INTRODUCCIÓN A LA TECNOLOGÍA DEL AUTOMÓVIL – Módulo 6

En esta lección se van a explicar:

    • Inyección y anticontaminación del motor de gasolina:
      • Componentes y funcionamiento de la inyección y encendido electrónicos
      • Sistemas anticontaminación
      • Informaciones en el cuadro de instrumentos
      • Mantenimiento; filtros de aire, de gasolina y bujías de encendido
    • Inyección y anticontaminación del motor diésel:
      • Elementos y actuación de la inyección “common rail”
      • Sistemas anticontaminación
      • Informaciones en el cuadro de instrumentos
      • Mantenimiento; filtros de aire y de gasóleo

Inyección y anticontaminación del motor de gasolina

Componentes y funcionamiento de la inyección y encendido electrónicos

El motor de la imagen tiene 4 cilindros en línea y se ven los colectores de admisión y escape, este último tiene un silenciador:

    • Filtro de aire a la entrada del colector de admisión
    • A continuación la mariposa de gases del acelerador
    • Inyectores situados en cada uno de los cuatro colectores de admisión
    • Llegada de gasolina a los inyectores
    • Calculador electrónico, que controla
      • Las secuencias de actuación de los inyectores
      • La mariposa de gases según la actuación del conductor sobre el pedal del acelerador, es un acelerador electrónico
      • Bujías de encendido para iniciar las explosiones con el salto de chispa, están también controladas por el calculador electrónico
    • Se pone el motor en funcionamiento y se resalta el control electrónico de las secuencias de inyección, del encendido (bujías) y el acelerador

Sistemas anticontaminación del motor de gasolina – Informaciones en el cuadro de instrumentos

Sistemas anticontaminación

Antes de presentar los sistemas anticontaminación se identifican los tres gases contaminantes del motor de gasolina:

    • Monóxido de carbono CO
    • Hidrocarburos no quemados HC
    • Óxidos de nitrógeno NOx
    • Para neutralizar estos tres gases contaminantes se coloca a la salida del colector de escape el catalizador de tres funciones:
      • Tiene en su entrada una sonda lambda SE que mide la contaminación de los gases que recibe desde el motor
      • A la salida del catalizador hay otra sonda lambda SS que mide la contaminación de los gases después del catalizador
      • La sonda lambda de entrada SE informa al calculador electrónico para lograr las explosiones menos contaminantes que sea posible, pues el catalizador ha de neutralizar el exceso de gases contaminantes y lo hace mediante reacciones químicas con los metales preciosos que tiene en su interior, muy costosos, de esta forma se prolonga su duración

Informaciones en el cuadro de instrumentos

Un testigo informa al conductor del estado del control electrónico de inyección, encendido y anticontaminación. Ha de estar apagado, si se enciende con el motor en marcha indica alguna anomalía en el control electrónico o detección de contaminación en la  sonda lambda de salida SS tras el catalizador.

El CO2 no es un gas contaminante directo, lo contienen las bebidas carbónicas, pero potencia el calentamiento global del planeta.

Mantenimiento; filtros de aire, de gasolina y bujías de encendido

Se ven en este motor el filtro de aire y las bujías de encendido, a continuación se presenta el filtro de gasolina:

    • Depósito de gasolina
    • Alimentación de combustible a los inyectores… pasando por el filtro de gasolina, con las funciones de evitar que pasen impurezas y suciedad al sistema de inyección
    • Mantenimiento del filtro de aire; se ha de sustituir periódicamente para evitar que entre aire sucio al motor o que se reduzca su caudal, afectando a las prestaciones, consumo y contaminación
    • Mantenimiento del filtro de gasolina; se prevé su cambio para asegurar que la gasolina llega limpia al sistema de inyección. Si está el filtro sucio llegarán impurezas a la inyección y se reduce su caudal, lo que puede provocar daños además de aumentar el consumo y contaminación
    • Mantenimiento de las bujías de encendido; con el uso las bujías van perdiendo capacidad de generar chispas potentes dificultando el inicio de las explosiones, lo que repercute en las prestaciones, consumos y contaminación

Automóvil con motor de inyección, encendido electrónico y catalizador

Este automóvil tiene motor delantero longitudinal de cuatro cilindros en línea y propulsión (tracción trasera), se identifican los elementos de izquierda a derecha y arriba a abajo:

    • Filtro de aire
    • Colector de escape
    • Bujías de encendido
    • Catalizador y las sondas lambda de entrada E y salida S
    • Silenciadores
    • Depósito de gasolina
    • Bomba de gasolina
    • Entrada de informaciones al calculador electrónico de inyección y encendido
    • Filtro de gasolina
    • Calculador electrónico
    • Colector de admisión
    • Acelerador electrónico
    • Inyectores
    • Mariposa de gases (acelerador)

Se pone en funcionamiento el motor:

    • Se ven las secuencias de inyección, los saltos de chispa en las bujías y la actuación del acelerador electrónico
    • Los tres gases contaminantes, CO, HC y NOx son neutralizados en el catalizador
    • La sonda lambda de entrada E informa al calculador de la calidad de los gases de escape que entran al catalizador para que el motor genere la menor emisión de contaminantes que sea posible
    • Si se produce contaminación después del catalizador lo detecta la sonda lambda de salida S, que informa al calculador encendiéndose el testigo de control. En caso de anomalía en el control electrónico el calculador también enciende el testigo

Resumen

    • Funcionamiento del sistema de inyección y encendido electrónicos del motor de gasolina
    • Los gases contaminantes del motor de gasolina y las soluciones anticontaminación; catalizador y sondas lambda
    • Informaciones en el cuadro que indican el estado del control electrónico de inyección, encendido y anticontaminación
    • Sustitución periódica de los filtros de aire, de gasolina y bujías de encendido como mantenimientos previstos

Inyección diésel “common rail” y sistemas anticontaminación

Elementos y actuación de la inyección diésel “common rail”

Sobre un motor de cuatro cilindros en línea:

    • Colector de admisión con el filtro de aire
    • Colector de escape con el silenciador
    • Inyectores diésel dentro de los cilindros sobre los pistones; inyección directa
    • Bomba de presión de inyección… accionada desde el motor
    • La presión de gasóleo llega desde la bomba a un depósito común que alimenta a los inyectores, es el “common rail”
    • El gasóleo llega a la bomba desde el depósito
    • Control electrónico de inyección diésel
    • Acelerador electrónico, el calculador amortigua los movimientos del pedal para reducir las variaciones de caudal de gasóleo y la contaminación
    • Con el motor en marcha se resalta el accionamiento electrónico independiente de cada inyector, logrando un excelente control de la calidad de las combustiones con menos ruido, vibraciones, consumo y contaminación

Sistemas anticontaminación del motor diésel – Informaciones en el cuadro de instrumentos

Sistemas anticontaminación del motor diésel

Es un motor de cuatro cilindros en línea con arrastre de la bomba de presión de inyección diésel conjuntamente a la distribución (árbol de levas) y llegada del gasóleo desde el depósito a la bomba.

Se ve la admisión con el filtro de aire y el escape con el silenciador.

La inyección es “common rail” con control electrónico independiente para cada inyector:

    • Llegada de gasóleo a la bomba de presión de inyección diésel, que mantiene lleno de gasóleo y a presión el conducto común “common rail”
    • Funcionamiento del motor
    • Estos son los contaminantes del motor diésel:
      • CO monóxido de carbono, menos que el motor de gasolina
      • HC hidrocarburos no quemados, menos que el motor de gasolina
      • NOx óxidos de nitrógeno; el diésel produce bastantes más que el motor de gasolina
      • MPC micropartículas de hollín, el motor de gasolina no las genera (puede producirlos con inyección directa de gasolina)
    • Así se neutralizan estos contaminantes del motor diésel:
      • CO y HC monóxido de carbono e hidrocarburos no quemados; con un catalizador de dos vías
      • NOx óxidos de nitrógeno; con la recirculación parcial de gases de escape hacia la admisión mediante la EGR
      • MPC micropartículas de hollín; con el filtro antipartículas FAP. Las va acumulando para regenerarse en marcha cuando está saturado, preferentemente en circulación por carretera con el motor caliente
      • +NOx monóxido de carbono; con las directivas anticontaminación más exigentes a partir de cierta cilindrada del motor diésel, puede ser necesario reducir más la emisión de NOx complementando la EGR con un nuevo catalizador de reducción selectiva SCR, que neutraliza el exceso de NOx con un aditivo específico AdBlue que se ha de reponer

Informaciones en el cuadro de instrumentos

Estas son las más habituales en función del tipo de motor diésel:

    • Fallo electrónico
    • Filtro antipartículas FAP saturado
    • Nivel bajo del aditivo AdBlue para el catalizador SCR
    • Si se enciende el testigo de fallo electrónico es preciso un control en el taller
    • Cuando se enciende el testigo del FAP se ha circular por carretera para su regeneración, si no se apaga hay que hacer un control en taller
    • El testigo del aditivo AdBlue encendido indica que se ha de repostar, en estación de servicio o taller según la marca y modelo

Mantenimiento; filtro de aire y de gasóleo. ¿Bujías de precalentamiento?

Con este motor con el filtro de aire y los sistemas anticontaminación explicados se indican los mantenimientos:

    • Depósito de gasóleo
    • Alimentación de gasóleo a la bomba de presión de inyección del sistema “common rail”
    • En el circuito de alimentación se intercala el filtro de gasóleo, que tiene en su parte inferior, o en el soporte del filtro, una cámara para acumular el agua que pueda contener el gasóleo y que cuenta con un sistema de vaciado de este agua
    • Mantenimiento del filtro de aire; con el uso se va ensuciando dificultando el paso del aire y podrían pasar impurezas al motor, lo que implicaría más consumo y contaminación
    • Mantenimiento del filtro de gasóleo; con el uso se va saturando afectando al caudal de paso y pueden atravesarlo impurezas. El filtrado del gasóleo con inyección “common rail” ha de ser excelente para evitar daños al sistema de inyección. Además el decantador de agua bajo el filtro o en su soporte se ha de vaciar periódicamente, se suele contar con un testigo que informa en el cuadro de la necesidad de decantar el agua. Si el filtro está sucio o tiene demasiada agua implica daños a la bomba e inyectores, más consumo y contaminación. Se suele hacer la decantación de agua del filtro de gasóleo en las operaciones de mantenimiento que no incluyan el cambio de este filtro
    • Bujías de precalentamiento; no están incluidas en los mantenimientos, pero se han de revisar para evitar fallos durante el arranque en frío y calentamiento del motor. Al poner el contacto, las bujías de precalentamiento se ponen incandescentes en el entorno de la salida de inyección, el testigo de control en el cuadro se apaga cuando se llega a este momento para arrancar el motor. Si falla alguna bujía de precalentamiento, el motor arranca mal y vibra hasta que toma temperatura, generando más consumo y contaminación. Se han de sustituir las bujías de precalentamiento en conjunto

Automóvil con motor diésel “common rail” y sistemas anticontaminación

El motor es delantero transversal de cinco cilindros en línea y la tracción es a las cuatro ruedas, 4×4. Se identifican los elementos que van a intervenir de izquierda a derecha y arriba abajo:

    • Filtro de gasóleo
    • Inyectores “common rail”
    • EGR (recirculación de gases de escape)
    • Colector de escape
    • Calculador electrónico
    • Entradas de información al calculador
    • Depósito de gasóleo
    • Silenciador
    • Catalizador SCR con aditivo AdBlue
    • Filtro antipartículas FAP
    • Catalizador de dos vías
    • Bujías de precalentamiento
    • Colector de admisión
    • Filtro de aire

El motor se pone en marcha y se ve la actuación de los inyectores, del acelerador electrónico y la limpieza de los gases de escape de esta forma:

    • Los CO y HC se neutralizan en el catalizador de dos vías
    • La EGR (recirculación de gases de escape) reduce la generación de NOx
    • Las micropartículas se almacenan en el FAP y se eliminan periódicamente
    • Si el motor genera exceso de NOx equipa catalizador SCR con aditivo AdBlue que los elimina

Resumen

    • Los componentes y funcionamiento de la inyección diésel “common rail”
    • Elementos y actuación de los sistemas anticontaminación del motor diésel
    • Los testigos de información en el cuadro de instrumentos, de control de la inyección y del estado de los sistemas anticontaminación
    • Mantenimientos; filtro de aire, filtro de gasóleo y decantación de agua y control de las bujías de precalentamiento

 

Repaso de este módulo

 

Elementos de inyección y encendido del motor de gasolina:

    • 1. Mariposa de gases; regula el caudal del aire de admisión
    • 2. Bujías de encendido; con el salto de chispa se inicia la explosión de la mezcla aire – gasolina
    • 3. Colector de admisión; dirige la entrada de aire desde el exterior, pasando por el filtro de aire, a las válvulas de admisión
    • 4. Cilindros; por su interior se desplaza el pistón y se producen los cuatro tiempos del motor
    • 5. Inyección directa; se aporta la gasolina en el colector de admisión, entra mezcla de aire y gasolina a los cilindros en admisión
    • 6. Inyección indirecta; la gasolina se aporta en el interior del cilindro, en admisión entra solamente aire por el colector
    • 7. Válvulas de admisión; abren la comunicación entre el colector de admisión y cada cilindro

 

Elementos de inyección del motor diésel:

    • 1. Colector de admisión; conduce el aire exterior que ha pasado por el filtro a los cilindros
    • 2. “Common rail”; es un depósito común de gasóleo a presión para todos los inyectores
    • 3. Inyectores; inyectan gasóleo a elevada presión sobre el aire muy caliente dentro del cilindro al final de la compresión
    • 4. Bomba de presión de inyección; aumenta la presión del gasóleo y lo envía al conducto o almacén común de presión, “common rail”, del que se alimentan los inyectores
    • 5. Calculador de inyección; controla independientemente cada inyector y los demás componentes electrónicos relacionado. Enciende un testigo en el cuadro si detecta alguna anomalía
    • 6. Acelerador electrónico; el conductor actúa sobre el pedal del acelerador y el calculador amortigua las variaciones bruscas de caudal de inyección para reducir la contaminación
    • 7. Bujías de precalentamiento; facilitan la puesta en marcha del motor diésel en frío, reduciendo la contaminación en esta fase. Un testigo en el cuadro se enciende al poner el contacto y se apaga para poner en marcha el motor
    • 8. Entrada de gasóleo a la bomba; llega desde el depósito a través del filtro de gasóleo

 

Elementos anticontaminación del motor de gasolina:

    • 1. Catalizador de tres vías; neutraliza los tres principales contaminantes del motor de gasolina, monóxido de carbono CO, hidrocarburos no quemados HC y óxidos de nitrógeno NOx
    • 2. Sonda lambda de entrada;  informa al calculador electrónico de los gases contaminantes para hacer correcciones de inyección y encendido
    • 3. Sonda lambda de salida; detecta si salen gases contaminantes después del catalizador, informando al calculador
    • 4. Calculador electrónico; gestiona las secuencias de inyección, encendido y controla la contaminación
    • 5. Control electrónico de  la mariposa; con las informaciones del acelerador adapta los movimiento de la mariposa mediante un motor eléctrico
    • 6. Acelerador electrónico; el conductor actúa sobre el pedal del acelerador y el calculador amortigua las variaciones bruscas de caudal de inyección y secuencias de encendido para reducir la contaminación
    • 7. Testigo de inyección y anticontaminación; controlado por el calculador informa al conductor de cualquier incidente relacionado con inyección, encendido y contaminación
    • 8. Inyección indirecta; los inyectores aportan la gasolina en el colector de admisión

 

Elementos anticontaminación del motor diésel:

    • 1. Catalizador de dos vías; neutraliza el monóxido de carbono CO y los hidrocarburos no quemados NOx
    • 2. Filtro antipartículas FAP;  acumula las micropartículas para quemarlas según indicaciones del calculador electrónico de inyección, que está informado por los sensores de entrada y salida. Un testigo controla el estado del FAP
    • 3. Catalizador SCR; neutraliza el exceso de óxidos de nitrógeno NOx que salen del motor, mediante la información de la sonda de entrada y la inyección de aditivo en el interior de este catalizador. Un testigo informa de que el aditivo(AdBlue) está en reserva
    • 4. Silenciador; reduce el sonido del motor
    • 5. Recirculación de gases de escape EGR; introduce en admisión parte de los gases de escape para reducir la generación de óxidos de nitrógeno NOx en la combustión
    • 6. Colector de admisión; conduce el aire filtrado al motor
    • 7. Colector de escape; dirige los gases quemados al exterior, que continúan por la línea de escape pasando por diferentes elementos integrados
    • 8. Turbocompresor; con la energía de los gases de escape aumenta la presión y caudal del aire que entra al motor. Se explica en el siguiente módulo

 

Mantenimiento de los motores de gasolina y diésel:

    • 1. Filtro de aire del motor de gasolina; acumula la suciedad e impurezas que pueda contener el aire para que entre lo más limpio posible al motor
    • 2. Filtro de aire del motor diésel; hace la misma función que en el motor de gasolina. Es de mayor tamaño para la misma cilindrada que el del motor de gasolina, pues el diésel necesita más aire para la combustión
    • 3. Bujías de encendido; la chispa ha de ser potente para iniciar eficazmente la explosión de la mezcla aire – gasolina
    • 4. Filtro de gasolina; evita que paseen impurezas al circuito de inyección
    • 5. Filtro de gasóleo; acumula las impurezas que pueda contener el gasóleo con extrema eficacia para proteger a los elementos de inyección. Se evita que se congele el gasóleo con mucho frío en el interior del filtro formando cristales de parafina modificando el combustible en invierno
    • 6. Purgado de agua; si pasa agua al sistema de inyección se producen graves daños en sus componentes, se evita acumulando el agua en la parte baja del filtro de gasóleo que se ha de purgar el agua periódicamente, un testigo en el cuadro informa si hay exceso
    • 7. Bujías de precalentamiento; no se incluyen en el programa de mantenimiento, pero sí el control de la calidad de arranque en frío lo que detecta su correcto funcionamiento
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