esta es la posición en la que más rápidamente se genera la presión de sobrealimentación máxima.
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Cuadro sinóptico de la regulación de la presión de sobrealimentación en turbocompresores de geometría variable.
El circuito neumático para la regulación de la presión de sobrealimentación se completa con una válvula unidereccional y un acumulador de vacío.
La misión de estos componentes es la de amortiguar la subidas y bajadas de vacío que se generan en el circuito neumático debido al funcionamiento del servofreno y otros elementos. De esta forma se garantiza un valor de vacío constante para el circuito de regulación de la presión de sobrealimentación.
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