RAE 1. TIPO DE DOCUMENTO: Trabajo de grado para optar por el título de INGENIERO MECATRONICO 2. TÍTULO: DISEÑO Y SIMULACION DE BANCO DE PRUEBAS DE

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1 RAE 1. TIPO DE DOCUMENTO: Trabajo de grado para optar por el título de INGENIERO MECATRONICO 2. TÍTULO: DISEÑO Y SIMULACION DE BANCO DE PRUEBAS DE INYECTORES DIESEL PARA VEHICULOS DE CARGA PESADA 3. AUTORES: Rafael Eduardo Garzón Torres, Jesús Arturo Ramírez 4. LUGAR: Bogotá, D.C. 5. FECHA: Junio de PALABRAS CLAVE: Banco de pruebas, diseño, diagnostico, sistema de inyección, inyector, fallos comunes en el inyector, tobera, puntas. 7. DESCRIPCIÓN DEL TRABAJO: El objetivo principal de este proyecto es el diseño de un banco que entrega el diagnóstico del funcionamiento del inyector en los dos sistemas de inyección (Common Rail y Heui )y la simulación del modelo matemático del inyector en cada sistema, esto se debe a que a nivel nacional no existen Bancos de Pruebas que evalúen las marcas de inyectores diesel electrónicos más usados en Colombia y actualmente en la mayoría de centros de mantenimiento el diagnostico se realiza artesanalmente y se basa en la comparación visual y tanteo por parte del técnico 8. LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN: Línea de Investigación de la USB: Tecnologías actuales y Sociedad. Sub linea de la Facultad de Ingeniería: Instrumentación y Control de Procesos. Campo Temático del Programa: Automatización de Procesos y Robótica. 9. FUENTES CONSULTADAS: BURNS, Ralph. Fundamentos de quimica. Pearson Education 2003.COUGHLIN, Robert Amplificadores Operacionales y Circuitos Integrados Lineales. Prentice Hall HispanoamericaS.A CREUS SOLE, Antonio. Instrumentación Industrial.Alfaomega Grupo Editor 1998 DENTON, Tom. Advance Automotive Faults Diagnosis Elservier HART, Daniel. Electrónica de Potencia. Pearson, 2001 INSTITUTO COLOMBIANO DE NORMAS TÉCNICAS Y CERTIFICACIÓN. Trabajos escritos: presentación y referencias bibliográficas. ICONTEC, p. ISENBURG, Ralf. Sistema de inyección de acumulador de Common Rail. Robert Bosch, 1999 MALVINO. Albert Paul Principios de Electrónica. MacGraw-Hill MORA. 10. CONTENIDOS: El inyector funciona sometido a severas condiciones de operación, generadas por las propias sustancias químicas que maneja y por las altas temperaturas y presiones que se encuentran en el medio donde trabaja. Adicionalmente esta situación es agravada por la contaminación producida en el motor, motivada por un inadecuado mantenimiento de éste y del propio sistema de inyección; por si fuera poco, también lo exponemos a la contaminación del combustible producto de un inadecuado transporte y almacenamiento del mismo. Estas condiciones generan en el inyector sustancias contaminantes diversas que van desde óxidos de hierro y otros metales, hasta resinas pesadas y carbón, las cuales se van depositando en los conductos internos, boquilla y filtro del inyector, obstruyendo el paso del combustible 11. METODOLOGÍA: Es de carácter empírico-analítico, 12. CONCLUSIONES: Al realizar el estudio en el inyector fue posible no solo determinar el modelo del inyector si no su patrón de comportamiento, con el único fin de analizar sus fallos y la mejora de su funcionamiento, se concluye que el inyector heui por sus características físicas expulsa mayor cantidad de combustible al mismo régimen de operación que los demás, por lo cual es ampliamente utilizado en vehículos como tractomulas y tractores. Se concluye por los métodos estadísticos un intervalo de comparación para discriminar el posible fallo, si lo hay, debido al volumen de combustible expulsado. 1

2 DISEÑO Y SIMULACIÓN DE BANCO DE PRUEBAS DE INYECTORES DIESEL PARA VEHÍCULOS DE CARGA PESADA RAFAEL GARZÓN TORRES JESÚS ARTURO RAMÍREZ RINCÓN UNIVERSIDAD DE SAN BUENAVENTURA FACULTAD DE INGENIERÍA PROGRAMA DE INGENIERÍA MECATRÓNICA BOGOTÁ D.C

3 DISEÑO Y SIMULACIÓN DE BANCO DE PRUEBAS DE INYECTORES DIESEL PARA VEHÍCULOS DE CARGA PESADA RAFAEL GARZÓN TORRES JESUS ARTURO RAMÍREZ RINCÓN Trabajo presentado como requisito parcial para optar al título de profesional en Ingeniería Mecatrónica Asesor Ingeniero Msc. Pedro Nel Martínez UNIVERSIDAD DE SAN BUENAVENTURA FACULTAD DE INGENIERÍA INGENIERÍA MECATRÓNICA BOGOTÁ D.C

4 Nota de Aceptación Presidente del Jurado Jurado Jurado Bogotá D.C., 20 de junio de

5 Este trabajo de grado se lo quiero dedicar a Dios y a mis Padres quienes son todo en mi vida, quienes con mucho cariño y esfuerzo me han hecho quien soy, por todo y por más este logro es suyo, mis viejos. RAFAEL GARZÓN TORRES Esta tesis es dedicada a mis padres que me han apoyado siempre para poder llegar a esta instancia de mis estudios, ellos han estado presentes en toda circunstancia apoyándome moral y éticamente. También la dedico a mi hijo quien ha sido la mayor motivación para nunca rendirme y poder llegar a ser un ejemplo para él; a mi mujer quien ha sido un apoyo incondicional para culminar mis estudios. JESÓS RAMÍREZ 5

6 AGRADECIMIENTOS Quiero expresar mis agradecimientos a Dios, mi familia por apoyarme en cada momento, a mis maestros; quienes con su conocimiento y paciencia fueron de vital importancia para culminar este trabajo especialmente al ingeniero Alcy y al ingeniero Pedro; a LUBRIFRENOS CAR. DE. COL. por sus asesorías y su gran disposición por ayudarnos, al Servicio Nacional de Aprendizaje por sus asesorías y capacitaciones, y quiero agradecer especialmente a alguien quien siempre me apoyo, sin importar la decisión siempre estuviste ahí, por tu comprensión y cariño, por tu ayuda oportuna y desinteresada a ti carito te agradezco por todo lo que haces. RAFAEL GARZON TORRES El agradecimiento de mi tesis es principalmente a DIOS quien me ha guiado y me ha dado la fortaleza de seguir adelante y no desfallecer. A LUBRIFRENOS CAR. DE. COL. Por qué ha sido un apoyo incondicional, a los profesores como el ING. PEDRO NEL y el ING.ALCY que con sus asesorías, conocimientos y apoyo hemos podido desarrollar la tesis de manera especial sin tener obstáculo alguno. JESUS RAMIREZ 6

7 CONTENIDO pág. INTRODUCCIÓN PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ANTECEDENTES DETERMINACIÓN DEL PROBLEMA JUSTIFICACIÓN OBJETIVO Objetivo General Objetivos Específicos ALCANCES Y LIMITACIONES DEL PROYECTO Alcances Limitaciones MARCO DE REFERENCIA FUNDAMENTOS TEÓRICOS Tanque de combustible Bomba succionadora Filtro de combustible Bomba elevadora de presión EDC Inyección del combustible Inyector common rail Inyectores HEUI Diagnostico mecánico de inyectores Verificación y limpieza del inyector METODOLOGIA ENFOQUE DE LA INVESTIGACIÓN LÍNEA DE INVESTIGACIÓN DE USB / SUB-LÍNEA DE FACULTAD / CAMPO TEMÁTICO DEL PROGRAMA TÉCNICAS DE RECOLECCIÓN DE INFORMACIÓN DISEÑO INGENIERIL DISEÑO DEL SELECTOR PARA RECONOCIMIENTO DEL INYECTOR DISEÑO DEL SISTEMA DE ADQUISICIÓN DE DATOS PARA LOS DOS (2) TIPOS DE INYECTOR Diseño Experimental Calculo del sistema de apertura y cierre del inyector Generación del tren pulsos Diagrama de flujo del programa Adquisición de datos del sensor (Celda de carga). 81 7

8 4.3 DISEÑOE IMPLEMENTACIÓN DEL SISTEMA PARA EL PROCESAMIENTO DE SEÑALES SEGÚN LOS NÚMEROS DE RESPUESTA DE OPERACIÓN DEL INYECTOR selección de la variable de respuesta método de comparaciones pareadas en el Banco de Pruebas DISEÑO DEL BANCO Diseño mecánico del banco de pruebas SIMULACIÓN DEL INYECTOR Graficas de Simulación de Inyectores CONCLUSIONES 168 BIBLIOGRAFIA 169 ANEXOS 171 8

9 LISTA DE FIGURAS 9 pág. Figura 1. Bomba celular de rodillo de la electrobomba de combustible 28 Figura 2. Bomba celular de rodillos de la electrobomba de combustible 29 Figura 3.Filtro de combustible 30 Figura 4. Bomba celular de rodillos de la electrobomba de combustible 31 Figura 5.Sensor de presión múltiple 33 Figura 6.Sensor de revoluciones y posición 34 Figura 7.Sensor de posición del embolo 34 Figura 8.Sensor de posición acelerador 35 Figura 9.Inyector (Esquema) 39 Figura 10.Sistema de inyección 40 Figura 11.Rail o acumulador de presión 41 Figura 12.Inyector HEUI 43 Figura 13.Diagrama de Componentes de los Inyectores Unitarios Electrónicos de Accionamiento Hidráulico (HEUI) 47 Figura 14.Bomba de alta presión 49 Figura 15.Inyector HEUI (Esquema) 51 Figura 16.Conjunto de la boquilla 53 Figura 17.Inyector HEUI (inyección piloto) 55 Figura 18.Proceso de llenado de aire de la cámara 56 Figura 19.Proceso de limpieza del inyector 57 Figura 20. Software de diagnósticolubrifrenoscar.de.col 63 Figura 21. Circuito equivalente del inyector Bosch 66 Figura 22. Diagrama de bloques circuito equivalente, inyector Bosch 68 Figura 23. Corriente del circuito 68 Figura 24.Circuito equivalente del inyector Delphi 69 Figura 25.Corriente del circuito 71 Figura 26.Corriente del circuito 72 Figura 27. Circuito de apertura y cierre del inyector 73 Figura 28.Circuito convertidor AC/DC 74 Figura 29.Voltaje de salida del circuito rectificador con filtro RC 74 Figura 30.Circuito convertidor AC/DC (ORCAD) 77 Figura 31.Señal de salida de voltaje 77 Figura 32.CaracterísticasMosfet SSP45N20B 78 Figura 33.Circuito de acople y protección 78 Figura 34.Señal de salida de voltaje 79 Figura 35. Circulo fuente voltaje 80 Figura 36. Diagrama de flujo 81 Figura 37. Amplificador rectificador de presión 83 Figura 38.Ecuación característica de la línea de datos 87 Figura 39.Ecuación característica de la línea de datos 89 Figura 40.Ecuación característica de la línea de datos 90 Figura 41.Tabla ANOVA 92

10 Figura 42.Cantidad de combustible expulsado 92 Figura 43.Grafica de las medias de los todos los datos en los inyectores 93 Figura 44.Tabla ANOVA 95 Figura 45.Cantidad de combustible expulsado 95 Figura 46.Grafica de las medias de los todos los fallos posibles 96 Figura 47. Tabla Anova 98 Figura 48.Cantidad de combustible expulsado 98 Figura 49.Grafica de las medias de los todos los fallos posibles 99 Figura 50.Bomba de alta presión 111 Figura 51. Tubería interna de banco (esquema) 111 Figura 52. Motor 114 Figura 53. Motor Bomba Cummins 115 Figura 54. Diagrama de carga en la viga 120 Figura 55. Diagrama de esfuerzo cortante 121 Figura 56.Diagrama de momento 121 Figura 57. Selección del perfil metálico 122 Figura 58.Características del perfil metálico 122 Figura 59. Tubo cuadrado 123 Figura 60.Diagrama de deformación 124 Figura 61. Simulación descarga en la columna (MD SOLID) 125 Figura 62.Imágenes Diseño del banco 126 Figura 63. Diseño 127 Figura 64. Selección tipo de inyector 128 Figura 65. Selección del Icono 128 Figura 66. Resultado 129 Figura 67. Fallo en las puntas Inyector Bosch 129 Figura 68. Fallo en la tobera inyector Bosch 130 Figura 69. Inyector Delphi nuevo 130 Figura 70. Inyector Delphi con fallo en las puntas 131 Figura 71. Inyector Delphi con fallo en la tobera 131 Figura 72. Inyector en perfecto estado 132 Figura 73. Inyector Heuicon fallo en las puntas 132 Figura 74. Inyecto Heui con fallo en la tobera 133 Figura 75.Área de contacto entre la aguja y el conducto 134 Figura 76. Esquema de simulación inyector BOSCH 137 Figura 77. Esquema de simulación inyector DELPHI 138 Figura 78. Esquema de simulación HEUI 139 Figura 79. Grafica de caudal a 2 ms 140 Figura 80. Grafica de volumen para un intervalo de 2 ms 141 Figura 81. Grafica de caudal por el inyector en un intervalo de 6 milisegundos 142 Figura 82. Grafica de volumen por el inyector a 6 milisegundos 142 Figura 83. Grafica de caudal por el inyector en un intervalo de10 milisegundos 143 Figura 84. Grafica de volumen a 10 milisegundos 143 Figura 85. Gráfica de caudal a 2milisegundos 144 Figura 86.Grafica de volumen en 2 milisegundos 144 Figura 87. Gráfica de caudal a 5milisegundos

11 Figura 88. Grafica de volumen a 5 milisegundos 145 Figura 89. Grafica de de caudal a 10 milisegundos 146 Figura 90. Grafica de volumen 10 milisegundos 146 Figura 91. Grafica de caudal en 2 milisegundos 147 Figura 92. Grafica de volumen a 2 milisegundos 147 Figura 93. Grafica de caudal para 6 milisegundos 148 Figura 94. Grafica de volumen para 6 milisegundos 148 Figura 95. Grafica de caudal para 10 milisegundos 149 Figura 96. Grafica de volumen para 10 milisegundos 149 Figura 97. Grafica de caudal para 2 milisegundos 150 Figura 98. Grafica de volumen para 2 milisegundos 150 Figura 99. Grafica de caudal para 6 milisegundos 151 Figura 100. Grafica de volumen para 6 milisegundos 151 Figura 101. Grafica de caudal para 10 milisegundos 152 Figura 102. Grafica de volumen para 10 milisegundos 152 Figura 103. Grafica de caudal para 2 milisegundos 153 Figura 104. Grafica de volumen para 2 milisegundo 153 Figura 105. Grafica de caudal para volumen de 6 milisegundo Error! Marcador no definido. Figura 106. Grafica de volumen para 6 milisegundo 154 Figura 107. Grafica de caudal para 10 milisegundo 155 Figura 108. Grafica de volumen para 10 milisegundo 155 Figura 109. Grafica de caudal para 2 milisegundos 156 Figura 110. Grafica de volumen para 2 milisegundo 156 Figura 111. Grafica de caudal para 6 milisegundo 157 Figura 112. Grafica de volumen para 6 milisegundo 157 Figura 113. Grafica de caudal para 10 milisegundo 158 Figura 114. Grafica de volumen para 10 milisegundo 158 Figura 115. Grafica de caudal para 2 milisegundos 159 Figura 116.Grafica de volumen para 2 milisegundos 159 Figura 117. Grafica de caudal para 6 milisegundos 160 Figura 118. Grafica de volumen para 6 milisegundo 160 Figura 119. Grafica de caudal 10 milisegundo inyector en perfecto estado 161 Figura 120.Grafica de volumen para 10 milisegundo 161 Figura 121. Grafica de volumen a 2 milisegundos 162 Figura 122. Grafica de volumen a 2 milisegundos 162 Figura 123. Grafica de caudal a 06 milisegundos 163 Figura 124. Grafica de volumen a 06 milisegundos 163 Figura 125. Grafica de caudal a 10 milisegundos 164 Figura 126.Grafica de volumen a 10 milisegundos 164 Figura 127.Grafica de caudal a 2 milisegundos 165 Figura 128. Grafica de volumen a 2 milisegundos 165 Figura 129. Grafica de caudal a 6 milisegundos 166 Figura 130. Grafica de volumen a 6 milisegundos 166 Figura 131. Grafica de caudal a 10 milisegundos 167 Figura 132. Grafica de volumen a 10 milisegundos

12 LISTA DE TABLAS pág. Tabla 1.Valores obtenidos en los solenoides de los inyectores 65 Tabla 2.Valores promedios en los solenoides de los inyectores 65 Tabla 3.Relación de peso-voltaje 84 Tabla 4.Datos en inyectores COMMON RAIL BOSH. 85 Tabla 5.Valores promedio 85 Tabla 6.Método mínimos cuadrados 86 Tabla 7. Nuevos valores promedio 87 Tabla 8.Datos obtenidos en inyectores nuevos 88 Tabla 9. Nuevos valores promedio 89 Tabla 10. Nuevos valores promedio 90 Tabla 11.Tiempo de expulsión del inyector Bosch 91 Tabla 12.Tiempo de expulsión del inyector Delphi 94 Tabla 13.Tiempo de expulsión del inyectorcummins 97 Tabla 14.Datos en un inyector nuevo Bosch estándar 99 Tabla 15.Inyector 1 Nuevo 100 Tabla 16.Comparación Inyector estándar vs inyector nuevo 101 Tabla 17.Comparación entre el inyector estándar e inyector con fallo en los orificios de expulsión 102 Tabla 18.Comparación de inyector estándare inyector con fallos en la tobera 103 Tabla 19.Comparación entre inyector nuevo Delphi e inyector estándar 104 Tabla 20.Comparación de inyector estándar vs inyector con fallo en las puntas u orificios de expulsión 105 Tabla 21. Comparación inyector estándar Delphi e inyector con fallo tobera 106 Tabla 22.Comparación entre inyector estandardelphi e inyector nuevo 107 Tabla 23. Comparación entre inyector estandarheui e inyector con fallo en las puntas u orificios de expulsión 108 Tabla 24. Comparación entre Inyector Estandar e Inyector con Fallo en Tobera 109 Tabla 25. Tipos de correas y sus características 116 Tabla 26.Aumentos de longitud para correas

13 LISTA DE ANEXOS pág. Anexo A. Código Programa Arnudio 172 Anexo B. Tabla de características de la tubería de acero 175 Anexo C. Rugosidad del Material. 176 Anexo D. Propiedades mecánicas de algunos alambres para resorte. 177 Anexo E. Diagrama de Moody. 178 Anexo F. Tabla para el coeficiente k, contracción súbita. 179 Anexo G. Coeficiente de resistencia de entradas 180 Anexo H. Coeficiente de resistencia para válvulas y acoplamientos. 181 Anexo I. Longitudes normales L, y factores de corrección de longitud k1 para bandas V inglesas* de tipo común para servicio pesado 182 Anexo J. Longitudes de pago estándar Lp y factores de corrección de longitud Ks para bandas V comunes si de servicio pesado 183 Anexo K. Requisitos de los combustibles Diesel extra y Diesel corriente

14 GLOSARIO ANUNCIADOR TOTAL: El anunciador total lleva un registro del número total de cambios realizados en todos los parámetros del sistema. BOMBA DE ACEITE DE ALTA PRESIÓN: la bomba de aceite de alta presión es una bomba de pistones axiales impulsada por engranajes. La bomba de aceite de alta presión se usa para aumentar la presión de aceite del motor a fin de activar los inyectores unitarios. La presión de aceite necesaria para activar los inyectores unitarios se denomina presión de accionamiento. CALIBRACIÓN: la calibración es un ajuste electrónico del serial de un sensor. CAMBIOS PROGRESIVOS: los cambios progresivos consisten en cambios ascendentes rápidos que recorren las velocidades inferiores. Los cambios se efectúan por encima del par máximo pero por debajo de las rpm nominales. La operación innecesaria del motor en gamas de velocidad mayores antes de cambiar a la marcha siguiente malgasta combustible. Esta modalidad de operación tampoco se aprovecha del aumento de par del motor. CIRCUITO ABIERTO: un circuito abierto es una conexión eléctrica interrumpida. La señal o el voltaje de suministro no pueden llegar al destino pretendido. CIRCUITO DE DERIVACIÓN: un circuito de derivación es un circuito usado como sustituto de un circuito existente. Se usa típicamente como circuito de prueba. CÓDIGO DE DIAGNÓSTICO: a veces se denomina código de falla. Un código de diagnóstico es una indicación de un problema o suceso de los sistemas eléctricos del motor. CONTRASEÑA: una contraseña es un grupo de caracteres numéricos o alfanuméricos. Está diseñada para limitar el cambio de información en el ECM. Los sistemas eléctricos del motor requieren contraseñas correctas del cliente para cambiar los parámetros especificados por el mismo. Los sistemas eléctricos del motor requieren contraseñas correctas de fábrica para borrar ciertos sucesos registrados. Las contraseñas de fábrica también son necesarias para cambiar ciertas especificaciones del motor. CONTROL DE LA RELACIÓN DE COMBUSTIBLE (FRC): el FRC es un límite basado en el control de la relación de combustible a aire. Se usa para controlar las emisiones. Cuando el ECM detecta una mayor presión de salida del turbocompresor, el ECM aumenta el límite para que el FRC permita la entrada de más combustible en los cilindros. 14

15 CONTROL ELECTRÓNICO DEL MOTOR: el control electrónico del motor es un sistema electrónico completo. El control electrónico del motor supervisa y también controla la operación del motor en todas las condiciones. CORRIENTE CONTINUA (CC): la corriente continua es un tipo de corriente que circula uniformemente en un mismo sentido. CORTOCIRCUITO: un cortocircuito es un circuito eléctrico conectado erróneamente a un lugar que no se desea. Por ejemplo, se produce un contacto eléctrico siempre que un cable al descubierto roce contra el bastidor del vehículo. DISPOSITIVO COMERCIAL: un dispositivo comercial es un dispositivo o accesorio instalado por el cliente una vez que se haya entregado el vehículo. FABRICANTE DE EQUIPO ORIGINAL: se trata del fabricante de un vehículo que utiliza un motor Caterpillar. GAMA DE CONTROL DE CRUCERO: la gama de control de crucero establece la gama de velocidad del vehículo para la operación del control de crucero. La gama se limita normalmente a la gama de velocidad anticipada en carretera abierta, HERTZIO (Hz): Hz es la medida de la frecuencia en ciclos por segundo. IDENTIFICADOR DE MODALIDAD DE FALLA (FMI): el FMI describe el tipo de falla experimentada por el componente. Los códigos para el FMI se adoptaron de las prácticas normales de SAE (diagnóstico J1587). IDENTIFICADOR DEL PARÁMETRO (PID): un PID es un código numérico que contiene dos o tres dígitos. Se asigna un código numérico a cada componente. El código numérico identifica los datos por medio del enlace de datos al ECM. LUZ DE DIAGNÓSTICO: la luz de diagnóstico se llama a veces la luz de comprobación del motor. Se usa para advertir al operador sobre la presencia de un código de diagnóstico activo. MAZO DE CABLES: el mazo de cables es un haz de cables que se conecta a todos los componentes del sistema eléctrico del motor. MAZO DE CABLES EN T : este mazo es un mazo de prueba diseñado para permitir simultáneamente la operación normal del circuito y la medición del voltaje. Normalmente, el mazo de cables se inserta entre los dos extremos de un conector. MÓDULO DE CONTROL ELECTRÓNICO (ECM): el ECM es la computadora que controla el motor. Alimenta los componentes electrónicos y supervisa los datos que constituyen la entrada procedente de los sensores del motor. El ECM se comporta como un regulador para controlar las rpm del motor. 15

16 MODULACIÓN DE DURACIÓN DE IMPULSOS (PWM): se trata de una señal electrónica de tipo digital que corresponde a la variable medida. La duración del impulso (señal) es controlada por la variable medida. La variable es cuantificada por una cierta relación. Esta relación es el porcentaje de "tiempo activada" dividida por el porcentaje de "tiempo desactivada". El sensor de posición del acelerador genera una señal PWM. MÓDULO DE PERSONALIDAD: el módulo de personalidad es el módulo en el ECM que contiene todas las instrucciones (software) para el mismo y los mapas de rendimiento para una familia específica de potencias. Las actualizaciones y los cambios de valores nominales se logran programando los nuevos datos de forma electrónica (programación flash). Esto se efectúa usando un instrumento de servicio electrónico. MODULO DEL PROGRAMA DE SERVICIO (SPM): el SPM es un programa de software en un chip de computadora programada en fábrica. El chip de computadora está diseñado para adaptar un ECAP a una cierta aplicación. MÚLTIPLE DE ACEITE DE ALTA PRESIÓN: el múltiple de aceite de alta presión es un conducto de aceite que se agrega a la culata para suministrar aceite de alta presión a los inyectores. PARÁMETRO: un parámetro es un valor programable que afecta las características o el comportamiento del motor o del vehículo. PARÁMETROS ESPECIFICADOS POR EL CLIENTE: un parámetro especificado por el cliente es un parámetro que puede variarse. Su valor lo fija el cliente. Estos parámetros están protegidos por contraseñas del cliente. POSENFRIADOR DE AIRE A AIRE (ATAAC): un pos enfriador de aire a aire es un dispositivo usado en motores turbo comprimidos para enfriar el aire de admisión comprimido. El aire de admisión se enfría después de que el aire atraviese el turbocompresor. El aire de admisión atraviesa un pos enfriador (intercambiador de calor) que usa aire del ambiente para su enfriamiento. El aire de admisión enfriado avanza al múltiple de admisión. POSICIÓN DEL ACELERADOR: la posición del acelerador es la interpretación del ECM sobre el serial a partir del sensor de posición del pedal del acelerador. La posición del acelerador puede usarse como parte de un control de la toma de fuerza. POSICIÓN DEL COMBUSTIBLE: la posición del combustible es una señal dentro del ECM. La señal procede del regulador electrónico. La señal pasa al control de inyección de combustible. La señal se basa en la velocidad deseada del motor, el FRC, la posición nominal y la velocidad real del motor. 16

17 POSICIÓN NOMINAL DEL COMBUSTIBLE ("posición nominal del combustible" en el ECAP): la posición nominal del combustible indica la posición máxima permisible del combustible (impulso de inyección más largo). La posición nominal de combustible producirá una potencia nominal para dicha configuración del motor. RPM DESEADAS: las rpm deseadas constituyen la entrada al regulador electrónico dentro del ECM. El regulador electrónico usa la señal del sensor de posición del pedal del acelerador, del sensor de velocidad del motor, del control de crucero y los parámetros del cliente para determinar las rpm deseadas. SALTO DE VELOCIDAD: un salto de velocidad es un cambio breve y repentino en las rpm del motor. SEÑAL: un serial es un voltaje u onda usada para transmitir información, típicamente de un sensor al ECM. SEÑAL DE ACTIVACIÓN DEL FRENO DE ESCAPE: la señal de activación del freno de escape conecta el ECM con el retardador del motor. Esto impide la operación del freno del escape en condiciones de operación del motor que no sean seguras. SENSOR: un sensor se usa para detectar un cambio de presión, temperatura o movimiento mecánico. Cuando se detecta cualquiera de estos cambios, un sensor convierte el cambio en una señal el6ctrica. SENSOR DE POSICIÓN DEL PEDAL DEL ACELERADOR: este sensor es un sensor electrónico conectado al pedal del acelerador, El sensor de posición del pedal del acelerador envía un serial de modulación de duración de impulsos al ECM. Antes del centro superior: son los 180 grados de giro del cigüeñal antes de que el pistón alcance la posición central superior en el sentido normal de giro. SENSOR DE PRESIÓN DE ACCIONAMIENTO DE INYECCIÓN: el sensor de presión de accionamiento de inyección es un sensor que mide la presión del aceite hidráulico. El sensor también envía una señal al módulo de control electrónico (ECM). SENSOR DE PRESIÓN DE REFUERZO: el sensor de presión de refuerzo mide la presión del aire del múltiple de admisión. El sensor de presión de refuerzo envía una señal al módulo de control electrónico (ECM). SENSOR DE SINCRONIZACIÓN DE VELOCIDAD - El sensor de sincronización de velocidad es un sensor que envía un serial de modulación de duración de 17

18 impulsos al ECM. El ECM interpreta esta señal como la posición del Cigüela y la velocidad del motor. SENSOR DE TEMPERATURA DEL AIRE DE ADMISIÓN: el sensor de temperatura del aire de admisión es un sensor que mide la temperatura del aire de admisión. El sensor también envía una señal al módulo de control electrónico (ECM). SENSOR DE TEMPERATURA DEL REFRIGERANTE: el sensor de temperatura del refrigerante mide la temperatura del refrigerante del motor. El sensor envía un serial al módulo de control electrónico (ECM). La temperatura del refrigerante del motor se usa para operar en la modalidad en frío, La temperatura del refrigerante también se usa para optimizar el rendimiento SENSOR DE VELOCIDAD EL VEHÍCULO: el sensor de velocidad del vehículo es un sensor electromagnético que mide la velocidad del vehículo a partir de la rotación de los dientes de los engranajes en el tren de impulsión del vehículo. SINCRONIZACIÓNDINÁMICA ESTIMADA: la sincronización dinámica estimada es la estimación del ECM de la sincronización real de la inyección. SISTEMA DE INYECTORES UNITARIOS ELECTRÓNICOSHIDRÁULICOS (HEUI): el sistema HEUI es un sistema de combustible que usa un inyector unitario accionado hidráulicamente y controlado electrónicamente. El sistema combina el bombeo, la dosificación electrónica del combustible y los elementos de inyección en una sola unidad. SUBSISTEMA: un subsistema es una parte del sistema del motor relacionada con una cierta función. TRANSDUCTOR: un transductor es un dispositivo que convierte una señal mecánica en una señal eléctrica. TOMA DE FUERZA: la toma de fuerza se opera con los interruptores de control de crucero o entradas de toma de fuerza especializadas. Esta modalidad de operación permite establecer las rpm constantes del motor cuando el vehículo no se mueve o se mueve a baja velocidad. VÁLVULA DE CONTROL DE PRESIÓN DE ACCIONAMIENTO DE INYECCIÓN: la válvula de control de presión de accionamiento es una válvula variable. La válvula se usa para mantener la presión de aceite apropiada en el conducto de aceite de alta presión del motor. La válvula es controlada por el ECM. VOLTAJE DE REFERENCIA: el voltaje de referencia es un voltaje regulado usado por el sensor para generar un voltaje de señal. 18

19 VOLTAJE DE SUMINISTRO: el voltaje de suministro es un voltaje constante suministrado a un componente para proporcionar corriente eléctrica para la operación. El voltaje de suministro puede ser generado por el ECM. El voltaje de suministro también puede ser el voltaje de la batería del vehículo suministrado por los cables del vehículo. 19

20 RESUMEN El objetivo de este trabajo fue investigar y diseñar un banco de pruebas que entregara un diagnóstico en inyectores (Common Rail y Heui). Para ello se inicia con capacitación por parte del SENA y de LUBRIFRENOS CAR.DE.COL en el funcionamiento del sistema de inyección en vehículos de carga pesada, sus componentes y los diferentes tipos que existen. Se realizaron pruebas en un banco mecánico para determinar qué cantidad de combustible expulsa el inyector en buen estado y la cantidad en los que presentan los fallos más comunes y así comparar las mediciones y determinar el fallo en el inyector si lo hay. Una vez se obtienen los datos se propone dos métodos estadísticos (análisis de varianza (ANOVA) y comparaciones pareadas) que comparan los datos de dos o más muestras y determina si hay o no correlación entre ellos. Se tuvo en cuenta para el diseño, emular el funcionamiento real de un sistema de inyección, para ello se trató en lo posible de usar esos mismos elementos en el banco como la bomba de inyección, y el sistema de apertura en inyectores, tanto Heui y Common Rail. Los demás componentes se diseñaron teniendo en cuenta las características para dar un diagnostico confiable y bajo los patrones de Diseño que se usan hoy en día en Ingeniería. Una vez finalizado este diseño se procede a realizar la simulación del banco, para ello se tomó el modelo matemático del inyector y se usa la herramienta de MATLAB, SIMULINK para comprobar la curva y el nivel que debe expulsar un inyector en buen estado y en cada uno de los fallos. Términos clave: Banco de pruebas, diseño, diagnostico, inyector 20

21 ABSTRACT The main object of this work was to investigate and design a test that gives a diagnosis in an injector knowing the injection system operation in heavy vehicles, their components, the maintenance and diagnosis of injectors nowadays in Colombia. The principal object of the bank is the diagnosis in an injector; it means to know how much fuel must be ejected in good conditions and to know that, is necessary make a test on a mechanical bank as people do in the maintenance shop. Once the data are obtained, we investigated a method that discriminates if there is any fault or not. the industry test various elements of post-production to check the quality of the lot, they study their behavior under certain conditions and the only way, is use a statistical methods like analysis of variance (ANOVA) and paired comparisons the same idea apply to the design. The design of the test machine was thought in emulate the actual operation of an injection system in heavy vehicles but is not necessary design some parts like the injection pump and the injector s opening system to the Heui and Common Rail because it already are made and works perfect. Once this design is applicable, the simulation of the bank checks and confirms the right injectors operation, this was done with mathematical models and MATLAB, SIMULINK software, the simulation in our case replaces the construction. Key terms: Bank of testing, design, diagnosis, injector 21

22 INTRODUCCIÓN Actualmente las fábricas a nivel general están implementando mejores diseños que no solo sean más eficientes sino que no afecten al medio ambiente. La industria automotriz está dedicada a diseñar vehículos de carga pesada, ha desarrollado nuevos sistemas que cumplen con estos parámetros; uno de estos sistemas corresponden a los de inyección de combustible, este ha sido sin duda uno de los más grandes retos dado que es el factor fundamental en el funcionamiento del vehículo y sin duda el que más contamina, por eso es de vital importancia llevar un control del estado del mismo. En Colombia, la mayoría de los mecanismos con los que se cuenta para hacer un mantenimiento de este sistema ya sea preventivo o correctivo, son sencillos y artesanales, dejando su resultado en la experiencia del operario, sin contar con un medio de comparación más que los sentidos y el tanteo, por consiguiente surge la necesidad de innovar para mejorar los procesos existentes. Con los nuevos sistemas de mercadeo cada vez es más fácil adquirir un nuevo vehículo y renovar el parque automotor, esto hace que los centros de mantenimiento se vean en la necesidad de agilizar y garantizar sus resultados. 22

23 1.1 ANTECEDENTES 1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA A nivel nacional no existen Bancos de Pruebas que evalúen las marcas de inyectores diesel electrónicos más usados en Colombia. En lo que se ha investigado estos Bancos de Pruebas existen pero a nivel mecánico. Es común que los centros de diagnóstico usen bancos de pruebas mecánicos, dado que adquirir un banco importado generaría una inversión que esta fuera de las posibilidades económicas del centro, además que solo evalúa una sola marca, como el caso del banco de pruebas Bosch teniendo en cuenta esto; es necesario diseñar e implementar un banco que cumpla con las exigencias para dar un excelente diagnóstico y pueda ser adquirido con mayor facilidad por los diferentes centros. 1.2 DETERMINACIÓN DEL PROBLEMA De todas las partes que conforman el sistema de inyección, el inyector es el más conocido y el que quizás da más dolores de cabeza. El inyector funciona sometido a severas condiciones de operación, generadas por las propias sustancias químicas que maneja y por las altas temperaturas y presiones que se encuentran en el medio donde trabaja. Adicionalmente esta situación es agravada por la contaminación producida en el motor, motivada por un inadecuado mantenimiento de éste y del propio sistema de inyección; por si fuera poco, también lo exponemos a la contaminación del combustible producto de un inadecuado transporte y almacenamiento del mismo. Estas condiciones generan en el inyector sustancias contaminantes diversas que van desde óxidos de hierro y otros metales, hasta resinas pesadas y carbón, las cuales se van depositando en los conductos internos, boquilla y filtro del inyector, obstruyendo el paso del combustible. Esta obstrucción produce una notable reducción del combustible dosificada al motor, perdiéndose así la eficiencia original del sistema para producir una perfecta mezcla de aire - combustible. Cuando se sospecha que el inyector está trabajando mal, la mejor manera de saberlo es sacarlo del vehículo y ponerlo en un banco de prueba, que es una máquina especializada con la que se puede detectar la falla y limpiar los inyectores. La prueba consiste en medir el patrón de rociado, patrón de goteo, si lo hay, y los niveles en centímetros cúbicos de escala uno de los inyectores, los cuáles deben estar lo más nivelados posibles, aunque es aceptado un margen de tolerancia del 20 a 30% de diferencia. También se puede determinar con esta prueba el bajo o elevado nivel de inyección 23

24 Una forma común para determinar si hay falla en los inyectores es cuando se presenta un mal olor en los gases de escape, que indica que hay una mala combustión, por un inyector que esté funcionando mal. Si al determinar que tenemos una falla en un inyector electrónico el paso a seguir depende del sistema de inyección que tenga el automotor, si es sistema multipunto observará sólo una falla similar a la de una bujía que no trabaja; esto no impide que el motor siga funcionando. Si el sistema es central o TBI, como también se le conoce, el motor presentará una falla bastante acentuada y tratará de apagarse en mínimo por lo cual el motor tiene que mantenerse revolucionado. Por lo consiguiente se va a diseñar un banco de pruebas para inyectores electrónicos; ya que en este momento los que existen son mecánicos y no son lo suficientemente adecuados para el mantenimiento preventivo o correctivo de los inyectores electrónicos HEUI y COMMON RAIL; y al finalizar se pueda dar buen diagnóstico, además que minimice los costos tanto para el cliente como para la industria automotora. La empresa LUBRIFRENOS CAR. DE. COL. Se ha visto en la necesidad de implementar un banco de pruebas de inyectores electrónicos ya que ellos se especializan en el mantenimiento general de vehículos de carga pesada, por lo tanto brindan la oportunidad y la facilidad de desarrollar la investigación en esos tipos de vehículos donde el interés son los inyectores electrónicos de los motores. 1.3 JUSTIFICACIÓN El Banco de pruebas se diseñara debido a que en la tecnología de la Industria Automotora ha generado la necesidad de conocer el motivo exacto de la falla en un Inyector Electrónico, así el cliente pueda tener la certeza del estado de los inyectores de su vehículo, en un diagnóstico más efectivo reduciendo el tiempo y el trabajo tanto del cliente como del técnico. Dado que en este momento el reporte se basa en un mantenimiento preventivo mecánico del vehículo desconociendo el daño exacto del inyector. En la actualidad, la empresa LUBRIFRENOS CAR. DE. COL, está interesada en apoyar el desarrollo de un Banco de Pruebas para inyectores electrónicos dada la importancia en su negocio y en el interés de apoyar el desarrollo mecatrónico en la industria automotriz. Teniendo en cuenta todo lo anterior; es claro la necesidad de realizar el diseño y la simulación de un banco de pruebas para inyectores electrónicos en vehículos de carga pesada. 24

25 1.4 OBJETIVO Objetivo General. Realizar el diseño y la simulación de un Banco de Pruebas para inyectores electrónicos HEUI y COMOON RAIL Para vehículos de carga pesada Objetivos Específicos Diseñar el selector para el reconocimiento del inyector Diseñar el sistema de adquisición de datos para los dos (2) tipos de inyector. Diseñar un sistema para el procesamiento de señales según los números de respuesta de operación del inyector. Diseñar el sistema y software para el diagnóstico y operación del inyector Diseñar el sistema para la visualización de variables y salida de datos según diagnostico 1.5 ALCANCES Y LIMITACIONES DEL PROYECTO Alcances. El principal alcance que puede lograr este proyecto es mejorar un proceso existente el cual ha sido usado durante muchos años en esta empresa que es netamente mecánico y se realiza de forma manual, todo esto busca obtener un avance tecnológico a fin de mejorar el proceso existente en este campo. Es aquí donde se debe hablar de reingeniería para poder innovar con propuestas de gran creatividad a nivel industrial y ser más competitivos a nivel nacional. Por otra parte Las empresas que se han aventurado en este mercado el cuál es sumamente competitivo no tienen muchas veces los suficientes recursos económicos para contar con maquinaria extranjera y por esta razón se delimita el proceso, el no poder brindar un diagnóstico preciso puede llevar a un daño de inyectores posteriores generando un costo innecesario al dueño del vehículo, por estas razones se implementan los conocimientos mecatrónicos los cuales lograran un avance en el proceso de mantenimiento preventivo dando un diagnóstico más confiable y menor tiempo Limitaciones Los resultados obtenidos de la investigación que se entrega a la universidad solo serán con fines educativos. 25

26 El resultado final del proyecto solo será el estudio, diseño y simulación del proyecto. El modelo del inyector será solo en estado estacionario debido condiciones para adquirir un sensor óptimo para realizar la medición. a las Teniendo en cuenta las propiedades físico-químicas del Diesel las bombas, serán de alta presión hechas por BOSH y CUMMINS. Solo se emplearan inyectores Bosch, Delphi y Cummins dado que son los más comunes en el mercado Colombiano. 26

27 2.1FUNDAMENTOS TEÓRICOS 2. MARCO DE REFERENCIA La movilidad conforme a la época es también una cuestión de conciencia ecológica y economía, la técnica hace razonables consideraciones para tener un menor consumo de combustible, menores contaminantes en los gases de escape y un funcionamiento más silencioso del motor, por eso se desarrolló un sistema que permite todo esto en un mayor nivel. Un sistema de inyección de combustible puede ser clasificado en dos categorías, inyección unipunto e inyección multipunto, depende de la tecnología, de la velocidad en ralentí y de la mezcla de combustible, puede ser controlado electrónica o mecánicamente. El proceso de alimentación de combustible es almacenado en una parte de ROM chip en el ECU (Unidad de Control Electrónica en sus siglas en ingles).cuando el ECU ha determinado el valor de combustible necesario (tiempo de abertura del inyector) se puede agregar correcciones a esta cifra teniendo en cuenta el voltaje de la batería, temperatura, cambio de posición del acelerador o del combustible a cortar. La velocidad en ralentí y en general en cualquier velocidad es generalmente controlada por la ECU con el actuador adecuado que opera en lazo cerrado con el sistema electrónico de inyección. Una sonda Lambda permite un control muy preciso de la riqueza de la mezcla entre aire y combustible. 1 En pocas palabras un sistema de inyección es un conjunto de elementos mecánicos y electrónicos que operan solidariamente para inyectar combustible al motor. Este sistema lo conforma: 2.2.1Tanque de combustible. Es el primer eslabón en la secuencia del sistema de inyección, es el lugar donde está alojado el combustible, el tamaño y propiedades del material en el tanque depende del diseño y consideración de la fábrica de vehículos. Los depósitos de combustible deben ser resistentes a la corrosión y mantenerse estancos incluso a una sobrepresión de servicio doble, pero por lo menos hasta 0.3 bar de sobrepresión. La sobrepresión producida debe ser poder escapar por si misma a través de aberturas apropiadas. Válvulas de seguridad o similares. El combustible no debe salir de la tapa de la boca de llenado por los dispositivos para compensación de presión, incluso en posición inclinada, circulando por 1 DENTON, Tom. Advance Automotive Faults Diagnosis,SecondEdtion :Published by Elservier,2006.p

28 curvas o en caso de choques. Los depósitos de combustible deben estar separados del motor de tal forma que no sea de esperar una inflamación Bomba succionadora. La bomba previa como también se le conoce, es una electrobomba de combustible con filtro previo o una bomba de combustible de engranes, aspira el combustible extrayéndolo del depósito de combustible y transporta continuamente el caudal de combustible necesario en dirección a la bomba de alta presión. Existen dos tipos de bombas de succión: - Bomba celular de rodillos. Consta de una cámara dispuesta excéntricamente, en la que gira un disco ranurado, en cada ranura se encuentra un rodillo conducido suelto. Por la rotación del disco ranurado y por la presión del combustible se empujan los rodillos contra la pista de deslizamiento de rodillos situada exteriormente y contra los flancos propulsores de las ranuras. Los rodillos actúan como juntas en rotación, formándose una cámara entre cada dos rodillos del disco ranurado y la pista de deslizamiento. El efecto de bombeo se produce por el hecho que el volumen de la cámara se reduce continuamente tras cerrase la abertura de entrada en forma de riñón. Después de abrir la abertura de salida el combustible atraviesa el electromotor y abandona la bomba celular de rodillos por la tapa de conexión del lado de la presión. Figura 1. Bomba celular de rodillo de la electrobomba de combustible Fuente: ISENBURG, Ralf. Sistema de inyección de acumulador de Common Rail. Canadá: Edición Robert Bosch, 1999.p.15 2 SENBURG, Ralf. Sistema de inyección de acumulador de Common Rail. Canadá : Edición Robert Bosch, 1999.p.15 28

29 - Bomba de combustibles de engranes. Esta bomba va integrada en la bomba de alta presión y presenta accionamiento común con ella, o bien está fijada al motor y tiene accionamiento propio. Las formas de accionamiento convencionales son acoplamiento, rueda dentada o correa dentada. La línea de contacto de ruedas dentadas realiza el estanqueizado entre el lado de aspiración y el lado de impulsión e impide que el combustible pueda fluir hacia atrás. El caudal de suministro es aproximadamente proporcional al número de revoluciones del motor. Por este motivo la regulación del caudal se realiza bien por regulación de estrangulación en el lado de aspiración o bien por una válvula de descarga en el lado de impulsión. La bomba de combustibles de engranes funciona exenta de mantenimiento. 3 Figura 2. Bomba celular de rodillos de la electrobomba de combustible Fuente: ISENBURG, Ralf. Sistema de inyección de acumulador de Common Rail. Canadá: Edición Robert Bosch, 1999.p Filtro de combustible. Debido a las holguras tan pequeñas tanto en la bomba de inyección como en los inyectores se precisa de un combustible muy limpio sin impurezas ni agua, este filtro posee un elemento filtrante como papel plegado o empaque de algodón y fieltro los cuales permiten como límite máximo que partículas menores a 5 micras ingresen a la bomba de inyección. 3 SENBURG, Ralf. Sistema de inyección de acumulador de Common Rail. Canadá: Edición Robert Bosch, 1999.p

30 Figura 3.Filtro de combustible Fuente. SENA. Curso virtual inyectores.bogotá.2010.p Bomba elevadora de presión. La bomba de inyección es considerada el corazón del sistema Diesel, la cual debe cumplir con algunas condiciones básicas: Inyectar combustible a muy alta presión, en cantidad muy débil y muy bien dosificada (por ejemplo para quemar un gramo de combustible son exactos 32 gramos de aire, es decir 25 litros de aire). El principio de la inyección está basado en el desplazamiento de un pistón en el interior de un cilindro muy preciso, este desplazamiento es provocado por una leva de mando. La misión esencial del pistón es elevar la presión de combustible de 8 bares hasta 1600 bares. En el sistema de inyección existen dos sistemas básicos de inyección: bombas de línea y bombas rotativas para nuestro caso es claro resaltar por que se escoge una dada las características de cada una: - Bomba de alta presión. La bomba de alta presión se encuentra en la intersección entre la parte baja presión y la parte de alta presión. La bomba tiene la misión de poner siempre a disposición suficiente combustible comprimido, en todos los márgenes de servicio y durante toda la vida útil del vehículo. Esto incluye el mantenimiento de una reserva de combustible necesaria para un proceso de arranque rápido y un aumento de rápido de la presión. La bomba de alta presión está montada preferentemente en el mismo lugar de los motores Diesel que las bombas de inyección rotativas convencionales. La bomba es accionada por el motor, a través de un acoplamiento, rueda dentada, cadena o correa dentada con 3000 min-1 como máximo, la bomba se lubrica con combustible. Según el espacio de montaje, la válvula reguladora de presión esta 30

31 adosada directamente a la bomba de alta presión o se instala por separado. El combustible se comprime dentro de la bomba de alta presión con tres émbolos de bomba dispuestos radialmente. Estos émbolos están desfasados entre sí 120 grados. Con tres carreras de suministro por cada vuelta resultan pares máximos de accionamiento reducidos y una solicitud uniforme de accionamiento de la bomba. El par de giro alcanza con 1ónm solo aproximadamente 1/9 del par de accionamiento necesario para una bomba de inyección rotativa comparable. Figura 4. Bomba celular de rodillos de la electrobomba de combustible Fuente: ISENBURG, Ralf. Sistema de inyección de acumulador de Common Rail. Canadá: Edición Robert Bosch, 1999.p.15. Funcionamiento: la bomba previa transporta combustible a través de un filtro con separador de agua, hacia la válvula de seguridad, la bomba impulsa el combustible a través de un taladro de estrangulación de la válvula de seguridad, hacia el circuito de lubricación y refrigeración de la bomba de alta presión. El eje de accionamiento con su leva excéntrica mueve los tres émbolos de bomba hacia arriba y hacia abajo en correspondencia con la forma de leva. Si la presión de suministro sobrepasa la presión de apertura de la válvula de seguridad (0.5 BAR.1,5BAR) la bomba previa puede impulsar el combustible a través de la válvula de entrada a la bomba de alta presión, hacia el recinto del elemento en el que el embolo de la bomba se mueve hacia abajo.(carrera de aspiración).cuando se sobrepasa el punto muerto inferior del embolo de la bomba, la válvula de entrada cierra y el combustible, y el combustible en el elemento ya no puede salir. Solamente puede ser comprimido superando la presión de suministro de la bomba previa. La presión que se forma abre la válvula de salida en cuanto se 31

32 alcanza la presión en el rail, el combustible comprimido entra en el circuito de alta presión. El embolo de la bomba transporta continuamente combustible hasta que se alcanza el punto muerto superior (carrera de suministro).a continuación disminuye la presión, de forma que cierra la válvula de salida. El combustible residual se descomprime; el embolo de la bomba se mueve hacia abajo. Cuando la presión en el recinto del elemento es inferior a la presión de la bomba previa, abre otra vez la válvula de entrada y el proceso comienza nuevamente. Relación de desmultiplicación: el caudal de suministro de una bomba de alta presión es proporcional a su velocidad de rotación. Esta depende a su vez del número de revoluciones del motor. En la aplicación del sistema de inyección al motor se establece la velocidad de rotación mediante la relación de desmultiplicación, de forma tal que, por una parte no sea demasiado grande el excedente de caudal de combustible transportado en baja carga y por otra parte quede cubierta la demanda de combustible del motor en servicio a plena carga, las posibles desmultiplicaciones de 1:2 y 2:3 referidas al cigüeñal EDC. La disminución del consumo de combustible con un aumento simultáneo de la potencia o del par del motor, determina el desarrollo actual en el sector de la técnica Diesel. Esto condujo en los últimos años a una creciente aplicación de motores diesel de inyección directa, en los cuales se han aumentado de forma considerable las presiones de inyección en comparación con los procedimientos de cámara auxiliar de turbulencia o de antecámara. Actualmente se ha tratado de hacer eficiente el sistema de inyección, permitiendo una relación adecuada entre cantidad de combustible y trabajo del motor además del control de otras variables como, regulación del régimen en ralentí independiente de la carga, regulación de velocidad en marcha, tolerancias reducidas y alta precisión durante la vida útil. La regulación electrónica diesel EDC (Electronic Diesel Control) es capaz de cumplir las exigencias mencionadas, gracias al rendimiento de cálculo fuertemente incrementado en los últimos años de microprocesadores disponibles Contrariamente a vehículos Diesel con bombas convencionales de inyección rotativas o en línea, en un sistema EDC el conductor no tiene ninguna influencia directa sobre el caudal de combustible inyectado. La regulación electrónica Diesel permite un intercambio de datos con otros sistemas electrónicos y por lo tanto una integración en el sistema total del vehículo. El EDC toma sus decisiones en base a ciertos sensores que le indican en que ritmo de trabajo se encuentra el vehículo y así determinar el tiempo de inyección y hacer el sistema lo más eficiente posible. Estos elementos son: 4 SENBURG, Ralf. Sistema de inyección de acumulador de Common Rail. Canadá: Edición Robert Bosch, 1999.p

33 - Sensor de presión múltiple. Utilizado para transformar la presión del múltiple de admisión en señal eléctrica hacia el EDC. Su utilización está destinada a los motores diesel que tienen turbo alimentador. En los motores atmosféricos existe un sensor de temperatura de aire que junto con otras informaciones, el EDC puede recalcular el flujo de aire hay que tener en cuenta que la variación de régimen en el motor diesel se realiza modificando el caudal de combustible y no del aire. Figura 5.Sensor de presión múltiple Fuente. SENA. Curso virtual inyectores.bogotá.2010.p Sensor de flujo de aire. Debido a que el motor Diesel no posee caja de mariposa, el aire de admisión que ingresa al motor es todo el que pueda aspirar en el tiempo de admisión. De esta manera sería casi imposible determinar un buen dosado del combustible en los variados regímenes de funcionamiento. Por este motivo es necesario medir la cantidad de aire que aspira el motor. Para lo cual existe el medidor de flujo colocado generalmente entre el filtro de aire y el múltiple de admisión. - Sensor de revoluciones y posición. Es un sensor generador de señales a partir de la variación de un campo magnético, en efecto su construcción dispone de un imán permanente el cual está enfrentado al dentado del volante del motor. El imán posee su propio campo el cual se verá afectado cuando pasa cerca un elemento ferroso. El volante motor hecho de hierro, posee en su periferia una serie de dientes maquinados al fabricarlo, para tener una guía hay un diente más grande el cual da el punto de inicio, toda la información es enviada al EDC. 33

34 Figura 6.Sensor de revoluciones y posición Fuente. SENA. Curso virtual inyectores.bogotá.2010.p.13 - Sensor de posición del embolo de la bomba. Este sensor informa de la posición exacta y envía la información al EDC, Su funcionamiento consiste de dos embobinados independientes, en donde el primer embobinado es pilotado con una frecuencia de corriente determinada siempre constante, el segundo bobinado es activado por la actividad magnética creando una frecuencia determinada, hay un núcleo entre los dos bobinados el cual desequilibra las frecuencias en las bobinas y el EDC calcula esas diferencias para determinar su posición. Figura 7.Sensor de posición del embolo Fuente. SENA. Curso virtual inyectores.bogotá.2010.p.13 34

35 - Sensor de posición acelerador. Ubicado en el pedal de aceleración, es un potenciómetro de pista simple o pista doble, al mover el peal de aceleración mecánicamente el potenciómetro va cambiando su valor de resistencia proporcionalmente con el movimiento del pedal. El EDC alimenta el elemento con 5 voltios, la variación de voltaje al pisar el pedal es tomado por el EDC para convertir la acción mecánica en señal eléctrica, equivalente a la posición del pedal, esta información es tomada en cuenta para determinar el caudal de inyección. Figura 8.Sensor de posición acelerador Fuente. SENA. Curso virtual inyectores.bogotá.2010.p Inyección del combustible. El ECM (módulo de control electrónico) controla la cantidad de combustible que se inyecta variando la señal a cada uno de los inyectores unitarios. Los inyectores unitarios inyectan el combustible solamente mientras se energiza el solenoide del inyector unitario. El ECM envía una señal de 12 voltios al solenoide para energizar el solenoide del inyector. El ECM controla la sincronización de la inyección mediante el control de la sincronización de la señal de 12 voltios. El ECM controla la cantidad de combustible que se inyecta mediante el control de la duración de la señal de 105 voltios. El ECM establece algunos límites en cuanto a la cantidad de combustible que se puede inyectar. La posición del control de la relación de combustible (FRC) es un límite basado en la presión de refuerzo para controlar la mezcla de combustible y aire para el control de las emisiones. Cuando el ECM detecta un aumento de la presión de refuerzo, aumenta la posición del control de la relación de combustible. La posición nominal del combustible es un límite basado en la clasificación de potencia del motor. La sincronización de la inyección depende de los siguientes parámetros del motor: Velocidad del motor, carga del motor, y otros datos del motor. El ECM detecta el punto muerto superior del cilindro número uno a partir de la señal proporcionada 35

36 por los sensores de velocidad/sincronización del motor. El ECM decide cuándo debe ocurrir la inyección con relación a esta posición de punto muerto superior. El ECM proporciona la señal al inyector unitario en el momento deseado. Teniendo en cuenta que a nivel industrial existen estos dos tipos de inyectores electrónicos COOMON RAIL Y HEUI y según la investigación que se ha realizado hasta el momento; se tiene la certeza que ambos Inyectores electrónicos tienen la misma función pero diferente modo de inyección al momento de trabajar. Los sistemas de combustible de inyectores unitarios controlados electrónicamente representan una de las innovaciones más significativas de la tecnología diesel para motores de la última década Inyector common rail. Hay muchas maneras de proporcionar el control sobre variables en y alrededor del vehículo. Los actuadores es un término general que se utiliza para describir un control mecanismo Cuando es controlado eléctricamente o bien trabaja por el efecto térmico o magnético. El término actuador será utilizado para significar un dispositivo que convierte las señales eléctricas en movimiento mecánico. La operación básica de los actuadores de solenoide es muy sencilla. "Solenoide" El término significa: "muchas bobinas de alambre enrollado en un tubo hueco '. Un buen ejemplo de un actuador de solenoide es un inyector. Cuando los devanados están energizados la armadura es atraída por el magnetismo y se comprime. En el caso de un inyector de combustible, el movimiento se limita a aproximadamente 0,1 mm. El período que un inyector permanece abierto es muy pequeño, en virtud de diversas condiciones de funcionamiento entre 1,5 y 10 ms es típico. Algunos sistemas utilizan resistencias en serie con lastre a los inyectores de combustible. Esto permite menor inductancia y arrollamientos de resistencia para ser utilizado, y así acelerar el tiempo de reacción. Otros tipos de actuadores de solenoide, por ejemplo actuadores cerradura de puerta, tienen tiempos de reacción menos críticas. Sin embargo, el principio básico sigue siendo el mismo. El comienzo de inyección y el caudal de inyección se ajustan con el inyector activado eléctricamente, el inyector sustituye la combinación de porta inyector (inyector y porta inyector) de las instalaciones convencionales de inyección Diesel. Similarmente los porta inyectores existentes en motores Diesel con inyección directa DI (DirectInjection), los inyectores se aplican preferentemente con garras de fijación en la culata. De esta forma los inyectores Common Rail son apropiados para el montaje en motores Diesel sin modificaciones esenciales en la culata. 36

37 - Estructura. El inyector puede dividirse en distintos bloques funcionales: Inyector de orificios Servosistema hidráulico Electroválvula El combustible es conducido desde el empalme de alta presión, a través de un canal de afluencia hacia el inyector, así como a través del estrangulador de afluencia a la cámara de control de la válvula. La cámara de control de la válvula está unida con el retorno de combustible a través del estrangulador de salida que puede abrirse por una electroválvula. Cuando el estrangulador de salida está cerrado predomina la fuerza hidráulica sobre el embolo de control de la válvula, respecto a la fuerza sobre el talón de presión de la aguja del inyector. Como consecuencia, la aguja del inyector es presionada contra su asiento y cierra herméticamente el canal de alta presión hacia el motor, de esta forma no puede entrar combustible en la cámara de combustión. Al activarse la electroválvula se abre el estrangulador de salida. De esta forma disminuye la presión en la cámara de control de la válvula y con ello también la fuerza hidráulica sobre el embolo de control de la válvula. En cuanto la fuerza hidráulica es inferior a la fuerza sobre el talón de presión de la aguja del inyector, se abre la aguja del inyector, de forma que el combustible pueda entrar en la cámara de combustión a través de los orificios de inyección.esta activación indirecta de la aguja del inyector mediante un sistema hidráulico amplificador de fuerza se aplica porque con la electroválvula no pueden generarse directamente las fuerzas necesarias para abrir rápidamente la aguja del inyector.el llamado caudal de control requerido adicionalmente al caudal de combustible inyectado,llega al retorno de combustible a través de os estranguladores de la cámara de control. Además del caudal de control existen caudales de fuga en el alojamiento de la aguja del inyector y del embolo de válvula. Estos caudales de control y de fugas se conducen otra vez al depósito de combustible, a través del retorno de combustible con una tubería colectiva a la que están acopladas también la válvula de descarga, la bomba de alta presión y la válvula reguladora de presión. - Funcionamiento. La función del inyector puede dividirse en cuatro estados de servició, con el motor en marcha y bomba de alta presión funcionando: Inyector cerrado (con alta presión presente) Apertura inicial de inicial de inyección Apertura total Cierre de inyector 37

38 Inyector cerrado. La electroválvula no está activada en estado de reposo y se encuentra cerrada por lo tanto cuando está cerrado el estrangulador de salida, la bola del inducido se presiona por el muelle de válvula contra el asiento en el estrangulador de salida. En la cámara de control de válvula se forma la alta presión del Rail. La misma presión está presente también en el volumen de la cámara de la tobera. La fuerza aplicada por la presión Rail sobre la superficie frontal del embolo de mando y la fuerza de muelle del inyector mantienen cerrada la aguja del inyector contra la fuerza de apertura que actúa sobre su nivel de presión. Comienzo de preinyección. El inyector se encuentra en posición de reposo. La electroválvula es activada con la llamada de corriente de excitación que sirve para la apertura rápida de electroválvula. La fuerza del electroimán activado ahora es superior a la fuerza del muelle de válvula y el inducido abre el estrangulador de salida. En un tiempo mínimo se reduce la corriente de excitación aumentada a una corriente de retención del electroimán más baja. Esto es posible porque es ahora menor el intersticio del circuito magnético. Con la apertura del estrangulador de salida puede fluir ahora combustible, saliendo del recinto de control de válvula hacia el recinto hueco situado por encima y volver al depósito de combustible a través del retorno de combustible. El estrangulador de entrada impide una compensación completa de la presión y disminuye la presión en el recinto de control de válvula. Esto conduce a que la presión sea menor que la presión en el volumen en la cámara de la tobera que todavía tiene el nivel de presión del Rail. La presión disminuida en el recinto de control de válvula conduce a una disminución de la fuerza sobre el embolo de mando y da lugar a la apertura de la aguja del inyector. Comienza ahora la inyección. Inyección. La velocidad de apertura de la aguja del inyector queda determinada por la diferencia de flujo entre el estrangulador de entrada y de salida.el embolo de mando alcanza su tope superior y permanece allí sobre un volumen de combustible de efecto amortiguador. Este volumen se produce por el flujo de combustible que se establece en el estrangulador de entrada y de salida. La tobera del inyector esta ahora totalmente abierta y el combustible es inyectado en la cámara de combustión con una presión que corresponde aproximadamente a la presión en el Rail. La distribución de fuerzas en el inyector es similar a la existente durante la fase de apertura. 38

39 Figura 9.Inyector (Esquema) Fuente: ISENBURG, Ralf. Sistema de inyección de acumulador de Common Rail. Canadá: Edición Robert Bosch, 999.p.27. Cierre del inyector. Cuando deja de activarse la electroválvula, el inducido es presionado hacia abajo por la fuerza del muelle de válvula y la bola cierra el estrangulador de salida. El inducido presenta una ejecución de dos piezas, Aunque el plato del inducido es conducido hacia abajo por un arrastrador, puede 39

40 sin embargo moverse elásticamente hacia abajo con el muelle de reposición, sin ejercer así fuerza hacia abajo sobre el inducido y la bola. Al cerrarse el estrangulador de salida se forma de nuevo en el recinto de control una presión como en el Rail, a través del estrangulador de entrada. Este aumento de presión supone un incremento de fuerza ejercido sobre el embolo de mando. Esta fuerza del recinto de control de válvula y la fuerza del muelle, superan ahora la fuerza del volumen de cámara y se cierra la aguja del inyector. Figura 10.Sistema de inyección Fuente. SENA. Curso virtual inyectores.bogotá.2010.p.11 Existen tres tipos de inyectores: Inyector con válvula electromagnética e inducido de una sola pieza. Inyector con válvula electromagnética e inducido de dos piezas. Inyector piezoeléctrico El funcionamiento es el mismo y operan bajos los mismos estándares en el common rail 5. 5 ISENBURG, Ralf. Sistema de inyección de acumulador de Common Rail. Canadá: Edición Robert Bosch, 999.p

41 - Inyección en sistema common rail. Un comportamiento de inyección COMMON RAIL ideal debe cumplir con las siguientes exigencias: La presión de inyección ideal y el caudal de inyección deben poderse establecer independientemente entre sí, para cada punto de servicio del motor. El caudal de inyección debe ser al comienzo de la inyección lo más reducido posible (durante el retraso del encendido, entre el comienzo de la inyección y el comienzo de la combustión). En el sistema de inyección de acumulador COMMON RAIL con inyección previa e inyección principal, se cumplen esta exigencias, el sistema common rail está estructurado modularmente. Del comportamiento de inyección son responsables en primera línea: Inyectores controlados por la electroválvula, que están enroscados en la culata. Acumulador de presión (Rail) Bomba de alta presión Unidad de control electrónica Sensor de revoluciones del cigüeñal Sensor de revoluciones del árbol de levas 6 La diferencia de este sistema con otros radica hay un acumulador común para los inyectores es común mente denominado RAIL. Figura 11.Rail o acumulador de presión Fuente. SENA. Curso virtual inyectores.bogotá.2010.p.11 6 ISENBURG, Ralf. Sistema de inyección de acumulador de Common Rail. Canadá: Edición Robert Bosch, 999.p.27 41

42 Dentro del Rail, la presión del combustible se mantiene,también tras la extracción del caudal de inyección a un nivel casi constante, ya que surge un efecto de acumulación debido a la elasticidad del combustible.la presión del combustible se mide mediante el sensor de presión de Rail y regula el valor deseado mediante la válvula reguladora de presión. La válvula limitadora de presión tiene la misión de limitar la presión de combustible en el rail hasta 1500 bar como máximo. En los sistemas aplicados en turismos, para la generación de presión actúa como bomba de alta presión una bomba de émbolos radiales. La presión se genera independientemente de la inyección. La velocidad de rotación de la bomba esta acoplada al número de revoluciones del motor con una relación fija de desmultiplicación. Debido al suministro casi uniforme, la bomba de alta presión puede dimensionarse notablemente menor y con un momento de accionamiento en punta más reducido que en los sistemas de inyección. Los inyectores que están unidos al rail a través de tuberías cortas, se compone esencialmente de un inyector y de una electroválvula. La unidad de control suministra corriente a las electroválvulas para su conexión, al desconectarse la corriente, concluye la inyección.el caudal de combustible inyectado es un con una presión determinada, proporcionar al tiempo de conexión d la electroválvula y es independiente del número de revoluciones del motor o de la bomba Inyectores HEUI. El termino HEUI, Significa HIDRAULICAMENTE ACTUADA, ELECTRONICAMENTE CONTROLADA UNIDAD INYECTORA en sus siglas en ingles. Los sistemas tradicionales cumplieron a cabalidad con su función de dosificar pero este proceso se hacía de una manera burda, pero en la continua búsqueda de sistemas más eficientes, se empezó por controlar y regular la cantidad de combustible, el primer sistema es el que vemos en la figura, donde un eje de leva acoplado al cigüeñal del motor presiona el cuerpo del inyector dosificando el combustible a razón de las revolución del motor. En la búsqueda de optimizar el proceso, se eliminó el eje de leva y se implementó un solenoide que permite controlar independientemente el caudal de inyección, el sistema es muy similar al inyector COMMON RAIL como la muestra la figura. 42

43 Figura 12.Inyector HEUI Fuente. CATERPILA. Inyector HEUI. U.S.A: [24 agosto, 2012]. Disponible en Internet : <http://www.cat.com/cda/files/87775/7/pehp9526.pdf> La entrega exacta de combustible controla el rendimiento del motor. Todos los sistemas de combustible de los motores diesel usan un embolo y un barril para introducir el combustible a alta presión en la cámara de combustión. En un sistema de combustible típico el árbol de levas de la bomba inyectora se usa para ejercer mecánicamente una fuerza sobre el embolo, entonces el embolo empuja la cantidad precisa de combustible dentro de la cámara de combustión, en cambio el sistema HEUI usa el aceite del motor previamente presurizado por la bomba de alta presión para ejercer una fuerza sobre el embolo, el control del tiempo de inyección lo lleva a cabo EDC del motor. La operación del sistema de combustible con Inyector Unitario Electrónico de Accionamiento Hidráulico (HEUI) es completamente diferente de la de cualquier otro tipo de sistema de combustible accionado mecánicamente. El sistema de 43

44 combustible HEUI no necesita ajustarse en absoluto. No se pueden hacer ajustes de los componentes mecánicos. Los cambios en rendimiento se obtienen instalando un software diferente en el Módulo de Control Electrónico (ECM).Este sistema de combustible consta de seis componentes básicos: Inyector Unitario Electrónico de Accionamiento Hidráulico (HEUI) Módulo de Control Electrónico (ECM) Bomba hidráulica Válvula de control de la presión de accionamiento de la inyección. Bomba de transferencia de combustible. Sensor de la presión de accionamiento de la inyección - Descripción de los componentes Inyector Unitario Electrónico de Accionamiento Hidráulico. El sistema de combustible HEUI utiliza un inyector unitario controlado electrónicamente y activado hidráulicamente. Todos los sistemas de combustible para motores diesel utilizan un émbolo y un pistón para bombear el combustible a alta presión dentro de la cámara de combustión. Este combustible se bombea dentro de la cámara de combustión en cantidades precisas a fin de controlar el rendimiento del motor. El HEUI utiliza el aceite del motor a alta presión para impulsar el embolo. Los demás sistemas de combustible utilizan un lóbulo del árbol de levas de la bomba de inyección de combustible para impulsar el émbolo. Como el HEUI es muy diferente, los técnicos tienen que utilizar distintos métodos para la localización y solución de problemas. El HEUI utiliza el aceite lubricante del motor que se presuriza desde 6 MPa (870 Ib/pulg 2 ) hasta 24 MPa (3.500 lb/pulg 2 ) para bombear combustible desde el inyector. El sistema HEUI opera de la misma forma que un cilindro hidráulico para multiplicar la fuerza del aceite a alta presión. Al multiplicar la fuerza del aceite a alta presión, el sistema HEUI puede producir presiones de inyección muy altas. Esta multiplicación de la presión se alcanza al aplicar a un pistón la fuerza del aceite a alta presión. El pistón es aproximadamente seis veces más grande que el embolo. El pistón, que está impulsado por el aceite lubricante del motor a alta presión, empuja el émbolo. A este aceite lubricante a alta presión se le llama la presión de accionamiento del aceite. La presión de accionamiento del aceite genera la presión de inyección que entrega el inyector unitario. Esa presión de inyección es aproximadamente seis veces mayor que la presión de accionamiento del aceite. La baja presión de accionamiento del aceite da corno resultado una baja presión de inyección del combustible. En condiciones de baja velocidad tales como la operación en vacío y el arranque, se utiliza una baja presión de inyección. 44

45 La alta presión de accionamiento del aceite da como resultado una alta presión de inyección del combustible. En condiciones de alta velocidad tales como la aceleración y la alta en vacío, se utiliza una alta presión de inyección. Hay muchas otras condiciones de operación en que la presión de inyección est6 comprendida entre el mínimo y el máximo. El sistema de combustible HEUI proporciona un control infinito de la presión de inyección, independientemente de la velocidad del motor. Módulo de Control Electrónico (ECM). El Módulo de Control Electrónico (ECM) está situado en el lado izquierdo del motor. Se trata de una computadora eficaz que proporciona un control electrónico total del rendimiento del motor. El ECM utiliza los datos de rendimiento del motor suministrados por varios sensores. Después, el ECM utiliza estos datos para efectuar ajustes al suministro de combustible, la presión de inyección y la sincronización de la inyección. Contiene mapas de rendimiento programados (software) para definir la potencia, las curvas de par y las rpm. A este software se le llama comúnmente módulo de personalidad. Algunos motores utilizan Módulos de Control Electrónico (ECM) con un chip de computadora reemplazable. El ECM registra las fallas en el rendimiento del motor. También es capaz de efectuar automáticamente varias pruebas de diagnóstico cuando se utiliza el ECM con un instrumento de servicio electrónico tal como el ET o el Programador Analizador del Control Electrónico (ECAP). Bomba hidráulica. La bomba hidráulica (bomba de aceite de alta presión) está situada en la esquina delantera izquierda del motor. Se trata de una bomba de pistones que tiene un caudal fijo. La bomba hidráulica utiliza un pistón axial. La bomba hidráulica utiliza una parte del aceite lubricante del motor. La bomba hidráulica presuriza el aceite lubricante que se necesita para el funcionamiento de los inyectores HEUI. Válvula de control de la presión de accionamiento de la Inyección (Válvula de Control IAP). La válvula de control de la presión de accionamiento de la inyección (Válvula de Control IAP) está situada en el lado de la bomba hidráulica. En la mayoría de las condiciones, la bomba produce un flujo de aceite excesivo. Esta válvula de control descarga el exceso de flujo de la bomba hacia el drenaje para así controlar la presión de accionamiento de la inyección al nivel deseado. Se trata de una válvula de alta precisión que controla la presión de accionamiento real. Los mapas de rendimiento del ECM contienen una presión de accionamiento deseada para cada condición de operación del motor. El ECM envía una corriente de control a esta válvula. La corriente de control debe hacer que la presión de accionamiento real sea igual a la presión de accionamiento deseada. La Válvula de Control IAP es un accionador. La válvula de control IAP convierte una señal eléctrica que llega del ECM en el control 45

46 mecánico de una válvula de carrete para controlar la presión de salida de la bomba. Bomba de transferencia de combustible. La bomba de transferencia de combustible está montada en la parte trasera de la bomba hidráulica. La bomba de transferencia de combustible se utiliza para extraer el combustible del tanque. También se utiliza para presurizar el combustible hasta una presión de 450 kpa (65 lb/pulg 2 ). El combustible presurizado se suministra a los inyectores. La bomba de transferencia de combustible es una bomba de un solo pistón cargada por resorte. La bomba es operada por un cojinete descentrado en la parte trasera del eje de la bomba hidráulica. Hay dos válvulas de retención en la bomba de transferencia de combustible. La válvula de retención de la admisión se abre para permitir que entre combustible desde el tanque a la bomba. La válvula de retención de la admisión se cierra para impedir que el combustible regrese al tanque. La válvula de retención de la salida se abre para proporcionar combustible al conducto de suministro. El conducto de suministro de combustible está situado en la culata. Este conducto suministra combustible a los inyectores. La válvula de retención de la salida se cierra para impedir que el combustible presurizado escape de regreso a la bomba. Sensor de la presión de accionamiento de la inyección (IAP). El sensor IAP está instalado en el múltiple del aceite de alta presión. El múltiple del aceite de alta presión suministra el aceite de accionamiento para accionar los inyectores unitarios. El sensor IAP vigila la presión de accionamiento de la inyección. El sensor IAP envía una señal de voltaje continuo al ECM. El ECM interpreta esta señal. El ECM recibe información de la presión de accionamiento de la inyección en todo momento. El sistema de accionamiento de la inyección cumple dos funciones. El sistema de accionamiento de la inyección suministra aceite a alta presión para accionar los inyectores HEUI. También controla la presión de la inyección producida por los inyectores unitarios mediante variación de la presión de accionamiento del aceite. 46

47 Figura 13.Diagrama de Componentes de los Inyectores Unitarios Electrónicos de Accionamiento Hidráulico (HEUI) 1) Bomba hidráulica. (2) Flujo de aceite al motor. (3) Filtro de aceite. (4) Bomba de aceite del motor. (5) Enfriador de aceite. (6) Sensor IAP. (7) Inyectores. (8) Riel de suministro de combustible. (9) Regulador de la presión del combustible. (10) Válvula de control IAP (11) Filtro del combustible. (12) Tanque del combustible (13) Parte trasera del engranaje de levas. (14) Sensores de la sincronización de velocidades. (15) Modulo de control del motor (ECM). (16) Sensor de la presión de refuerzo. (17) Pedal acelerador. (18) Sensor de la posición del pedal acelerador (19) Baterías. (20) Sensor de la temperatura del refrigerante. (21) Enlace de datos. (22) Relé del freno accionado por el escape. (23) Sensor do la temperatura del aire de admisión. (24) Relé de la transmisión. (25) Sensor de la velocidad del vehículo. (26) Relé del calentador del aire de admisión. (27) Lámpara del calentador del aire de admisión (28) Lámpara de marcha en vacío rápida. (29) Lámpara de comprobación del motor. (30) Velocímetro y tacómetro. (31) Interruptores de conexión/desconexión y de ajuste/reanudación de la marcha en crucero. (32) Interruptores de conexión/desconexión y de ajuste/reanudación de la toma de fuerza (PTO). (33) Interruptores del freno de servicio. (34) Interruptores del neutral y del embrague. (35) Bomba de transferencia de combustible. Fuente. CATERPILLAR. Operación de sistemas pruebas y ajustes, México., 2001.p

48 - Funcionamiento. El aceite de la bomba de aceite del motor cubre las necesidades del sistema de lubricación del motor También cubre las necesidades de la bomba hidráulica del sistema de combustible Se ha aumentado la capacidad de la bomba de aceite del motor para satisfacer el requerimiento adicional de flujo que se necesita. La bomba de aceite del motor presuriza el aceite que se extrae del sumidero hasta igualar la presión del aceite del sistema de lubricación. El aceite fluye desde la bomba a través del enfriador de aceite del motor, a través del filtro de aceite del motor y llega a la galena principal del aceite. Un circuito separado de la galena principal del aceite dirige una parte del aceite lubricante para el suministro de la bomba hidráulica. Un tubo de acero en el lado izquierdo del motor conecta a galería principal del aceite con la lumbrera de entrada de la bomba hidráulica y llena el depósito de la misma. El depósito de la bomba suministra aceite a la bomba hidráulica durante el arranque. El depósito también proporciona aceite a la bomba hidráulica hasta que pueda aumentar la presión. El depósito de la bomba también proporciona aceite de complemento al conducto de alta presión en la culata. Cuando el motor se apaga y se enfría, el aceite se contrae. Una válvula de retención en la bomba permite extraer aceite del depósito de la bomba para mantener lleno el conducto del aceite a alta presión. El aceite del depósito de la bomba se presuriza en la bomba hidráulica y se envía por la lumbrera de salida de la bomba a alta presión. El aceite fluye entonces desde la lumbrera de salida de la bomba hidráulica hasta el conducto de aceite de alta presión en la culata. El conducto del aceite a alta presión se conecta con la lumbrera de cada uno de los inyectores unitarios para suministrar aceite de accionamiento a alta presión a los inyectores. El aceite de accionamiento a alta presión fluye desde la bomba hidráulica a través de la culata y llega a todos los inyectores. El aceite queda contenido en el conducto de aceite a alta presión hasta que se utiliza por los inyectores unitarios. El aceite agotado por los inyectores unitarios se expulsa por debajo de las tapas de válvulas. Este aceite regresa al Carter por las lumbreras de drenaje de la culata. La bomba hidráulica es una bomba de pistón axial de caudal fijo. Este diseñada para generar un flujo adecuado en las condiciones más exigentes. En la mayoría de las condiciones de operación, la bomba hidráulica produce un exceso de flujo. Hay que descargar este exceso de flujo en un drenaje para controlar la presión del sistema. La válvula de control IAP, regula la presión del sistema al descargar la cantidad precisa de aceite hacia el drenaje. Esta descarga de aceite es necesaria para mantener la presión de accionamiento deseada. Hay dos tipos de presión de accionamiento: Presión de accionamiento deseada Presión de accionamiento real 48

49 Figura 14.Bomba de alta presión La presión de accionamiento deseada es la presión de accionamiento de la inyección que el sistema necesita para obtener un rendimiento óptimo del motor. Los mapas de rendimiento en el ECM, establecen la presión de accionamiento deseada. El ECM selecciona la presión de accionamiento deseada. El ECM basa la selección en las entradas de señal que recibe de muchos sensores. Algunos de los sensores que proporcionan entradas de señal al ECM son el sensor de posición del pedal acelerador, el sensor de la presión de refuerzo, los sensores de la sincronización de velocidad y el sensor de la temperatura del refrigerante. La presión de accionamiento deseada cambia constantemente debido a los cambios en la velocidad del motor y en la carga del motor. La presión de accionamiento deseada es constante solamente en condiciones de estado estables (velocidad y carga del motor estables). La presión real de accionamiento es la presión real del aceite de accionamiento que está activando a los inyectores. La válvula de control IAP está cambiando constantemente la cantidad de flujo de la bomba que se descarga hacia el drenaje. El flujo de la bomba se descarga hacia el drenaje para igualar la presión de accionamiento real con la presión de accionamiento deseada. Hay tres componentes que operan unidos para controlar la presión de accionamiento de la inyección: El ECM La válvula de control IAP El sensor IAP 49

50 El ECM selecciona la presión de accionamiento deseada. La presión de accionamiento deseada está basada en la entrada de sensor y en los mapas de rendimiento. El ECM envía una corriente de control a la válvula de control IAP para cambiar la presión real de accionamiento. Esta válvula de control reacciona a esta corriente para variar la presión de accionamiento real. La presión varia cuando la válvula de control IAP descarga parte del flujo de la bomba en el drenaje. La válvula de control IAP actúa como una válvula de alivio controlada eléctricamente. El sensor IAP vigila la presión real de accionamiento en el conducto del aceite a alta presión. Este sensor informa la presión de accionamiento real al ECM enviando una señal de voltaje al ECM. El sistema de control de presión de accionamiento de la inyección opera en un ciclo. El ECM selecciona la presión de accionamiento deseada. Entonces, el ECM envía una corriente eléctrica a la válvula de control IAP que debe producir dicha presión. Esta válvula reacciona ante la corriente eléctrica del ECM variando el ajuste del alivio de presión que a su vez cambia la presión de accionamiento real. El sensor IAP vigila la presión real de accionamiento y envía un voltaje de serial al ECM. El ECM interpreta el voltaje de la señal procedente del sensor de presión de accionamiento de la inyección para calcular la presión de accionamiento real. Entonces, el ECM compara la presión de accionamiento real con la presión de accionamiento deseada para ajustar la corriente eléctrica a la válvula de control de presión de accionamiento de la inyección. Esta válvula responde al cambio de corriente eléctrica cambiando la presión de accionamiento real. Este proceso se repite 67 veces por segundo. A este ciclo de repetición constante se le llama sistema de control de bucle cerrado. La mayor parte del flujo de aceite a alta presión que sale de la bomba hidráulica se utiliza para accionar los inyectores unitarios. El exceso de flujo es la cantidad de flujo de bomba que resulta innecesario para obtener la presión de accionamiento deseada. El exceso de flujo se retorna al drenaje a través de la válvula de control IAP. El exceso de flujo de esta válvula circula hacia arriba por un tubo en U del depósito de la bomba. El flujo se desplaza a través de un conducto perforado hacia la parte delantera de la bomba. El aceite de drenaje fluye de la parte delantera de la bomba por encima del engranaje de mando de la bomba y circula hacia abajo por el tren de engranajes delantero del motor hasta el sumidero. - Componentes del inyector HEUI. El inyector HEUI cumple cuatro funciones. El inyector HEUI presuriza el combustible a 450 kpa (65 lb/pulg 2 ) a 162 MPa ( lb/pulg 2 ). El inyector HEUI funciona como un atomizador al bombear el combustible a alta presión a través de los orificios de la punta del inyector unitario. El inyector HEUI suministra la cantidad correcta de combustible atomizado a la cámara de combustión y dispersa el combustible atomizado de manera pareja en toda la cámara de combustión. El inyector Heui consta de cinco componentes básicos: 50

51 Inyector (10) Solenoide (1) Válvula de contrapunta (4) Pistón intensificador (6) y embolo (7) Cañón (9) Figura 15.Inyector HEUI (Esquema) (1) Solenoide. (2) Inducido. (3) Asiento superior de la válvula de contrapunta. (4) Válvula de contrapunta. (5) Asiento interior de la válvula be contrapunta. 6) Pistón Intensificador (7) Embolo. (8) Cavidad del emboto. (9) Cañón. (10) Conjunto de boquilla Fuente. CATERPILA. Inyector HEUI. U.S.A: [24 agosto, 2012]. Disponible en Internet : <http://www.cat.com/cda/files/87775/7/pehp9526.pdf> Solenoide. El solenoide es un electroimán Cuando este se energiza crea un campo magnético muy fuerte. Este campo magnético atrae el inducido que está conectado a la válvula de contrapunta por medio de un tornillo. Cuando el inducido se mueve hacia el solenoide, levanta la válvula de contrapunta de su asiento inferior. La energización del solenoide y el levantamiento de la válvula de contrapunta de su asiento inferior dan comienzo al proceso de inyección de combustible. 51

52 Válvula de contrapunta. La válvula de contrapunta tiene dos posiciones, una cerrada y otra abierta. En la posición cerrada, la válvula se mantiene en su asiento inferior por medio de un resorte El asiento inferior de la válvula cerrada impide que el aceite de accionamiento a alta presión penetre en el inyector unitario. El asiento superior de la válvula abierta descarga a la atmósfera el aceite de la cavidad que está encima del pistón intensificador. El aceite se descarga a la atmosfera a través de la parte superior del inyector unitario. En la posición abierta, el solenoide se energiza y la válvula de contrapunta se levanta de su asiento inferior. Cuando la válvula de contrapunta se levanta de su asiento inferior, este se abre permitiendo que el aceite de accionamiento de alta presión penetre en el inyector unitario. Cuando el aceite del accionamiento de alta presión penetra en el inyector unitario, empuja en la parte superior del pistón intensificador. El asiento superior de la válvula de contrapunta se cierra y bloquea el recorrido hacia el drenaje. El bloqueo del recorrido hacia el drenaje impide las fugas del aceite de accionamiento de alta presión del inyector unitario. Pistón intensificador. La superficie del pistón intensificador es seis veces mayor que la superficie del embolo. Esta multiplicación de superficie multiplica la fuerza. Esta multiplicación permite que 24 MPa (3.500 lb/pulg 2 ) del aceite de accionamiento produzcan una presión de inyección de combustible de 162 MPa ( lb/pulg 2 )- Cuando la válvula de contrapunta se aleja del asiento inferior. El aceite de accionamiento de alta presión penetra en el inyector unitario. Cuando esto ocurre, el aceite de accionamiento empuja en la parte superior del pistón intensificador. La presión aumenta en la parte superior del pistón intensificador y empuja hacia abajo el pistón intensificador y el embolo. El movimiento descendente del embolo presuriza el combustible en la cavidad del émbolo. Este combustible a presión hace que el conjunto de boquilla se abra. Cuando el conjunto de boquilla se abre, comienza la entrega de combustible a la cámara de combustión. Un sello anular grande alrededor del pistón intensificador separa el aceite que está encima del pistón intensificador del combustible que está debajo del mismo. Cañón. El cañón es el cilindro que sujeta el embolo. El embolo se mueve dentro del cañón. El embolo y el cañón actúa de conjunto como una bomba. Tanto el embolo como el cañón son componentes de precisión que tienen una holgura de trabajo de solo 0,0025 mm (0,00010 pulg). Estas holguras apretadas son necesarias para producir presiones de inyección de más de 162 MPa ( lb/pulg 2 ) sin fugas excesivas. El cañón también contiene la lumbrera de derrame PRIME. La lumbrera de derrame PRIME es un pequeño agujero con una tolerancia de alta precisión. Este orificio esta rectificado por el lado del cañón dentro del embolo. Este orificio descarga momentáneamente la presión de inyección de combustible durante la carrera descendente del embolo. El conjunto de boquilla es similar a todos los demás conjuntos de boquilla de inyectores unitarios. El combustible que ha si do llevado a la presión de inyección fluye de la cavidad del embolo a través de un conducto en la punta de la boquilla. 52

53 El combustible que fluye de la boquilla es retenido por el obturador, que tapona los orificios del extremo de la punta. La fuerza de un resorte mantiene el obturador bajado en la posición cerrada. Esto impide la fuga de combustible por la punta y la entrada de gas de combustión en el inyector unitario cuando se enciende el cilindro. Figura 16.Conjunto de la boquilla (1) Esfera de retención del llenado de admisión. (2) Caja. (3) Obturador. (4) Punta. (5) Orificios de punta. Fuente: LAUBACH, Marco. Conjunto de boquilla. [12 febrero, 2013]. Disponible en Internet : < -owwnbchsi/s1600/punta.jpg> Cuando la presión de inyección aumenta hasta aproximadamente 28 MPa (4.000 lb/pulg 2 ) la fuerza hidráulica que está empujando el obturador aumenta. Cuando la fuerza hidráulica vence la fuerza del resorte, el obturador se separa de la punta. Cuando el obturador se separa de la punta, está en la posición abierta. La presión necesaria para abrir el obturador se llama Presión de Apertura de la Válvula (VOP). El combustible fluye de los orificios de la punta en el extremo de la misma y el combustible fluye dentro de la cámara de combustión. El obturador permanece abierto y el combustible sigue fluyendo de la punta hasta que la presión de inyección cae por debajo de 28 MPa (4.000 lb/pulg 2 ). 53

54 Cuando cae la presión, el obturador se cierra y se detiene la inyección de combustible. La presión que permite que el obturador cierre se llama Presión de Cierre de la Válvula (VCP). La esfera de retención del llenado de admisión se separa de su asiento durante el desplazamiento del embolo hacia arriba a fin de permitir que la cavidad del embolo se vuelva a llenar. La esfera de retención se asienta y sella durante la carrera del embolo hacia abajo. La esfera de retención sella durante la carrera del embolo hacia abajo para evitar tas perdidas de presión de la inyección de combustible en el suministro de combustible. - Operación del inyector de combustible HEUI. Hay cinco etapas de inyección en el inyector HEUI: Preinyección. Inyección piloto. Retardo. Inyección principal. Final de la inyección. Todos los componentes internos han regresado a la posición de carga por resorte durante la preinyección. El solenoide no está energizado y el asiento inferior de la válvula de contrapunta está cerrado. Cuando ce cierra cl asiento inferior de la válvula de contrapunta, éste bloquea el aceite de accionamiento a alta presión impidiendo su entrada en el inyector unitario. El Embolo y el pistón intensificador estén en la parte superior de la lumbrera y la cavidad del embolo esta llena de combustible. La presión de combustible en la cavidad del émbolo es igual a la presión de suministro de combustible. Esta presión es aproximadamente igual a 450 kpa (65 lb/pulg 2 ). Cuando el ECM activa el inyector unitario, envía una corriente al solenoide del inyector unitario. La corriente hace que el solenoide produzca un fuerte campo magnético que atrae el inducido. El inducido está conectado mecánicamente a la válvula de contrapunta por medio de un tornillo. La atracción magnética del solenoide supera la tensión del resorte que mantiene a la válvula de contrapunta en posición cerrada. Cuando la válvula de contrapunta se abre, se aleja del asiento inferior. 54

55 Figura 17.Inyector HEUI (inyección piloto) (1) Asiento superior de la válvula de contrapunta (position cerrada) (9) Asiento inferior da la válvula de contrapunta (posición abierta) (A) Drenaje (a la atmosfera). (B) Presión de suministro del combustible. (C) Presión del aceite de accionamiento. (D) Piezas móviles. (E) Presión de la inyección. (F) Flujo del combustible. (G) Movimiento mecánico. Fuente. CATERPILA. Inyector HEUI. U.S.A: [24 agosto, 2012]. Disponible en Internet : <http://www.cat.com/cda/files/87775/7/pehp9526.pdf> Cuando la válvula de contrapunta se abre, el asiento superior bloquea el recorrido hacia el drenaje y el asiento inferior abre la cámara de la válvula y permite la entrada del aceite de accionamiento a alta presión. El aceite a alta presión fluye alrededor de la válvula de contrapunta. El aceite a alta presión fluye a través de un conducto en la parte superior del pistón intensificador El aceite a alta presión actúa sobre la parte superior del pistón intensificador El aceite a alta presión empuja 55

56 hacia abajo el pistón y el embolo. El movimiento hacia abajo del Embolo presuriza el combustible que se encuentra con la cavidad del émbolo y en la boquilla. Cuando la presión alcanza la presión de apertura de la válvula (VOP) de aproximadamente 28 MPa (4.000 Ib/pulg 2 ), el obturador se levanta del asiento en la punta. Cuando el obturador se levanta, comienza la inyección Diagnostico mecánico de inyectores. Este proceso que es muy común en todos los centros de diagnóstico, es un proceso empírico, cuyos resultados se basa en la experiencia de quien hace la medición. Es muy común encontrarlos dado su facilidad de implementación y el costo de operación que a su vez se ve reflejado en el precio que cancela el cliente. En LUBRIFRENOS CAR.DE COL. El proceso de diagnóstico se realiza en un banco mecánico cuyo sistema funciona al llenar de aire una cámara y este es enviado a una presión estándar que en este caso es de 200 bares a través de una válvula estranguladora, un operario empíricamente sujeta un material que contraste con el color del combustible Diesel y luego determina si los orificios del inyector expulsaron la misma cantidad, el proceso se hace como muestra la siguiente figura. Figura 18.Proceso de llenado de aire de la cámara 56

57 Verificación y limpieza del inyector. Si sabemos que el inyector tiene algún tipo de problema en su funcionamiento, deberá procederse al desmontaje del mismo para verificar el estado de sus componentes y realizar la oportuna limpieza de los mismos, la cual se efectúa con varillas de latón con punta afilada y cepillas de alambre, también de latón. Con estos útiles se limpian las superficies externas e internas de la tobera y la aguja, para retirar las partículas de carbonilla depositadas en ellas, sin producir ralladuras que posteriormente dificultarían el funcionamiento. Figura 19.Proceso de limpieza del inyector Fuente. SENA. Curso virtual inyectores.bogotá.2010.p.16 57

58 Estadístico F De Fisher-Snedecor. El principal objetivo de esta función es el Análisis de Varianza, y se emplea cuando se necesita comparar más de dos medias muéstrales a la vez. En estos casos la idea es detectar si el efecto de uno o más tratamientos afecta a las muestras Observadas. Ahora bien, cuando se tiene el caso de dos muestras, la idea es testear si hay igualdad en las dos poblaciones en estudio. Una vez verificado este supuesto, se puede avanzar más verificando si hay diferencia entre las medias muéstrales, y así verificar si ambas muestras tienen igual media y varianza, porque eso significa que en realidad provienen de la misma población normal. Eso probaría que no hay efecto de un tratamiento si se lo compara con un placebo, o que dos técnicas de laboratorio son equivalentes. Si el experimento no verifica esto, entonces se deberá elegir el caso que presente menor varianza, para tener menor variabilidad en las mediciones de laboratorio, al introducir algún efecto o cambiar el método de medición. Si X y Y son dos variables aleatorias independientes que tienen distribución con n 1 y n 2 grados de libertad, respectivamente, entonces, la variable aleatoria F x y n n 1 2 Función de distribución F-Snedecor h(f ) n1 / 2 (n1 2) / 2 (n 1 n 2 ) / 2 n 1 / n 2 f (n1 n2 ) / 2 n / 2 n / n f / n 1 2 Que es la llamada función de distribución F-Snedecor o F-Fisher con n 1 y n 2 grados de libertad Si a dos poblaciones normales, o aproximadamente normales, se extraen dos muestras aleatorias e independientes, y a cada una se le calcula su respectiva 2 varianza, el cociente de ambos valores F s 1 s (con F>1,) tendrá una distribución 2 de Fisher, cuyos valores críticos fueron obtenidos por W. Snedecor en una tabla que se caracteriza por presentar una hoja para cada nivel de confianza, se eligen los más apropiados como: 95%; 97,5%; 99%; 99,5% y 99,9%. Como siempre, el área total bajo la curva es la unidad y se extiende desde 0 a

59 Análisis de Varianza de dos vías por Matlab. El script p = ANOVA2 (X,) en matlab lleva a cabo un ANOVA de dos vías equilibrada para comparar las medias de dos o más columnas y dos o más filas de las observaciones en X. Los datos en diferentes columnas representan cambios en el factor de A. Los datos en diferentes las filas representan los cambios en el factor de B. Si hay más de una observación para cada combinación de factores, repeticiones de entrada indica el número de repeticiones en cada posición, que debe ser constante. La siguiente matriz muestra el formato de una configuración en factor de la columna A tiene dos niveles, factor de la fila B cuenta con tres niveles, y hay dos repeticiones (reps = 2). Los subíndices indican la fila, la columna y la replicación, respectivamente Cuando el valor es 1 (por defecto), ANOVA2 devuelve dos valores de p en el vector p: 1. El valor de p para la hipótesis nula, H0A, que todas las muestras del factor A (es decir, todas las columnas-muestras en X) proceden de la misma población 2. El valor de p para la hipótesis nula, H0B, que todas las muestras de factor B (es decir, todas las filas-muestras en X) proceden de la misma población Cuando los valores de las repeticiones es mayor que 1, ANOVA2 devuelve un tercer valor de p en el vector t: 3. El valor de p para la hipótesis nula, H0AB, que los efectos debidos a los factores A y B son aditivos (es decir, que no hay interacción entre los factores A y B si cualquier valor p es cercano a cero, esto pone en duda la hipótesis nula asociada. Un valor suficientemente pequeño de p para H0A sugiere que al menos una columna de media-de la muestra es significativamente diferente que los otros medios de columna de muestra, es decir, existe un efecto principal debido al factor A. Un valor suficientemente pequeño de p para H0B sugiere que al menos una media de fila de la muestra es significativamente diferente de los otros medios de fila de muestra, es decir, existe un efecto principal debido al factor B. Un valor suficientemente pequeño de p para H0AB sugiere que hay una interacción entre los factores a y B. La elección de los límites para el valor p para determinar si un 59

60 resultado es "estadísticamente significativa" se deja al investigador. Es común para declarar un resultado significativo si el valor p es menor que 0,05 o 0,01. La función ANOVA2 de matlab también muestra la tabla de ANOVA estándar, el cual divide la variabilidad de los datos de las direcciones X en tres o cuatro partes, dependiendo del valor de repeticiones: La variabilidad debida a las diferencias entre las medias de las columnas La variabilidad debida a las diferencias entre las filas La variabilidad debida a la interacción entre las filas y las columnas (en caso de que los valores de las repeticiones sea mayor que su valor por defecto de uno) La tabla de ANOVA tiene cinco columnas: La primera muestra la fuente de la variabilidad. La segunda muestra la suma de cuadrados (SS) por cada fuente. La tercera muestra los grados de libertad (df) asociados a cada fuente. La cuarta muestra los cuadrados medios (MS), que es la relación SS / df. La quinta muestra las estadísticas F, que es la relación de los cuadrados medios. La prueba ANOVA2 evalúa la hipótesis de que la fila, la columna y la interacción efectos son los mismos, frente a la alternativa de que no son todos iguales. A veces es preferible llevar a cabo una prueba para determinar qué pares de efectos son significativamente diferentes, y que no lo son. Método de análisis de Comparaciones Pareadas. En algunos experimentos comparativos simples puede conseguirse un mejoramiento significativo de la precisión haciendo comparaciones de observaciones pareadas del material experimental. Un modelo estadístico que describe los datos de este experimento puede expresarse como Donde es la observación general del elemento, es el promedio de datos en el elemento es el efecto de prueba debido al ejemplar de prueba y es el error experimental aleatorio con media cero y varianza, es decir es la varianza de la mediciones en los datos en el elemento y la varianza en los datos en el elemento.si se calcula la diferencia pareada El valor esperado de esta diferencia es = ( ) 60

61 = ( ) = ( ) - ( ) = = Es decir pueden hacerse inferencia acerca de la diferencia en las lecturas promedio de los elementos = haciendo inferencias acerca de la media de las diferencias.teniendo en cuenta esto es posible probar y es equivalente a probar 0 0 Para la medición se emplea un α=0.05 equivalente a 95% de exactitud en los cálculos, y estadístico de prueba para 10 datos con un α=0.05 equivale =2.262 El estadístico de prueba para esta Hipótesis ( student) es Donde = Ecuación 1 Ecuación 2 = Ecuación 3 Es la desviación estándar muestra de las diferencias. este valor corresponde en las tablas a 0 se rechazaría si. Debido a que las observaciones de los niveles del factor están pareadas en cada unidad experimental a este procedimiento suele llamarse T pareada. Para validar este proceso se procede a comparar dos inyectores en perfecto estado y determinar cuál de las hipótesis 0 0 es válida. Cabe aclarar en este caso se debe comparar el inyector en perfecto estado contra los demás para así determinar el estado en que se encuentra el inyector comparado. 61

62 3.1 ENFOQUE DE LA INVESTIGACIÓN 3. METODOLOGIA Este proyecto se realizara por medio de la investigación en algunos campos, ya que en algunos libros se puede encontrar información sobre este tema en cuanto cómo funciona el sistema de inyección y sus componentes, y empírico en cuanto a la fabricación de la maquina ya que no se cuenta con información disponible (esto sucede porque mucha de esa información es confidencial), y por este motivo se dispondrá inicialmente a una parametrización en cuanto a la cantidad de combustible expulsada por inyectores en excelente estado para así realizar las pruebas con otros inyectores y determinar su estado 3.2 LÍNEA DE INVESTIGACIÓN DE USB / SUB-LÍNEA DE FACULTAD / CAMPO TEMÁTICO DEL PROGRAMA Esta línea de investigación corresponde a las Tecnologías Actuales y Sociedad, y la sub-línea de Instrumentación y Control de Procesos y el campo temático es Automatización de Procesos y Robótica. 3.3 TÉCNICAS DE RECOLECCIÓN DE INFORMACIÓN La información que se recolectará para empezar a trabajar se obtendrá por medio de diversos libros de mecánica automotriz para obtener datos y resultados de las empresas que fabrican los elementos del sistema de inyección. Por otra parte se obtendrá de forma empírica ya que la información será proporcionada por la empresa para la cual se realizara el proyecto. 62

63 4. DISEÑO INGENIERIL 4.1 DISEÑO DEL SELECTOR PARA EL RECONOCIMIENTO DEL INYECTOR Inicialmente se contempló la posibilidad de diseñar un selector del inyector mecánico, en el cual el operario accionaba este mecanismo y el banco se adecuaba al inyector, durante el transcurso del proyecto se llegó la conclusión que este tipo de accionamiento es de tipo on/off esto significa que no es necesario implementar un diseño mecánico cuando un proceso sencillo como el accionar un interruptor o al seleccionar un icono en un software me permite realizar una acción sobre los inyectores. Para nuestro caso, se implementó en el software de diagnóstico un botón de accionamiento que envía un comando al microcontrolador y este a su vez al inyector requerido como se explicara más adelante. Figura 20. Software de diagnóstico lubrifrenos car.de.col Fuente. Autor 63

64 4.2 DISEÑO DEL SISTEMA DE ADQUISICIÓN DE DATOS PARA LOS DOS (2) TIPOS DE INYECTOR Diseño Experimental, Recolección Y Análisis de datos en Inyectores Common Rail Y Heui. El banco de pruebas para inyectores electrónicos en vehículos de carga pesada está enfocado en determinar el estado y el posible fallo si lo hubiere en inyectores electrónicos Common Rail y Heui, Actualmente en los centros de diagnóstico este proceso es artesanal y basa su resultado en tanteo y comprobación visual por parte del operario Para corregir esto, se decidió por medir exactamente el valor expulsado en cada inyector y hacer un modelo más preciso que analiza y diagnostique el estado en el inyector con base a la cantidad expulsada para hacerlo se tomaron inyectores nuevos e inyectores con algún tipo de fallo, como: Fallo en los orificios de expulsión o en puntas para inyectores Common Rail y Heui. Fallo en el cuerpo del inyector o cuerpo Aguja-Tobera en inyectores Common Rail y Heui Calculo del sistema de apertura y cierre del inyector. Como punto de partida se eligen las marcas de inyectores más comunes para cada sistema, como es el caso de: Common Rail: Bosch, Delphi Heui: Cummins Para tomar una medida aceptable se toman 20 inyectores por cada estado del inyector (Nuevo, Con fallo en las puntas, Con fallo en la tobera) y se repite en cada marca. Cabe aclarar que no fue posible obtener los inyectores de un mismo lote, lo cual aleatoriza las mediciones y beneficia la utilización del método estadístico. Una vez obtenidos los inyectores por parte de LUBRIFENOS CAR DE COL, se procede a diseñar el circuito que permite la apertura y cierre del inyector, esto con el fin de medir el combustible expulsado en el intervalo de tiempo que opera el inyector. Para realizar el diseño es necesario conocer los valores de los elementos que realizan la apertura y cierre en el inyector como la inductancia y resistencia en el solenoide y eso es fácilmente medible con el inductomero. 64

65 Se emplea el inductometro BK PRECISION modelo 885, y se mide el valor de cada inductancia variando la frecuencia entre 120 Hz,1 khz y 10 khz, el valor de la resistencia se mide con el multímetro UNI-T Modelo UT33C. Una vez medidos todos los valores se saca un promedio como lo muestra la siguiente tabla: Tabla 1.Valores obtenidos en los solenoides de los inyectores Inyector Bosch (µh) Inyector DEPHI (µh) Inyector Heui (mh) , , , , , , , , , , , , , , ,4 Valor promedio 286,2 Valor promedio 330,3 Valor promedio 3,29 Tabla 2.Valores promedios en los solenoides de los inyectores Tipo Inductancia (µh) Resistencia (Ω) Bosch Delphi Cummins Calculo de la corriente en el circuito del inyector. Una vez obtenidos los valores de los solenoides se calcula la corriente que circulara por el inyector para así definir los elementos que emularan el sistema de apertura del inyector. 65

66 - Determinación de la corriente en función del tiempo para inyectores Bosch. El siguiente circuito es el modelo eléctrico del inyector: Figura 21. Circuito equivalente del inyector Bosch La ecuación diferencial para el cálculo de la corriente es: Con condición inicial Resolviendo la ecuación diferencial: Tomando la condición inicial 66

67 Finalmente A A Asumiendo el tiempo mínimo de apertura del inyector que es de 1milisegundo: Asumiendo el tiempo máximo de apertura del inyector de 10 milisegundos tenemos que el valor de la corriente es: El cálculo de la constante de tiempo de estabilización de la corriente seria: Con condición inicial Calculo del tiempo de asentamiento. { } = { } = Esto confirma que el tiempo en que la corriente se estabiliza es aproximadamente en 2 milisegundos esto se tendrá en cuenta en determinaciones posteriores. -Simulación del circuito RL Inyector Bosch. La respuesta que se va a medir es la corriente a la salida del circuito, la ecuación es la siguiente: 67

68 Donde - Diagrama de bloques en (SIMULINK) Figura 22. Diagrama de bloques circuito equivalente, inyector Bosch La simulación RL del circuito es: Figura 23. Corriente del circuito 68

69 Como podemos observar el tiempo de estabilización es aproximadamente de 2 milisegundos y su corriente es 15.8 A. - Calculo de la corriente en inyectores DELPHI. Para el circuito del modelo eléctrico del inyector Delphi, realizamos el mismo procedimiento anterior. Con la condición inicial i=0 Figura 24.Circuito equivalente del inyector Delphi Resolviendo la ecuación diferencial con la condición inicial Resolviendo la ecuación diferencial: 69

70 Tomando la condición inicial Finalmente ( ) La corriente hallada es: A Asumiendo el tiempo mínimo de apertura del inyector que es de 1milisegundo: Asumiendo el tiempo máximo de apertura del inyector que es de 10 milisegundos: Calculando el tiempo de estabilización tenemos: { } = { } = La simulación RL del circuito es: 70

71 Figura 25.Corriente del circuito Como se puede observar la corriente tiene un valor de 13,33 y podemos confirmar el tiempo de estabilización al 1 % del final en 1.8 milisegundos. - Calculo de la corriente en inyectores HEUI. Para el circuito del modelo eléctrico del inyector Delphi, realizamos el mismo procedimiento anterior. Con la condición inicial Resolviendo la ecuación diferencial: Tomando la condición inicial 71

72 Finalmente ( ) La corriente hallada es: A Asumiendo el tiempo mínimo de apertura del inyector que es de 1milisegundo: Asumiendo el tiempo máximo de apertura del inyector que es de 10 milisegundos: Calculo del tiempo de asentamiento. { } = { } = La simulación RL del circuito es: Figura 26.Corriente del circuito 72

73 Como se puede observar la corriente máxima es 10 A y el tiempo de estabilización es de al 1% del valor final. Circuito de apertura y cierre del inyector. Teniendo en cuenta las corrientes medianamente altas se propone inicialmente el siguiente diseño. Figura 27. Circuito de apertura y cierre del inyector Dónde: La fuente de voltaje DC es de 12 V, P=240W rectificador de onda completa. tomada de un Circuito El transistor es un MOSFET SSP45N20B que es de alta frecuencia y maneja valores de corriente hasta de 35 A. Para generar el tren de pulsos se utiliza una tarjeta de programación (Arduino) que permite la apertura y el cierre del inyector a la frecuencia en la que opera normalmente. Cálculo de la fuente para probar inyectores - Diseño: convertidor AC/DC. El circuito convertidor AC/DC se muestra en la figura a continuación, para efectos de cálculo se incluye la resistencia de carga R1 la cual no se incluirá en la construcción del circuito final. 73

74 Figura 28.Circuito convertidor AC/DC Estimaciones de voltajes máximo y mínimo: Observando la figura, estimando un voltaje mínimo de 12 V y un rizado de 20% para una potencia P=240W: La resistencia de carga R es de: Figura 29.Voltaje de salida del circuito rectificador con filtro RC Fuente: HART, Daniel. Electrónica de Potencia. México: Pearson, 2001.p.77 Cálculos del voltaje del transformador y el condensador. Los valores estimados para las perdidas en los elementos son: Pérdidas en cada diodo:. 74

75 Entonces las caídas en un par de diodos serán de 3V. Pérdidas consideradas con respecto al devanado secundario del transformador: 15%. Por ende, teniendo en cuenta las pérdidas mencionadas anteriormente, el voltaje del transformador será: El cálculo estimado del condensador es: Para la construcción de esta etapa se usará el condensador comercial más cercano el cual es de. Cálculos de los tiempos de la señal de salida del filtro RC y del voltaje de rizo. Observando la figura los tiempos,, y se calculan de la siguiente forma: Calculo de :En el punto máximo de la curva de la figura 2 (En t1) las pendientes son cero por tanto es posible determinar t1 teniendo en cuenta que y Entonces: ( ) Remplazando los valores correspondientes se tiene: De la solución numérica de la ecuación anterior se obtuvo un tiempo: t1=4.1 ms 75

76 Cálculo de t2:en este punto, el condensador vuelve a cargarse se tiene entonces: Por solución numérica: ta=0,33 ms t2= 0.3 ms+8.33 ms= 8,6ms El voltaje de rizo es entonces: ( ) Cálculos del voltaje DC. El voltaje DC en la salida de la etapa 1 es: [ ] [ ] [ ] Simulación. Empleando ORCAD el circuito de la etapa de la conversión AC/DC se muestra a continuación. El voltaje marcado por el multímetro indica el voltaje DC cuyo cálculo se mostró anteriormente. 76

77 Figura 30.Circuito convertidor AC/DC (ORCAD) Figura 31.Señal de salida de voltaje Selección del Transistor. El transistor debe ser de alta frecuencia de conmutación y además debe soportar corrientes hasta de 20 A. El transistor Mosfet SSP45N20B cumple estos requisitos como se puede ver en el Datasheet. 77

78 Figura 32.CaracterísticasMosfet SSP45N20B Teniendo en cuenta que la salida del puerto del Arduino (5V) no es suficiente para excitar el Mosfet y también es necesario proteger de corrientes parasitas o corrientes de fuga al Arduino. Para dar solución a estos dos inconvenientes se propone el siguiente circuito: Figura 33.Circuito de acople y protección Se escogió el transistor 2N2222 primero porque la intención del diseño es garantizar el voltaje con voltaje al Transistor Mosfet y las corrientes que se manejan desde el microcontrolador son pequeñas, el Transistor 2N2222A soporta en el colector una corriente hasta 800 ma y 30V entre colector y emisor lo cual es suficiente para incluirlo en el diseño que se propone, además de su amplio uso. De acuerdo al Datasheet del 2N2222A 78

79 Ahora bien para garantizar la máxima longevidad del transistor se empleara el valores mínimos de corriente de base, que es de 15mA. Por lo tanto = 286, Ω La resistencia comercial más próxima es 220Ω = Ω Valores medidos a la salida del transistor 2N2222A Para un pulso en alto de 1milisegundo. Figura 34.Señal de salida de voltaje 79

80 Finalmente el circuito es el siguiente: Figura 35. Circulo fuente voltaje Implementación de la Placa Arduino para generar el tren de pulsos y envío de datos al Computador. Se han desarrollado componentes en los últimos años como tarjetas de programación de código abierto como Arduino, que además de presentar y procesar los datos de interés, ofrecen una comunicación directa con el dispositivo a través de puerto serie universal USB. Esta alternativa facilita el uso del sistema, y tiene un bajo costo económico Generación del tren pulsos. Cuando se realizó la medición de combustible expulsado del inyector, se pudo observar que el solenoide en el inyector no abre la válvula hasta que alcanza su corriente de operación, y por lo tanto existe un leve retraso en la apertura hasta que se estabilice la corriente, Para compensar este tiempo y de acuerdo a los cálculos se programó el Arduino a un tiempo normal de apertura entre 1 milisegundo hasta 10 milisegundos, más el tiempo de estabilización de la corriente en cada marca de inyectores. 80

81 4.2.4 Diagrama de flujo del programa Figura 36. Diagrama de flujo En el anexo A, se puede obtener el código de programación en C para la tarjeta Arduino Adquisición de datos del sensor (Celda de carga).existen varias maneras de medir la cantidad de combustible que expulsa el inyector una de ellas es el uso de medidores de nivel. Los líquidos moleculares se clasifican en dos tipos Polares y no polares, las moléculas de agua son polares y lo es porque la distribución electrónica de las moléculas de agua están desequilibradas, otros líquidos polares son miscibles (solubles) en agua, en tanto que la mayor parte de los líquidos no polares son 81

82 inmiscibles en agua, el aceite y el agua son inmiscibles uno con el otro, por tanto el aceite es no polar. 7 Para que haya conductividad eléctrica en un fluido deben existir iones que permitan el paso de electrones y en el caso de fluidos derivados de petróleo estos iones son muy escasos aunque sus propiedades físicas contengan elementos que al reaccionar puedan generar iones pero como se mencionaba anteriormente no son abundantes por tanto la conductividad eléctrica es mínima y en algunos casos nula, por tanto el Diesel o el Biodiesel se encuentra entre los fluidos con baja conductividad lo cual restringe el uso de sensores que impliquen circular corriente por él. Otra característica que se tiene en cuenta es que al medir el combustible expulsado en los inyectores este genera espuma lo cual es un inconveniente si se desea usar sensores de sonido dado que el eco que se produce puede generar errores en la medición. Además una limitación es la viscosidad del diesel que se encuentra en un rango de 3 a 5 centistokes, el caudal que se maneja no supera los 5 litros por minuto teniendo en cuenta que el inyector estuviera abierto sin interrupciones durante el minuto, esto indica que medidores de caudal como los de turbina o paletas no se ajustaran precisamente y son los más comunes para ese tipo de caudales. Como alternativa final se propone usar el peso del combustible expulsado para saber la medida más exacta posible, teniendo en cuenta esto se propone el siguiente sistema: Celda de carga: CG-23-SSW-02-C20 de la marca NTEP de 500 gramos Según especificaciones técnicas de la celda: Peso máximo: 500 gr. Voltaje de alimentación: 5-12V. Colocando sobre la celda un peso de 500 gramos y conectando la celda a 12V el voltaje medido es 6 mv. Sin peso sobre la celda es aproximadamente 0 V. Como estos valores medidos son pequeños el micro no puede tomar estos datos entonces se realiza una etapa de amplificación para garantizar que todos los valores puedan ser capturados y convertidos. Se amplificara la señal en 100 veces usando un amplificador operacional de precisión y se medirán con diferentes pesos para saber si la señal de salida de la carga es lineal o no. 7 BURNS, Ralph. Fundamentos de quimica. Mexico : Pearson Education,4 edicion p

83 Calculo de las resistencias para el amplificador de precisión. El circuito del amplificador rectificador de precisión es el siguiente: Figura 37. Amplificador rectificador de presión Fuente. Mora. Luis. Amplificador rectificador de presión. [12 febrero, 2013]. Disponible en Internet : <http://stc.obolog.net/multimedia/fotos/75000/74981/ jpg> Para una ganancia de 100 Entonces Por tanto las resistencias son: R=5KΩ Empleando pesos de 25 gramos (pesas con la que se calibran las celdas en la industria del oro) se obtienen los siguientes datos: 83

84 Tabla 3.Relación de peso-voltaje Combustible expulsado (cm3) Peso (gr) Valor en (mv) ,1 3 6, ,4 12,2 5 10,5 6 12,6 7 14,7 8 16,8 9 18, ,1 18, Como se puede observar los valores medidos son lineales, lo cual es muy significativo si se quiere emplear el microcontrolador para hacer la conversión análoga digital. 4.3 DISEÑOE IMPLEMENTACIÓN DEL SISTEMA PARA EL PROCESAMIENTO DE SEÑALES SEGÚN LOS NÚMEROS DE RESPUESTA DE OPERACIÓN DEL INYECTOR selección de la variable de respuesta. Para conocer el volumen expulsado por el inyector se somete a 20 repeticiones por cada intervalo de tiempo y se promedia el valor recogido para así conocer el valor real expulsado. Empleando el circuito anteriormente mostrado Se recogieron los siguientes datos: Toma de valores inyectores COMMON RAIL BOSH 84

85 Cantidad de combustible expulsado en Inyectores nuevos (cm3) Tabla 4.Datos en inyectores COMMON RAIL BOSH. Tiempo de expulsión del inyector (milisegundos) 1 ms 2 ms 3 ms 4 ms 5 ms 6 ms 7 ms 8 ms 9 ms 10 ms Valor Promedio 1,3 2,7 3,8 5 6,4 7,9 9 10,2 11,5 13 1,4 2,8 3,8 4,9 6,3 7,7 9,1 10,3 11,6 13,1 1,3 2,6 3,7 5,2 6,4 7,7 9,2 10,5 11,5 13,2 1,2 2,6 3,7 5 6,5 7,7 9 10,4 11,6 13,2 1,3 2,5 3,6 5,1 6,3 7,8 9,2 10,3 11,5 12,9 1,1 2,5 3,6 5,1 6,5 7,6 9 10,3 11,5 12,9 1,3 2,5 3,6 5,2 6,4 7,8 9,2 10,4 11,5 13,1 1,3 2,8 3,8 5 6,4 7,8 9 10,2 11,6 13,2 1,2 2,5 3,8 4,9 6,3 7,8 9,1 10,3 11,7 13,1 1,2 2,8 3,8 4,9 6,3 7,6 9,1 10,3 11,5 13,1 1,3 2,7 3,5 5,3 6,4 7,9 9,1 10,5 11,6 12,9 1,3 2,7 3,7 5,1 6,2 7,9 9,3 10,5 11,4 13 1,3 2,6 3,7 5 6,4 7,6 9,1 10,3 11,6 13 1,2 2,8 3,9 5 6,4 7,8 9,3 10,3 11,4 13 1,2 2,5 3,8 5 6,3 7,6 9,2 10,2 11,6 12,9 1,3 2,5 3,6 5 6,5 7,6 9,1 10,2 11,4 12,9 1,3 2,6 3,8 5,2 6,3 7,7 9,2 10,3 11,8 13,2 1,3 2,8 3,7 5 6,5 7,7 9,2 10,4 11,6 13,2 1,2 2,8 4 5,3 6,3 7,7 9 10,3 11,7 13,2 1,1 2,7 4 5,2 6,3 7,7 9 10,3 11,7 13,2 1,255 2,65 3,74 5,07 6,37 7,73 9,12 10,32 11,55 13,06 Tabla 5.Valores promedio Tiempo de Expulsión (milisegundos) Cantidad de Combustible Expulsado ( ) 1 1,25 2 2,65 3 3,74 4 5,07 5 6,37 6 7,73 7 9, , , ,06 85

86 Empleando el método de mínimos cuadrados se calcula: Tabla 6.Método mínimos cuadrados x y x*y x^2 y^2 1 1,25 1,25 1 1, ,65 5,3 4 7, ,74 11, , ,07 20, , ,37 31, , ,73 46, , ,12 63, , ,23 81, , ,56 104, , ,06 130, ,6942 = 55 = 70,80 = 496,75 = 385 = 641,03 Para la ecuación de la recta Tomando la ecuación ( ( ) ) ( ( ) ) 1,30 ( ) ( ) 0, Determinando el grado de correlación entre los datos: ( [ ][ ] ) 86

87 ( ) ( [ ][ ] ) La ecuación de la recta es: Como se observa la ecuación de la recta es, esta ecuación se comprueba obteniendo la línea de tendencia en EXCEL. Figura 38.Ecuación característica de la línea de datos Tomando la ecuación calculada los datos son los siguientes: Tabla 7. Nuevos valores promedio Tiempo de expulsión (milisegundos) Cantidad de Combustible Expulsado ( ) , ,93 87

88 Toma de valores inyectores COMON RAIL DELPHI Tabla 8.Datos obtenidos en inyectores nuevos Empleando el método de mínimos cuadraros se linealizan los datos de los valores promedios. Realizando el mismo procedimiento anterior la ecuación obtenida es: Empleando la herramienta de Excel para obtener la ecuación de la recta obtenemos: 88

89 Figura 39.Ecuación característica de la línea de datos Tomando la ecuación calculada los datos son los siguientes: Tabla 9. Nuevos valores promedio Tiempo de Expulsión (milisegundos) cantidad de combustible expulsado ( ) ,0 3 4, , , ,46 Toma de valores inyectores HEUI. Empleando el método de mínimos cuadraros se linealizan los datos de los valores promedios. Realizando el mismo procedimiento anterior la ecuación de la recta es: 89

90 Empleando la herramienta de Excel para obtener la ecuación de la recta obtenemos: Figura 40.Ecuación característica de la línea de datos Tomando la ecuación calculada los datos son los siguientes Tabla 10. Nuevos valores promedio Tiempo de Expulsión (milisegundos) Cantidad de Combustible Expulsado en ( ) 1 2, , ,33 4 6, , , , , , ,4563 Con base a estos datos se compararan los inyectores y saber el fallo. Anova doble vía en matlab. Una vez todos los datos se han obtenido, se busca confirmar que los valores de los tres grupos de datos (Inyectores nuevos, Inyector con fallo en las puntas, Inyector con fallo en la tobera) son distintos entre sí,al negar la hipótesis H0=H1=H2. 90

91 Inyector Bosch Con Fallo en la tobera (valores en cm cubicos) Inyector Bosch Con Fallo en las Puntas (Valores en cm cubicos) Inyector Bosch Nuevo (Valores en cm cubicos) Tabla de datos para inyector Bosch. Se inicia tomando todos los datos y se calcula la media por cada intervalo de tiempo y empleando la función de MATLAB análisis de ANOVA2 se arrojan los siguientes datos: Tabla 11.Tiempo de expulsión del inyector Bosch Tiempo de expulsión del inyector en mili segundos ,3 2,7 3,8 5 6,4 7,9 9 10,2 11, ,4 2,8 3,8 4,9 6,3 7,7 9,1 10,3 11,6 13,1 1 1,3 2,6 3,7 5,2 6,4 7,7 9,2 10,5 11,5 13,2 1 1,2 2,6 3,7 5 6,5 7,7 9 10,4 11,6 13,2 1 1,3 2,5 3,6 5,1 6,3 7,8 9,2 10,3 11,5 12,9 1 1,1 2,5 3,6 5,1 6,5 7,6 9 10,3 11,5 12,9 1 1,3 2,5 3,6 5,2 6,4 7,8 9,2 10,4 11,5 13,1 1 1,3 2,8 3,8 5 6,4 7,8 9 10,2 11,6 13,2 1 1,2 2,5 3,8 4,9 6,3 7,8 9,1 10,3 11,7 13,1 1 1,2 2,8 3,8 4,9 6,3 7,6 9,1 10,3 11,5 13,1 1 1,3 2,7 3,5 5,3 6,4 7,9 9,1 10,5 11,6 12,9 1 1,3 2,7 3,7 5,1 6,2 7,9 9,3 10,5 11, ,3 2,6 3,7 5 6,4 7,6 9,1 10,3 11, ,2 2,8 3,9 5 6,4 7,8 9,3 10,3 11, ,2 2,5 3,8 5 6,3 7,6 9,2 10,2 11,6 12,9 1 1,3 2,5 3,6 5 6,5 7,6 9,1 10,2 11,4 12,9 1 1,3 2,6 3,8 5,2 6,3 7,7 9,2 10,3 11,8 13,2 1 1,3 2,8 3,7 5 6,5 7,7 9,2 10,4 11,6 13,2 1 1,2 2,8 4 5,3 6,3 7,7 9 10,3 11,7 13,2 1 1,1 2,7 4 5,2 6,3 7,7 9 10,3 11,7 13,2 2 0,8 2,2 3,3 4,3 6 7,4 8,5 9, ,5 2 0,8 2,2 3,3 4,4 6 7,6 8,3 9, ,3 2 0,8 1,9 3,2 4,3 6 7,1 8,4 9, ,5 2 0,8 1,9 3,3 4,4 6 7,3 8,6 9, ,5 2 0,9 2 3,4 4,3 5,8 7 8,3 9, ,7 2 0,9 2 3,2 4,4 5,6 7 8,2 9, ,9 2 0,8 2 3,3 4,2 6 7,2 8,4 9,8 10,9 12,6 2 0,8 2 3,1 4, ,6 9,9 10,7 12,8 2 0,9 1,9 3,1 4,5 5,9 7,3 8,6 10, ,4 2 0,7 1,9 3,4 4,3 5,7 7,3 8,6 10, ,2 2 0,7 1,8 3,2 4,6 5,8 7,4 8,4 9, ,4 2 0,9 1,9 3,2 4,8 5,8 7,4 8,6 9, ,6 2 0,9 1,8 3,3 4,6 5,7 7 8,3 9,7 10,7 12,8 2 0,9 1,9 3,2 4,4 5,9 7,3 8,3 9,7 10,7 12, ,8 3 4, , ,7 2 0, ,3 6 7,2 8, ,9 2 0,9 2 3,2 4,6 5,7 7 8,3 9,7 10,7 12,8 2 0,7 1,9 3,2 4,4 5,7 7,6 8,4 9,6 10,9 12,6 2 0,8 1,8 3 4,4 5,7 7,6 8,6 9,6 10,9 12,6 2 0,8 1,9 3,2 4,4 5,9 7 8,3 9,7 10,7 12,6 3 0,4 1,4 2,6 3,2 3,8 4,4 5 5,8 6,7 7,5 3 0,6 1,4 2,8 3 3,9 4,2 5 7,3 6,5 6,4 3 0,5 1,5 2,3 3 3,9 4,7 5,5 6,8 7,8 7,7 3 0,7 1,3 2,3 3 4,1 4,5 5,5 6,2 7 7,5 3 0,7 1,3 2,7 3,4 4,7 5,7 8,6 7,7 8,7 7,5 3 0,5 1,5 2,7 3,2 4,4 5,5 6,7 7,9 8,5 5,5 3 0,5 1,5 2,2 3,2 4,1 4,7 5,5 6,5 7,5 8,4 3 0,5 1,5 2,4 3,4 4,1 4,5 5,5 6,4 7,7 7,3 3 0,5 1,4 2,2 3 3,7 4,5 5,2 6 6,8 7,8 3 0,7 1,2 2,2 3 3,9 4,5 6,4 7,3 6,8 7,6 3 0,9 1,5 2,2 3 3,6 4,5 6,5 8 7,2 8,2 3 0,9 1,2 2,2 3 3,8 4,7 7,6 6,4 7,2 8,4 3 0,8 1,3 3,2 3,5 3,7 3,8 7,8 7,3 6,2 7,3 3 0,6 1,3 3,4 3,2 4,1 3,6 8,5 5,4 6,4 6,4 3 0,9 1,4 2,3 3,2 4,3 5 6, ,7 3 0,7 1,6 2,3 3,4 4,2 5 7,3 5,5 7,8 5,5 3 0,5 1,6 2,4 3,3 4,2 5,2 8, ,4 3 0,5 1,4 2,6 3,3 4,1 5,1 6,4 8,5 5,5 7,3 3 0,4 1,4 2,3 3,2 4,3 5 6,2 6,4 6,8 5,5 3 0,2 1,6 2,3 3,4 4,3 5 7,3 7 4,3 7,8 promedio 0,9 2,0 3,1 4,2 5,4 6,6 8,0 8,9 9,8 11,0 91

92 Tomado estos datos y empleando la función ANOVA en MATLAB los resultados son: ans = 1.1e-034 * Figura 41.Tabla ANOVA Figura 42.Cantidad de combustible expulsado 92

93 combustible expulsado en cm ^3 Por tablas el estadístico de Fisher para unos datos con 9 grados de libertad, de dos vías y una exactitud del 95% es 4.256, y viendo en la tabla significa que no existe prueba para afirmar la hipótesis H0=H1=H2.o H0=H1 H2 0 H0 H1=H2 y si hay relación entre el tiempoy volumen vs marcas de inyectores por el vector p:0.289 Figura 43.Grafica de las medias de los todos los datos en los inyectores INY NUEVO 6 INY CON FALLO EN PUNTAS INY CON FALLO TOBERA tiempo en milseg 93

94 Inyector con fallo en la tobera Inyector con fallo en las puntas Inyectores Nuevos Para Inyectores Common Rail DELPHI, tenemos la siguiente tabla de valores Tabla 12.Tiempo de expulsión del inyector Delphi Tiempo de expulsión del inyector ,9 3,2 4,2 5,5 7 8,3 9,6 10, ,4 1 1,7 3,1 4,3 5,5 6,9 8,1 9,7 10,9 12,1 13,5 1 1,8 3,3 4,1 5,6 6,8 8,3 9,7 10, ,7 1 1,6 3,2 4,5 5,4 7,1 8,2 9,5 10,8 12,2 13,8 1 1, ,7 6,9 8,2 9,8 10, ,3 1 1,5 2,9 4,1 5, ,6 10,7 12,1 13,4 1 1,9 2,9 4 5,7 7 8,4 9,8 10, ,5 1 1,7 3,2 4,2 5,6 6,9 8,3 9,4 10,6 12,1 13,8 1 1,7 2,9 4,1 5,3 6,8 8,4 9,6 10,7 12,1 13,7 1 1,6 3,3 4,4 5,5 6,9 8 9,6 10,8 11,9 13,5 1 1,8 3,2 3,5 5,9 7 8,3 9,7 10, ,5 1 1,8 3,1 4,3 5,7 6,8 8,5 9,8 10,9 11,8 13,4 1 1, ,1 5, ,7 10,7 12,2 13,6 1 1,8 3,3 4,5 5,4 6,8 8,2 9,9 10, ,5 1 1,6 3,1 4,2 5,6 6,7 8,2 9,7 10,8 12,2 13,3 1 1, ,5 6,9 8 9,5 10, ,5 1 1,9 3,2 4,2 5,7 6,9 8,1 9,6 10,8 12,2 13,8 1 1,7 3,4 4,1 5,4 7,2 8,3 9,8 10, ,6 1 1,7 3,2 4,6 5,7 6,7 8,2 9,6 10,7 12,1 13,7 1 1,5 3,1 4,4 5,6 6,9 8,1 9,4 10,9 12,3 13,6 2 1,4 2,5 3,6 4,8 7,5 6,4 8,9 10,1 11,4 12,5 2 1,3 2,4 3,7 4,9 7,7 6, ,5 12,9 2 1,3 2,6 3,6 5 7,6 6,5 9, ,5 12,9 2 1,2 2,6 3,6 5 7,5 6,6 8,8 10,2 11,6 12,6 2 1,2 2,5 3,7 4,7 7,5 6,4 9,2 9,9 11,4 12,8 2 1,1 2,6 3,8 4,9 7,6 6,3 9,1 9 1,5 12,5 2 1,3 2,7 3,7 5 7,7 6,5 9 10,2 11,3 12,1 2 1,4 2,4 3,9 5,1 7,6 6,6 9,1 9,9 11,2 12,8 2 1,2 2,5 3,6 4,8 7,5 6,4 88 9,8 11,4 12,7 2 1,1 2,6 3,7 4,9 7,6 6,3 8, , ,3 2,7 3,9 4,9 7,5 6,2 8, , ,2 2,7 3,8 4,7 7,5 6, , ,3 2,5 3,6 4,8 7,5 6,5 8, , ,3 2,5 3,7 4,9 7,5 6,5 9, ,6 13,2 2 1,2 2,4 3,8 4,9 7,4 6, ,5 13,1 2 1,1 2,6 3,8 4,9 7,4 6,5 8,4 9,8 11,7 12,8 2 1,2 2,5 3,8 4,7 7,3 6,3 8,7 10,1 11,4 13,3 2 1,3 2,5 3,7 4,9 7,4 6,3 8,8 10,2 11,5 13,2 2 1,4 2,5 3,6 5,1 7,5 6,2 9 10,1 11, ,1 2,6 3,7 5 7,5 6,3 9 10,2 11, , ,1 5,3 6,5 8,2 9 10, ,8 2 3,2 4,4 5,4 6,5 8 9,5 4,8 4,5 3 0,7 1,9 3 4,5 5,1 6 7,5 9,5 10,1 8,5 3 0, ,1 5,7 6,5 7, ,5 3 0, ,6 6 8,2 9 4, ,2 3 4,3 5,8 6,3 7,5 9 4,8 10, ,2 3 4,2 5,2 6 7,5 8,7 10 9, ,1 4,1 5, ,5 9, ,9 4,5 5,5 6,5 8 8,8 4, ,5 5,5 6,5 8, ,5 5,7 6,5 8,5 9, , ,2 3 4,5 5,2 6,5 8 9,5 10, ,7 2,2 3 4,5 5 6, ,5 3 0,8 2,1 3,2 4,3 5 6,3 8 9, ,5 3 0,9 2,2 3,1 4, , , ,2 8 9,5 10, ,5 6 8,5 9 10,5 11, ,5 5,5 6 8,5 9, , ,5 5, , ,9 4,3 5,2 6, promedio 1,3 2,6 3,6 4,9 6,6 7,0 10,2 10,0 10,7 12,2 94

95 Tomando estos datos y empleando la función de ANOVA de doble vía en MATLAB el resultado es el siguiente: 1.0e-034 * Figura 44.Tabla ANOVA Figura 45.Cantidad de combustible expulsado 95

96 combustible expulsado en cm ^3 Por tablas el estadístico de Fisher para unos datos con 9 grados de libertad, de dos vías y una exactitud del 95% es 4.256, y viendo en la tabla significa que no existe prueba para afirmar la hipótesis H0=H1=H2.o H0=H1 H2 0 H0 H1=H2 Es decir las medias de los estados son diferentes. Figura 46.Grafica de las medias de los todos los fallos posibles INY NUEVO 8 6 INY CON FALLO EN PUNTAS INY CON FALLO TOBERA tiempo en milseg 96

97 inyectores con fallo en la tobera Inyectores con fallo en las puntas Inyectores nuevos Para Inyectores HEUI, tenemos la siguiente tabla de valores: Tabla 13.Tiempo de expulsión del inyector Cummins Tiempo de expulsión del inyector ,6 4 5,1 6,3 7,7 9,2 10,3 11,7 12,8 14,1 1 2,4 3,9 5,2 6,3 7,6 9 10,4 11,8 12,9 14,2 1 2,5 4,1 5 6,4 7,5 9,2 10,4 11,8 12,8 14,4 1 2,3 4 5,4 6,2 7,8 9,1 10,2 11, ,5 1 2,4 3,8 4,9 6,5 7,6 9,1 10,5 11,8 12, ,2 3,7 5 6,4 7,7 8,9 10,3 11,6 12,9 14,1 1 2,6 3,7 4,9 6,5 7,7 9,3 10,5 11,7 12,8 14,2 1 2,4 4 5,1 6,4 7,6 9,2 10,1 11,5 12,9 14,5 1 2,4 3,7 5 6,1 7,5 9,3 10,3 11,6 12,9 14,4 1 2,3 4,1 5,3 6,3 7,6 8,9 10,3 11,7 12,7 14,2 1 2,5 4 4,4 6,7 7,7 9,2 10,4 11,8 12,8 15,2 1 2,5 3,9 5,2 6,5 7,5 9,4 10,5 11,8 12,6 14,1 1 2, ,3 7,7 8,9 10,4 11, ,3 1 2,5 4,1 5,4 6,2 7,5 9,1 10,6 11,7 12,8 14,2 1 2,3 3,9 5,1 6,4 7,4 9,1 10,4 11, ,5 3,8 4,9 6,3 7,6 8,9 10,2 11,5 12,8 14,2 1 2,6 4 5,1 6,5 7,6 9 10,3 11, ,5 1 2,4 4,2 5 6,2 7,9 9,2 10,5 11,7 12,8 14,3 1 2,4 4 5,5 6,5 7,4 9,1 10,3 11,6 12,9 14,4 1 2,2 3,9 5,3 6,4 7,6 9 10,1 11,8 13,1 14,3 2 2,1 3,3 4,5 5,6 8,2 7,3 9, ,2 13, ,2 4,6 5,7 8,4 7,2 9,7 10,9 12,3 13, ,4 4,5 5,8 8,3 7,4 9,8 10,9 12,3 13,6 2 1,9 3,4 4,5 5,8 8,2 7,5 9,5 11,1 12,4 13,3 2 1,9 3,3 4,6 5,5 8,2 7,3 9,9 10,8 12,2 13,5 2 1,8 3,4 4,7 5,7 8,3 7,2 9,8 9,9 2,3 13, ,5 4,6 5,8 8,4 7,4 9,7 11,1 12,1 12,8 2 2,1 3,2 4,8 5,9 8,3 7,5 9,8 10, ,5 2 1,9 3,3 4,5 5,6 8,2 7,3 88,7 10,7 12,2 13,4 2 1,8 3,4 4,6 5,7 8,3 7,2 9,4 10,9 12,3 13, ,5 4,8 5,7 8,2 7,1 9,6 10,9 12,1 13,7 2 1,9 3,5 4,7 5,5 8,2 7,3 9,7 10,9 12,2 13, ,3 4,5 5,6 8,2 7,4 9,6 10,9 12,3 13, ,3 4,6 5,7 8,2 7,4 10,2 10,9 12,4 13,9 2 1,9 3,2 4,7 5,7 8,1 7,4 9,7 10,9 12,3 13,8 2 1,8 3,4 4,7 5,7 8,1 7,4 9,1 10,7 12,5 13,5 2 1,9 3,3 4,7 5,5 8 7,2 9, , ,3 4,6 5,7 8,1 7,2 9,5 11,1 12,3 13,9 2 2,1 3,3 4,5 5,9 8,2 7,1 9, ,4 13,7 2 1,8 3,4 4,6 5,8 8,2 7,2 9,7 11,1 12,2 13,7 3 1,6 2,8 3,9 4,9 6 7,4 8,9 9, ,7 3 1,5 2,8 4,1 5,2 6,1 7,4 8,7 10,4 5,6 5,2 3 1,4 2,7 3,9 5,3 5,8 6,9 8,2 10,4 10,9 9,2 3 1,5 2,8 3,9 4,9 6,4 7,4 8,6 9,9 10,8 8,2 3 1,6 2,8 3,9 4,8 6,3 6,9 8,9 9,9 5,3 10,7 3 1,7 3 3,9 5,1 6,5 7,2 8,2 9,9 5,6 11,2 3 1,7 3 3,9 5 5,9 6,9 8,2 9,6 10,8 10,2 3 1,7 2,8 4 4,9 6,2 6,9 8,7 9,9 11,3 10,2 3 1,7 2,8 3,8 5,3 6,2 7,4 8,7 9,7 5,3 10,7 3 1,7 2,8 3,9 5,3 6,2 7,4 9,2 9,9 10,8 11,7 3 1,7 2,8 3,9 5,3 6,4 7,4 9,2 10,4 10,8 11,2 3 1,7 3 3,9 5,3 5,9 7,4 8,7 10,4 11,3 10,7 3 1,4 3 3,9 5,3 5,7 7,5 8,7 9,9 10,8 12,2 3 1,5 2,9 4,1 5,1 5,7 7,2 8,7 10,4 10,8 12,2 3 1, ,9 5,7 6,9 8,7 9,9 11,3 10,7 3 1,7 2,8 4,2 4,8 5,7 7,1 8,7 10,4 11,3 11,7 3 1,7 2,8 3,9 4,8 6,2 6,9 9,2 9,9 11,3 12,5 3 1,7 2,8 3,9 5,3 6,2 6,9 9,2 10,4 10,8 12,4 3 1,7 2,8 3,9 5,3 6 6,9 8,7 10,4 10,8 10,7 3 1,7 2,8 3,8 5,1 5,9 7,4 8,7 9,9 10,8 11,7 promedio 2,0 3,4 4,5 5,7 7,3 7,9 10,9 10,9 11,5 12,9 97

98 as = 1.0e-161 * Figura 47. Tabla Anova Figura 48.Cantidad de combustible expulsado 98

99 combustible expulsado en cm ^3 Figura 49.Grafica de las medias de los todos los fallos posibles INY NUEVO INY CON FALLO EN PUNTAS INY CON FALLO TOBERA tiempo en milseg método de comparaciones pareadas en el Banco de Pruebas. De acuerdo a la información planteada en el marco teórico se procede a tomar las dos tablas de datos y realizar el procedimiento. Tabla 14.Datos en un inyector nuevo Bosch estándar Tiempo de expulsión Cantidad de combustible expulsado 1 ms ms ms ms ms ms ms ms ms 11, ms 12,934 99

100 Tabla 15.Inyector 1 Nuevo Tiempo de expulsión del inyector Cantidad de combustible expulsado 1 ms ms ms ms 5 5 ms ms ms ms ms ms 13 Tomando la información en las tablas se calculan los siguientes datos: 1.3-0,074 7,9-0,17 2,7-0,173 0,031 0,028 10,2 0,132 0, ,13 0, ,066 Hallando = ( -0,002) Hallando Por tanto Teniendo en cuenta este resultado esto comprueba la Hipótesis 0 no puede descartarse no hay evidencia que indique lo contrario lo que significa EL INYECTOR ESTA EN PERFECTO ESTADO, es decir los valores del inyector 2 son similares al inyector Nuevo o en perfecto estado. Cabe destacar varios puntos en este proceso, se han hecho 2n=20 observaciones y se cuenta con n-1 =9 grados de libertad para el estadístico t, al hacer la formación de bloques o pareo, se han perdido en realidad 9 grados de libertad, pero se ha ganado un mejor conocimiento de la situación al eliminar una fuente adicional de variabilidad (la diferencia entre los ejemplares de prueba). 100

101 Tabla 16.Comparación Inyector estándar vs inyector nuevo Inyector estándar vs Sd d T0 inyector nuevo Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Como podemos observar el valor 2.26 lo cual significa que las medidas son iguales y la hipótesis =0 es valida Comparación con fallos en los orificios de expulsión vs inyector nuevo Common Rail Bosch. Teniendo en cuenta el proceso anterior se busca en primera instancia comprobar la hipótesis 0 en donde partimos a caracterizar la diferencia entre el inyector nuevo y el que presenta fallos en los orificios de expulsión. Realizando el cálculo entre el inyector nuevo estándar y el inyector con fallos en los orificios de expulsión o puntas es: 101

102 Tabla 17.Comparación entre el inyector estándar e inyector con fallo en los orificios de expulsión Inyector estándar vs Sd d T0 inyector nuevo Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Como se puede notar en las tablas el valor mínimo es y el valor máximo es 17.00, lo cual nos indica el rango que podemos tomar para definir el tipo de fallo, además es posible validar la hipótesis 0, dado que el valor mínimo y máximo es >

103 Tabla 18.Comparación de inyector estándar e inyector con fallos en la tobera Inyector estándar vs inyector con Sd d T0 fallo en las puntas Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Teniendo en cuenta el proceso anterior se busca en primera instancia comprobar la hipótesis 0 en donde partimos a caracterizar la diferencia entre el inyector nuevo y el que presenta fallos en la tobera. Como se puede notar en las tablas el valor mínimo es y el valor máximo es , lo cual nos indica el rango que podemos tomar para definir el tipo de fallo, además es posible validar la hipótesis 0, dado que el valor mínimo 103

104 y máximo es > Realizando el mismo procedimiento anterior la tabla es la siguiente: Tabla 19.Comparación entre inyector nuevo Delphi e inyector estándar Inyector estándar vs inyector Sd d T0 nuevo Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector

105 Tabla 20.Comparación de inyector estándar vs inyector con fallo en las puntas u orificios de expulsión Inyector estándar vs Sd d T0 inyector nuevo Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector

106 Tabla 21. Comparación inyector estándar Delphi e inyector con fallo tobera Inyector estándar vs inyector Sd d T0 nuevo Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector

107 Tabla 22.Comparación entre inyector estándar Heui e inyector nuevo Inyector Sd d T0 estándar vs inyector nuevo Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector

108 Tabla 23. Comparación entre inyector estándar heui e inyector con fallo en las puntas u orificios de expulsión Inyector Sd d T0 Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector

109 Tabla 24. Comparación entre Inyector Estándar e Inyector con Fallo En La Tobera Inyector Sd d T0 estándar vs inyector nuevo Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector Inyector

110 4.4 DISEÑO DEL BANCO El diseño del banco esta solamente delimitado por las condiciones particulares de la Lubrifrenos Car de Col las cuales son las siguientes Sistema de mediano costo Sistema de fácil manejo para el operario Sistema liviano, estable, rígido y de poco espacio (1.5 metros de ancho, 1.7 metros de alto y 1.5 metros de profundidad.) Diagnóstico de fácil entendimiento para el cliente Instrumentación para toma de datos Sistema de fácil ensamble y mantenimiento Sistema seguro en su operación Equipo de larga vida útil Diseño mecánico del banco de pruebas. Para este proceso se aplicaran los conceptos revisados anteriormente por lo que el diseño debe cumplir una necesidad planteada que es implementar un sistema e inyección los más cercano posible al cual están sometido los inyectores en la vida real. El dimensionamiento del banco, está relacionado directamente con las especificaciones del cliente y con las piezas que constituyen el sistema de inyección. - Elementos y cálculos de la estructura. Los elementos del banco de pruebas serán los siguientes: Bomba de alta presión Bosch Bomba de baja presión Bosch Bomba de alta presión Cummins Motores Monofásicos que operan las Bombas de alta presión Correa de acople entre el motor y la bomba de baja presión Bosch Sistema de adquisición de datos ( volumen expulsado por los inyectores) Manómetros Tubería de conducción del Diesel Tanque de almacenamiento Computador - Características físicas de los componentes. Bomba de alta presión: Como se mencionó en el marco conceptual se empleara la bomba CP3 Bosch. 110

111 Figura 50.Bomba de alta presión Fuente: BOSCH. Bomba de alta presión. [16agosto, 2012]. Disponible en Internet : - Cálculos y pérdidas en la tubería. En la siguiente figura se puede observar un esquema general de la tubería interna del banco de pruebas. Figura 51. Tubería interna de banco (esquema) 111

112 Ecuación de Bernoulli entre y P La ecuación queda de la siguiente manera: Dónde: = 0,85 λ = 0.02 L = 1.75m Caudal de la bomba CP3 = 5 Litros/mindiámetro de la tubería es constante λ Como se desconoce la velocidad del caudal: V = Se remplaza V en la ecuación Finalmente el diámetro de la tubería es: 112

113 Para calcular el espesor de la tubería debido a la presión requerida en el sistema recurrimos a la ecuación de Barlow de donde obtenemos: Donde P es la presión en la tubería D es el diámetro de la tubería σ es el esfuerzo de trabajo del acero Calculo del esfuerzo de fluencia del acero Donde σ σ σ Se elige por costos y durabilidad un Acero con punto de fluencia de Y un factor de reducción de 0.60 (teniendo en cuenta que la presión es constante) Finalmente: 200 bares equivale m=28.3mm - Cálculo y selección del motor. De acuerdo a las especificaciones técnicas de las bombas, el Torque que requiere la bomba Bosh para su funcionamiento es de 16N/m y en Cummins es de 18N/m, y teniendo en cuenta las revoluciones nominales en los motores diesel que son desde 800 r.p.m hasta 3500 r.p.m se elige un valor medio que es el que normalmente está sometido, y que no interfiere en el inyector dado que es el EDC quien lo controla mas no directamente a las revoluciones en que este el motor. Se elige entonces : 113

114 Para motor bomba Bosch: Comercialmente es factible conseguir un motor con estas características como se muestra en la siguiente grafica; teniendo en cuenta la red eléctrica del taller se conectara en delta ( ) Figura 52. Motor F Para motor bomba cummins. De acuerdo a las especificaciones técnicas de la bomba de los motores cummins el torque requerido para que la bomba opere en condiciones nominales es de 19 N*m 114

115 Teniendo en cuenta las condiciones del taller, el motor se escoge para en delta conexión Figura 53. Motor Bomba Cummins - Calculo de la correa para bomba Bosch. Para un motor de 4 hp y 1800 rpm el cálculo es el siguiente: Distancia entre centros C=50 cm = 19,68 pulgadas Diámetro de la polea principal 20 cm = 7,87pulgdas pero para valores comerciales 7,5 pulgadas *D *7.5 = 5 de acuerdo a la siguiente tabla es tipo A 115

116 Tabla 25. Tipos de correas y sus características Fuente: Recopilado de ANSI/RMA-IP Calculo del ángulo de contacto ( ) Calculo de la longitud de paso Calculo del perímetro interior. Según la tabla el tipo A, el aumento de longitud es 1.3 pulgadas L= =

117 Tabla 26.Aumentos de longitud para correas Fuente: Recopilado de ANSI/RMA-IP Calculo de la potencia máxima que soporta la correa. De acuerdo a la siguiente tabla por ser tipo A, las constantes son las siguientes: C1 = 0,8542 C2 = 1,342 C3 = 2,436 x C4 = 0,1703 r = 1.8equivalente a dividir el número de revoluciones entre 1000 [ ] [ ] H = 3,93 Hp Esta capacidad se basa en un arco de contacto de 180 y una longitud media de la banda, pero debe corregirse con el ángulo de contacto a 173 Teniendo en cuenta que la potencia de diseño es 4.8 hp teniendo en cuenta un factor de seguridad de 1.2 entonces: Banda = = 1,

118 Teniendo en cuenta este resultado y según el anexo 2, se usaran 2 bandas A60. - Calculo de la constante del resorte en inyector Bosch. Datos del resorte: Longitud 11mm Diámetro exterior 5.5mm Diámetro del alambre (Dw) = 1,20mm Número total de vueltas = 7 Extremos rectificados y escuadrados Cálculo del índice del resorte C = Calculo del factor de Wahl K= + K=1.12 A una presión de 200 bares y un diámetro del vástago del inyector de 4mm la fuerza es la siguiente Calculo de la deflexión del resorte: El material del resorte es acero estirado en frio G = 79.3 GPa. Con la fuerza calculada anteriormente Calculo de la constante 118

119 = - Calculo de la constante del resorte en inyector Cummins Datos del resorte Longitud 14,7 mm Diámetro exterior 5.0 mm Diámetro del alambre (Dw) = 1,20mm Número total de vueltas = 9 Extremos rectificados y escuadrados Cálculo del índice del resorte C = Calculo del factor de Wahl K= + K=1.15 A una presión de 280 bares y un diámetro del vástago del inyector de 5mm la fuerza es la siguiente Calculo de la deflexión del resorte El material del resorte es acero estirado en frio G = 79.3 GPa Con la fuerza calculada anteriormente 119

120 Calculo de la constante = - Diseño mecánico de la estructura del banco. Calculo de la viga: Sumando el peso de las bombas de inyección, tubería, equipo de medición, computador y demás accesorios; el peso es de 100 kilogramos. Figura 54. Diagrama de carga en la viga Calculo de las reacciones en los apoyos: = 0 Calculo de V V= + V = 0 -V = 120

121 Figura 55. Diagrama de esfuerzo cortante Calculo del momento máximo Por teorema de momento cortante máximo Figura 56.Diagrama de momento Para un tubo cuadrado de las siguientes características: 121

122 Figura 57. Selección del perfil metálico Figura 58.Características del perfil metálico 122

123 Calculo del momento de inercia para un perfil cuadrado Figura 59. Tubo cuadrado Para un perfil cuadrado b = 30 mm y b1 = 3 mm Para el aluminio Calculo del Factor de seguridad Por el método área de momento 123

124 Figura 60.Diagrama de deformación Calculo de la deformación máxima Calculo de la carga axial máxima = Calculo del área del perfil Esfuerzo crítico del perfil Ahora sobre la columna se encuentra aplicada de 490 N 124

125 Esto significa que la columna soportaría fácilmente la carga. Figura 61. Simulación descarga en la columna (MD SOLID) Para la construcción de la estructura son necesarios los siguiente elementos en Aluminio 6061 T6 125

126 Figura 62.Imágenes Diseño del banco 126

127 Diseño del software. Para el diseño del software se tiene en cuenta siguientes ítems los Facilidad y Lenguaje moderno de programación Versión gratuita dado que el diseño se realiza con fines educativos Compatibilidad con sistema operativo Windows En el mercado actual es fácil encontrar diferentes aplicaciones que se ajustan a los ítems propuestos, para el caso particular del banco de pruebas se elige usar el lenguaje c# que proviene de c++ y maneja gran parte de esa misma lógica, esta aplicación está en la plataforma asp.net para visual studio 2010 de forma gratuita y con tecnología Windows Presentation Foundation.Ademas de ello, es muy amigable y fácil de entender. El objetivo del diseño es permitir la visualización del comportamiento del inyector con los valores de la comparación y la gráfica del resultado de la medición vs el valor real en el que debe operar un inyector. Finalmente el diseño es el siguiente Figura 63. Diseño Una vez se ingresa al software el operador selecciona el tipo de inyector 127

128 Figura 64. Selección tipo de inyector Una vez seleccionado el inyector, el operario debe seleccionar el icono Importar datos, el los importa y los genera en un archivo de Excel en las ultimas 3 versiones. Figura 65. Selección del Icono Una vez ejecutado el resultado es el siguiente (Para esta prueba se tomó un inyector Bosch en perfecto estado) 128

129 Figura 66. Resultado Como se puede observar, el arroja los valores de la comparación (método de comparaciones pareadas) y la gráfica con los datos obtenidos, para este caso los valores no difieren mucho entre sí. Se toma posteriormente imágenes de cada inyector en cada uno de los fallos más comunes, como se muestra a continuación Fallo en las puntas Inyector Bosch Figura 67. Fallo en las puntas Inyector Bosch 129

130 Fallo en la tobera inyector Bosch Figura 68. Fallo en la tobera inyector Bosch Inyector Delphi Inyector Delphi nuevo Figura 69. Inyector Delphi nuevo Inyector Delphi con fallo en las puntas 130

131 Figura 70. Inyector Delphi con fallo en las puntas Inyector Delphi con fallo en la tobera Figura 71. Inyector Delphi con fallo en la tobera 131

132 Inyector Heui Inyector en perfecto estado Figura 72. Inyector en perfecto estado Inyector Heui con fallo en las puntas Figura 73. Inyector Heui con fallo en las puntas 132

133 Inyecto Heui con fallo en la tobera Figura 74. Inyecto Heui con fallo en la tobera 4.5 SIMULACIÓN DEL INYECTOR Es preciso aclarar que la prioridad de la simulación es ver la relación entre el combustible expulsado vs el comportamiento de la aguja y el estado de los orificios de expulsión, para ello se realiza el siguiente análisis : comportamiento de la aguja. Debido a sus elementos, el comportamiento de la aguja es similar a un sistema masa, resorte-amortiguador, el modelo matemático y la función de transferencia es de la forma: Donde la masa, el coeficiente de fricción Viscosa y la constante del resorte depende de la marca del inyector, como se mostrara posteriormente. Relación caudal de combustible vs comportamiento de la aguja. A medida que la aguja se levanta aumenta el volumen del combustible expulsado, con base a este proceso de plantea lo siguiente: 133

134 Figura 75.Área de contacto entre la aguja y el conducto Por teorema de Pitágoras - ( ) Despejando L = L A de la circunferencia: Esto quiere decir que es el área para circunferencia completa, en este caso es importante saber el área en cualquier tramo, por ello Ahora bien 134

135 Reemplazando en la ecuación del área: El área del tramo H es: Reemplazando L en la ecuación: ( ) Caudal a expulsar por el inyector De la ecuación de Bernoulli: La ecuación de caudal de combustible a expulsares: Dónde: = 0,85 velocidad del combustible a la entrada del inyector =velocidad a la salida del inyector Caudal de la bomba CP3 = 5 Litros/mindiámetro de la tubería es constante Orificios de expulsión. Son seis orificios de expulsión el cual se toma como un área total por donde el combustible será expulsado, para la simulación se tomara como una constante. Simulación del Inyector Bosch. Para tener un valor exacto fue necesario abrir el inyector y medir y/o pesar cada elemento y los datos son los siguientes: 135

136 Masa de la aguja: 0.05 Kg Coeficiente de Fricción Viscosa: De acuerdo al fabricante el valor promedio en el aceite es de 40 Constante del resorte: Área de contacto:2 mm Presión de combustible a expulsar: 20 MPa Simulación del Inyector Delphi. Realizando el mismo procedimiento anterior Masa de la aguja: 0.03 Kg Coeficiente de Fricción viscosa: 40 Constante del resorte: Área de contacto:2 mm Presión de combustible a expulsar: 20 MPa Simulación del inyector HEUI Masa de la aguja: 0.05 Kg Coeficiente de Fricción viscosa: 40 Constante del resorte: Área de contacto:2.3 mm Presión de combustible a expulsar: 28 MPa Una vez definidos estos valores se realiza la simulación por medio de la herramienta SIMULINK como lo muestra las siguientes figuras: 136

137 Figura 76. Esquema de simulación inyector BOSCH 137

138 Figura 77. Esquema de simulación inyector DELPHI 138

139 Figura 78. Esquema de simulación HEUI 139

140 4.5.1 Graficas de Simulación de Inyectores. Una vez planteado el modelo en SIMULINK del funcionamiento de cada inyector se busca validar los datos obtenidos experimentalmente con los valores de la simulación. Inicialmente se grafica el caudal que expulsa el inyector en perfecto estado, desde que abre hasta que cierra, al integrar esta grafica nos muestra el volumen real expulsado por el inyector, la cual es una pendiente positiva y sus coordenadas dependen del tiempo que está abierto el inyector. Como el inyector está operando entre 1 milisegundo y 10 milisegundos, se procede a simular en diferentes intervalos de tiempo los posibles estados que el inyector puede estar. Graficas de Inyector Bosch Estándar Figura 79. Grafica de caudal a 2 ms 140

141 Figura 80. Grafica de volumen para un intervalo de 2 ms Como se puede observar el valor del volumen del combustible expulsado a 2 milisegundos en un inyector en perfecto estado es de 3.5 o 3.5 *, esto quiere que este es el valor ideal que debe expulsar el inyector. Si se observa la tabla de datos Bosch un inyector en perfecto estado debe arrojar 2.7 lo cual significa que hay pérdidas de combustible durante la expulsión debido al medio o a la manera como se obtuvieron los datos, además de la espuma generada por el combustible expulsado. Se realiza esta simulación en los diferentes intervalos de tiempo como se muestra a continuación (los valores de volumen simulado se pueden contrastar con los valores de las tablas en cada estado del inyector) 141

142 Graficas de Inyector Bosch Estándar Figura 81. Grafica de caudal por el inyector en un intervalo de 6 milisegundos Figura 82. Grafica de volumen por el inyector a 6 milisegundos 142

143 Figura 83. Grafica de caudal por el inyector en un intervalo de 10 milisegundos Figura 84. Grafica de volumen a 10 milisegundos 143

144 Graficas de Simulación en Inyector Bosch Con Fallo En Las Puntas Figura 85. Gráfica de caudal a 2milisegundos Figura 86.Grafica de volumen en 2 milisegundos 144

145 Figura 87. Gráfica de caudal a 5milisegundos Figura 88. Grafica de volumen a 5 milisegundos 145

146 Figura 89. Grafica de caudal a 10 milisegundos Figura 90. Grafica de volumen 10 milisegundos 146

147 Graficas de simulación BOSCH con Fallo en la tobera Figura 91. Grafica de caudal en 2 milisegundos Figura 92. Grafica de volumen a 2 milisegundos 147

148 Figura 93. Grafica de caudal para 6 milisegundos Figura 94. Grafica de volumen para 6 milisegundos 148

149 Figura 95. Grafica de caudal para 10 milisegundos Figura 96. Grafica de volumen para 10 milisegundos 149

150 Graficas de Simulación inyector DELPHI estándar Figura 97. Grafica de caudal para 2 milisegundos Figura 98. Grafica de volumen para 2 milisegundos 150

151 Figura 99. Grafica de caudal para 6 milisegundos Figura 100. Grafica de volumen para 6 milisegundos 151

152 Figura 101. Grafica de caudal para 10 milisegundos Figura 102. Grafica de volumen para 10 milisegundos 152

153 Graficas de inyector DELPHI con Fallo en las puntas Figura 103. Grafica de caudal para 2 milisegundos Figura 104. Grafica de volumen para 2 milisegundos 153

154 Figura 105. Grafica de caudal para volumen de 6 milisegundos Figura 106. Grafica de volumen para 6 milisegundo 154

155 Figura 107. Grafica de caudal para 10 milisegundo Figura 108. Grafica de volumen para 10 milisegundo 155

156 Graficas de inyector DELPHI con Fallo en la tobera Figura 109. Grafica de caudal para 2 milisegundos Figura 110. Grafica de volumen para 2 milisegundo 156

157 Figura 111. Grafica de caudal para 6 milisegundo Figura 112. Grafica de volumen para 6 milisegundo 157

158 Figura 113. Grafica de caudal para 10 milisegundo Figura 114. Grafica de volumen para 10 milisegundo 158

159 Simulación de inyector heui estándar Figura 115. Grafica de caudal para 2 milisegundos Figura 116.Grafica de volumen para 2 milisegundos 159

160 Figura 117. Grafica de caudal para 6 milisegundos Figura 118. Grafica de volumen para 6 milisegundo 160

161 Figura 119. Grafica de caudal 10 milisegundo inyector en perfecto estado Figura 120.Grafica de volumen para 10 milisegundo 161

162 Graficas con fallos en las puntas HEUI Figura 121. Grafica de volumen a 2 milisegundos Figura 122. Grafica de volumen a 2 milisegundos 162

163 Figura 123. Grafica de caudal a 06 milisegundos Figura 124. Grafica de volumen a 06 milisegundos 163

164 Figura 125. Grafica de caudal a 10 milisegundos Figura 126.Grafica de volumen a 10 milisegundos 164

165 Graficas de Inyector HEUI con fallos en la tobera Figura 127.Grafica de caudal a 2 milisegundos Figura 128. Grafica de volumen a 2 milisegundos 165

166 Figura 129. Grafica de caudal a 6 milisegundos Figura 130. Grafica de volumen a 6 milisegundos 166

167 Figura 131. Grafica de caudal a 10 milisegundos Figura 132. Grafica de volumen a 10 milisegundos 167

168 5. CONCLUSIONES Se realizó el diseño y la simulación en el banco de pruebas cumpliendo los objetivos propuestos Se estudiaron todas las partes constitutivas del sistema de inyección Common Rail y Heui Se estudiaron y se analizaron los diferentes métodos de análisis de varianza para la comparación de datos Se definió un patrón de comportamiento del inyector en cada uno de los posibles estados y en cada una de las marcas. Fue posible determinar el modelo matemático básico del inyector en cada una de las marcas Es posible continuar con el estudio y mejoramiento de inyectores debido al modelo matemático planteado y a las pruebas realizadas. Se diseñó el banco teniendo en cuenta las limitaciones económicas y los materiales que son comerciales en Colombia. Se estudia y se emplea nuevas formas de tecnología para el diseño de software. El centro de diagnóstico Lubrifrenos car de Col está satisfecho con el trabajo y pruebas realizadas y se decide realizar la construcción del banco. Finalmente se concluye que la implementación del banco optimizara un proceso existente generando mayor confianza en el cliente y ganancias para el centro. 168

169 BIBLIOGRAFIA BOSCH. Bomba de alta presión. [16 agosto, 2012]. Disponible en Internet : BURNS, Ralph. Fundamentos de quimica. Mexico : Pearson Education,4 edicion p. CATERPILA. Inyector HEUI. U.S.A: [24 agosto, 2012]. Disponible en Internet : <http://www.cat.com/cda/files/87775/7/pehp9526.pdf> COUGHLIN, Robert Amplificadores Operacionales y Circuitos Integrados Lineales. 4 ed. México. Prentice Hall HispanoamericaS.A p CREUS SOLE, Antonio. Instrumentación Industrial. 6 ed. México. : Alfaomega Grupo Editor, p. DENTON, Tom. Advance Automotive Faults Diagnosis, Second Edtion : Published by Elservier, p. HART, Daniel. Electrónica de Potencia. México: Pearson, p. INSTITUTO COLOMBIANO DE NORMAS TÉCNICAS Y CERTIFICACIÓN. Trabajos escritos: presentación y referencias bibliográficas. Sexta actualización. Bogotá: ICONTEC, p. ISENBURG, Ralf. Sistema de inyección de acumulador de Common Rail. Canada : Edición Robert Bosch, p. LAUBACH, Marco. Conjunto de boquilla.[12 febrero, 2013]. Disponible en Internet : <http://3.bp.blogspot.com/0bqcpbyubiy/unn7bv7hqbi/aeh4/howwnbchsi/s1600/punta.jpg> MALVINO. Albert Paul. Principios de Electrónica. 6 ed. Madrid :MacGraw-Hill p. MORA. Luis. Amplificador rectificador de presión. [12 febrero, 2013]. Disponible en Internet : <http://stc.obolog.net/multimedia/fotos/75000/74981/ jpg> MOTT, Robert. Diseño de Elementos de Maquinas. México: Pearson Educación p. PECINA HERNANDEZ, José y DIAZ CASTAÑEDA, Patricia. Dinámica de Sistemas. México. Prentice Hall, p. 169

170 SENA. Curso virtual inyectores.bogotá p. SHIGLEY, Joseph Edward. Diseño en Ingeniería Mecánica. 3 ed. México: MacGraw-Hill, p. SMITH, Carlos y CORRIPIO, Armando. Control Automático de Procesos Teoría y Práctica. México. Limusa, p. WILEY, John. Diseño y Análisis de Experimentos. 2 ed. México: Limusa, p. ZILL, Dennis. Ecuaciones Diferenciales con Aplicaciones de Modelado. 6 ed. México. Thomson Editores, p. 170

171 ANEXOS 171

172 ANEXO A CÓDIGO PROGRAMA ARNUDIO // Selección inyector, lectura dato sensor (galga) & comunicación por puerto serial intpinout=13, senpin = 0; intdatosen; intanalogin = 2; void setup() { Serial. Begin(9600); pinmode(senpin, INPUT); pinmode(pinout, OUTPUT); } // Declaración de variables // Pin de conexión del sensor // configuracionpuerto serial void loop() { if (Serial.available() > 0) { int caso = Serial.read(); switch (caso) { case '1': // Lee el valor de entrada del puerto serial // selecciona tren de pulso según tipo de inyector // inyector BOSCH // Tren de pulsos - lectura dato sensor - envio dato puerto serial digitalwrite(pinout, HIGH);delay(3);digitalWrite(Pinout, LOW);datosen = analogread(analogin); Serial.println(datosen, DEC);delay(500); digitalwrite(pinout, HIGH);delay(4);digitalWrite(Pinout, LOW);datosen = analogread(analogin); Serial.println(datosen, DEC);delay(500); digitalwrite(pinout, HIGH);delay(5);digitalWrite(Pinout, LOW);datosen = analogread(analogin); Serial.println(datosen, DEC);delay(500); digitalwrite(pinout, HIGH);delay(6);digitalWrite(Pinout, LOW);datosen = analogread(analogin); Serial.println(datosen, DEC);delay(500); digitalwrite(pinout, HIGH);delay(7);digitalWrite(Pinout, LOW);datosen = analogread(analogin); Serial.println(datosen, DEC);delay(500); digitalwrite(pinout, HIGH);delay(8);digitalWrite(Pinout, LOW);datosen = analogread(analogin); Serial.println(datosen, DEC);delay(500); digitalwrite(pinout, HIGH);delay(9);digitalWrite(Pinout, LOW);datosen = analogread(analogin); 172

173 Serial.println(datosen, DEC);delay(500); digitalwrite(pinout, HIGH);delay(10);digitalWrite(Pinout, LOW);datosen = analogread(analogin); Serial.println(datosen, DEC);delay(500); digitalwrite(pinout, HIGH);delay(11);digitalWrite(Pinout, LOW);datosen = analogread(analogin); Serial.println(datosen, DEC);delay(500); digitalwrite(pinout, HIGH);delay(12);digitalWrite(Pinout, LOW);datosen = analogread(analogin); Serial.println(datosen, DEC);delay(500); break; case '2': // inyector DELPHI // Tren de pulsos - lectura dato sensor - envió dato puerto serial digitalwrite(pinout, HIGH);delay(2.8);digitalWrite(Pinout, LOW);datosen = analogread(analogin); Serial.println(datosen, DEC);delay(500); digitalwrite(pinout, HIGH);delay(3.8);digitalWrite(Pinout, LOW);datosen = analogread(analogin); Serial.println(datosen, DEC);delay(500); digitalwrite(pinout, HIGH);delay(4.8);digitalWrite(Pinout, LOW);datosen = analogread(analogin); Serial.println(datosen, DEC);delay(500); digitalwrite(pinout, HIGH);delay(5.8);digitalWrite(Pinout, LOW);datosen = analogread(analogin); Serial.println(datosen, DEC);delay(500); digitalwrite(pinout, HIGH);delay(6.8);digitalWrite(Pinout, LOW);datosen = analogread(analogin); Serial.println(datosen, DEC);delay(500); digitalwrite(pinout, HIGH);delay(7.8);digitalWrite(Pinout, LOW);datosen = analogread(analogin); Serial.println(datosen, DEC);delay(500); digitalwrite(pinout, HIGH);delay(8.8);digitalWrite(Pinout, LOW);datosen = analogread(analogin); Serial.println(datosen, DEC);delay(500); digitalwrite(pinout, HIGH);delay(9.8);digitalWrite(Pinout, LOW);datosen = analogread(analogin); Serial.println(datosen, DEC);delay(500); digitalwrite(pinout, HIGH);delay(10.8);digitalWrite(Pinout, LOW);datosen = analogread(analogin); Serial.println(datosen, DEC);delay(500); digitalwrite(pinout, HIGH);delay(11.8);digitalWrite(Pinout, LOW);datosen = analogread(analogin); Serial.println(datosen, DEC);delay(500); break; 173

174 case '3': // inyector HEUI // Tren de pulsos - lectura dato sensor - envio dato puerto serial digitalwrite(pinout, HIGH);delay(14.17);digitalWrite(Pinout, LOW);datosen = analogread(analogin); Serial.println(datosen, DEC);delay(500); // tiempo on - tiempo off digitalwrite(pinout, HIGH);delay(15.17);digitalWrite(Pinout, LOW);datosen = analogread(analogin); Serial.println(datosen, DEC);delay(500); digitalwrite(pinout, HIGH);delay(16.17);digitalWrite(Pinout, LOW);datosen = analogread(analogin); Serial.println(datosen, DEC);delay(500); digitalwrite(pinout, HIGH);delay(17.17);digitalWrite(Pinout, LOW);datosen = analogread(analogin); Serial.println(datosen, DEC);delay(500); digitalwrite(pinout, HIGH);delay(18.17);digitalWrite(Pinout, LOW);datosen = analogread(analogin); Serial.println(datosen, DEC);delay(500); digitalwrite(pinout, HIGH);delay(19.17);digitalWrite(Pinout, LOW);datosen = analogread(analogin); Serial.println(datosen, DEC);delay(500); digitalwrite(pinout, HIGH);delay(20.17);digitalWrite(Pinout, LOW);datosen = analogread(analogin); Serial.println(datosen, DEC);delay(500); digitalwrite(pinout, HIGH);delay(21.17);digitalWrite(Pinout, LOW);datosen = analogread(analogin); Serial.println(datosen, DEC);delay(500); digitalwrite(pinout, HIGH);delay(22.17);digitalWrite(Pinout, LOW);datosen = analogread(analogin); Serial.println(datosen, DEC);delay(500); digitalwrite(pinout, HIGH);delay(23.17);digitalWrite(Pinout, LOW);datosen = analogread(analogin); Serial.println(datosen, DEC);delay(500); break; } } } 174

175 ANEXO B TABLA DE CARACTERÍSTICAS DE LA TUBERÍA DE ACERO Fuente. MOTT, Robert. Diseño de Elementos de Maquinas. México : Pearson Educacion p

176 ANEXO C RUGOSIDAD DEL MATERIAL Fuente. MOTT, Robert. Diseño de Elementos de Maquinas. México : Pearson Educacion p

177 ANEXO D PROPIEDADES MECÁNICAS DE ALGUNOS ALAMBRES PARA RESORTE Fuente. SHIGLEY, Joseph Edward. Diseño en Ingeniería Mecánica. 3 ed. México: MacGraw-Hill, 1985.p

178 ANEXO E DIAGRAMA DE MOODY Fuente. MOTT, Robert. Diseño de Elementos de Maquinas. México : Pearson Educacion p

179 ANEXO F TABLA PARA EL COEFICIENTE K, CONTRACCIÓN SÚBITA. Fuente. MOTT, Robert. Diseño de Elementos de Maquinas. México : Pearson Educacion p

180 ANEXO G COEFICIENTE DE RESISTENCIA DE ENTRADAS Fuente. MOTT, Robert. Diseño de Elementos de Maquinas. México : Pearson Educacion p

181 ANEXO H COEFICIENTE DE RESISTENCIA PARA VÁLVULAS Y ACOPLAMIENTOS. Fuente. MOTT, Robert. Diseño de Elementos de Maquinas. México : Pearson Educacion p

182 ANEXO I LONGITUDES NORMALES L, Y FACTORES DE CORRECCIÓN DE LONGITUD K1 PARA BANDAS V INGLESAS* DE TIPO COMÚN PARA SERVICIO PESADO Fuente: ANSI/RMA IP

183 ANEXO J LONGITUDES DE PAGOESTÁNDARLP Y FACTORES DE CORRECCIÓN DE LONGITUDKS PARA BANDAS V COMUNES SI DE SERVICIO PESADO Fuente: ANSI/RMA IP

184 ANEXO K REQUISITOS DE LOS COMBUSTIBLES DIESEL EXTRA Y DIESEL CORRIENTE Fuente. INSTITUTO COLOMBIANO DE NORMAS TÉCNICAS Y CERTIFICACIÓN. Norma técnica NTC Bogotá: ICONTEC, p. 184

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