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UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS ESPE EXTENSIÓN LATACUNGA DEPARTAMENTO DE ENERGÍA Y MECÁNICA CARRERA DE INGENIERÍA AUTOMOTRIZ

INFORME DE LABORATORIO DE AUTOTRÓNICA III CARRERA

CÓDIGO DE LA ASIGNATURA

NRC

Ing. Automotriz

EMEC 44003

3373

NOMBRE DE LA ASIGNATURA AUTOTRÓNICA III

PRÁCTICA N°

LABORATORIO DE:

Laboratorio de Autotrónica

8

TEMA:

SISTEMA CDRI CAMIONETA BT 50

1

DURACIÓN (HORAS) 3

OBJETIVOS   

Reconocer el sistema CDRI y sus elementos más importantes Obtener y analizar las curvas de funcionamiento de los inyectores Obtener la presión del riel y voltaje de señal del sensor de presión a diferentes condiciones de revoluciones del motor

EQUIPO Y MATERIALES NECESARIOS

2 •

Vehículo LUV DMAX

•

Osciloscopio OTC

•

Scanner CARMAN VG

•

Cables lagartos

•

Cables con terminaciones de aguja

•

Batería de 12 voltios

•

Cámara fotográfica

•

Equipo de protección personal

3

MARCO TEÓRICO

GENERALIDADES: El sistema Common Rail es un sistema de inyección directa de combustible para vehículos Diésel, se caracteriza por su alta presión de inyección y por el control electrónico de la inyección. La generación de presión es independiente de la velocidad de rotación del motor y es regulada por la unidad electrónica del motor entre 200 bar y 1800 bar. El sistema Common Rail ha sido adoptado por diferentes marcas de vehículos, que han denominado al sistema de diferentes formas:     

Grupo Fiat: JTD Renault: DCI Mercedes: CDI Grupo PSA HDI Ford Tdci

Se caracteriza por:  

Alta presión de inyección. Inicio de inyección de ángulo variable.

  

Tres fases de inyección, previa, principal y posterior. Presión de inyección adaptada fase de servicio. Control de sistemas anticontaminación.

TIPOS DE BOMBA:

Fig.1 Evolución bombas de alta presión. Fuente: (Zambrano, 2014) Funciones: La presión de la inyección se genera en la bomba de alta presión de modo independiente de las revoluciones y del caudal de inyección, El combustible comprimido es almacenado en la rampa de inyectores, “Common Rail”.

Fig.2 Conjunto riel – inyectores Fuente: (KIA MOTORS, 2011) FUNCIONAMIENTO DEL INYECTOR Los inyectores son electro válvulas, que abren y cierran en función de las órdenes ejecutadas por la UCI.

Fig.3 Funcionamiento del inyector Fuente: (KIA MOTORS, 2011) DIAGRAMA DE SENSORES Y ACTUADORES.

Fig.4 Sensores del sistema common rail. Fuente: (KIA MOTORS, 2011) Cuando el motor arranca, los diferentes sensores informan a la UCI, de las mediciones tomadas; posición del acelerador, revoluciones del motor, fase del árbol de levas, aire que entra y su temperatura. La unidad procesa estos parámetros, gracias a los mapas tridimensionales cartográficos. Eligiendo con ello, el caudal a inyectar. El Avance de inyección adecuado y el tiempo de inyección. SENSOR DE PRESIÓN DEL RIEL El sensor de presión de riel debe medir instantáneamente la presión en el riel con la precisión adecuada y de la forma más rápida posible. El combustible presurizado actúa sobre el sensor, lo que convierte la presión en señal eléctrica, que después se ingresa a un circuito de evaluación que amplifica esta señal y la envía al UCE

Fig.5 Sensores de presión del riel Fuente: (KIA MOTORS, 2011)

Fig.6 Funcionamiento del sensor de presión del riel Fuente: (KIA MOTORS, 2011) VÁLVULA SCV La válvula de control de succión controla el volumen de descarga del combustible, con el fin de reducir la carga de actuación y evitar la subida de temperatura del combustible. Además hay dos tipos de SCV de HP3: el tipo normalmente abierto (la válvula de succión de abre cuando no está excitada) y el tipo normalmente cerrado (la válvula de succión se cierra cuando no está excitada)

Fig.7 Válvula SCV Fuente: (KIA MOTORS, 2011) FASES DE LA INYECCIÓN. La inyección el un sistema de Common Rail, tiene tres etapas: 1. Inyección Previa: En la fase de inyección previa, se aporta un pequeño caudal de combustible de 1 a 4 mm3, que origina un acondicionamiento previo de la cámara de combustión. El efecto que se consigue es aumentar la temperatura y presión en la cámara, disminuyendo el ruido de la combustión principal, así como los gases contaminantes. 2. Inyección Principal. Con la inyección principal se aporta la energía para el trabajo realizado por el motor. Es responsable de la generación del Par motor, el sistema de Common Rail, mantiene constante la presión durante la fase de inyección. 3. Inyección Posterior. La función de esta inyección es anticontaminación, no genera par motor, se

produce 200º después del PMS, en fase de escape, se introduce una cantidad de combustible que ayuda a quemar el hollín y reducir los NOx, algunos sistemas además inyectan un producto “Eolis o Adblue”, para mejorar este proceso. INYECCIÓN PILOTO

Fig.8 Funcionamiento del inyector Fuente: (KIA MOTORS, 2011)

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PROCEDIMIENTO 1. Estacionar el vehículo en un lugar apto para realizar la práctica

Figura 9. Vehículo Mazda BT-50 diésel Fuente Grupo de trabajo 2. Ubicamos el sistema de inyección CRDI

Figura 10. Sistema de inyección CRDI Fuente Grupo de trabajo 3. Identificamos cada uno de los componentes del sistema de inyección CRDI

Figura 11. Ubicación del riel y del sensor FRP Fuente Grupo de trabajo 4. Reconocemos y ubicamos los inyectores de este sistema

Figura 12. Ubicación de los inyectores Fuente Grupo de trabajo 5. Con la ayuda de un óhmetro medimos la resistencia que presenta los inyectores

Figura 13. Medición de la resistencia en los inyectores Fuente Grupo de trabajo 6. Identificamos el sensor FRP y con la ayuda de un multímetro medimos los voltajes que llegan a cada uno de los cables e interpretamos sus resultados

Figura 14. Ubicación e identificación del sensor FRP Fuente Grupo de trabajo 7. Con la ayuda del osciloscopio conectamos a cada uno de los inyectores del vehículo

Figura 15. Conexión de los inyectores al osciloscopio Fuente Grupo de trabajo 8. Obtenemos la gráfica de los 4 inyectores e interpretamos la gráfica obtenida

Figura 16. Gráfica de los inyectores Fuente Grupo de trabajo 9. Conectamos el scanner automotriz CARMAN al vehículo y nos ubicamos en la opción de la presión de combustible en el riel, y con la ayuda de un multímetro obtenemos el voltaje de señal en el sensor

R E S U L T A D O S

FRP

O B T E N I D O S T Figura 17. Medición de presión en el riel a Fuente Grupo de trabajo b l a 1 R e c o n o c i m i e n Figura 18. Voltaje de señal en el sensor FRP t Fuente Grupo de trabajo o d e10. Hacemos lo mismo a diferentes revoluciones del motor para obtener diferentes datos y tabular en p una tabla para construir una gráfica a11. Tabulamos todos los datos para realizar el análisis de resultados rt e s

CUESTIONARIO 1. ¿Qué es el common rail? Es un sistema de inyección de combustible para motores diésel, en que el combustible es aspirado desde el estanque y es enviado por una bomba a alta presión hacia un conductos común del que salen los inyectores. Como las toberas que inyectan el diésel en el cilindro son de menor tamaño y el combustible va a una mayor presión, la pulverización de éste es mucho mayor, lo que facilita la combustión espontánea. 2. ¿Cuál fue el sistema donde se aplica el sistema CRDI? El sistema fue aplicado y desarrollado por primera vez por Fiat con la colaboración de Magneti Marelli.El proceso de construcción lo llevó a cabo Bosh, y el primer auto donde fue aplicado fue el Alfa Romeo 156, con motor JTD, el año 1997. 3. Describa rápidamente el funcionamiento del sistema CRDI El diésel que está en el estanque es aspirado por una bomba, la que lo envía a otra bomba de alta presión. Esta segunda bomba envía el diésel al tubo de distribución, que es de donde sale cada inyector para cada cilindro. El diésel es inyectado a presiones de entre 300 y 1600 bar (los motores Toyota inyectan hasta a 2000 bar, y para tener una comparación, la inyección en motores a gasolina no pasa de

los 5 bar) al cilindro, y como las toberas de inyección son más pequeñas, el resultado es que entra al cilindro el diésel mucho más pulverizado (así como un rocío muy fino) lo que facilita la combustión espontánea. 4. ¿Cuántos tipos de bombas conoce? De primera generación CP1 y CP2 De segunda generación CP1H y CP3 De tercera generación CP4 5. ¿Cuál es la función de la válvula FRP? El sensor de presión de riel debe medir instantáneamente la presión en el riel con la precisión adecuada y de la forma más rápida posible. El combustible presurizado actúa sobre el sensor, lo que convierte la presión en señal eléctrica, que después se ingresa a un circuito de evaluación que amplifica esta señal y la envía al UCE 6. ¿Cuál es la función de SCV? La válvula de control de succión controla el volumen de descarga del combustible, con el fin de reducir la carga de actuación y evitar la subida de temperatura del combustible. Además hay dos tipos de SCV de HP3: el tipo normalmente abierto (la válvula de succión de abre cuando no está excitada) y el tipo normalmente cerrado (la válvula de succión se cierra cuando no está excitada) 7. ¿Qué formula se debe usar para el cálculo de las RPM del cigüeñal en el ciclo secuencial?

RPM=

2∗60000 t∗¿ cilindros

8. ¿Qué formula se debe usar para el cálculo de las RPM del cigüeñal en el ciclo semi secuencial?

RPM= 9. 1. 2. 3.

2∗60000 t∗¿ de pares de cilindros

¿Cuáles son las fases de inyección? Inyección Previa Inyección Principal Inyección Posterior

10. ¿En qué consiste la post inyección? La función de esta inyección es anticontaminación, no genera par motor, se produce 200º después del PMS, en fase de escape, se introduce una cantidad de combustible que ayuda a quemar el hollín y reducir los NOx, algunos sistemas además inyectan un producto “Eolis o Adblue”, para mejorar este proceso.

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CONCLUSIONES •

En el sistema CDRI al obtener la curva de inyeccion en los inyectores en el osciloscopio aparecen 3 curvas las cuales representan la preinyección, la inyección y la postinyección en ese orden como indica la figura cada una desfasa por dos vueltas del cigüeñal esto ayuda al rendimiento del motor y para minimizar contaminación.

Fig. 29 Curva del inyector preinyección, Inyección y Post inyección Fuente: Autores •

Para identificar la inyección de la pre y post inyección esta tiene un pico mas alto de voltaje referente a las demas ya que esta necesita mas voltaje para energizar la bobina de dicho inyector para la pulverización del cobustible. El consumo de corriente de los inyectores es notable en la curvas obtenidas de los mismos ya que si el cilindro numero uno esta trabajando los inyectores de los cilindros restantes apareceran en el pantalla del osciloscopio como si todos los inyectores estuvieran trabajando pero en realidad los inyectores estan consumiendo corriente que es lo que se representa en el osciloscopio.

Fig. 30 Curva de Inyector Fuente: Autores 

El sensor de presion del riel de combustible se encarga de convertir la presion del riel en un valor representado por voltaje el cual es directamente proporcional a la presión que existe en el riel es decir el voltaje aumenta en conjunto con la presión del riel. La aplicación del banco de pruebas de activación de inyectores permite hacer las mismas pruebas para 4 diferentes tipos de inyectores lo cual representa una gran comparacion entre los datos obtenidos de cada tipo de inyector.



8

RECOMENDACIONES • Tener precaución al momento del proceso de identificación del color de cables para evitar que estos se destruyan y ocasionar averías en el vehículo. • Debido a la ubicación de algunos actuadores en el motor del vehículo para la medición de voltajes y resistencias es necesario usar lagartos y guaipe para limpiar y tener mejor visión y medición de estos. • Usar agujas conectadas a cables nos ayudara a medir voltajes de señal es decir en funcionamiento del motor sin necesidad de desconectar el mismo. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Y DE LA WEB (CONSIDERAR LA NORMA APA, USO DE BASES DIGITALES DE MIESPE) KIA MOTORS. (1 de Noviembre de 2011). SCRIBD. Obtenido de http://es.slideshare.net/Luis_Reveco/common-rail-boschmanual Zambrano, D. (6 de Noviembre de 2014). SlideShare. Obtenido de http://www.slideshare.net/DavidZambrano5/crdi-articulo 9

FECHA DE ENTREGA Latacunga 17 de AGOSTO de 2016 Firma Elaborado por:

Revisado :

Ing. German Erazo L. MSc.

Jara Jhon Estudiante C.I.1722265418 ID. L00036847 Calificacion :