• Author / Uploaded
• Miller Cristobal

Citation preview

MOTORES DE COMBUSTION INTERNA

V Ciclo

TEMA: SISTEMA DE INYECCION EUI Y HEUI

INTEGRANTES DEL GRUPO DE TRABAJO Cristobal Valle Franko Jorge Delgado Cristhian Loaiza Bailon Paul Lopez Quezada Raul

SECCION A A A C

FECHA DE ENTREGA: 26/06/2014

2014 – 1

NOTA

1. INTRODUCCION: La inyección de combustible es un sistema de alimentación de motores de combustión interna, alternativo al carburador en los motores de explosión, que es el que usan prácticamente todos los automóviles europeos desde 1990, debido a la obligación de reducir las emisiones contaminantes y para que sea posible y duradero el uso del catalizador a través de un ajuste óptimo del factor lambda. Este sistema es utilizado, obligatoriamente, en el ciclo del diésel desde siempre, puesto que el combustible tiene que ser inyectado dentro de la cámara en el momento de la combustión (aunque no siempre la cámara está sobre la cabeza del pistón). Gracias a la electrónica de hoy en día, son indiscutibles las ventajas de la inyección electrónica. Es importante aclarar que en el presente todos los Calculadores Electrónicos de Inyección, conocidos como ECU "Engine Control Unit" o ECM "Engine Control Module". En el presente informe explicamos el funcionamiento y la teoría del sistema de inyección EUI y HEUI patentados por la marca CATERPILLAR

2. OBJETIVOS:  Conocer perfectamente los tipos de inyección electrónica que existen en los motores diesel.  Poder explicar el funcionamiento de sistema de inyección EUI y HEUI.  Diferenciar y reconocer los principales tipos de inyección electrónica diesel que existe en el mercado.

3. SISTEMA DE INYECCION EUI El Sistema de Combustible EUI Caterpillar es de control electrónico. La bomba de inyección, las tuberías de combustible y los inyectores usados en los motores mecánicos se reemplazaron por un inyecto rutinario electrónico en cada cilindro. Un solenoide en cada inyector controla la cantidad de combustible que suministra el inyector. Un Módulo de Control Electrónico (ECM) envía una señal a cada solenoide del inyector, que controla la cantidad de combustible inyectado en cada cilindro.

Figura 1. Sistema de Combustible EUI Caterpillar

4. ELEMENTOS DEL SISTEMA DE INYECCION EUI 1. Tanque de combustible 2. Filtro primario y secundario 3. Bomba de desplazamiento positivo tipo engranajes 4. ECM 5. Inyectores EUI 6. Sensores

a. ECM (computadora del motor electrónico) El cerebro del motor electrónico es el ECM. El ECM funciona como regulador y computadora del sistema de combustible. El ECM recibe todas las señales provenientes de los sensores y activa los solenoides de los inyectores para controlar la sincronización y la velocidad del motor.

Figura 2. ECM del Motor 3406E

b. Modulo de personalidad Los ECM del motor tienen un Módulo de Personalidad que puede ser reemplazable, como en el caso de los motores EUI de modelos anteriores o usando solamente programación Flash, como en los motores recientes. El módulo de personalidad contiene el software con toda la información de configuración del sistema de combustible (como la potencia, la elevación de par y las tasas de relación de combustible) que determina el rendimiento del motor. La programación Flash es el único método usado para actualizar el software

en

la

mayoría

de

los

motores.

Este

método

requiere

reprogramación electrónica (instalación del archivo Flash) del software del Módulo de Personalidad. Sin este archivo Flash, el ET CAT no podría comunicarse con el ECM, y el motor no arrancaría.

5. Componentes de entrada de motores EUI son: - Sensor de temperatura de combustible del motor. - Sensor de temperatura del aire ambiente. - Sensor del nivel de refrigerante del motor. - Interruptor de flujo del refrigerante del motor.

Figura 3. Sensores del S.I EUI

a. Sensor de posición del acelerador El ECM usa el sensor de posición del acelerador como entrada clave para determinar la velocidad deseada del motor. El Sensor de Posición del Acelerador (flecha) se encuentra en el pedal del acelerador y se usa para indicar la velocidad deseada del motor desde el operador hasta el ECM, en forma electrónica.

Figura 4. Sensor de posición del acelerador

b. Sensor de velocidad y sincronización Los sensores de velocidad/sincronización del motor son sensores magnéticos proporcional

que a la

suministran velocidad

una del

frecuencia motor. Los

directamente sensores

de

velocidad/sincronización producen una salida del ciclo de trabajo, que indica la posición del cigüeñal al ECM. Los sensores de velocidad/sincronización están detrás de la cubierta de los engranajes de sincronización. Los sensores que se muestran aquí son el sensor de velocidad alta en la parte superior y el sensor del cigüeñal (velocidad baja) en la parte inferior.

Los sensores de velocidad/sincronización cumplen tres funciones básicas en el sistema: - Detectar la velocidad del motor. - Detectar la sincronización del motor. - Identificar del número del cilindro del centro muerto superior. NOTA: El ECM debe enviar una señal de velocidad/sincronización para

activar

los

inyectores.

Sin

una

señal

de

velocidad/sincronización, el motor no arrancará.

c. Sensor de presión de salida del turbocompresor La función principal del sensor es activar el Control de relación de combustible, lo que reduce el humo, las emisiones, y mantiene la respuesta del motor durante la aceleración. El sistema utiliza la presión de refuerzo, la presión atmosférica y la velocidad del motor para controlar la relación de combustible. Una falla de este sensor hará que el ECM reduzca la energía hasta 60% cuando el ECM falle hasta una condición de refuerzo cero.

Figura 5. Sensor de presión de salida del turbocompresor

d. Sensor de temperatura de aire de entrada La temperatura alta en el aire de entrada implica temperaturas altas de en los componentes de escape (como turbocompresores y válvula de escape). Ver figura 5.

e. Sensor de presión atmosférica El sensor de presión atmosférica (flecha) está instalado en el bloque y tiene descarga a la atmósfera en el motor. El sensor de Presión Atmosférica cumple cuatro funciones principales: - Compensación automática de la altura (disminución máxima de 24%) - Compensación automática del filtro (disminución máxima de 20%), si existe - Parte del cálculo de presión para las lecturas de presión del manómetro - Sensor de referencia para la calibración del sensor de presión.

Figura 6. Sensor de presión atmosférica

6. Inyector EUI El inyector EUI se controla en forma electrónica y se acciona en forma mecánica. La señal del ECM controla la apertura y el cierre de la válvula del solenoide. La válvula del solenoide controla el flujo de combustible de presión alta al cilindro. Este sistema hace que el ECM controle el volumen y la sincronización de inyección de combustible.

Figura 6. Inyector EUI

a. Operación del inyector EUI -

La primera parte de la secuencia es el llenado del inyector con aceite a presión baja proveniente de la bomba de transferencia.

-

La varilla levantaválvulas y el balancín fuerzan el émbolo hacia abajo, lo que desplaza el aceite por debajo del émbolo. Aunque hay flujo, en este momento no se produce presión.

Figura 7. Operación del inyector EUI

-

A medida que el émbolo desciende, no se genera presión sino hasta que el solenoide se active y se cierre la válvula de contrapunta. El

inyector

está,

ahora,

activado.

La

varilla

levantaválvulas y el balancín fuerzan el émbolo hacia abajo. Se acumula presión de retroceso contra la válvula de retención de la boquilla y aumenta la presión en el aceite debajo del émbolo.

-

La varilla levantaválvulas y el balancín todavía fuerzan el émbolo hacia abajo, lo cual acumula más presión en el combustible debajo del émbolo y abre la válvula de retención de la boquilla para inyectar el combustible en la cámara de combustión. La inyección de aceite se termina cuando se termina la fuerza para el solenoide y se libera presión.

Figura 8. Operación del inyector EUI

7. SISTEMA DE INYECCION HEUI

El sistema HEUI (Hidraulic Electrinic Unit Inyector) se utiliza en varias marcas de motor de camión de tamaño medio y en la maquinaria Caterpillar. El sistema emplea inyectores bomba accionados hidráulicamente y controlados electrónicamente. Se emplea el aceite hidráulico del motor como fluido hidráulico. La bomba de aceite del motor alimenta aceite a un tanque que se encuentra junto a una bomba de alta presión. Esta bomba alimenta aceite de altas presiones a los rieles o galerías de aceite maquinados en las culatas de los cilindros del motor. El aceite a presión permite el accionamiento del elemento de bombeo del inyector y una válvula de control de presión de aceite, un sensor de presión y la unidad de control permiten controlar la presión de la bomba de alta presión entre 500 a 3000 psi (3447 a 20684 kpa). Figura N°1

-

DISEÑO HIDRAULICO

Este sistema de inyección permite variar la presión de actuación de inyección por vía electrónica. Esta capacidad única significa que la regulación de la presión de inyección es completamente independiente de la velocidad del cigüeñal, como resultado la presión máxima para la pulverización está disponible con el motor funcionando a régimen máximo o mínimo. La alta presión de accionamiento del aceite da como resultado una alta presión de inyección, por ende una mejor atomización y distribución del combustible, que permite una combustión más completa, reduce las emisiones y aumenta el rendimiento del motor. Figura N°02

8. COMPONENTES DEL SISTEMA DE INYECCION HEUI

a. INYECTOR HEUI El inyector de bomba HEUI consta de los siguientes componentes principales:    

Solenoide Válvula de disco o accionamiento Pistón o embolo intensificador Conjunto de boquilla o montaje del inyector

Figura N°03

i. Solenoide Es un electroimán de acción rápida que cuando se activa levanta la válvula de disco o accionamiento de su asiento contra la acción de un resorte.

ii. Válvula de disco o accionamiento La válvula de disco o accionamiento (Figura N°04) se levanta de su asiento cuando se activa el solenoide del inyector por la unidad de control (UCE). Esto cierra el drenado y abre la entrada para que entre la alta presión hidráulica al área que está arriba del pistón intensificador. Figura N°04

iii. Pistón o embolo intensificador Cuando se activa el solenoide del inyector, la alta presión hidráulica acciona la parte superior del pistón intensificador (Figura N°05), empujándolo hacia abajo junto con él émbolo. Debido a que el área de la superficie de la parte superior del émbolo es siete veces mayor que la del émbolo, se produce una fuerza siete veces mayor y se transmite al combustible que está debajo del émbolo. Este combustible altamente presurizado levanta la válvula del inyector de su asiento y deja que salga a presión por los orificios de la tobera. Figura N°05

iv. Conjunto de boquilla o montaje del inyector Consta de una válvula de aguja y asiento convencional (Figura N°06) que abre hacia adentro. La presión del resorte mantiene la válvula en su asiento hasta que la presión del combustible la levanta de su asiento durante la inyección. La válvula controla la abertura de los orificios de la tobera o boquilla. Un balín retén que cierra durante la inyección (debido a la presión) evita que escape el combustible atrapado. Después de la inyección, se abre la válvula retén para que la cavidad del émbolo se llene de combustible. Figura N°06

b. BOMBA HIDRÁULICA

 Reservorio que provee de aceite durante el arranque del motor.  Funciona con aceite del motor presurizándolo para que active los inyectores. Figura N°07

c. VÁLVULA DE CONTROL DE PRESIÓN DE ACTUACIÓN DE INYECCIÓN  Controla la presión de bombeo.  ECM envía corriente de control para regular la presión actual con la deseada. Figura N°08

d. SENSOR IAP  Lee la presión de actuación actual y envía la señal al ECM.  Está conectado al tubo de aceite de alta presión que activa los inyectores. Figura N°09

e. BOMBA DE TRANSFERENCIA DE COMBUSTIBLE  Extrae combustible del tanque presurizándolo a 65 psi.  El combustible a presión va a los inyectores. Figura N°10

f. MÓDULO DE CONTROL ELECTRÓNICO  Computadora que provee control electrónico al motor.  Con la información recopilada por los sensores realiza ajustes sobre la distribución de combustible, presión de inyección e inyección de encendido. Figura N°11

9. CIRCUITOS QUE COMPONE EL SISTEMA CON INYECTOR BOMBA ELECTRÓNICA HEUI a. Circuito de combustible o baja presión para Sistema HEUI  Suministra el combustible necesario para el funcionamiento del sistema de inyección.  Purifica el combustible

b. Circuito de accionamiento de los inyectores bomba HEUI

c. Circuitos electrónicos sistema HEUI

10. CONCLUSIONES:  

 

Se logra reconocer las principales partes del sistema de inyección EUI y HEUI Los dos sistemas de inyección explicados en antes son gobernados por un computador llamado ECM y trabaja bajo presiones de hasta 20 000 BAR En sistema HEUI la bomba de alta presión es independiente, no depende de las revoluciones del motor. Ambos sistema son altamente económicos, atomizando el combustible se aprovecha mejor sus propiedades químicas en la explosión pero es indirectamente proporcional a los altos costos en reparación y repuestos