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>> La in yec ción Die sel “Com mon rail” Pág. 14
Publicación Oficial para la Federación Argentina de Asociaciones de Talleres de Reparación de Automotores y Afines (FAATRA)Año 7 • Nº 80
S U M A R I O
3Año 7 N° 80
Di rec ción Edi to rial: GRU PO FA ROSwww.talleractual.com
Di rec tor Co mer cial: Lic. Ja vier I. Flo res.
Di rec tor Ge ne ral de Re dac ción: En zo Nu vo la ri.
Di se ño y dia gra ma ción:[email protected]
He cho el de pó si to que mar ca la Ley11723. Pro hi bi da su re pro duc ción to tal opar cial por me dio me cá ni co o elec tró ni coco no ci do o por co no cer, sin per mi so es -cri to del Edi tor. Re gis tro de ro pie dad In -te lec tual en trá mi te. El Edi tor ha pues toel ma yor cui da do en la rea li za ción de fi -gu ras y es que mas co mo tam bién enlacom pa gi na ción de los ar tí cu los, pe rono obs tan te no se ha ce res pon sa ble delos erro res que po drían ha ber se des li za -do, ni por suscon se cuen cias.
Los edi to res no ne ce sa ria men te coin ci -den con los con cep tos de las no tas fir ma -das, ni se res pon sa bi li zan por el con te ni -do de los avi sos pu bli ci ta rios y las opi nio -nes ver ti das por los en tre vis ta dos.
KIT DE MANTENIMIENTO SCANIA .......................................4
IAR METAL: NOVEDADES .........................................................6
EL MOTOR DE CICLO DIESEL .................................................8
LA IN YEC CIÓN DIE SEL “COM MON RAIL” ..........................12
EL PROCESO DE COMBUSTIÓN ............................................18
AUTOPARTISTAS ANTICIPAN ................................................20
LAS NOVEDADES QUE PRESENTARÁN EN
AUTOMECHANIKA BUENOS AIRES 2016
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Scania continúa incorporando novedades a supropuesta para el mercado argentino y LeandroLópez, su Gerente Comercial de Servicios, diodetalles sobre uno de los más recientes desarrol-los realizados por la Empresa en este sentido: loskits de mantenimiento.“Scania agrupó los repuestos que sugiere cam-biar en cada mantenimiento y los puso en unamisma caja identificados por el tipo de servicio:Small, Medium y Large, llevando el más brevedos horas y media de mano de obra y el más
extenso aproximadamente ocho”, contó López.Con respecto a las ventajas que ofrece este servi-cio, el funcionario de la Empresa señaló las dosprincipales: el precio y la posibilidad de contarcon productos agrupados.“Hoy estos kits tienen una bonificación en el pre-cio que los hace entre un 20 y un 30% máseconómicos que si se adquirieran las piezassueltas”, contó, y agregó que, “además, paraquien tiene taller propio, no es lo mismo manip-ular distintos tipos de filtro en función de los
camiones que hacerlos con kits agrupados e iden-tificados por modelo. Logísticamente, permitetener el stock almacenado de una manera muchomás prolija”. Para finalizar, Leandro López explicó que, con eluso de este tipo de servicio, “se garantiza que elmantenimiento sea el correcto, porque dentrodel kit están todas las piezas que Scaniarecomienda cambiar en cada caso. Esto es funda-mental para asegurar la disponibilidad del camiónrodando”.
Kits de mantenimiento ScaniaLeandro López, Gerente Comercial de Servicios de Scania Argentina, se refirió a una de las últimas accionescomerciales que la firma realizó en el mercado.
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EL MOTOR DE CICLO DIESELNuvolari Enzo ©
Diseño de motores en V, en este caso de 6 cilindros y 3.0 litros TDI. “Common rail”.
Es bueno destacar, algunos de losavances que ha experimentado elmotor gasolero, que en la actuali-dad se monta no solo en vehículosde alta gama, sino también comomotor de alto rendimiento, quecompite con gran éxito, con losmotores nafteros en el mundo delas carreras internacionales. Este esel caso de las famosas 24 horas deLe Mans en Francia, y en otros cir-cuitos en donde interviene la cate-goría Le Mans Series (LMP1).Uno de los sistemas más exitosos enel motor Diesel, es el de inyeccióndirecta de alta presión denominado“Common rail”, con inyectores enalgunos casos del tipo magnéticode alta velocidad, o piezoeléctricos,con orificios múltiples y de varios“chorros” en el mismo ciclo o carre-
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Sitema de inyección directa de gasoil de alta presión “Common rail” - DiseñoAuto - CAD Peugeot.
Sistema “Common rail” en detalle, de un motor V12 TDI - Audi.
Motor de alto rendimiento de ciclo Diesel turbo -intercooler-. Mazda SkyActiv.
ra. Todo gestionado electronica-mente a través de una central decontrol ECU (Electronic ControlUnit), con la intervención de senso-res y actuadores. El otro sistema, esel denominado “Inyector-bomba”,que es aplicado en propulsores concaracterísticas particulares, con unapresión de inyección muy elevada.El perfeccionamiento de estosmotores, se orienta en la actualidada incrementar la potencia y el parmotor, y a disminuir el consumo ylas emisiones contaminantes.Actualmente, los motores Diesel sonmuy veloces, y debido a su ciclo,generalmente son de bajo consumoespecífico, y por lo tanto de “emi-siones” contenidas, cosa que se halogrado debido a las técnicas de
anticontaminación, como es el casode los FAP (Filtros AntiParticulas) ensus distintas versiones.De esta manera, se reducen conside-rablemente los NOx (Oxidos deNitrógeno), el carbono particulado,las partículas metálicas, los hidrocar-buros incombustos y los óxidos decarbono. No debemos olvidar, el sis-tema EGR. (Recirculación de Gasesde Escape), y su contribución a lareducción de las emisiones tóxicas.Otro aspecto de desarrollo, es lareducción de los ruidos o la rumoro-sidad, en el pasado el motor gasole-ro era muy ruidoso, y se caracteriza-ba por el famoso “golpe Diesel” orudeza de marcha. Como resultadode profundos estudios sobre el pro-ceso de combustión y de inyección,
el del uso de materiales técnicos ais-lantes de insonorización, se logróque el nivel sonoro se redujera avalores mínimos. El estudio delequilibrado dinámico del motor,recurriendo a árboles o ejes contra-rrotantes, logra un funcionamientomenos rudo, es decir con menosvibraciones.No debemos olvidar que reciente-mente, la firma sueca Volvo, haceun aporte de importancia con el sis-tema i-ART, de adecuación de lapresión real de cada inyector, conlas necesidades de cada cilindro (delgasoil inyectado independiente-mente en cada cilindro del motor),comandado electronicamente. Laaplicación del sistema “Commonrail” de última generación, permite
contar con inyecciones “piloto”, y“pre y post-inyecciones”.Esto se debe, a que el conjuntoposee una mayor velocidad de res-puesta y precisión, en la entrega delcaudal inyectado, es decir que secuenta con estrategias de gestiónmucho más finas. Respecto a losinyectores, los mismos pueden tenerhsta diez orificios con diámetro muypequeños (100 a 150 micrones).A todo esto debemos agregar losadelantos de la sobrealimentación,el uso de turbocompresores muyevolucionados, simples o de geome-tría variable TGV o VNT (VariableNozzle Turbine) de muy reducidainercia, con control electrónico, paradisminuir el conocido “turbo lag”.La conexión de dos o más turbossobre un motor -BMW y Audi entreotros- por lo general uno grande yuno pequeño, y la reciente aplica-ción de un segundo “turbo eléctri-co”, es decir no accionado por losgases de escape.
El motor Diesel Mazda de altorendimiento.Respecto al motor Diesel Mazda de2.2 litros, se trata de un propulsorde 4 cilindros de alto rendimiento, yde reducidos dimensiones Skyactiv,cuya característica es tener una bajarelación de compresión de 14 a 1,teniendo en cuenta que poseeinyección directa de gasoil de altapresión “Common rail”.La potencia máxima, es de 420 CV.,y con la baja relación de compre-sión mencionada se busca obteneruna combustión limpia, sin tenerque recurrir al post-tratamiento delescape. Por otra parte, al existir pre-siones y tensiones menores, losniveles de “fricción interna” soncomparables a los de un motorgasolero normal.
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La in yec ción Die sel “Com mon rail”
Metz JP©
Motor V8 serie D28 con 16,2 litros de cilindrada - MAN
La bomba de alta presión genera lapresión. La acumulación de la pre-sión se realiza en el conductocomún o sea en el “Common rail”,en el cual se encuentran ubicados elsensor de presión y la válvula regu-ladora o limitadora de presión.
Los inyectores son los encargadosde concretar una correcta inyeccióncon respecto al momento y al volu-men inyectado. Los demás sectoresestán conectados a través de tuberí-as o canalizaciones de gasoil de altapresión.
Por ejemplo: el sistema “Commonrail” para automóviles Diesel y vehí-culos livianos comerciales (utilitariosy furgones), de tercera generación,
tiene una presión máxima de 1.800bares, con inyectores piezoeléctri-cos y bomba de tipo CP3 (con regu-lación de caudal del lado aspira-ción).
En tanto que el sistema para vehícu-los pesados (vehículos de carga ytransporte de pasajeros), de tercerageneración, tiene una presión máxi-ma de 1.800 bares, con inyectorescon válvula electromagnética ybomba de tipo CP3 (con unidad dedosificación).
En este sistema, los inyectoresestán conectados al conductocomún por medio de cortos con-ductos o tuberías de alta presión.Los inyectores son adecuados, con
un montaje recto-oblicuo deacuerdo al tipo de motor.
La característica de este sistema esla generación de la presión deinyección en forma independientedel régimen del motor y del caudalde inyección. El comienzo de lainyección y el caudal se controlan a
Esquema del inyector con válvula electromagnética: A .Estado de reposo. B.Inyector abierto. C .Inyector cerrado. 1.Retorno de gasoil. 2.Bobina electro-magnética. 3.Resorte de sobrecarga. 4. Inducido magnético. 5.Bolilla de laválvula. 6.Cámara de control. 7.Resorte del inyector. 8.Resorte de presión dela aguja del inyector. 9.Volumen de la cámara. 10.Orificio de inyección. 11.Resorte de la válvula electromagnética. 12.Salida. 13.Conexión de alta presión.14.Paso de alimentación. 15.Pistón de mando. 16.Aguja del inyector.
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Esquema del sistema de gestión del motor, (EDC) Control Electrónico Diesel, de inyección directa “Common rail” – Bosch.1. Bomba de alta presión. 2. “Common rail”. 3. Inyectores.
Esquema de la construcción del inyector piezoeléctrico integrado con la tubería– Bosch. 1.Retorno de gasoil. 2.Conexión de alta presión. 3.Módulo reguladorpiezoeléctrico. 4.Multiplicador hidráulico. 5.Servoválvula de control. 6.Módulocon aguja. 7.Orificio de inyección.
través de los inyectores activadoseléctricamente. El momento o elpunto de inyección se controla conel sistema ángulo-tiempo del con-trol EDC (Control ElectrónicoDiesel). Este se vale de sensores derégimen (rpm) que se montan en elcigüeñal y en el árbol de levas, parala identificación de las fases.
Para lograr disminuir las emisionescontaminantes y la contaminaciónacústica (ruidos) de manera perma-nente, el motor gasolero debe teneruna preparación óptima de la mez-cla aire-gasoil. Para ello, es necesa-rio que los inyectores suministrencaudales de pre-inyección e inyec-ciones múltiples muy precisas yreducidas.En la actualidad, se usan tres tiposde inyector diferentes:• Inyector con válvula electromag-nética e inducido de una sola pieza• Inyector con válvula electromag-nética e inducido de dos piezas
• Inyector con regulador piezoeléc-tricoEn cuanto al inyector con válvulaelectromagnética, el mismo puededividirse en tres partes:- El inyector de orificios- El servosistema hidráulico- La válvula electromagnéticaEl gasoil llega al inyector desde unconducto de alta presión, y la fun-ción del mismo puede dividirse encuatro tipos o estados de servicio,con el motor en funcionamiento yla bomba de alta presión en mar-cha. Estos estados son:• Inyector cerrado (con alta presión)• Apertura del inyector (comienzode la inyección)• Inyector totalmente abierto
• Cierre del inyector (fin de la inyec-ción).Si el motor no está en marcha, yfalta presión en el conducto común“Common rail”, el resorte del inyec-tor procede a cerrarlo. Con el inyec-tor cerrado, el mismo no está acti-vado.Con respecto al inyector piezoeléc-trico, el mismo está integrado en latubería y se divide en las siguientespartes:- Un módulo actor o actuador- Un acoplador hidráulico o multi-plicador- Una válvula de control o servovál-vula
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Sistema de inyección Diesel para uti-litarios y furgones, con “Commonrail” – Bosch. Motor, gestión delm otor y com ponentes del siste-m a de inyección de alta presión.17. Bomba de alta presión. 18.Unidad de dosificación. 25.Unidadde control del motor. 26.“Commonrail”. 27. Sensor de presión. 28.Válvula reguladora de presión. 29.Inyector. 30. Bujía incandescente.31. Motor Diesel. M-Par motor.Sensores y transm isores. 1.Sensor del pedal. 2. Interruptor deembrague. 3. Contactos de freno.4.Unidad de mando del regulador. 5. Interruptor de arranque. 6.Sensor de velocidad.7.Sensordel régim en del cigüeñal (induc-tivo). 8. Sensor del régimen delárbol de levas (Hall). 9.Sensor de latemperatura del motor (líquido deenfriamiento). 10.Sensor de la tem-peratura del aire de admisión. 11.Sensor de la presión de sobreali-m entación. 12. Caudalímetro.A lim entación de gasoil. 19.Filtrode gasoil con válvula. 20.Depósitode gasoil. 21.Sensor de nivel de lle-nado. 22. Unidad dosificadora deaditivos. 24. Depósito de aditivos.Sum inistro de aire. 32.Enfriamiento de la recirculación delos gases de escape. 33.Actuador dela presión de sobrealimentación. 34.Turbo (TGV). 35. Mariposa. 36.Regulador de EGR. 37.Bomba dedepresión. Gases de escape. 38.Sonda Lambda (BA). 39.Sensor detemperatura. 40.Catalizador de oxi-dación. 41.Filtro de partículas. 43.Catalizador de NOx.
- Un módulo del inyectorCabe señalar que en el diseño delinyector se ha buscado lograr unaalta resistencia de conjunto, enespecial formada por el actuador,el acoplador hidráulico y la válvulade control. Otra característica deconstrucción es la eliminación defuerzas mecánicas en la aguja delinyector. La cantidad de gasoil, ysu dosificación, permiten que seefectúen hasta cinco procesos deinyección por ciclo o carrera(inyección múltiple).
El intertiempo (tiempo de retardo)entre el comienzo eléctrico delaccionamiento o activación y lareacción hidráulica de la aguja delinyector es de 150 microsegundos,en forma aproximada.De esta forma, se han podido lograr
altas velocidades de accionamientode la aguja del inyector para obte-ner los caudales más reducidos deinyección reproducibles.En cuanto a su funcionamiento, laaguja del inyector piezoeléctrico escontrolada por una servoválvula, de
manera indirecta, y el caudal deinyección necesario se regula por laduración de la activación de la vál-vula. El inyector se mantiene cerra-do a través de la presión del“Common rail” que existe en lacámara de control.
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Nuvolari Enzo ©
Respecto a los estudios efectuadossobre el motor Diesel, las mejorasdel rendimiento son debidas, en granparte, a la inyección directa de gasoildentro de la cámara de combustión.Los inyectores de 5 orificios, mandanel combustible, dosificado electróni-camente. La fineza de la mezcla y elcontrol de la combustión, permitenreducir la contaminación. Proceso deuna combustión completa.
Los modernos motores Diesel ya poseen desarrollos de nuevos procesos de combustión homogéneos para reducir específicamente las emisiones de óxidos denitrógeno (NOx) – GMC.
Con respecto al desarrollo de losprocesos de combustión homogé-neos, puede decirse que, a nivelinternacional, es de importancia elcumplimiento de las normas quelimitan la contaminación de losgases de escape del motor gasolero,especialmente en cuanto a las emi-siones de óxidos de nitrógeno,NOx, ya que en la actualidad seestán investigando procesos nuevoshomogéneos de combustión. Cabedestacar que dichos procesos sonpotencialmente aptos para bajar lasemisiones de NOx comparándoloscon la combustión normal. Loimportante es lograr una inyecciónde gasoil máxima durante el deno-minado “intertiempo” de encendi-do (retardo), para disminuir la etapa
de formación de tenores contami-nantes.A través de la homogenización delllenado de los cilindros, con aire,gasoil, y gases de escape recircula-dos, disminuyen las proporcionesde aire, y se evitan prácticamente
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De ta lle de los cho rros de pul ve ri za ción de los pie zo-in yec to res, del sis te ma dein yec ción di rec ta “Com mon rail” con pre sio nes ele va das. Con es te sis te ma selo gran ex ce len tes ni ve les de po ten cia y par mo tor, con su mo con te ni do y re duc -ción de las emi sio nes.
las emisiones de NOx y la genera-ción de hollín.
En una primera etapa, de combus-tión parcialmente homogénea(PHCCI), se puede tener unahomogenización parcial en unagama limitada de estado de cargay régimen, en los motores de cicloDiesel convencionales. Esto puedelograrse estudiando adecuadamen-te la inyección de combustible, conaltas relaciones de recirculación degases de escape (EGR), para asegu-rar el control del intertiempo deencendido y la velocidad de lacombustión.
En el desarrollo, se está lograndouna combustión con mezcla previacompleta (HCCI), y esto exige unaoptimización de sistemas y compo-nentes, como el diseño estudiadode la cámara de combustión y delos inyectores de gasoil. El inconve-niente de este tipo de procesos es elaumento considerable del HC y delCO en comparación con una com-bustión normal, ya que la mezclaaire-gasoil llega a las paredes de lacámara de combustión, debido a lamezcla previa, creando efectosdenominados “Wall-Quenching”, esdecir, extinción del frente de llama,
debido a las bajas temperaturas delas paredes de los cilindros.
Las altas relaciones de recirculaciónde gases de escape crean unareducción del índice de combustióncompleta (denominado “Bulk-
Quenching”), y con esto el aumen-to de los subproductos generadospor la combustión incompleta.
Al aumentar el estado de carga, ycon ello el volumen de gasoil inyec-tado, así como a mayores presiones
y temperaturas en la cámara decombustión, se complica considera-blemente la homogenización. Enestas condiciones, es difícil no cam-biar a una combustión normal(estándar), es decir que siempredeben controlarse o dominarseambas formas o modos de funcio-namiento.
El cambio en el modo de funciona-miento, la sensibilidad con respec-to a los menores cambios de lasrelaciones de recirculación de losgases de escape, la correlación delos ruidos originados por la com-bustión, así como el aumento delas emisiones de HC y CO requie-ren una tarea de desarrollo adicio-nal y de otros criterios de combus-tión homogénea.En cuanto a la recirculación de losgases de escape (EGR), es un siste-ma interno del motor para reducirlas emisiones de NOx en el motorDiesel. Este efecto reductor se basaen lo siguiente:• Reducción del caudal de los gases• Disminución de la velocidad de lacombustión y de las temperaturasmáximas.• Disminución de la presión parcialdel oxígeno, o de la proporciónlocalizada de aire.
