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Programa autodidáctico 508

 Motor MPI de 1,0 l y 44/55 kW Diseño y funcionamiento

El motor MPI de 1,0 l y 44/55 kW del up! es el primer representante de una generación de motores correspondientes a un desarrollo completamente nuevo, que se aplica a los diferentes modelos a nivel de Grupo. Para el lanzamiento comercial del up! lo hay en dos variantes de potencia con 44 kW y 55 kW. En una fecha posterior será lanzado también un up! EcoFuel de 50 kW. En el nuevo desarrollo o bien en el perfeccionamiento de un motor interviene un sinnúmero de especificaciones que deben hallar cumplimiento. Aparte del consumo de combustible, y con éste, las emisiones de CO2, el peso, los costes y el cumplimiento de normativas actuales y futuras sobre las emisiones de escape, también tiene que centrarse el interés en una construcción lo más compacta posible. Con la nueva serie de motores ha podido cumplirse con estos objetivos. Según el estado actual, la nueva generación de motores se lanza con las siguientes variantes de cilindrada y potencia: -

1,0 l / 44 kW a 55 kW 1,2 l / 63 kW a 77 kW 1,4 l / 66 kW a 110 kW 1,6 l / 77 kW a 88 kW

con inyección en los conductos de admisión con inyección directa con inyección en los conductos de admisión o inyección directa con inyección en los conductos de admisión

s508_777

En las páginas siguientes le presentamos el diseño y funcionamiento del motor MPI de 1,0 l y 44/55 kW.

El Programa autodidáctico informa sobre las bases del diseño y funcionamiento de nuevos desarrollos. No se actualizan los contenidos.

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Para las instrucciones de comprobación, ajuste y reparación de actualidad haga el favor de  consultar la documentación del Servicio Posventa prevista para esos efectos.

Atención Nota

Referencia rápida Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 Características técnicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 Datos técnicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 Mecánica del motor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 Accionamiento de correa poli-V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 Accionamiento de correa dentada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 Bloque motor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 Mecanismo del cigüeñal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Culata . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Carcasa de los árboles de levas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 Mando de válvulas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 Alimentación de aceite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Aireación y desaireación del cárter del cigüeñal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 Sistema de admisión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 Sistema de refrigeración . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 Sistema de combustible . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Sistema de escape . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 Gestión del motor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Estructura del sistema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Unidad de control del motor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Sensores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Actuadores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

24 24 26 27 31

Servicio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Herramientas especiales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Pruebe sus conocimientos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

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Introducción Motor MPI de 1,0 l y 44/55 kW El motor MPI de 1,0 l y 44/55 kW es un desarrollo completamente nuevo y el primero de una nueva generación de motores.  La mecánica es la misma en ambas versiones de potencia. Las diferencias de potencia se logran mediante el software. Características técnicas • • • • •

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Accionamiento de los árboles de levas mediante una correa dentada Carcasa de los árboles de levas en diseño modular Culata con colector de escape integrado Bomba de líquido refrigerante integrada en la carcasa del termostato Accionamiento de la bomba del líquido refrigerante mediante una correa dentada del árbol de levas de escape Reglaje del árbol de levas de admisión

Datos técnicos Letras distintivas de motor Arquitectura

Diagrama de par y potencia CHYA

CHYB

999 cc

Diámetro de cilindros

74,5 mm

Carrera

76,4 mm

Válvulas por cilindro

Gestión del motor

4

10,5 : 1 44 kW a  5.500 rpm

55 kW a 6.200 rpm

95 Nm a 3.000–4.300 rpm Bosch Motronic MED 17.5.20

Combustible

Súper sin plomo de 95 octanos (Normal sin plomo de 91 octanos con una pequeña reducción de la potencia)

Tratamiento de los gases de escape

Catalizador de tres vías, una sonda lambda de señales a saltos anterior y otra posterior al catalizador

Norma sobre  emisiones de escape

110

60

100

50

90

40

80

30

70

20

60

10

4

Relación de compresión

Par máximo

[kW]

[Nm]

Motor de 3 cilindros en línea

Cilindrada

Potencia máx.

s508_089

EU5

50

0 1.000

s508_090 44 kW: 55 kW:

3.000

5.000

7.000 [rpm]

Mecánica del motor Accionamiento de correa poli-V Existen dos variantes básicas del accionamiento de correa poli-V; uno con compresor de climatización y uno sin éste.  El accionamiento de ambos se efectúa por medio de una correa poli-V de seis hileras. La polea del cigüeñal está equipada con un antivibrador para contar con una marcha suave del motor.

Accionamiento de correa poli-V sin compresor de climatización: En la versión sin compresor de climatización únicamente se acciona el alternador.  La correa poli-V (Optibelt) es flexible y dilatable.  Gracias a ésta y a las reducidas cargas mecánicas que intervienen, deja de ser necesario un rodillo tensor.

  Polea del alternador  Correa poli-V  (Optibelt) s508_003

Polea del cigüeñal con antivibrador

Accionamiento de correa poli-V en versiones con compresor de climatización: Si el vehículo lleva compresor de climatización se emplea una correa poli-V convencional.  En esta variante se tensa la correa poli-V por medio de un rodillo tensor rígido.   Polea del alternador  Correa poli-V  Rodillo tensor s508_005

Polea del cigüeñal con antivibrador

Polea del compresor de climatización

En vehículos con BlueMotion Technology, independientemente de que se monte un compresor de climatización siempre se instala un rodillo tensor automático y un alternador con rueda libre. Reduce las fricciones y el consumo de combustible.

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Mecánica del motor Accionamiento de correa dentada El accionamiento de los árboles de levas se realiza por medio de una correa dentada que no requiere mantenimiento. Se la tensa con un rodillo tensor automático, que se encarga de guiar al mismo tiempo la correa dentada por medio de sus collares de ataque. Un rodillo de reenvío por el lado de tiro y piñones triovalados para la correa dentada en los árboles de levas se encargan de establecer una marcha suave de la correa.

Piñón triovalado  árbol de levas de admisión con variador celular de paletas

Piñón triovalado árbol de levas de escape

Tornillo de cierre Rodillo tensor Rodillo de reenvío

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Cuerdas del lomo

Ramales de tiro Polea dentada  del cigüeñal

Malla dentada de poliamida y teflón

Correa dentada con un recubrimiento de politetrafluoretano (teflón) que reduce el desgaste

Protector de la correa dentada La correa dentada va dispuesta al resguardo de polvo y suciedad por medio de un protector de tres piezas. Prolonga la vida útil de la correa dentada.

s508_029

Cubierta de plástico con junta y inyectada

Cubierta de aluminio-silicio

Cubierta de plástico con junta inyectada

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Accionamiento de correa dentada mediante piñones triovalados en los árboles de levas La apertura de las válvula de un cilindro requiere una fuerza determinada. Con cada apertura de válvula, esta fuerza también actúa sobre la correa dentada y genera allí oscilaciones al trabajar a regímenes superiores.

Funcionamiento El radio mayor (r1) aumenta el brazo de palanca que actúa sobre las válvulas al comienzo de la apertura. Esto permite reducir la fuerza de la correa dentada y transmitir, a pesar de ello, un par de la misma intensidad que con un piñón convencional.  La menor fuerza de la correa dentada reduce oscilaciones adversas.

Para minimizar estas oscilaciones intensas, típicas sobre todo en los motores de 3 cilindros, se aplican unos piñones especiales en los árboles de levas.  Poseen un mayor radio en zonas decaladas a 120° (triovaladas).

Circunferencia con radio r1 Comienzo de la apertura válvula de admisión

r1 r2

r2

r1

r1

r2

Fuerza de la correa dentada r1

s508_024

r2

s508_092

Radio

Fuerza al comienzo de la apertura Piñón triovalado con dos Piñón convencional con diferentes radios radio unitario

r1 - mayor

r2 - menor

53,75 mm

51,55 mm

Para posicionar los piñones triovalados de los árboles de levas se necesita el útil de montaje VAS 10476.

Ventajas -

-

Las menores fuerzas de tensado de la correa dentada permiten reducir a su vez la fuerza del rodillo tensor.  Esto conduce a un menor índice de fricción y de cargas mecánicas en todo el accionamiento de la correa dentada. Las menores oscilaciones incrementan la suavidad de marcha del accionamiento de la correa dentada.

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Mecánica del motor Bloque motor El bloque motor consta de fundición a presión de aluminio y está ejecutado como variante "open deck". Open deck significa que no hay almas entre la pared exterior del bloque y los cilindros. Las ventajas son: - En esta zona no pueden producirse burbujas de aire que provoquen un problema de desaireación y refrigeración. - En la unión atornillada de la culata con el bloque es mínima la deformación de los cilindros.  La reducida deformación de los cilindros puede ser compensada adecuadamente por los segmentos, haciendo que se reduzca el consumo de aceite. El bloque lleva conductos empotrados para la alimentación de aceite a presión, los retornos de aceite y el respiradero del cárter del cigüeñal. Esto reduce la necesidad de implementar componentes adicionales y la envergadura del mecanizado.

Camisa del cilindro  Superficie áspera de fundición gris

Retorno de aceite

Cilindro

Conducto para desaireación interna del cárter del cigüeñal

Bloque motor

Prealimentación de aceite

s508_020 Desaireación del cárter del cigüeñal

Camisas de los cilindros en fundición gris Las camisas de los cilindros en fundición gris van empotradas de forma individual en el bloque. Su carra exterior es muy áspera, con lo cual aumenta la superficie y mejora la transición del calor hacia el bloque.  Por lo demás, se establece con ello una unión en arrastre de forma muy adecuada entre el bloque y la camisa del cilindro.

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Mecanismo del cigüeñal El mecanismo del cigüeñal ha sido diseñado de modo que tenga mínimas masas en movimiento y fricciones también mínimas. Las bielas y los pistones han sido optimizados en peso, al grado que se puede renunciar al árbol equilibrador que, por lo demás, es un elemento habitual en los motores tricilíndricos. Conjuntamente con los pequeños muñones de bancada y de biela, con un diámetro de 42 mm, se han reducido aún más el peso del motor y las fricciones de la mecánica. El cigüeñal de fundición, apoyado en cuatro cojinetes, reduce con sus seis contrapesos las fuerzas internas y con ello las cargas a que se someten los cojinetes de bancada.

Pistón

Biela

Semicojinetes

Sombrerete de biela

Cigüeñal s508_082

Bielas

Tornillo fijador T10340

s508_087 Gualdera del cigüeñal

Las bielas son versiones craqueadas.  Para craquear, primero se mecaniza la biela como pieza completa y sólo al final interviene una herramienta con mucha fuerza para establecer la separación entre biela y sombrerete. Las ventajas son: - Se obtiene una superficie de fractura inconfundible, y únicamente los dos componentes obtenidos de una pieza bruta son los que pueden hermanarse - La fabricación es económica - Un buen arrastre de fuerza entre los componentes

Hay que tener en cuenta, que al poner a tiempo la distribución la gualdera del cigüeñal solamente hace contacto con el tornillo de fijación.  El cigüeñal no está inmovilizado y resulta posible moverlo en sentido opuesto al de giro del motor.

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Mecánica del motor Culata La culata de 4 válvulas consta de una aleación de aluminio.

Junta en la carcasa de los árboles de levas

Junta de la culata

Se trata de una junta acanalada de metal.  La estructura consiste en una chapa cobertora y un recubrimiento especial, resistente a los efectos de aceites e hidrocarburos.

La junta de la culata es una versión de metal, de una sola capa. Debido a las bajas presiones de la combustión y a que son mínimas las contracciones del bloque, resulta suficiente utilizar una junta de una sola capa.

Junta en la carcasa de los árboles de levas Balancín flotante de rodillo

Sensor de temperatura del líquido refrigerante G62

Junta de la culata s508_032

Sensor de temperatura del líquido refrigerante G62 El sensor va enroscado en el colector de escape integrado y se encarga de medir la temperatura del líquido refrigerante. Aquí es donde intervienen las temperaturas más altas.

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Colector de escape integrado En el colector de escape integrado, los tres conductos de escape confluyen todavía dentro de la culata en una brida central. El catalizador se atornilla directamente a esta brida.

Estructura

Sonda lambda anterior al catalizador Zona de refrigeración superior

En la culata de flujo transversal, el líquido refrigerante fluye del lado de admisión sobre las cámaras de combustión hacia el lado de escape. Allí se divide en dos zonas,  una por encima y otra por debajo del colector de escape. Recorre varios conductos absorbiendo el calor. A partir de la culata pasa a la carcasa del termostato y se mezcla allí con el líquido refrigerante restante. s508_033 Zona de refrigeración inferior Conductos de escape Catalizador de tres vías

Esta arquitectura ofrece varias ventajas: El líquido refrigerante es calentado por los gases de escape durante la fase de calentamiento del motor.  El motor alcanza más rápidamente su  temperatura operativa. Con ello disminuye el  consumo de combustible y se puede calefactar más pronto el habitáculo. Debido a que la superficie de las paredes por el lado de los gases de escape es más pequeña hasta el catalizador, los gases de escape ceden menos calor durante la fase de calentamiento y, a pesar de la refrigeración por el líquido refrigerante, el catalizador alcanza más Colector de escape rápidamente su temperatura operativa. integrado A régimen de plena carga se enfría más intensamente el líquido refrigerante y el motor puede trabajar dentro de un margen mayor con lambda = 1, optimizado en consumo y en emisiones de escape. s508_034

-

-

-

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Mecánica del motor Carcasa para los árboles de levas La carcasa de los árboles de levas es de fundición a presión de aluminio y constituye un módulo indivisible, conjuntamente con ambos árboles de levas. Esto significa, que ya no se pueden desmontar los árboles de levas, que van apoyados en cuatro cojinetes. Para reducir las fricciones, el primer cojinete de cada árbol de levas, que es el que se somete a los mayores esfuerzos por parte del accionamiento de correa dentada, está constituido por un rodamiento radial rígido. Aparte de ello, la carcasa de los árboles de levas aloja la válvula para distribución variable N205, el sensor Hall G40 y la válvula de retención para la aireación del cárter del cigüeñal.

Válvula de retención para aireación del cárter del cigüeñal  Sensor Hall G40 Válvula para distribución variable N205

Tubo del árbol de levas de escape

Retén

Tornillo de cierre

Leva  Rodamiento radial rígido

s508_019 Carcasa de los árboles de levas

Rueda generatriz de impulsos Retén

Anillo de retención

Tubo del árbol de levas de admisión

Los rodamientos radiales rígidos van asegurados con un anillo de retención,  pero no se los puede sustituir.

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Carcasa de los árboles de levas en construcción modular En la construcción modular se ensamblan los árboles de levas directamente en la carcasa que los aloja. Montaje En la fase de montaje, primero se procede a calentar las levas y luego se las posiciona en la carcasa. Al mismo tiempo se subenfrían los tubos de los árboles de levas y se insertan en la carcasa a través de las levas.  En cuanto los componentes alcanzan la temperatura del entorno se produce una unión indivisible.  En virtud de que las levas ya no tienen que pasar a través de los cojinetes, resulta posible dar a éstos unas dimensiones muy pequeñas.

Ventajas de los cojinetes más pequeños: -

una menor fricción en los cojinetes y una mayor rigidez.

Rodamiento radial rígido

En caso de una reparación se sustituye  la carcasa de los árboles de levas  conjuntamente con los árboles.

Anchura de los cojinetes de los árboles de levas  Anchura máxima de las levas

Taladros de alimentación de aceite para los cojinetes de deslizamiento s508_072 Árbol de levas de admisión

Alimentación de aceite de los cojinetes Los cojinetes de deslizamiento se lubrican a través de taladros de alimentación de aceite.

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Mecánica del motor Mando de válvulas Las válvulas de admisión van implantadas a un ángulo de 21° y las de escape a 22,4°, en disposición suspendida sobre la cámara de combustión abovedada. Las válvulas se accionan por medio de balancines flotantes de rodillo.

Otras características -

-

Balancín flotante de rodillo

Los vástagos de las válvulas tienen un diámetro de  5 mm. El ángulo del asiento de las válvulas de admisión es 90° y el de las de escape es de 120° para incrementar la resistencia al desgaste al trabajar con combustibles alternativos (p. ej. gas natural).

s508_031 Válvula de escape

Reglaje de la distribución variable

El reglaje de la distribución variable conduce a: - una muy buena recirculación interna de gases de escape, en virtud de lo cual se reduce la temperatura de la combustión y disminuyen las emisiones de óxidos nítricos, y - un desarrollo más progresivo de la curva de par.

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Válvula para distribución variable N205

Sensor Hall G40

Variador celular de paletas con tornillo de fijación

s508_058

Se aplica un reglaje sin escalonamientos para el árbol de levas de admisión, hasta los 42° de ángulo del cigüeñal. El reglaje sucede en función de la carga y el régimen; corre a cargo de un variador celular de paletas que actúa directamente sobre el árbol de levas de admisión. La válvula de reglaje de la distribución variable, que se encuentra enlazada directamente con el circuito de aceite, se encarga de regular los gestos del variador celular de paletas. Con el sensor Hall G40 se detecta el ángulo de reglaje.

Válvula de admisión

El tornillo de fijación se encuentra detrás de un tornillo de cierre y tiene rosca derecha.

Alimentación de aceite

s508_076

La alimentación de aceite de los cojinetes, de los dispersores para la refrigeración de los pistones, del reglaje de la distribución variable y del mando de las válvulas se establece con ayuda de una bomba de aceite Duocentric. Va instalada como bomba de aceite abridada al cigüeñal, en disposición compacta por el lado de la correa  poli-V. Esto significa, que el rotor interior va situado directamente en la zona del muñón anterior del cigüeñal y que es accionado directamente por éste.  La ventaja de esta construcción reside en unas menores fricciones, un peso más bajo y un menor índice de sonoridad del grupo motriz.

Manocontacto de aceite F1

Retorno

Tubo de prealimentació n

Bomba de aceite Duocentric Rotor interior Rotor exterior s508_083

Dispersores para la refrigeración de los pistones Filtro de aceite

Válvula reguladora de presión Válvula reguladora de presión

Manguito de aspiración de aceite

Válvula reguladora de presión

Manocontacto de aceite F1

La válvula reguladora de presión va implantada en la carcasa de la bomba de aceite y se encarga de regular la presión del aceite a unos 3,5 bares. Con esto se evita que la presión del aceite aumente demasiado intensamente, p. ej. en la fase de arranque del motor, y pueda dañar las juntas.

El manocontacto de aceite va enroscado en la culata. Si la presión del aceite es inferior a 0,5 bares, el manocontacto abre y se enciende el testigo luminoso de la presión del aceite K3.

Filtro de aceite

Dispersores para la refrigeración de los pistones

El filtro de aceite va instalado en el cárter. Una válvula de diafragma en el filtro impide que el aceite escape del filtro al estar parado el motor.

Con los dispersores se proyecta aceite contra las partes inferiores de los pistones y se los refrigera con ello.

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Mecánica del motor Aireación y desaireación del cárter del cigüeñal La aireación y desaireación del cárter del cigüeñal debe establecer que: -

sea reducida la formación de agua condensada en el aceite durante los trayectos breves y se impidan con ello fenómenos de congelación en el respiradero de desaireación del cárter del cigüeñal. en ninguna de las condiciones operativas pasen hacia el entorno vahos de aceite e hidrocarburos inquemados.

Para lograr este objetivo se ha implantado un sistema con la presión regulada y una aireación forzosa.

Válvula de retención en la carcasa de los árboles de levas Empalme en el colector de admisión

Separador de aceite con válvula reguladora de presión

Salida del aceite del separador hacia el cárter

s508_075

Aireación del cárter del cigüeñal Con la aireación del cárter del cigüeñal se logra barrer el cárter y se reducen con ello las inclusiones de agua condensada en el aceite. La aireación, con aire exterior, se realiza a través de un tubo flexible que va del filtro de aire hacia la válvula de retención que se encuentra instalada en la carcasa de los árboles de levas.  La válvula de retención impide que puedan llegar al filtro partículas de aceite o gases fugados de los cilindros (blow-by) sin filtrar.

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Desaireación del cárter del cigüeñal La desaireación del cárter del cigüeñal se establece internamente, es decir, que los gases depurados de aceite fluyen por conductos del bloque hacia el colector de admisión y desde allí se los reparte uniformemente hacia los cilindros.  Los vahos de aceite se depuran en el separador. Es de material plástico y va atornillado al bloque motor.

Separaciones gruesa y fina del aceite

Válvulas de diafragma

Los gases pasan del cárter del cigüeñal hacia el separador de aceite. En la separación gruesa,  constituida por placas de rebote y conductos de  turbulencia espiroidal, se separan allí primero las gotas de aceite de mayor tamaño que están  contenidas en los gases de escape. En la separación fina se procede a separar seguidamente las pequeñas gotitas de aceite en conductos de  turbulencia espiroidal de menores dimensiones.

Por el efecto de las pulsaciones en el colector de admisión se generan ondas expansivas, que fluyen del colector de admisión en retorno hacia el separador de aceite. Para amortiguar esta presión abre primero una válvula y luego la otra. De ese modo se degrada eficazmente la presión.

Válvula reguladora de presión

Válvula bypass

La válvula reguladora de presión establece una depresión uniforme en el cárter del cigüeñal. Con ello se tiene establecido, por una parte, que se aspire continuamente aire del exterior y, por otra, que la presión no pueda ascender de un modo tan intenso, que pudiera dañar las juntas.

La válvula bypass abre si la presión en el cárter del cigüeñal aumenta de un modo tan intenso, que ya no se pueden evacuar los gases a través de los conductos de turbulencia espiroidal.

Orificio de entrada  Separación de aceite nebulizado

Salida de la cámara de separación

 Separación gruesa de aceite

Tapa de carcasa del separador de aceite Válvula reguladora de presión Válvula de diafragma Válvula bypass Válvula de diafragma

Retornos de aceite s508_074 Cámara de separación en el cárter del cigüeñal

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Mecánica del motor Sistema de admisión El sistema de admisión consta del tubo de admisión con una cámara de resonancia, el filtro de aire, la unidad de mando de la mariposa, el colector de admisión y los conductos de admisión en la culata. El colector de admisión, en versión de cuatro piezas de material plástico soldadas, está ejecutado como "colector de admisión en caracol". La longitud necesaria de 550 mm para una buena curva de entrega de par ha podido ser alojada en el espacio disponible gracias a esta forma geométrica. Los conductos de admisión hacen que se produzca un movimiento adecuado de la carga de gases, con una baja resistencia de flujo.

Filtro de aire

Tubo de admisión con cámara de resonancia

Unidad de mando de la mariposa  J338

Culata

Sensor de presión del colector de admisión G71 y sensor de temperatura del aire de admisión G42

Colector de admisión

s508_078

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Tubo de admisión con cámara de resonancia Durante la aspiración se producen oscilaciones en el sistema de admisión, que conducen a diferentes fenómenos de sonoridad en función de su frecuencia. Para mantener estos lo más reducidos posible hay una cámara de resonancia en el tubo de admisión, con la que se reduce la sonoridad.

Tubo de admisión sin cámara de resonancia

Oscilaciones del tubo de admisión

En un tubo de admisión sin cámara de resonancia, la aspiración del aire exterior provoca oscilaciones que conducen a una sonoridad molesta.

Oscilaciones  tubo de admisión

s508_084 Cambio de la presión en el grupo de admisión

Tubo de admisión con cámara de  resonancia En el tubo de admisión con cámara de resonancia se generan asimismo estas oscilaciones con motivo de la aspiración. Sin embargo, el aire aspirado también pone a oscilar al aire que se encuentra en la cámara de resonancia.  Estas oscilaciones poseen una frecuencia similar a las del tubo de admisión que provocan la sonoridad de la aspiración. Por la heterodinación de ambas frecuencias se reduce la sonoridad molesta.

Cámara de resonancia Oscilaciones  cámara de resonancia

Oscilaciones tubo de admisión

s508_085

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Mecánica del motor Sistema de refrigeración El sistema de refrigeración corresponde a un nuevo desarrollo fundamental y ha sido adaptado a las condiciones de espacio que están dadas en el up!  Así por ejemplo, la bomba de líquido refrigerante y su accionamiento han sido trasladados hacia el lado del cambio, y el depósito de expansión ha pasado al frente delantero. Particularidades del sistema de refrigeración: -

Sistema de refrigeración bicircuito para establecer diferentes temperaturas del líquido refrigerante en culata y bloque Refrigeración por flujo transversal en la culata (del lado de admisión hacia el de escape) para un reparto más uniforme de las temperaturas. Carcasa del termostato de líquido refrigerante con bomba integrada Accionamiento de la bomba del líquido refrigerante mediante una correa dentada del árbol de levas de escape Depósito de expansión instalado en la parte frontal Refrigeración del colector de escape integrado

1

2 3

4

5 6

1

Intercambiador de calor de la calefacción

2

Refrigeración del colector de escape

3

Refrigeración de la culata

4

Refrigeración del bloque

5

Bomba de líquido refrigerante

6

Termostato 1 para culata  (87 °C)

7

Depósito de expansión

8

Termostato 2 para bloque motor (103 °C)

9

Carcasa del termostato de líquido refrigerante

10

Radiador

7 9

8

10

s508_061

20

Carcasa del termostato de líquido refrigerante con bomba integrada La carcasa del termostato de líquido refrigerante va instalada en la culata por el lado del cambio. Para dar al sistema de refrigeración una construcción lo más compacta posible se ha integrado la bomba en la carcasa del termostato.  El accionamiento de la bomba de líquido refrigerante se realiza mediante una correa dentada del árbol de levas de escape, que trabaja sin mantenimiento.

Piñón de accionamiento en el árbol de levas de escape

Protector de la correa dentada para el accionamiento de la bomba de líquido refrigerante

Bomba de líquido refrigerante

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Antes de desmontar el piñón de accionamiento, y para el tensado de la correa dentada, hay que tener en cuenta indefectiblemente las indicaciones proporcionadas en ELSA.  Únicamente una correa dentada con el tensado correcto asegura la largo plazo el funcionamiento inestorbado de la bomba de líquido refrigerante.

Termostatos alojados en la carcasa En la carcasa del termostato de líquido refrigerante se alojan los dos termostatos para la refrigeración bicircuito.

Termostato 2 para el bloque motor

Termostato 2 para el bloque motor Abre a partir de los 103 °C y establece la comunicación para el líquido refrigerante caliente, del bloque hacia el radiador.  Todo el circuito de refrigeración se encuentra abierto.

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Termostato 1 para la culata Abre a partir de los 87 °C y establece la comunicación del radiador hacia la bomba de líquido refrigerante.

Bomba de líquido refrigerante

Termostato 1 para la culata

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Mecánica del motor Sistema de combustible En up! se aplica un sistema de combustible exento de retorno. Esto significa que no hay tubería de retorno del tubo distribuidor de combustible al depósito. El combustible es impelido con una presión de aproximadamente 3 bares por la unidad de alimentación hacia el tubo distribuidor de combustible y los inyectores.

Sistema de combustible en la zona del depósito Depósito de carbón activo

Consta de los componentes siguientes: - El depósito de combustible, de material plástico, con una capacidad de 35 litros. - La unidad de alimentación de combustible con filtro integrado y regulador de presión  (aprox. 3 bares). - El depósito de carbón activo, que puede ser desmontado después de bajar el depósito de combustible.

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Unidad de alimentación de combustible GX1

 Inyectores

Sistema de combustible en la zona del motor

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Tubo distribuidor de combustible

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Consta de los componentes siguientes: - Los inyectores de 4 orificios, que van insertados en el colector de admisión, quedando desacoplados así de la culata „caliente”. Debido a ello no se producen burbujas de vapor en la válvulas y resulta ser suficiente una presión del combustible alrededor de los 3 bares. Con ello disminuyen las necesidades energéticas de la bomba de combustible eléctrica. - El tubo distribuidor de combustible, en material plástico que, conjuntamente con los inyectores, va atornillado al colector de admisión. Se ha suprimido la válvula de purga de aire. - La electroválvula para depósito de carbón activo N80, que va fijada por apriete al colector de admisión.

Electroválvula para depósito de carbón activo N80

Hallará más información sore el  sistema de combustible exento de retorno, en el programa autodidáctico núm. 260  "Motores de gasolina de 1,2 l y 3 cilindros".

Sistema de escape El sistema de escape consta del colector integrado en la culata, una sonda lambda binaria ante catalizador, un catalizador de tres vías cercano al motor, una sonda binaria posterior al catalizador, un elemento desacoplador de vibraciones y un silenciador principal.

Sonda lambda G39

Catalizador de tres vías Silenciador principal

Sonda lambda posterior al catalizador G130

Elemento desacoplador de vibraciones

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Regulación de la mezcla y vigilancia del catalizador La regulación de la mezcla y la vigilancia del catalizador corren a cargo de dos sondas lambda binarias. Con una versión de software más desarrollada en la unidad de control del motor resulta posible renunciar a la sonda lambda de banda ancha que, por lo demás, se aplica ante el catalizador, y se la ha podido sustituir por una sonda lambda binaria, simple y más económica. La sonda lambda binaria posterior vigila el funcionamiento del catalizador.

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Gestión del motor Estructura del sistema Bosch Motronic ME 17.5.20, equipamiento básico Sensor de presión en el colector de admisión G71 Sensor de temperatura del aire de admisión G42

Sensor de régimen del motor G28

Sensor Hall G40

Unidad de mando de la mariposa J338 Sensor de ángulo 1 y 2 para mando de la mariposa en versiones con mando eléctrico del acelerador G187, G188

Módulo pedal acelerador GX2 Sensor de posición del pedal acelerador G79  Sensor 2 de posición del pedal acelerador G185 Conmutador del pedal del embrague F36

Testigo de avería para mando eléctrico del acelerador K132

Testigo de emisiones de escape K83

Unidad de control en el  cuadro de instrumentos J285  Indicador multifunción J119

Conmutador de las luces de freno F

Sensor de picado 1 G61

Sensor de temperatura del líquido refrigerante G62 Unidad de control del motor J623

Sonda lambda G39

Sonda lambda posterior al catalizador G130

Señales de entrada adicionales

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Relé de alimentación de corriente para Motronic J271

Relé de la bomba de combustible J17  Unidad de alimentación de combustible GX1  Sensor del indicador del nivel de combustible G  Bomba de preelevación de combustible G6

Inyector para cilindros 1 a 3  N30, N31, N32

Bobina de encendido 1 a 3 con etapa final de potencia  N70, N127, N291

Unidad de control de la red de a bordo J519  Interfaz de diagnosis  para bus de datos  J533

Unidad de mando de la mariposa J338  Mando de la mariposa para mando eléctrico del acelerador G186

Electroválvula 1 para depósito de carbón activo N80

Válvula 1 para distribución variable N205

Calefacción de la sonda lambda Z19

Calefacción de la sonda lambda  posterior al catalizador Z29

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Señales de salida adicionales

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Gestión del motor Unidad de control del motor La unidad de control del motor se encuentra entre la chapa antisalpicaduras de la caja de aguas y la batería.  Va fijada por tornillos de ruptura, conjuntamente con un soporte, a la consola de la batería. Posee dos conectores terminales de 56 pines cada uno.

Batería

 Dirección de marcha

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El sistema de gestión del motor es el  Bosch Motronic ME 17.5.20.  Aparte de las funciones de la gestión del motor propiamente dichas, también se encarga de excitar el compresor de climatización y el ventilador del radiador. Consola de la batería Unidad de control del motor

Soporte

Para la comprobación de cables y componentes se necesita la caja de separación 6606/1 conjuntamente con el cable de comprobación VAS 6606/13.

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Sensores Sensor del régimen del motor G28 s508_063

El sensor del régimen del motor va integrado en la brida de estanqueidad por el lado del cambio, la cual se encuentra atornillada a su vez al bloque motor. Explora una rueda generatriz de impulsos de 60-2 en la brida de estanqueidad del cigüeñal. Con ayuda de estas señales, la unidad de control del motor detecta el régimen de éste y, en acción conjunta con el sensor Hall G40, detecta la posición del cigüeñal con respecto al árbol de levas.

G28 Rueda generatriz de impulsos 60-2

Aplicaciones de la señal

Efectos en caso de ausentarse la señal

Con ayuda de la señal se determina el momento calculado para la inyección, la duración de la inyección y el momento de encendido. Aparte de ello se utiliza para el reglaje de la distribución variable.

Si se avería el sensor del régimen del motor se utiliza sustitutivamente la señal del sensor Hall G40. Al mismo tiempo se limita el régimen máximo del motor a un valor fijo y se inscribe una avería en la memoria.

Las dos variantes sin BlueMotion

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En el up! se aplican dos diferentes sensores de régimen: - En el up! con BlueMotion y función Start-Stop es un sensor de régimen con detección del sentido de giro - En el up! sin BlueMotion es  un sensor de régimen sin detección del sentido de giro

G28 con BlueMotion

Por fuera no se los puede diferenciar a primera vista. Únicamente son diferentes las pestañas de encastre para la fijación. La diferencia específica reside en la cantidad de placas de Hall en el sensor. El sensor convencional posee dos placas Hall y el sensor con detección del sentido de giro posee tres.

Módulo de la rueda generatriz de impulsos en la brida de estanqueidad

Rueda generatriz de impulsos 60-2

Placas de Hall

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Gestión del motor ¿Por qué un sensor de régimen del motor con detección del sentido de giro? En vehículos con función Start-Stop se procede a parar el motor con la mayor frecuencia posible para ahorrar combustible. Para que arranque nuevamente a la mayor brevedad, la unidad de control del motor tiene que conocer la posición exacta del cigüeñal. Después de apagar el motor, sin embargo, éste no queda inmóvil de inmediato, sino que gira todavía un par de vueltas más. Si un pistón se encuentra poco antes de PMS, en la fase de compresión antes de que se detenga el motor, la propia compresión lo impele en retorno. El motor gira en ese momento a la izquierda. Esto no es detectable con un sensor del régimen de motor convencional.

Así funciona:

El sensor detecta simultáneamente, con las dos placas de Hall, un flanco ascendente y uno descendente en el diente de la rueda generatriz de impulsos. No reconoce si el motor gira a derecha o a izquierda. Para la unidad de control del motor, las señales son idénticas y viene a dar por supuesto que el motor ha girado a la derecha hasta la inmovilidad. Por tanto,

Placa de Hall 1 2 ms/Div.

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Sensor de régimen del motor sin detección del sentido de giro

Señal de bajo régimen de motor

Placa de Hall 2 Señal de alto régimen de motor

Rueda generatriz de impulsos

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puede estar equivocada la posición que se guardó en la memoria.

El sensor con detección del sentido de giro lleva tres placas de Hall. La tercera va implantada fuera del centro, entre ambas placas exteriores. Es la decisiva para la detección del sentido de giro. Durante la marcha del motor, la función es similar a la del sensor sin detección del sentido de giro. También aquí se detecta simultáneamente el flanco ascendente y el descendente de la rueda generatriz de impulsos. Sólo es diferente la índole de las señales.

Placa de Hall 1 0.2 ms/Div.

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Sensor de régimen del motor con detección del sentido de giro

Placa de Hall 2

Señal de bajo régimen de motor

Señal de alto régimen de motor

Placa de Hall 3 s508_097

En el osciloscopio digital con memoria (DSO) es preciso ajustar diferentes consignas de tiempo para poder visualizar correctamente las señales de ambos sensores de régimen del motor.

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Detección del sentido de giro

•

El motor gira a derecha.  Con el giro a derecha, la placa de Hall 1 es la que detecta primero el flanco ascendente. Después de un breve instante, la placa de Hall 3 detecta el flanco ascendente y por último lo detecta la placa de Hall 2. En virtud que la distancia temporal entre las placas de Hall 1 y 3 es más corta que entre las placas de Hall 3 y 2, se reconoce que el motor gira a la derecha.  Un modo electrónico en el sensor acondiciona la señal y la transmite con una determinada ancho  en low hacia la unidad de control del motor.

El motor gira a izquierda.  Con el giro a izquierda, la placa de Hall 2 es la que detecta primero el flanco ascendente. Después de un breve instante, la placa de Hall 3 detecta el flanco ascendente y por último lo detecta la placa de Hall 1. En virtud de que el orden cronológico de las señales es ahora opuesto se reconoce que el motor gira a la izquierda.  El módulo electrónico en el sensor acondiciona la señal y transmite hacia la unidad de control del motor una señal con la doble anchura en low.

 Placa de Hall 1

0.2 ms/Div.

s508_100

•

Si el motor gira a derecha, la rueda generatriz de impulsos gira a la izquierda.

Ancho de la señal en giro a derecha

Placa de Hall 2 s508_101 Placa de Hall 3

 Placa de Hall 1 0.2 ms/Div.

s508_102

Para saber si está dado un giro del motor a derecha o izquierda es decisiva la sucesión temporal de las señales procedentes de las tres placas de Hall al detectar un flanco ascendente.

Placa de Hall 2 Placa de Hall 3

Doble anchura de la señal en giro a la izquierda

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En los motores diésel se instala un sensor de régimen sin detección del sentido de giro.  Debido a que los motores diésel necesitan un ángulo mínimo de 180° cig. en la fase de arranque para generar la compresión necesaria, un sensor de régimen de motor con detección del sentido de giro no aportaría ninguna ventaja de tiempo.  En todos los motores de gasolina con función Start-Stop se instala el sensor de régimen de motor con detección del sentido de giro. Así ya resulta posible el ciclo de arranque al cabo de 60° cig.

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Gestión del motor

Sensor de presión en el colector de admisión G71 y sensor de  temperatura del aire aspirado G42 El sensor de presión del colector de admisión y sensor de temperatura del aire aspirado va atornillado en el colector de admisión por el lado de la correa dentada. Mide la presión y temperatura en el colector de admisión.

Sensor de presión en el colector de admisión G71 con sensor de temperatura del aire aspirado G42

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Aplicaciones de la señal

Efectos en caso de ausentarse la señal

Con ayuda de estas señales y la señal de régimen del motor, la unidad de control del motor se encarga de calcular la masa de aire aspirada.

Si se avería el sensor de temperatura del aire aspirado se adopta un valor supletorio fijo de 20 °C.  Si se avería el sensor de presión en el colector de admisión se calcula un valor supletorio, compuesto por la posición de la mariposa y el régimen del motor. En ambos casos se inscribe una avería en la memoria.

Actuadores Bobinas de encendido de chispa única N70, N127 y N291 Las bobinas de encendido de chispa única van insertadas en disposición centrada en la culata y fijadas con sólo un tornillo a la carcasa de los árboles de levas. En las bobinas se ha agrandado el aislamiento e incrementado la tensión de encendido. Con ello se prolonga la vida útil y se consigue una combustión más limpia.

Tornillo de fijación Aislamiento Bobina de encendido de chispa única

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Función

Efectos en caso de avería

Asumen la función de encender la mezcla de combustible y aire en el momento oportuno.  El momento de encendido se gestiona de forma individual para cada cilindro.

Si se avería una bobina de encendido se deja de excitar también el inyector correspondiente y se produce una inscripción en la memoria de averías.

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Servicio Herramientas especiales Designación

Herramienta

Aplicación

T10474  Adaptador

Para el desmontaje y montaje de la correa poli-V con rueda libre en el alternador de vehículos con BlueMotion Technology.

s508_041 T10475  Útil de retención

Útil de retención en el antivibrador/cigüeñal para soltar y apretar el tornillo de fijación.

s508_042 T10476  Útil de montaje

Útil de montaje para el posicionamiento exacto de los piñones triovalados de los árboles de levas.

s508_043 T10477  Fijador para árboles de levas

Para inmovilizar el árbol de levas al verificar y ajustar los tiempos de distribución.

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T10478  Útil de  montaje

Para sustituir el retén del árbol de levas (lado polea)

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Designación

Herramienta

Aplicación Para sustituir el retén del árbol de levas  (lado del cambio).

T10479  Útil de  montaje

s508_046 T10483  Soporte de motor

Para el desmontaje y montaje del motor en combinación con el soporte de motores y cajas de cambios V.A.G 1383 A.

s508_047 Para sustituir el retén del cigüeñal  (lado polea).

T10485  Útil de  montaje

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VAS 6606/1  Caja de separación

Conjuntamente con el cable de comprobación VAS 6606/13 para comprobar cables y componentes.

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Pruebe sus conocimientos ¿Qué respuesta es correcta? Entre las respuestas disponibles puede haber una o varias respuestas correctas. 1. ¿Qué afirmación es correcta acerca de la carcasa de los árboles de levas?

❒

a) Los árboles de levas pueden ser sustituidas de forma individual.

❒

b) Los rodamientos radiales rígidos van protegidos con un anillo de retención,  pero no se los puede sustituir.

❒

c) La carcasa de los árboles de levas y los árboles van ensamblados en una construcción modular  inseparable. No se pueden desmontar los árboles de levas.

2. ¿Qué ventajas ofrece el colector de escape integrado?

❒

a) El líquido refrigerante es calefactado más rápidamente por los gases de escape durante el ciclo de  calentamiento del motor.

❒

b) Debido a que la superficie de las paredes por el lado de los gases de escape es más pequeña hasta el  catalizador, los gases de escape ceden menos calor durante la fase de calentamiento y, a pesar de la  refrigeración por el líquido refrigerante, el catalizador alcanza más rápidamente su temperatura  operativa.

❒

c) A régimen de plena carga se enfría más intensamente el líquido refrigerante y el motor puede trabajar  dentro de un margen mayor con lambda = 1, optimizado en consumo y en emisiones de escape.

3. ¿Qué afirmaciones son correctas acerca del sistema de refrigeración?

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❒

a) Se aplica un sistema de refrigeración bicircuito.

❒

b) La bomba de líquido refrigerante va integrada en la carcasa del termostato.

❒

c) La bomba de líquido refrigerante es desconectable.

4. ¿Qué debe tenerse en cuenta para el montaje de la bomba de líquido refrigerante en el motor MPI de 1,0 l y 44/55 kW del up!?

❒

a) La bomba de líquido refrigerante tiene que ser pretensada al montar, para que la correa dentada quede  tensada correctamente.

❒

b) Antes del montaje tienen que sumergirse las roscas de los tornillos en un nuevo agente fijador de roscas y  sellante.

❒

c) Hay tornillos de fijación que tienen rosca izquierda.

5. ¿En qué motores se instala un sensor de régimen de motor G28 con detección del sentido de giro?

❒

a) El sensor de régimen de motor con detección del sentido de giro se aplica a todos los motores desprovistos  de la función Start-Stop.

❒

b) El sensor de régimen de motor con detección del sentido de giro ha sido implantado gradualmente en  todos los motores.

❒

c) El sensor con detección del sentido de giro se instala en todos los vehículos con motor de gasolina y  función Start-Stop.

Solución: 1. c); 2. a), b), c); 3. a), b); 4. a); 5. c)

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❀ Este papel ha sido elaborado con celulosa blanqueada sin cloro..