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1. Introducción

En los sistemas de Inyección Directa con Riel Común (CRDI), la alta presión generada por la

bomba de alta presión es almacenada en el acumulador. Al mismo tiempo, el acumulador reduce las

oscilaciones de presión que son generadas debido al suministro de la bomba de alta presión.

 Además la inyección del combustible es amortiguada por el volumen en el riel. Este acumulador de

alta presión es común para todos los cilindros, de ahí su nombre “Riel Común”.  Aún cuando grandes

cantidades de combustibles son extraídas, el riel común mantiene la presión interna prácticamente

constante. Esto asegura que la presión de inyección permanezca constante desde el momento en

que el inyector abre.

Deberá solicitar las herramientas necesarias para la actividad en el pañol.

Utilizara los motores asignados por el profesor para realizar la actividad. Deberá leer cuidadosamentelas instrucciones de este manual para evitar accidentes.

Cada vez que vea este símbolo llame al profesor para que le entregue instrucciones y aclaredudas.Sigas las instrucciones de esta guía para evitar accidentes y lograr los objetivos planteados..Las llaves de los motores deben solicitarse en el pañol.Esta actividad se realizara en motores vivos y automóviles

2. Objetivos

El objetivo es poder aprender a medir cada sensor y actuador en el lugar correcto, además deidentificar los valores de alimentación y resistencia.

3. Duración

90 minutos

4. Prerrequisitos

GL-IDS4301-L07M 

SENSORES Y ACTUADORES DE UN SISTEMA DE INYECCIÓN COMMON RAIL.

CARRERA: TEC. EN MAQUINARIA Y VEHICULOS PESADOS

ASIGNATURA: IDS4301- SISTEMAS DE INYECCION DIESEL

SEMESTRE: IV

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Debe haber realizado la guía LDS 4201-L12M

5. Bibliografía previa

Técnicas del Automóvil Autor José Miguel AlonsoCapítulo 14Tema Sistemas de inyección directa de alta presiónPaginas 293 a la 310

6. Marco teórico.

El sistema Common Rail

Es un sistema de control electrónico de combustible diesel, que fue desarrollado para cumplir los

siguientes objetivos:

  Principalmente reducir nivel de ruido.  Disminuir las emisiones contaminantes.  Disminuir el consumo de combustible.  Mejorar el comportamiento del motor (en particular mayores torques a bajas velocidades).

Los sistemas pueden ser diferenciados por el tipo de control a la entrada o a la salida, también esposible una combinación de ambos en ciertos motores.

Los sistemas controlados a la entrada miden la cantidad de combustible que entra a la bomba de altapresión mediante el uso de una Válvula Proporcional Magnética MPRO (Bosch-CRDI) o Válvula de

Medición de Entrada IMV (Delphi-CRDI) acoplada a la bomba de alta presión. Los sistemascontrolados en la salida usan la llamada Válvula de Control de Presión del Riel DRV (Bosch-CRDI)instalada en el riel o en la misma bomba.

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El sistema de inyección “Common Rail” está compuesto por los siguientes elementos:

Demos una mirada a la finalidad de las señales individuales de entrada brevemente.Batería:La señal de voltaje de la batería detecta el voltaje disponible. Esta señal se utiliza para lacompensación de un retraso en los actuadores (por ejemplo inyectores) producido por bajo voltaje.

Sensor del Pedal Acelerador (APS):El APS se utiliza para detectar la cantidad de accionamiento del pedal. Esta señal se utiliza parasuministrar la salida de potencia demandada por el conductor.

Sensor de Posición del Cigüeñal (CKP):El sensor CKP se utiliza para detectar la posición y velocidad del cigüeñal. Esta es una de lasprincipales señales para determinar la cantidad y tiempo de inyección.

Sensor de Posición del Eje de Levas (CMP):Este sensor (CMP) es decisivo para definir el cilindro que está en la carrera de compresión.

Sensor de Presión Barométrica:Este sensor detecta la presión de aire para obtener información acerca de la densidad del aire.

Esta localizado dentro del ECM.

Sensor de Temperatura del Refrigerante del Motor (ECT) / Temperatura del Combustible (FT):

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Los sensores ECT y FT se utilizan para detectar la temperatura del refrigerante del motor y delcombustible con el fin de ajustar el encendido y la cantidad de inyección. 

Sensor de Flujo de Masa de Aire (MAF):El sensor MAF se utiliza para el control EGR

Sensor de Presión del Riel (RPS):El RPS se utiliza para detectar la presión del riel.

Sensor de Velocidad del Vehículo (VSS):La señal de velocidad del vehículo se utiliza para el control de Crucero, TCS y ESP.

Interruptor del Ventilador:La entrada de este interruptor se utiliza para que el Módulo de Control del Motor active el

embrague del compresor A/C.

Sensor de Presión del Turbo (BPS):El BPS es necesario para controlar la posición de las aletas del Turbo Cargador de GeometríaVariable.Interruptor de Freno, Embrague:Son necesarios para el control de crucero.

Transductor de Presión Automotriz (APT): El Módulo de Control del Motor controla la velocidad del ventilador del radiador y el embragueelectromagnético del compresor basado en la señal APT.

Sensor de Oxígeno:

Este sensor se utiliza para un control preciso de la EGR.

Acelerómetro (Sensor de Detonación):El Acelerómetro se utiliza en el CRDI Delphi para definir la inyección piloto.

Sensor de Presión Diferencial (DPS):El DPS se utiliza para monitorear la cantidad de partículas almacenadas en el filtro de partículas.

Sensor de Temperatura de Gases de Escape (EGTS):Se utilizan dos EGTS para medir la temperatura del flujo de gases de escape.

Demos una mirada breve a la finalidad de los actuadores individualmente. Todos estos soncontrolados por un comando desde el ECM.

Luz Indicadora de Mal funcionamiento (MIL):Indica la preparación del sistema y las fallas al conductor.

Inyector:Los inyectores son directamente controlados por el ECM y suministran una cantidad definida decombustible a la cámara de combustión.

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Válvula de Control de Presión del Riel (RPCV o DRV):

La RPCV se utiliza para ajustar la presión en el riel.

Válvula Magnética Proporcional (MPROP):Se utiliza para ajustar la presión en el riel.

Válvula de Medición de Entrada (IMV):La IMV se utiliza para ajustar la presión en el riel.

Actuador/Solenoide EGR:El actuador/solenoide EGR se utiliza para recircular una cantidad de gases de escape definidadurante el proceso de combustión, reduciendo así la temperatura de la combustión y la formación deNOx.

Bujías Incandescentes:Son responsables de asegurar un arranque en frío eficiente y acortar el periodo de calentamiento.

Control del Ventilador:El relé del ventilador de refrigeración y el módulo PWM se utilizan para controlar el ventilador derefrigeración, en caso del PWM es sin control de pasos.

Relé de la Bomba de Combustible:Este relé controla la activación de la bomba. Esta señal es necesaria para detener la bomba decombustible por ejemplo, si no se detecta señal del cigüeñal.

Calefactor del Filtro de Combustible:Este calienta el combustible diesel bajo condiciones de medioambiente frío. La activación del sistemacalefactor del filtro se ejecuta en base a la señal del sensor de temperatura del combustible ubicadoen el alojamiento del filtro.

Relé del Compresor A/C:Este controla el ciclo ON y OFF del compresor. Se utiliza para evitar una sobre carga en ralentí ypara evitar sobrecalentamiento (desactiva el A/C sobre cierta temperatura).

Actuador Variable de Turbulencia (VSA):El VSA aumenta la velocidad del aire de admisión bloqueando uno de las dos lumbreras de admisión,aumentando así el efecto de turbulencia, reduciendo por lo tanto las emisiones del motor yaumentando el torque.

Válvula de Control de Aire o mariposa de parada suave:Esta válvula se utiliza para reducir la sobre presión dentro del múltiple de admisión con el fin deaumentar la proporción de recirculación de gases de escape.

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Dependiendo del sistema y modelo aplicado, se utilizan diferentes tipos de sensores de pedal deacelerador. Estos tipos son referidos como conjunto Sensor o Módulo. El rol principal del APS o APPes medir la posición del pedal del acelerador. Es del tipo potenciómetro con dos resistencias. Elsensor de posición contiene dos potenciómetros que varían el voltaje de entrada al módulo de controlbasado en la posición del ángulo del eje del sensor. Los patines colectores están montados en el ejedel sensor de posición y se mueven sobre las resistencias trazadas en relación con los movimientosde eje. Hay dos potenciómetros diferentes para asegurar que la información del sensor sea precisa.

Ejemplo: Ambos potenciómetros están alimentados con 5V, pero la señal al módulo de control es siempre eldoble en el potenciómetro 1 que el potenciómetro 2 (0 ~ 5V en el uno y 0 ~ 2.5V en el otro). Estoasegura tanto la función como el diagnóstico del sensor. Cuando el ángulo del sensor es menos que< 9° aproximadamente, los potenciómetros están en posición de ralentí y el voltaje en el módulo decontrol es menor a 1.1V y 0.55V respectivamente. Cabe destacar que en algunos modelos ambasseñales de este sensor son idénticas y la existencia de ellas se explica en el principio de laredundancia que es tener 2 opciones de una misma medición en el caso de perder una de ellasdebido a la importancia de este sensor.

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Sensor de Posición del Cigüeñal (CKP)La posición del pistón en la cámara de combustión es decisiva para definir el inicio de la inyección.Un sensor en el cigüeñal suministra información sobre la posición de todos los pistones. La velocidad

de rotación define el número de revoluciones por minuto del cigüeñal. Esta entrada variableimportante es calculada en el Módulo de Control del Motor (ECM) utilizando la señal desde el sensorinductivo de posición del cigüeñal (CKP). El CKP registra la secuencia de disparo de los dientes de larueda dentada. Está formado por un imán permanente y un núcleo de hierro dulce con unembobinado de cobre. El flujo magnético en el sensor cambia en la medida que pasan por el losdientes y las separaciones, generando un voltaje AC sinusoidal.

Cálculo de la velocidad del motorLa relación angular (configurada) entre los pistones es tal que dos vueltas completas (720°) debentranscurrir antes de comenzar un nuevo ciclo de trabajo en el cilindro 1. Los pistones estánconfigurados uniformemente unos respecto de los otros, esto significa que el espacio angular deencendido (°) = 720° divido por el número de cilindros. En un motor de 4 cilindros con una rueda de

disparo de 60 dientes, el espacio angular de encendido es 180°, en otras palabras, el sensor develocidad del cigüeñal debe explorar 30 dientes entre dos ciclos de encendido. El período de tiemponecesario es llamado segmento de tiempo y la velocidad del cigüeñal correspondiente en el segmentode tiempo es la velocidad del motor.Sensor de Posición del Eje de LevasEl Sensor de Posición del Eje de Levas (CMP) es decisivo para definir el cilindro que está en lacarrera de compresión. Este sensor utiliza el efecto Hall para establecer la posición del eje. Undiente de material ferromagnético esta insertado al eje de levas y gira junto con él. Cuando estediente pasa por los discos semiconductores del sensor, su campo magnético desvía los electrones en

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los discos semiconductores en ángulo recto a la dirección del flujo de corriente en los discos. Estoresulta en una breve señal de voltaje (voltaje Hall) que informa al Módulo de Control del Motor (ECM)que el cilindro número 1 está próximo a entrar en la fase de compresión.

Sensor de Temperatura del Refrigerante del Motor y del Combustible

Los sensores están equipados con un resistor dependiente de la temperatura con un coeficientenegativo de temperatura (NTC) que es parte de un circuito divisor de voltaje a través del cual seaplican 5V. La caída de voltaje a través del resistor es ingresada al Módulo de Control del Motor(ECM) a través de un convertidor análogo a digital (ADC) y se mide como temperatura. Una curvacaracterística esta almacenada en el microcomputador del ECM, la que define la temperatura comouna función del voltaje dado.

Sensor de Temperatura del Refrigerante del Motor (ECT)Este sensor está localizado en el pasaje de refrigerante del motor en la culata. Este detecta latemperatura del refrigerante del motor y transmite la señal al ECM. El ECM evalúa la temperatura del

refrigerante con el voltaje de salida del sensor y suministra el enriquecimiento óptimo del combustiblecuando el motor esta frío, adapta la cantidad y sincronización de la inyección, controla las rpmdependiendo de la temperatura del refrigerante, reduce la cantidad de combustible en caso detemperatura muy alta, controla el ventilador de enfriamiento y el sistema de incandescencia.Sensor de Temperatura del Combustible (FT)Como la bomba de alta presión está diseñada para suministrar grandes cantidades de combustible,durante el ralentí y el funcionamiento en carga parcial se suministra excesivo combustible. Estecombustible excesivo es devuelto al tanque a través de la válvula de control de presión. Elcombustible comprimido se relaja en el tanque y la energía que fue utilizada para comprimir el

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combustible se pierde en la forma de calor. Como la temperatura del combustible cambia, tambiéncambia su densidad. Al utilizar un sensor de temperatura de combustible, el ECM puede hacercorrecciones de la duración de la inyección y la presión para compensar el cambio de densidad del

combustible. El sensor de temperatura del combustible esta ubicado en la línea de alimentación decombustible. En la medida que aumente la temperatura del combustible, el ECM modifica la relaciónde inyección y suministro, al mismo tiempo ajusta los parámetros de funcionamiento para la válvulade control de presión del riel.

7. Actividad 1 Utilizando un Osciloscopio obtenga la señal del sensor de presión del Riel, ycompárela con la presión indicada en el scanner.

7.1 REQUERIMIENTOS PARA EL DESARROLLO DE LA ACTIVIDAD.

a. Equipos requeridos

Motores vivos o automóviles que posean inyección Diesel Common Rail.

b. Número de alumnos sugerido por equipo

Se recomienda realizar la actividad con 2 alumnos

c. Instrumentos requeridos

Osciloscopio digital de 2 canales y scannerPinzas de medición para contactar pines por la parte posterior del enchufe.

d. Herramientas requeridas

Manual de servicio del motor

e. Descripción y procedimiento

1. Solicite al pañolero el manual correspondiente al motor o automóvil que está utilizando.2. Utilizando el osciloscopio medir la forma de onda del sensor de riel en ralentí ycondición de aceleración completa. Utilizando el escáner, observar los datos actuales delsensor de riel y realizar una tabla acompañado de un grafico con los datos obtenidos.

3. Con la ayuda del esquema eléctrico o del Multimetro, identifique los pines en dondetomar las señales.

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4. Dibuje la forma de onda para las señales o fotografíelas

SENSOR DE RIEL

5. Utilizando el Osciloscopio de doble canal obtener las señales del CKP y CMP  

CKP CMP

 Al concluir las pruebas se debe observar una señal similar a esta:

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Circuito equivalente

Basado en el siguiente diagrama realizar un circuito equivalente externo al vehículo para el sensor

MAF, entendiendo el parámetro físico del cual depende su señal. Describa el procedimientodesarrollado paso a paso para llegar a obtener los resultados, finalmente postule su conclusión.

Elementos necesarios:  Fuente de poder

  Tester

  Cables de conexión 

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GUÍA DE AUTOEVALUACIÓN PARA EL ALUMNO

Conteste las siguientes preguntas Individualmente y Luego realice una evaluación a su compañero.

Según la medición de sincronismo a cuantos grados equivale cada diente de la rueda fónica delvehículo revisado.

 _________________________________________________________________________________  _______________________________________________________________________

¿Cuál es el funcionamiento y construcción del sensor de posición del cigüeñal? _________________________________________________________________________________  _______________________________________________________________________

¿Cuáles son los objetivos que debe cumplir un sistema de control electrónico del combustible diesel? _________________________________________________________________________________  ______________________________________________________________________

¿En el caso del sensor MAF que es lo que espera medir cuando se realice el circuito equivalente? _________________________________________________________________________________  _______________________________________________________________________

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Pauta de evaluación de la guía.Rut Nota

 Alumno

Fecha

 Asignatura SISTEMAS DE INYECCION DIESEL Sigla IDS3401 Sección

Nº Actividad 07M NombreSENSORES Y ACTUADORES DE UN SISTEMA DE INYECCIÓNCOMMON RAIL. 

Descripción

60% Habilidades

% Descripción

S/Herramientas 10%Selecciona la herramienta adecuada para el trabajo a realizar.Usa correctamente las herramientas

U/Herramientas 20% Usa correctamente la herramientas

P/ Desarme 15%Utiliza un procedimiento adecuado y cuidadoso al desarmarcomponentes

P/Armado 15%Utiliza procedimiento adecuado y cuidadoso al armarcomponentes.

40% Diagnostico e Información

Primer intento: 7 Segundo intento: 4Tercer

intento:1 Descripción

P/ Diagnostico 30%Realiza el diagnostico siguiendo un desarrollo desde lomas simple a lo mas complejo

U/ Información 10%Utiliza la información de la guía y manual del fabricante enel procedimiento de diagnostico y desarme

N1:

 Actitudes : Descuento (si se aplica) en cada item  - Máximo 30%

 - NoLogrado

Descripción

 - Logrado

Orden 0.5Mantiene su espacio de trabajo ordenado mientras realiza laexperiencia y se comporta en forma ordena mientras realizalas actividades

Limpieza 0.5Mantiene su espacio de trabajo limpio mientras realiza laexperiencia y se preocupa de que quede limpio al finalizar laactividad

Cuidado 1.0Realiza la experiencia cuidando no producir daños físicos a loscomponentes, compañeros y a sí mismo.

Seguridad 1.0Observa las normas y ocupa los implementos de seguridad altrabajar

 Autocontrol 0.5Se mantiene controlado a pesar de los intentos fallidos y antela presión del tiempo para realizar las actividades

Descuento

El alumno debe Repetir la experiencia Pasar a la experiencia siguiente

Firma Alumno