FORMACIÓN INYECCIÓN HPI

Autor: Francisco Barbadillo Divassón

 

 

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).

 

 

 

TEMARIO DEL CURSO

 

SISTEMAS DE INYECCIÓN DIRECTA DE GASOLINA HPI

 

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

 

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

 

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


 

-        

 

 

 

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.


 

 

 

 

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

 

 

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.

 



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.

 

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.

 

 

SISTEMA ELÉCTRICO ENCENDIDO


 

 

 

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.

 

DISTRIBUCIÓN COMBUSTIBLE Y REGULACIÓN

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.

 

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.

 

 



REGULADOR DE PRESIÓN

 

 

A)

Fases del mandato de subida en presión

B)

Fases del mandato de bajada de presión

f)

Hacia tubería alimentación carburante (baja presión)

g)

Alta presión carburante

h)

Hacia tubería alimentación carburante (baja presión

j)

Entrada alta presión carburante

13)

Regulador alta presión carburante

14)

Rampa de inyección común alta presión carburante

15)

Bobina eléctrica

16)

Bola

17)

Filtro (no desmontable)

18)

Núcleo magnético

 

 

 

 

INYECTORES

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.

 


            ELEMENTOS DEL INYECTOR

 

1)

Entrada con tamiz fino

2)

Conexión eléctrica

3)

Muelle

4)

Bobina

5)

Cuerpo

6)

Aguja del inyector con armadura de electroimán

7)

Asiento de válvula

8)

Orificio de salida de la válvula

 


a)

Junta de combustión de teflón

b)

Junta de cabeza y arandela

c)

clip de mantenimiento

 

 

Mando de los inyectores de gasolina

 


 

DIAGRAMA DE CORRIENTE

 

 

 

Y

Amperios

X

Duración

C

Corriente de llamada

D

Corriente de mantenimiento

E

Corriente de precarga

F

Fase de precarga

G

Fase de llamada

H

Fase de mantenimiento

J

Fin de mandato

K

Tiempo apertura del inyector

 

 

 

 

FASE DE PRECARGA

FASE DE LLAMADA

FASE DE MANTENIMIENTO

 

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.

 

 

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.

 

 

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.

 

 

INICIALIZACIÓN DEL CALCULADOR

 

 

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),

 

 

 

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 .

 

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Autor: Francisco Barbadillo Divassón