Ha sido adaptado a las necesidades de un motor de inyección directa de gasolina, en comparación con un sistema de inyección en el colector de admisión, el sistema influye de forma específica en el flujo del aire en el cilindro, según el modo operativo de funcionamiento del motor (modo estratificado, modo homogéneo, etc)
Los elementos básicos que forman el sistema de admisión de aire (figura inferior) son los siguientes:
- un medidor de la masa de aire por película caliente con el sensor de temperatura del aire aspirado (G42) para la determinación exacta de las condiciones de carga
- un sensor de presión en el colector de admisión para calcular la cantidad de gases de escape a recircular
- un circuito de mando para las chapaletas en el colector de admisión con objeto de conseguir un flujo específico del aire en el cilindro
- una electroválvula de recirculación de gases de escape con una gran sección de paso para conseguir altas cantidades de gases recirculados
- un sensor de presión para servofreno, destinado a regular la depresión de frenado.
- unidad de mando de la mariposa
- depósito de carbón activo
- unidad de control del motor
Acelerador electrónico
Constituye la condición previa esencial para la inyección directa de gasolina. Con su ayuda se puede regular la válvula de mariposa independientemente de la posición del acelerador y en los modos estratificado y homogéneo-pobre se la puede abrir a una mayor magnitud.
La ventaja se manifiesta en un funcionamiento del motor casi exento de pérdidas de estrangulamiento. Eso significa, que el motor tiene que aspirar el aire superando una menor resistencia, con lo cual se reduce el consumo de combustible.
Funcionamiento
Los deseos expresados por el conductor a través del acelerador se detectan por medio de los sensores de posición del acelerador y se transmiten a la unidad de control del motor. Con ayuda de esta señal y otras señales suplementarias calcula el par necesario y lo implementa a través de los actuadores.
- En el modo estratificado se determina el par del motor a través de la cantidad de combustible.
La válvula de mariposa se encuentra casi completamente abierta, excepto un estrangulamiento necesario para el depósito de carbón activo, la recirculación de gases de escape y eventualmente para la regulación de la depresión para el freno. - En los modos homogéneo-pobre y homogéneo el par del motor se determina a través del ángulo de encendido y la masa de aire aspirada.
La válvula de mariposa abre de acuerdo con el par motor necesario.
Colector de admisión variable mediante trampillas (chapaletas)
Se utiliza para gestionar el flujo del aire en el cilindro de conformidad con el modo operativo reinante.
Chapaleta en el colector de admisión accionada
En los modos estratificado y homogéneo-pobre y en partes del modo homogéneo se acciona la chapaleta en el colector de admisión y se cierra el conducto inferior en la culata.
Debido a ello el aire de admisión fluye únicamente a través del conducto superior hacia el cilindro. Este conducto está diseñado de modo que el aire de admisión ingrese describiendo una turbulencia cilíndrica. Adicionalmente aumenta la velocidad de flujo a través del estrecho conducto superior, intensificando la formación de la mezcla.
Esto tiene dos ventajas
- En el modo estratificado, el flujo cilíndrico del aire transporta el combustible hacia la bujía. En el trayecto hacia ésta se realiza la formación de la mezcla.
- En el modo homogéneo-pobre y en partes del modo homogéneo, el flujo de turbulencia cilíndrica del aire respalda la formación de la mezcla. De esta forma se consigue una alta capacidad de ignición de la mezcla y una combustión estable, así como un funcionamiento con mezcla pobre.
Esto supone dos ventajas:
Chapaleta en el colector de admisión no accionada
Al funcionar a cargas y regímenes superiores en el modo homogéneo no se acciona la chapaleta en el colector de admisión, con lo cual se encuentran abiertos ambos conductos. Debido a la mayor sección de paso del conducto de admisión, el motor puede aspirar la masa de aire necesaria para la entrega de un par más intenso y una alta potencia.
Sensor de posición para la chapaleta en el colector de admisión
Va unido al eje para las chapaletas en el colector de admisión, y detecta la posición de las mismas, transmitiendo esta información a la unidad de control del motor. Esto es necesario, porque la actuación de las chapaletas en el colector de admisión influye en el encendido, en el contenido de gases residuales y en las pulsaciones del aire en el colector de admisión. La posición de las chapaletas en el colector de admisión resulta relevante por ello para los gases de escape, en virtud de lo cual se la tiene que verificar a través de la autodiagnosis. Este sensor es un potenciómetro
Efectos en caso de avería del sensor
Si se ausenta la señal del sensor ya sólo se permite el modo homogéneo.
Electroválvula de control para chapaleta en el colector de admisión
Es excitada por la unidad de control del motor y abre el paso del depósito de vacío hacia la válvula neumática de accionamiento. A raíz de ello la válvula neumática se encarga de accionar las chapaletas en el colector de admisión.
Efectos en caso de avería de la electroválvula
Si se avería esta válvula ya sólo se permite el modo homogéneo.
Medidor de la masa de aire con sensor de temperatura del aire aspirado
Ambos sensores van alojados en una carcasa situada en el trayecto de admisión ante la unidad de mando de la mariposa.
Para obtener la señal más exacta posible sobre la carga del motor se emplea un medidor de la masa de aire por película caliente con detección de flujo inverso. Mide no sólo el aire aspirado, sino que también detecta la cantidad de aire que vuelve debido a la apertura y el cierre de las válvulas.
La temperatura del aire de admisión medida por el sensor se utiliza como valor de corrección.
Aplicaciones de la señal
Las señales se emplean para calcular todas las funciones supeditadas a la carga. Son éstas por ejemplo el tiempo de inyección, el momento de encendido y el sistema del depósito de carbón activo.
Estructura
El medidor de la masa de aire por película caliente consta de una carcasa de material plástico con un conducto de medición y un circuito eléctrico con un elemento sensor. El conducto de medición está diseñado de modo que una parte del aire aspirado y el aire de flujo inverso pasen ante el elemento sensor.
En el elemento sensor se genera con ello una señal que se procesa en el circuito eléctrico y se transmite a la unidad de control del motor.
Efectos en caso de avería:
Si se avería el medidor de la masa de aire se emplea la señal del sensor de presión en el colector de admisión como señal de carga del motor.
Sensor de presión en el colector de admisión
Va fijado al colector de admisión. Mide la presión en el colector de admisión y transmite una señal correspondiente a la unidad de control del motor.
Aplicaciones de la señal
Con esta señal y con las señales del medidor de la masa de aire y el sensor de temperatura del aire aspirado, la unidad de control del motor calcula la cantidad exacta de gases de escape a recircular.
Con el sensor de presión en el colector de admisión se detecta asimismo la carga durante el ciclo de arranque del motor, porque en esas condiciones son todavía demasiado inexactas las señales procedentes del medidor de la masa de aire, debido a las pulsaciones que presenta la admisión.
Funcionamiento
La medición de la presión en el colector de admisión se realiza con ayuda de una membrana de cristales de silicio. Sobre esta membrana hay resistencias extensométricas, cuya resistencia eléctrica varía ante cualquier deformación de la membrana. El vacío de referencia se utiliza para la comparación de presiones.
La membrana se deforma según la intensidad de la presión en el colector de admisión, con lo cual varía la resistencia y se produce una variación de la tensión en la señal eléctrica. Con estas señales eléctricas, la unidad de control del motor detecta la presión que está dada en el colector de admisión.
Sistema de recirculación de gases de escape (EGR)
En la retroalimentación de los gases de escape se conduce una parte de los gases de escape a la admisión del motor. Hasta un cierto grado, una parte de los gases residuales creciente puede repercutir positivamente sobre la transformación de energía, reduciendo con ello la emisión de contaminantes.
Así se determina la cantidad de gases de escape a recircular
Con ayuda del medidor de la masa de aire, la unidad de control del motor mide la masa del aire fresco aspirado y calcula de ahí la correspondiente presión en el colector de admisión. Si se alimentan gases de escape a través del sistema de recirculación aumenta la masa del aire fresco en una cantidad correspondiente a la de los gases recirculados y la presión en el colector de admisión aumenta.
El sensor de presión en el colector de admisión mide esta presión y transmite una señal de tensión correspondiente a la unidad de control del motor. Previo análisis de esta señal se determina la cantidad total (aire fresco + gases de escape). El sistema resta la masa de aire fresco de esta cantidad total y obtiene así la cantidad de gases de escape.
La ventaja reside en que se puede aumentar la cantidad de gases de escape a recircular y se la puede acercar aún más al límite operativo.
Efectos en caso de avería
Si se avería el sensor de presión en el colector de admisión, la unidad de control del motor calcula la cantidad de gases de escape y reduce la cantidad a recircular en comparación con lo previsto en la familia de curvas características.
Sensor de presión para amplificación de servofreno
Se encuentra en el conducto entre el colector de admisión y el amplificador de servofreno. Mide la presión en el conducto y en el amplificador de servofreno, respectivamente.
Aplicaciones de la señal
Con ayuda de la señal de tensión procedente del sensor de presión, la unidad de control del motor detecta si es suficiente la depresión para el funcionamiento del amplificador de servofreno.
Funcionamiento
El amplificador de servofreno requiere una depresión específica para alcanzar lo más rápidamente posible la fuerza de frenado máxima.
En los modos operativos de carga estratificada y carga homogénea-pobre, la válvula de mariposa se encuentra más abierta y en el colector de admisión está dada una baja depresión. La depresión acumulada en el servofreno deja de ser suficiente si ahora se acciona el freno varias veces. Para evitar este fenómeno se procede a cerrar un poco más la válvula de mariposa, para que aumente el vacío
generado. Si la depresión sigue siendo insuficiente se cierra más aún la mariposa y en caso dado se pasa incluso al modo homogéneo.
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