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FORMACIÓN INYECCIÓN HPI
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Autor: Francisco
Barbadillo Divassón
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Los sistemas de
inyección directa se caracterizan por inyectar a alta presión la gasolina
directamente en la cámara de combustión. Como en el motor Diesel, la mezcla
de aire y combustible se produce dentro de la cámara de combustión
(formación interna de la mezcla).
El sistema de inyección
directa permite tener en cuenta las exigencias de los años 2.000 relativas
a los elementos siguientes:
-
ahorro de carburante,
-
depolución
(sistema de diagnóstico embarcado),
-
suavidad de conducción,
-
fiabilidad mecánica.
Este sistema de
inyección aporta las mejoras siguientes:
-
una disminución del consumo de carburante (-10%
respecto a los motores EW y –19% respecto a los motores XU10, en PSA),
-
una potencia máxima acrecentada, un par motor
superior.
Los nuevos modos de
funcionamiento motor permiten importantes ahorros en consumo de carburante
en circulación urbana.
El motor está
equipado de un sistema antipolución permitiendo almacenar y eliminar los
óxidos de nitrógeno (DeNOx) (novedad).
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SISTEMAS
DE INYECCIÓN DIRECTA DE GASOLINA HPI
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Introducción
Generación alta presión
Formación de la mezcla
Tratamiento posterior de los gases de escape
Raíl
Bombas de alta presión
Procedimientos de combustión
Formación de la mezcla
Requisitos
Factores de influencia
Modos de funcionamiento
Principio
de la inyección directa HPi
Consignas de seguridad
Alimentación de carburante
Depósito de carburante
Alimentación bomba de cebado
Bomba de cebado (baja presión)
Regulador presión carburante
Amortiguador de pulsaciones
Bomba alta presión carburante
Rampa inyección alta presión carburante
Regulador alta presión de carburante
Inyectores de gasolina
Alimentación
de aire
Captador de presión de admisión
Caja mariposa motorizada
Captador de presión de frenado
Encendido
Bloque de bobinas compacto
Bujías de encendido
Calculador de inyección
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Principio de
funcionamiento del sistema de inyección
Bomba alta presión carburante
Rampa de inyección alta presión
Regulador alta presión carburante
Particularidades eléctricas
Captador alta presión carburante
Relé doble inyección (BSM)
Captador del pedal del acelerador
Captador de régimen motor
Captador de posición del árbol de levas
Sonda de temperatura del agua motor
Sonda de temperatura del aire
Contactor de freno
Captador de picado
Sonda de oxígeno entrada precatalizador
Resistencia de calibración
Manocontacto de
dirección asistida
Calculador de inyección
Inyectores de gasolina
Medios de depolución
Reciclaje de los gases de escape
Reciclaje de los vapores de gasolina
Gestión del calculador
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Gestión del
modo de funcionamiento motor
Caja mariposa motorizada
Cálculo cantidad de carburante a inyectar
Arranque motor
Regulación de riqueza
Función : encendido
Regulación del reciclaje de los gases de escape
Reciclaje de los vapores de gasolina
Ttratamiento de los
óxidos de nitrógeno
Seguridades
de funcionamiento motor
Autoadaptabilidad
Función
autodiagnóstico EOBD
Detección de los fallos de combustión
Función antiarranque
Visualización de defectos
Modos de
funcionamiento degradados
Mantenimiento
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GENERACIÓN DE ALTA
PRESIÓN
La electrobomba de
combustible impele la gasolina con la presión de prealimentación (3...5
bares) hacia la bomba de alta presión. Esta genera la presión del sistema en
función del punto de servicio. El combustible que se encuentra bajo alta
presión llega al raíl y se acumula allí.
La presión del
combustible se mide con el sensor de alta presión y es ajustado mediante la
válvula de control de la presión a valores entre 50 y 120 bares.
Las válvulas de
inyección de alta presión están dispuestas en el raíl. Son activadas por la
unidad de control del motor e inyectan el combustible en la cámara de
combustión del cilindro.
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Componentes circuito combustible
1 Bomba de alta presión
2 Empalme de baja presión
3 Tubería de alta presión
4 Common Raíl
5 Inyectores
6 Sensor de alta presión
7 Bujía
8 Válvula de control de la presión
9 Cilindro
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BOMBAS DE INYECIÓN DE COMBUSTIBLE
La bomba de alta
presión tiene la función de comprimir el combustible suministrado por la
electrobomba con una presión de prealimentación de 5 bares, poniéndolo a
disposición en cantidad suficiente a la presión de 50 a 120 bares necesaria
para la inyección a alta presión.
Al arrancar el motor,
el combustible se inyecta primeramente con la presión de prealimentación. A
medida que aumenta la velocidad de giro del motor, se incrementa la alta
presión. A la vez, una pulsación lo menor posible de la corriente de
alimentación ocasiona una reducida pulsación en el raíl.
La bomba de alta
presión ha de ser refrigerada y lubricada con combustible, para que el
combustible suministrado no se mezcle con agente lubricante.
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Bomba de un cilindro HDP2
La bomba de un
cilindro HDP2 es una bomba de émbolo radial accionada por leva.
La cámara de la bomba
y la entrada del combustible comunican a través de una válvula de control
del caudal activable. Al abrirse la válvula de control del caudal antes de
concluir la carrera de alimentación, decae totalmente la presión en la
cámara de la bomba y el combustible refluye a la entrada. De ese modo este
componente realiza la función de la válvula de control de la presión en
sistemas con bomba de tres cilindros HDP1.
Para el ajuste del
caudal de alimentación, se cierra la válvula de control del caudal desde el
punto muerto inferior del émbolo de la bomba hasta una carrera determinada.
Una vez alcanzada la presión de raíl deseada, la válvula de control del
caudal se abre e impide así que siga subiendo la presión en el raíl.
El caudal máximo de alimentación
(l/h) depende del número de revoluciones, de la cantidad de levas y de la
carrera de la leva.
Una válvula de
retención entre la cámara de la bomba y el raíl impide que decaiga la
presión del raíl al abrirse la válvula de control del caudal.
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Bomba de tres cilindros HDP1
Hay a disposición
diferentes bombas de alta presión. Impelido por el árbol de levas del
motor, el eje de accionamiento (13) gira con la excéntrica (1), que origina
el movimiento ascendente y descendente del émbolo (4) en el cilindro de la
bomba (3). Durante el movimiento descendente del émbolo fluye combustible
con la presión previa de 3 a 5 bares de la tubería de combustible por el
émbolo hueco de bomba, a través de la válvula de admisión (7), al cilindro
de la bomba. Durante el movimiento ascendente del émbolo se comprime este
volumen de líquido. Al alcanzarse la presión de raíl, se abre la válvula de
escape (6) y el combustible es impelido hacia el empalme de alta presión
(8).
El caudal de
alimentación máximo de la bomba de alta presión es algo mayor que el
volumen de combustible requerido, a fin de poder poner a disposición un
caudal suficiente y mantener reducido el calentamiento del combustible en
el raíl. La válvula de control de la presión afloja el combustible suministrado
en exceso y lo dirige a la tubería de retorno.
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SISTEMA ELÉCTRICO ENCENDIDO
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BLOQUE DE BOBINAS COMPACTO
Las bobinas se encuentran en un bloque compacto alojado y fijado en
la culata.
Encendido monostático (una bobina por
cilindro).
CALCULADOR DE INYECCION
Las etapas de potencia y de mandato de las bobinas están integradas
en el calculador (no existe módulo de encendido exterior).
La sincronización del encendido es realizada por el captador de
posición de árbol de levas.
El motor Hpi utiliza varios modos de
funcionamiento:
-
funcionamiento con mezcla aire/gasolina muy
pobre y estratificada (novedad)
-
funcionamiento con mezcla aire/gasolina
homogénea.
La corriente primaria de las bobinas de encendido es modulada por el
calculador de inyección en función de los elementos siguientes:
-
la tensión de la batería,
-
el estado general de funcionamiento del motor.
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DISTRIBUCIÓN COMBUSTIBLE Y REGULACIÓN
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Para distribuir el combustible a los diferentes cilindros se utiliza
una rampa común y para el control y medida de la presión se incorpora dos
elementos electrónicos controlados por la centralita de inyección como son;
regulador de presión de combustible y captador de presión.
Se describe a continuación los elementos de la rampa así como
su colocación y también el desglose del regulador de presión.
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ELEMENTOS DE RAMPA
1) Rampa de
inyección con todos los
componentes.
2) Entrada de alta presión de la bomba de combustible.
3) Inyectores especiales para el sistema.
4) Captador
de alta presión que informa al calculador de la presión de combustible en la rampa.
5) Regulador
de presión de combustible controlado por el calculador de inyección.
6)
Tubo de descarga de presión de combustible al depósito.
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REGULADOR DE PRESIÓN
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A)
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Fases del mandato de subida
en presión
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B)
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Fases del mandato de bajada de presión
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f)
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Hacia tubería alimentación carburante (baja
presión)
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g)
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Alta presión carburante
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h)
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Hacia tubería alimentación carburante (baja
presión
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j)
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Entrada alta presión carburante
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13)
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Regulador alta presión carburante
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14)
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Rampa de inyección común alta presión
carburante
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15)
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Bobina eléctrica
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16)
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Bola
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17)
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Filtro (no desmontable)
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18)
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Núcleo magnético
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INYECTORES
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Los inyectores
gasolina son similares a los inyectores utilizados en las inyecciones
indirectas pero reforzadas para la alta presión carburante.
Los inyectores permiten
dosificar la cantidad de carburante.
Funcionamiento de
los inyectores a cada impulso eléctrico:
-
la aguja de inyector es levantada de su
asiento,
-
el carburante bajo presión es pulverizado a la
entrada del asiento de válvula.
Los inyectores son activados
separadamente en el orden de inyección (1-3-4-2).
Según el modo de
funcionamiento del motor:
-
la inyección del carburante se efectúa justo
antes del encendido y durante la fase de compresión :
funcionamiento con mezcla aire/gasolina muy pobre y estratificada.
-
la inyección del carburante se efectúa durante
la carrera de admisión con el fin de obtener una mezcla homogénea
aire/gasolina: funcionamiento con mezcla aire/gasolina homogénea.
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ELEMENTOS DEL INYECTOR
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1)
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Entrada con tamiz fino
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2)
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Conexión eléctrica
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3)
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Muelle
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4)
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Bobina
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5)
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Cuerpo
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6)
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Aguja del inyector con armadura de
electroimán
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7)
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Asiento de válvula
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8)
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Orificio de salida de la válvula
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a)
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Junta de combustión de teflón
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b)
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Junta de cabeza y arandela
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c)
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clip de mantenimiento
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Mando de los inyectores
de gasolina
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DIAGRAMA DE CORRIENTE
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Y
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Amperios
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X
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Duración
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C
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Corriente de llamada
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D
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Corriente de mantenimiento
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E
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Corriente de precarga
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F
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Fase de precarga
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G
|
Fase de llamada
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H
|
Fase de mantenimiento
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J
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Fin de mandato
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K
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Tiempo apertura del
inyector
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FASE DE PRECARGA
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FASE DE LLAMADA
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FASE DE MANTENIMIENTO
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La fase de precarga
prepara al inyector gasolina para su apertura.
La fase de precarga
permite mejorar y provocar una subida rápida de la aguja de la
electroválvula.
El inyector gasolina
es alimentado de la manera siguiente:
-
una tensión de 12 voltios,
-
una corriente de 1 A.
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La fase de llamada
tiene como objetivo provocar una subida rápida de la aguja de la
electroválvula.
El inyector gasolina
es alimentado de la manera siguiente:
-
una tensión de 77 voltios,
-
una corriente de 11,5 A.
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La fase de
mantenimiento permite continuar alimentando a la electroválvula limitando
la potencia eléctrica absorbida.
El inyector gasolina
es alimentado de la manera siguiente:
-
una tensión de 12 voltios,
-
una corriente de 2,4 A.
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INICIALIZACIÓN DEL
CALCULADOR
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Si el calculador ha sido cambiado o sustituido alguno de los
elementos del circuito de inyección, es necesario reiniciar el calculador.
Para iniciar el calculador deberá seguir el siguiente procedimiento.
-
poner el contacto,
-
esperar 20 segundos,
-
arrancar el motor,
-
calentar el motor al régimen del ralentí hasta
la puesta en marcha del motoventilador (*),
-
poner en marcha el vehículo en débil carga,
-
seleccionar todas las velocidades,
-
dejar de pisar varias veces el pedal del
acelerador (de 3.500 r.p.m. a 1.500 r.p.m.),
-
cortar el contacto,
-
esperar 1 minuto antes de arrancar de nuevo (7
minutos en caso de post-ventilación),
-
el proceso de reinicialización ha terminado.
(*) Climatización fuera de servicio.
Empezar de nuevo el proceso de inicialización motor frío, en caso de
cambio de los elementos siguientes:
-
sonda de oxígeno proporcional (a la entrada del
precatalizador),
-
son de temperatura de los gases de escape (a la
entrada del precatalizador),
-
sonda de temperatura de los gases de escape (a
la salida del precatalizador),
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Bibliografía
En la confección de este documento se han
utilizado imágenes diversas de publicaciones técnicas de fabricantes de
automóviles. Estas publicaciones están extraídas de los manuales o
documentación de los fabricantes que suelen entregar en sus cursos de
formación técnica. (Peugeot, Citroën….).
Esto es un resumen de las materias que se
imparten en el curso de formación de Inyección HPI. Para consultas sobre este
curso pueden dirigirse a la siguiente dirección www.tecnomovil.com o enviar mail a tecnomovil@tecnomovil.com .
(c) Copyright TECNOMOVIL.
2011. Todos los derechos reservados
Autor: Francisco Barbadillo Divassón
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