Sistema de Control Electrónico Diesel1

7/24/2019 Sistema de Control Electrnico Diesel1

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Marmo Francisco Ral


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Las exigencias, cada vez mayores, de mejoraconsumo de combustible, emisiones de gases deescape y el comportamiento dinmico de losmotores Diesel actuales suponen una mayor

complejidad del hardware y el software de lagestin del motor.

on el sistema de control electrnico Diesel, sedispone de un sistema de gestin del motor !ue

responde a estas exigencias. "sto se consiguegracias a la capacidad de clculo superior de launidad de control del motor y un nuevo sistemapara el procesamiento de las se#ales.


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$%&ntroduccin. '%uadro sinptico del motor. (%)egulacin de la cantidad inyectada. *%)egulacin del comienzo de la alimentacin.

+%)ecirculacin de gases de escape. %)egulacin de la presin desobrealimentacin.

-%istema de precalentamiento. /%)egulacin de ralent0. 1%)egulacin de la estabilidad del ralent0. $2%3mortiguacin antisacudidas activa. $$%orte de r4gimen mximo. $'%5rogramador de velocidad $+%"s!uema de funciones del motor.


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"l sistema de gestin del motor estdise#ado para funcionar con una solaunidad de control o con dos unidades de

control. La opcin depende del n6mero decilindros del motor.7 "n el motor con * o cilindros, la unidad de

control del motor $ desempe#a todas lasfunciones.

7 "n el motor con mas cilindros, las funcionesbsicas las llevan a cabo la unidad decontrol $, para la bancada de cilindros $ yla unidad de control ' para la bancada decilindros '. on funciones bsicas, porejemplo, la excitacin de las vlvulas paralos inyectores8bomba y la recirculacin delos gases de escape. 9 motor en : ;.


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De las funciones !ue afectan a ambas bancadas de

cilindros, tales como el re


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La cantidad inyectada in


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De las solicitudes de entrega de par internas y externas resultaun par motor terico. 5ara alcanzar este par motor terico seprecisa una determinada cantidad de inyeccin. La cantidadde inyeccin la calcula la unidad de control del motor teniendoen cuenta, por ejemplo

7 la intencin del conductor,

7 el r4gimen del motor,7 la masa de aire aspirado,7 la temperatura del l0!uido refrigerante,7 la temperatura del combustible y7 la temperatura del aire aspirado.5ara proteger el motor de da#os mecnicos y evitar el humo

negro, se tiene !ue limitar la cantidad inyectada. La unidad de

control del motor calcula un valor l0mite para la cantidadmxima de combustible !ue se puede inyectar."l valor l0mitedepende de

7 el r4gimen del motor,7 la masa de aire y7 la presin atmosf4rica.


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La regulacin del comienzo de laalimentacin afecta a una gran cantidadde caracter0sticas del motor tales comola potencia del motor, el consumo decombustible, las emisiones de ruidos ytambi4n el comportamiento de lasemisiones de escape. La regulacin delcomienzo de la alimentacin tiene la

funcin de determinar el momentoadecuado para la alimentacin y lainyeccin del combustible.


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La unidad de control del motor calcula elcomienzo de la alimentacin. "l valorterico depende de

7 el r4gimen del motor7 la cantidad de inyeccin calculada de la

regulacin de la cantidad de inyeccin.Atros parmetros !ue in


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5ara calcular de forma ptima el comienzode la alimentacin se tiene !ue captartambi4n el momento real del comienzo

de la alimentacin. 5ara ello, la unidadde control del motor controla el rmacin sobre elcomienzo de la alimentacin real y conello tambi4n el comienzo de la inyeccin.


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"l comienzo de la inyeccin se inicia con la excitacin de lavlvula del inyector8bomba. e genera un campo magn4tico,la intensidad de la corriente aumenta y la vlvula cierra. 3lgolpear la vlvula en el asiento de vlvula se produce unanotable


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5ara poder detectar fallos de funcionamiento enla vlvula, la unidad de control del motoreval6a la posicin del B&5 en la curva decorriente. i la vlvula no presenta ning6n

fallo, el B&5 estar dentro del l0mite deregulacin, en caso contrario, la vlvula tienealg6n fallo.

onsecuencias en caso de ausencia de la se#ali se detectan fallos de funcionamiento en lavlvula, se gestiona el comienzo de laalimentacin mediante valores >jos del campode curvas caracter0sticas. De esta formaresulta imposible la regulacin y la potenciadisminuye.


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on la recirculacin de los gases deescape se devuelve una parte de losgases de escape al proceso decombustin. Debido a !ue los gases deescape contienen muy poco ox0geno, sebaja la temperatura mxima decombustin y se reducen las emisionesde xidos n0tricos 9=AC;.

La recirculacin de los gases de escapetiene lugar hasta un r4gimen de motorde (.222 r.p.m. o $( antes de laentrega total de potencia del motor.


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La cantidad de gases recirculados depende bsicamente del

r4gimen del motor, la cantidad inyectada, la masa de aireaspirado, la temperatura del aire aspirado y la presinatmosf4rica.

Regulacin lambda para la recirculacin de los gases deescape

"n el motor, la cantidad de gases de escape !ue se recirculan secorrige mediante una regulacin lambda. on ella se mide lacantidad residual de ox0geno en los gases de escape y se env0aeste dato a la unidad de control del motor. i la cantidad deox0geno di>ere del valor terico la unidad de control del motorexcita la vlvula para la recirculacin de gases de escape =$/ y

aumenta o reduce la cantidad de gases de escape !ue serecirculan. on la regulacin lambda se puede regular de formamuy precisa la cantidad de gases recirculados

7 i la cantidad de ox0geno es muy grande, se aumenta lacantidad de gases de escape recirculados.

7 i la cantidad de ox0geno es muy poca, se reduce la cantidad de

gases de escape recirculados.


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"l motor dispone en cada bancada de unradiador conmutable para la recirculacin delos gases de escape para cumplir con lanormativa sobre emisiones de gases. "ste

radiador se encarga de refrigerar los gasesde escape recirculados a partir de los +2E de temperatura del l0!uido refrigerante. "stotiene dos ventajasF

7 La temperatura de combustin se reduce y

7 se puede recircular una mayor cantidad degases de escape. De esta forma se generanmenos xidos n0tricos y se reduce laformacin de holl0n.


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Debido a !ue una refrigeracin permanente de los gases deescape recirculados prolonga la fase de calentamiento delmotor y aumenta las emisiones de hidrocarburos y monxidosde carbono, se utiliza un radiador conmutable para larecirculacin de los gases de escape. Los gases de escape se

conducen a trav4s del radiador o evadi4ndolo hasta la vlvulapara la recirculacin de gases de escapeSin refrigeracin de los gases de escapeon una temperatura del l0!uido refrigerante de hasta +2E la

chapaleta de gases de escape permanece cerrada y los gasesde escape pasan evadiendo el radiador..

Con refrigeracin de los gases de escape

3 partir de una temperatura del l0!uido refrigerante de +2E lavlvula de conmutacin abre la chapaleta de gases. 3hora losgases de escape recirculados


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Funcionamiento:La unidad de control del motor env0a una se#al a trav4s del bus de

datos 3= del rea de la traccin a los servomotores de losturbocompresores. La se#al est entre 2 y $22 G y se correspondecon el reglaje necesario de las directrices. "l servomotor regula la

posicin de las directrices del turbocompresor, y de las diferentesposiciones angulares resultan variaciones del r4gimen. La presinde sobrealimentacin aumenta o disminuye

La regulacin de la presin de sobrealimentacinse efect6a en funcin de la solicitud de entrega de par. 5ara regular la

presin de sobrealimentacin se utilizan las se#ales del transmisor

de presin de sobrealimentacin. on magnitudes de correccin lasse#ales del transmisor de temperatura del aire aspirado, deltransmisor de temperatura de l0!uido refrigerante y del transmisoraltim4trico. 5ara evitar el deterioro del turbocompresor la presinde sobrealimentacin se reduce de forma escalonada en funcin dela altitud con ayuda del transmisor altim4trico..


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PrecalentamientoDespu4s de conectar el encendido se conecta las buj0as a una

temperatura inferior a los H1E . "l testigo deprecalentamiento se ilumina .3l >nalizar el ciclo deprecalentamiento el testigo se apaga y se puede arrancar el

motor.

PostcalentamientoDespu4s de arrancar el motor se realiza el postcalentamiento.

De esta forma se reducen los ruidos de la combustin, se

mejora la calidad del ralent0 y se reducen las emisiones dehidrocarburos. La fase de postcalentamiento dura un mximode cuatro minutos y se interrumpe con reg0menes del motorsuperiores los '.+22 r.p.m. "l postcalentamiento se suprime,por ejemplo, si la tensin de la bater0a es demasiado baja.


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on la regulacin de ralent0 se regula un determinador4gimen terico sin manipulando el regulador. "ster4gimen se adapta al correspondiente estadooperativo actual del motor. 3s0, por ejemplo, se regulaen un motor fr0o un r4gimen de ralent0 superior !ue en

un motor caliente. Iambi4n se tienen en cuentasolicitudes de potencia, tales como7 la mayor potencia !ue absorbe el alternador con una

tensin de a bordo inferior, por la bomba para ladireccin asistida,

7 para la generacin de alta presin de la inyeccin

diesel,7 para superar la friccin interna del motor y7 por parte del convertidor de par en caso dediferentes

cargas.


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"l r4gimen terico se regula en funcin de uncampo de curvas caracter0sticas programado enla unidad de control del motor. "l campo decurvas caracter0sticas tiene en cuenta lasinformaciones

7 del transmisor de temperatura del l0!uidorefrigerante,

7 de la utilizacin del alternador y7 la utilizacin de la red de a bordo.La unidad de control del motor adapta la cantidad

inyectada hasta !ue el r4gimen real e!uivalga alr4gimen terico especi>cado. 5ara evitaremisiones innecesarias se mantiene el r4gimende ralent0 lo ms bajo posible. Iambi4n se tieneen cuenta el aspecto de laestabilidad del ralent0.


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Jediante la regulacin de la estabilidad del ralent0 se mejorala marcha del motor en el margen del r4gimen de ralent0.Los cilindros de un motor generan con la misma cantidadinyectada un par motor, en parte, diferente. Las posiblescausas para ello son , entre otras, las diferencias en

7 las tolerancias de los componentes,

7 la compresin de los cilindros,7 la friccin de los cilindros7 los componentes de inyeccin hidrulicos.Las consecuencias de estas diferencias en el parmotor son7 una marcha irregular del motor y7 un aumento en las emisiones de gases de escape.La funcin de la regulacin de la estabilidad del ralent0 es

detectar estas diferencias basndose en las


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La deteccin tiene lugar al ralent0 a trav4s de lase#al del transmisor de r4gimen del motor. i las

se#ales llegan al mismo ritmo, todos loscilindros entregan la misma potencia. i un

cilindro entrega menos potencia, el cigKe#alprecisa un tiempo mayor hasta la siguienteignicin. "n el caso de un cilindro !ue entregams potencia, en cambio, el cigKe#alprecisar0a menos tiempo hasta la siguienteignicin. i la unidad de control del motordetecta una discrepancia, al cilindro encuestin se le inyecta un cantidad mayor omenor hasta !ue el motor vuelva a funcionaruniformemente.


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on el sistema de la amortiguacin antisacudidas activa se reducen losmovimientos de sacudidas en el veh0culo producidos por las variaciones de lacarga !ue se producen al modi>car la aceleracin

Sin amortiguacin antisacudidas activa3l pisar a fondo el pedal acelerador se inyecta en muy poco tiempo una gran

cantidad de combustible 9curva azul;. "sta variacin repentina de la cargapuede producir como consecuencia de modi>caciones intensas de par delmotor oscilaciones de sacudidas 9curva roja; en el grupo motopropulsor delveh0culo. Los ocupantes del veh0culos perciben estas oscilaciones comodesagradables modi>caciones en la aceleracin

Con amortiguacin antisacudidas activa3l pisar a fondo el pedal acelerador la cantidad de inyeccin 9curva azul; no se

inyecta de una sola vez en la cantidad solicitada, sino !ue retiene a mediocamino. Las oscilaciones de sacudidas !ue se generan en el grupo

motopropulsor se detectan al analizar la se#al de r4gimen del motor. 3laumentar el r4gimen se reduce la cantidad inyectada, al disminuir seaumenta la cantidad inyectada. Los ocupantes del veh0culo perciben estasoscilaciones de sacudidas amortiguadas 9curva roja; de forma menosdesagradable


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on el corte del r4gimen mximo se protege el motor de losreg0menes demasiado elevados, evitando as0 da#os en elmotor. 5or ello, se especi>ca para el motor un r4gimenmximo admisible !ue no se puede sobrepasar demasiadotiempo.

Funcionamiento:3l comenzar la regulacin se reduce de forma continuada la

cantidad inyectada. i se alcanza el r4gimen mximo,permanece constante la cantidad inyectada hasta !ue

vuelvan a cambiar las condiciones de la marcha. "l corte serealiza lo ms suaveM posible para !ue no se produzca uncorte con sacudidas durante la aceleracin.


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Funcionamiento:La velocidad terica se regula mediante

una se#al llega a la unidad de control

del motor $ y se env0a a trav4s del busde datos 3= interno a la unidad decontrol del motor ' Las unidades decontrol del motor adaptan la cantidad

de inyeccin de tal forma !ue lavelocidad efectiva e!uivalga a lavelocidad terica regulada.


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