Todo sobre bujías incandescentes

Transcripción

1 Todo sobre bujías incandescentes Información técnica Núm. 04 Perfección integrada

2 Indice El motor diesel Funcionamiento Arranque en frío Sistemas de inyección Calentadores cilindricos autoreguladoras Requisitos para un calentador" moderno Estructura y funcionamiento Calentadores cilindricos aptos para el postcalentamiento (GN) El Instant Start System, ISS de Beru 9 Tecnologías del futuro para los calentadores 10 Calidad Beru Causas de fallo en los calentadores cilindricos 13 Consejos para el taller

3 El motor diesel Funcionamiento Los motores diesel son del tipo de autoencendido, es decir: el carburante inyectado se enciende sin que se necesite una chispa de encendido. El funcionamiento se realiza en tres fases: 1. Primero se aspira aire puro. 2. Este aire se comprime a bar, calentándose a C. 3. El carburante diesel se inyecta en la cámara de combustión. Debido a la elevada temperatura del aire comprimido, se activa el autoencendido, la presión interior se incrementa fuertemente y el motor empieza a trabajar. En comparación con los motores Gasolina, los motores de auto-encendido requieren unos sistemas de inyección y unos diseños de motor más costosos. Los primeros con motores diesel no eran especialmente confortables ni de mucho repris. Debido al duro proceso de combustión, eran muy ruidosos cuando estaban fríos. Se caracterizaban por una mayor relación potencia/peso, un menor rendimiento por litro de cilindrada, así como por un peor comportamiento de aceleración. Mediante una mejora continua de la técnica de inyección y de los calentadores, ha sido posible eliminar todas estas desventajas. En la actualidad, el diesel está considerado como un motor equivalente o incluso de mejor calidad que los de gasolina. Arranque en frío Por arranque en frío se entienden todos los procesos de arranque, en los que el motor y los medios no están a temperatura de trabajo. Cuanto más baja es la temperatura, tanto peor son las condiciones para un encendido rápido y una combustión completa y ecológica. Para que el arranque no sea demasiado largo o casi imposible con temperaturas bajas, se utilizan medios auxiliares para ayudar el arranque en frío. Estos compensan las adversas condiciones de arranque e inician el encendido a tiempo uniformemente, para una combustión estable. Un componente de ayuda para el arranque en frío es el calentador. Mediante energía térmica eléctricamente producida y aportada dentro de la cámara de combustión, se crean las condiciones de encendido ideales para el carburante inyectado. Para los motores con cámara de combustión dividida esta es imprescindible para asegurar el arranque en temperaturas de C. Debido al considerable empeoramiento de la calidad de arranque por debajo del punto de congelación, el calentador se emplea también como ayuda para el arranque en frío del motor diesel de inyección directa. 3

4 Sistemas de inyección En función del diseño y de la disposición de la cámara de combustión, se distinguen los siguientes sistemas de inyección en los motores diesel: 1. Sistema de precámara 2. Proceso de cámara de turbulencia 3. Inyección directa En todos estos sistemas se necesitan calentadores, para que el carburante inyectado pueda evaporarse y encenderse la mezcla de carburante y aire en la superficie caliente del calentador Sistema de precámara En este sistema, la cámara de combustión está dividida en dos partes: una precámara y una cámara de combustión principal. Estas están unidas mediante varios orificios (canales de inyección). Durante la fase de compresión, una parte del aire comprimido se inyecta en la precámara. Justo antes de alcanzar el punto muerto superior, el carburante es inyectado a través de una boquilla directamente en la precámara del cilindro correspondiente. Allí se produce la combustión parcial del carburante inyectado. Las altas temperaturas que se producen proporcionan una rápida subida de presión. De esta forma, todo el contenido de la precámara es impulsado a través de los canales de inyección a la zona de combustión principal, donde se produce la verdadera combustión Proceso de cámara de turbulencia La cámara de turbulencia en forma de bola está separada de la zona de combustión principal en la culata. La cámara de combustión principal y la cámara de turbulencia están unidas mediante un canal de inyección con un gran diámetro. En la fase de compresión, el canal de inyección provoca, dentro de la cámara de turbulencia, una intensa rotación del aire aspirado. En esta turbulencia del aire se inyecta el carburante diesel. La combustión comienza en la cámara de turbulencia y se extiende después a la cámara de combustión principal. Durante la combustión, la temperatura del aire comprimido está lo suficientemente alta para el autoencendido. Pero no es suficiente para arrancar el motor, especialmente con bajas temperaturas exteriores Boquilla de inyección 2 Calentador cilíndrica 3 Precámara 4 Cámara de turbulencia 5 Cámara de combustión 2 Inyección directa En la inyección directa de diesel (distribución de carburante aire), el carburante es inyectado a través de una boquilla de múltiples orificios para su pulverización con alta presión dentro del aire aspirado y altamente comprimido, mientras que la formación de la mezcla es fomentada por el correspondiente diseño de la cabeza del pistón. En el arranque, el aire aspirado frío se calienta rápidamente debido a la alta presión de compresión. La varilla calentadora entra dentro de la cámara de combustión principal. En principio, el calentador tiene la misma función en el motor de inyección directa como con los motores de cámara: Proporciona ayuda de encendido para el arranque. Con un calentador cilíndrico moderno, la varilla calentadora alcanza en pocos segundos una temperatura por encima de los C. En el arranque en frío existe una regla general: el aire aspirado frío proporciona temperaturas más bajas al final de la fase de compresión. Pero todavía son peores las bajas revoluciones de arranque, ya que la larga duración de permanencia de la carga produce mayores perdidas de presión y temperatura mayores, que por ejemplo con el número de revoluciones en ralentí.

5 Calentadores cilíndricos autorreguladores Requisitos para un calentador moderno Tiempo de calentamiento corto Reducida necesidad de espacio Adaptación exacta a la zona de combustión Suficiente volumen de incandescencia Los calentadores tienen que proporcionar en un tiempo lo más breve posible una temperatura elevada para ayudar al encendido - y mantener esta temperatura independientemente de las condiciones marginales o incluso adaptarla en función de las mismas. Hasta la fecha, los motores diesel de turismos trabajan principalmente como inyectores directores con 2 válvulas y ofrecen suficiente espacio para las boquillas de inyección y los calentadores. En los modernos motores diesel con sistemas de inyección Common Rail o bomba inyectors y la técnica de 4 válvulas, estas condiciones de espacio están muy limitadas. Esto significa: hay que reducir el espacio para el calentador, lo que lleva a una forma muy delgada y larga. En la actualidad, ya se están utilizando calentadores Beru con un diámetro del tubo de incandescencia reducido a 3 mm. En el caso idóneo, la varilla calentadora se sitúa exactamente en el borde de la turbulencia de la mezcla, pero tiene que penetrar lo suficiente en la zona de combustión o en la precámara. Solamente así podrá aportar el calor con una precisión adecuada. Tampoco debe penetrar demasiado en la cámara de combustión, ya que perturbaría la preparación del carburante inyectado y con ello la formación de una mezcla de carburante aire apta para la combustión. La consecuencia sería mayores emisiones de gas de escape. Aparte del calentador, es muy importante el sistema de inyección en el arranque en frío del motor. Solamente un sistema optimizado en el momento y la cantidad de la inyección, así como en la formación de la mezcla para el arranque en frío, junto con la correcta posición y la correcta temperatura del calentador proporcionará un buen comportamiento en el arranque en frío. Ni siquiera después del arranque del motor, el calentador debe enfriarse por el mayor movimiento del aire en la cámara de combustión. Especialmente en los motores de precámara o de cámara de turbulencia reinan unas velocidades de aire muy elevadas en la punta del calentador. En este entorno el calentador únicamente funcionará, cuando tenga las suficientes reservas, es decir cuando exista el suficiente volumen incandescente para poder proporcionar inmediatamente calor a la zona enfriada por el aire. Los calentadores desarrollados por Beru satisfacen todos estos requisitos. Ya en el desarrollo de los motores, los ingenieros de Beru colaboran estrechamente con la industria del automóvil. El resultado: un arranque rápido y ecológico del diesel en 2-5 segundos (en combinación con el sistema de arranque instantáneo ISS incluso menos), un arranque seguro hasta con -30 C, un arranque tranquilo y cuidadoso del motor, hasta un 40 % menos de expulsión de hollín en la fase de calentamiento en el caso de los calentadores aptos para el postcalentamiento (más detalles sobre éstas a partir de la página 7). 5

6 Estructura y funcionamiento El calentador cilíndrico Beru está compuesto esencialmente por el cuerpo del calentador, la varilla calentadora con espiral calentadora y reguladora, así como el bulón de conexión. La varilla incandescente está presionada a prueba de gas dentro de la carcasa. Adicionalmente se aísla el calentador con una junta tórica o una pieza de plástico en el elemento de conexión. El calentador recibe la energía eléctrica de la batería. Un equipo electrónico controla el tiempo de incandescencia. Bulón de conexión Cuerpo del calentador Junta tórica Arandela de aislamiento Tuerca redonda Junta Rosca Ranura anular Tubo incandescente Espiral reguladora Espiral calentadora y reguladora El principio básico de un moderno calentador cilíndrico es la combinación de una espiral calentadora y reguladora para que formen un elemento común de resistencia. La espiral calentadora está fabricada con material resistente a altas temperaturas, cuya resistencia eléctrica es principalmente independiente de la temperatura. Forma junto con la parte delantera de la varilla calentadora la zona de calentamiento. La espiral reguladora está sujeta en el bulón de conexión y conductor de corriente y su resistencia presenta un gran coeficiente de temperatura. Toda la espiral está envuelta en un polvo cerámico comprimido, eléctricamente aislante pero muy apto para la conducción del calor. En la compresión mecánica, el polvo es comprimido tan fuertemente que la espiral encaja, como si estuviera fundida en cemento. Por ello se hace tan estable, que los finos hilos de la espiral calentadora y reguladora resisten de forma duradera a todas las vibraciones. Aunque las distintas espirales están separadas solamente por unas décimas de milímetro, no se pueden producir conexiones de las mismas y mucho menos un cortocircuito con el tubo de incandescencia, el cual destruiría el calentador. Mediante los distintos materiales, longitudes, diámetros y espesores de los hilos de las espirales calentadoras y reguladoras se pueden modificar los tiempos de calentamiento y de incandescencia del calentador y adaptarse a los requisitos del correspondiente tipo de motor. 6 Relleno de aislamiento Espiral calentadora Estructura de un calentador cilíndrico de calentamiento rápido autoreguladora Funcionamiento En el precalentamiento fluye al principio corriente intensa a través del bulón de conexión y la espiral reguladora a la espiral calentadora. Esta se calienta rápidamente y transmite la incandescencia a la zona de calentamiento. La incandescencia se extiende de inmediato y al cabo de 2-5 segundos, la varilla calentadora está incandescente hasta cerca del cuerpo del calentador. De esta forma se incrementa adicionalmente la temperatura de la espiral reguladora ya calentada mediante la corriente. Por ello se incrementa su resistencia eléctrica y la corriente se reduce hasta tal punto que no se pueda dañar la varilla incandescente. Por ello no es posible que se sobrecaliente el calentador. Si no se produce ningún arranque, el calentador es desconectado después de un cierto tiempo de disponibilidad a través del equipo de control del tiempo de incandescencia. En los calentadores Beru se utiliza una aleación cuya resistencia se incrementa a través de la temperatura. De esta forma es posible diseñar la espiral reguladora de manera que deje pasar al principio una corriente mayor a la espiral calentadora que al alcanzar la temperatura teórica. De esta forma se alcanza más rápidamente la temperatura de arranque y se mantiene en el rango admisible mediante una mayor regulación.

7 T ( C) Calentadores cilíndricos aptas para el postcalentamiento (GN) Los vehículos de diseños más antiguos están casi siempre equipados con calentadores que únicamente son incandescentes antes y durante de la fase de arranque. Se distinguen con la denominación abreviada de GV. Los modernos turismos Diesel salen generalmente con calentadores GN de la cadena. Están equipados con el innovador sistema de incandescencia de 3 fases. Es decir que están candentes Fase 1 Precalentar 2-5 seg. Fase 2 Fase 3 Calentamiento de aprox. 180 seg. Calentamiento posterior arranque 2 seg. La técnica de incandescencia de 3 fases. t antes del arranque, durante la fase de arranque, después del arranque y durante el funcionamiento del motor (en la función de empuje). Generador de corriente trifásica Batería Arranque Interruptor de arranque del contacto de encendido Función El calentamiento electrónicamente controlado comienza con el accionamiento del arranque en la llave de encendido y dura de 2 a 5 segundos, con unas temperaturas externas normales, hasta la disponibilidad para el arranque. El tiempo de calentamiento posterior dura hasta 3 minutos después del arranque del motor, para minimizar las emisiones de substancias nocivas y el ruido. Luz de control Elemento de control electrónico Esquema de conexión de una instalación de incandescencia apta para el postcalentamiento con cuatro calentadores cilíndricos de calentamiento rápido conectados en paralelo y sensor de temperatura. Protección ante el sobrecalentamiento El estado de servicio del motor se registra por ejemplo mediante la medición de la temperatura del agua de refrigeración. El proceso de calentamiento posterior dura hasta que la temperatura del agua de refrigeración alcanza 70 C, o se desconecte después de un tiempo registrado en el campo característico. Si la temperatura del agua de refrigeración se sitúa ya antes de arrancar por encima de 70 C, generalmente no se vuelve a calentar posteriormente. Los calentadores cilíndricos de autorregulación se protegen del sobrecalentamiento al limitarse la corriente de la batería hacia el calentador con la subida de la temperatura. Con el motor en marcha no obstante, la tensión se incrementa de tal forma que los calentadores que no están diseñados para la tecnología más moderna, se quemen. A ello hay que añadir que, después del arranque, los calentadores bajo corriente están expuestos a altas temperaturas de combus-tión y por lo tanto se calientan por dentro y por fuera. Los calentadores cilíndricos Beru aptos para el postcalentamiento pueden funcionar a plena tensión del generador. Aunque su temperatura sube rápidamente, esta se regula después por la nueva espiral reguladora a una temperatura constante que se sitúa por debajo de los calentadores que no son aptos para el postcalentamiento. Importante: dentro de un sistema de incandescencia diseñado para los calentadores GN solamente se pueden instalar calentadores GN los calentadores GV se podrían dañar en muy poco tiempo. 7

8 Cantidad de hollín en el papel filtrante tres minutos después del arranque en frío. Con el postcalentamiento (a la derecha) la cantidad de hollín es aprox. el 40 % menor. Arranque rápido en 2 segundos Reducción del humo blanco/azul Eliminación del golpeteo en el arranque en frío Con el calentador Beru GN apto para el postcalentamiento se ha logrado reducir el tiempo de incandescencia a 2-5 segundos. Para lograrlo, los diseñadores han reducido el diámetro de la varilla calentadora en su extremo delantero. Por ello, la varilla calentadora comienza a ponerse candente muy rápidamente en esta zona. Con una temperatura de 0 C suelen pasar justo 2 segundos hasta el arranque. Con temperaturas más bajas, el sistema se adapta a los requisitos mediante la regulación del tiempo de incandescencia e incrementa el tiempo de incandescencia correspondientemente: con -5 C aprox. 5 segundos y con -10 C alrededor de 7 segundos. Hasta que se alcance la temperatura ideal de encendido, el tubo de escape expulsa el llamado humo blanco o azul. Esta formación de humo tiene su origen en la combustión incompleta del carburante debido a una temperatura de encendido demasiado baja. Con el postcalentamiento, el carburante diesel se quema de forma mas completa y con menos ruido durante la fase de calentamiento. Con ello se reduce el enturbiamiento por gas de humo hasta en un 40 %. El golpeteo del arranque en frío del diesel tiene su origen en el mayor retraso del encendido estando el motor frío. El carburante se enciende de repente y el motor golpetea. El calentador GN lleva al motor más rápidamente a la temperatura de servicio mediante el pre y postcalentamiento. Con ello se protege el motor, el funcionamiento del mismo es más tranquilo y se evita el golpeteo. El carburante se quema más uniforme y completo. De esta forma se libera más energía y la temperatura de la zona de combustión subirá más rápidamente. Características técnicas del calentador GN Calentador de arranque rápido en versión delgada Corto tiempo de precalentamiento: sólo aprox. 2-5 segundos Arranque seguro (incluso con -30 C) Ecológico: 40 % menos de emisión de substancias nocivas durante la fase de calentamiento Sin golpeteo Funcionamiento tranquilo del motor El arranque cuida el motor Para vehículos con una tensión de trabajo de hasta 14,5 V 8

9 El sistema de arranque instantáneo Beru (ISS) Estructura interna del calentador estándar autorregulador SR (izquierda) y del calentador de rendimiento optimizado de ISS (derecha). Sistema de incandescencia electrónicamente controlado ISS: equipo de control y calentadores. El sistema de arranque instantáneo ISS de Beru permite el arranque con llave como con un motor a gasolina del motor de autoencendido. El concepto del sistema Control electrónico Características técnicas de ISS Permite también para los vehículos diesel un arranque con llave igual como con un motor a gasolina - este era el gran reto. La solución de los ingenieros de Beru: el sistema de arranque instantáneo ISS. El ISS de Beru está compuesto por un equipo de control electrónico y por calentadores de rendimiento optimizado con un tiempo de calentamiento reducido de máx. 2 segundos frente a los 5 segundos con un calentador estándar. Estas necesitan claramente menos energía, tanto en la fase de calentamiento como también en la fase de permanencia. En el equipo de control se utilizan semiconductores de potencia como mandos para accionar los calentadores, los cuales sustituyen al relé electromecánico anteriormente utilizado. En comparación con el calentador convencional autorregulador, en el calentado de rendimiento optimizado de ISS, la combinación de espiral está fuertemente acortada y la zona candente reducida a aprox. un tercio. En los motores de inyección directa, esto corresponde a la parte de la varilla calentadora que entra dentro de la zona de combustión. Con el motor en marcha, el calentador se enfría mediante el cambio de carga y el movimiento del aire en la fase de la compresión. La temperatura del calentador se reduce con el número creciente de revoluciones, siendo la tensión a los calentadores y la cantidad de inyección constante. Se incrementa con la creciente cantidad de inyección, siendo la tensión de los calentadores y número de revoluciones constantes. Con el equipo de control electrónico, estos efectos se pueden compensar: hacia los calentadores se emite siempre la tensión efectiva óptima para el correspondiente punto de servicio. De esta forma se puede controlar la temperatura de los calentadores en función del estado de servicio. Aparte de ello se aprovecha la combinación del calentador de bajo voltaje con el equipo electrónico de control para calentar el calentador con extremada rapidez. Esto ocurre al conectar durante un tiempo predefinido toda la tensión de la red de abordo al calentador y solamente a continuación funcionará con tensión efectiva necesaria de manera sincronizada. El tiempo de precalentamiento habitual hasta la fecha se reduce así a un máximo de 2 segundos hasta con las temperaturas más bajas. El rendimiento del sistema es tan elevado que de la red de abordo apenas se extrae más potencia que la que se necesita para el calentador. Al accionar con ISS, cada calentador con un semiconductor de potencia separado, es posible supervisar la corriente por separado en el circuito de corriente de incandescencia. De esta forma es posible el diagnóstico individual en cada calentador. Arranque seguro incluso con temperaturas de -30 C Tiempo de calentamiento extremadamente rápido: en 2 segundos se alcanzan C Baja necesidad de potencia (especialmente importante para los motores con 8 o más cilindros) Mayor seguridad de funcionamiento Temperatura regulable para el pre y postcalentamiento, así como para el calentamiento intermedio Numerosas funciones de diagnóstico Marcha en ralentí estable inmediata y adopción limpia de la carga Emisión minimizada de substancias nocivas (cumple la norma EURO-IV) Especialmente diseñado para los motores diesel con inyección directa Apto para el diagnóstico On-Board 9

10 Tecnologías del futuro para los calentadores Temperatura ( C) Calentador ISS Tiempo (s) Perfil de temperatura y de tensión del calentador ISS Medición de la corriente iónica en el motor diesel. Sistemas combinados Medición de la corriente iónica Temperatura Tensión Corriente Corriente (A), Tensión (V) Perfil de tensión: Fase 1: calentamiento rápido Fase 2: 7,4 V para 2 s Fase 3: 6 V para 8 s Fase 4: 5,3 V Con el fin de garantizar en el motor diesel del turismo un arranque lo más rápidamente posible, el sistema de incandescencia es un medio de arranque apropiado. Aparte de él, las bridas calentadoras eléctricas que se utilizan en la actualidad principalmente en el sector de los vehículos industriales ofrecen potenciales adicionales también en las aplicaciones para turismos: para reducir las emisiones de marcha en caliente para incrementar la estabilidad de marcha del motor para mejorar la acogida de carga Especialmente con vistas a recrudecimiento legal de los valores límites de emisión de gas de escape, en el futuro cabe la posibilidad de una combinación de ambos sistemas - para un arranque rápido con emisiones mínimas, junto a una cultura de marcha máxima. El calentador se presta por su ubicación favorable para medir la corriente iónica en el motor diesel. De esta forma no es necesario instalar una sonda adicional en la zona de combustión. Al aislar la varilla calentadora del cuerpo de del calentador y conectando una tensión, alrededor de la punta del calentador se forma un campo eléctrico en la cámara de combustión. Las cargas de las partículas que se encuentran en este campo se desvían a través de los electrodos. Esta corriente se puede medir, amplificar y transferir finalmente de forma preparada al equipo de control del motor. Posibles campos de aplicación: Identificación de fallos en la combustión Equiparación de los cilindros con respecto al comienzo de la combustión, compensación de tolerancias en el sistema de inyección y de aspiración Cumplimiento de los requisitos de OBD mediante notificación directa de la zona de combustión Compensación de la diferente calidad del carburante Sistemas de incandescencia regulados Los sistemas electrónicamente controlados sustituirán gradualmente a los calentadores autorregulables. Se está trabajando intensamente en el desarrollo de sistemas regulados que no necesiten el cálculo complejo de la potencia de accionamiento en función de los parámetros del motor. Desde el equipo principal para el control del motor solamente se transferirá al equipo de control del tiempo de incandescencia la necesidad de la misma en forma de un valor teórico, y este equipo regulará correspondientemente la tensión necesaria en el calentador. Para este fin se están desarrollando unos calentadores especificos que pueden notificar una señal de temperatura estable y fácilmente evaluable al equipo de control del tiempo de incandescencia. 10

11 Calentadores Beru: 5 veces seguridad para la mejor calidad 1. Elaboradas en estrecha colaboración con los fabricantes de automóviles Beru no solamente está integrado desde el principio en el concepto de los calentadores como especialista en el arranque en frío de los diesel y como colaborador en el desarrollo de la industria del automóvil, sino incluso desde el principio en el desarrollo de motores nuevos in situ. De esta forma se puede determinar exactamente la situación de instalación del calentador en el motor y los ingenieros de Beru están exactamente informados sobre qué parámetros son especialmente importantes y qué reservas de potencia debe aportar el calentador a desarrollar Fabricado según las normas ISO Desarrollado conforme a los pliegos de condiciones de la industria del automóvil Los calentadores Beru están diseñadas conforme a las normas ISO 7578 y Estas normas regulan las dimensiones y las tolerancias de la geometría, del ángulo de estanqueidad, del paso de llave, del diámetro de la varilla calentadora, etc. Los calentadores Beru corresponden a los pliegos de condiciones de la industria del automóvil, las cuales se diferencian en función del fabricante del vehículo. Así por ejemplo se exigen entre y ciclos como marcha continua. Aparte de ello, los calentadores Beru superan funcionamientos de prueba en la cámara de frío. Adicionalmente se comprueba la resistencia frente a las influencias medioambientales, substancias de contacto, aditivos y limpiadores de motores Sometidos a tests específicos de Beru Fabricado conforme a los métodos de producción más modernos Los calentadores Beru se someten a unos funcionamientos de prueba específicos que están adaptados a los requisitos prácticos en la vida diaria y en el taller, por ejemplo mediante la simulación de las fuerzas de extracción del enchufe de contacto o de las pruebas rápidas de sobrecarga. Con estas pruebas rápidas de sobrecarga, los inspectores son inflexibles: incluso después de ciclos, cada muestra debe estar en perfectas condiciones de funcionamiento. La fabricación de los modernos calentadores extremadamente largos y delgados para los motores diesel con inyección directa representa unos requisitos específicos. El diámetro del tubo incandescente debe estar exactamente orientado en la zona de combustión. La varilla incandescente debe penetrar con una longitud exactamente dimensionada en la zona de combustión solamente así se garantiza que no se produzcan gases de escape nocivos y adicionales debido a la turbulencia. También el comportamiento de la temperatura del calentador debe estar exactamente ajustado al diseño de la zona de combustión y la absorción de corriente de los calentadores debe ajustarse exactamente a la red de abordo existente. Solamente en las instalaciones de producción más modernas, tal y como las utiliza Beru, es posible fabricar estos calentadores delgados en la calidad requerida. 11

12 Los diseños baratos mejor renunciar a ellos Aspecto de 2 espirales, pero solamente técnica de 1 espiral Solamente un calentador de 2 espirales alcanza el corto tiempo de calentamiento y la resistencia a la temperatura exigida por los fabricantes de automóviles. Pero como la segunda espiral desde fuera no se puede reconocer a primera vista, algunos fabricantes se ahorran la llamada espiral de regulación. Por la falta de regulación de la corriente de incandescencia, la batería se carga excesivamente al arrancar y como el calentamiento no se logra en el tiempo exigido, el vehículo no arranca o solamente con dificultad. (Ver figura 3.) En lugar del polvo de magnesita utilizado por Beru, el cual se comprime fijamente y se seca antes de su introducción, en los casos de los calentadores baratos se suele utilizar polvo de aislamiento suelto, parcialmente contaminado y sin secar. Consecuencia fatal: durante la primera incandescencia, el polvo se expande fuertemente y el tubo incandescente se hincha. En este caso solamente es posible desmontar el calentador desmontando la culata! (ver figura 9). También aquí se ve la calidad de la producción: solamente con las máquinas de fabricación más modernas es posible centrar y engarzar a presión exactamente el pasador de conexión. Los fabricantes dudosos intentan simplemente empujar la espiral calentadora sobre el pasador de conexión. Pero así no es posible garantizar la necesaria seguridad de cortocircuito (ver figuras 5 y 13.) En el caso de los calentadores incandescentes de inferior calidad, la posición de los tetones de retención para la conexión eléctrica no corresponden a las disposiciones OE. Aunque la conexión se parece a la de los calentadores originales, el contacto no engatilla correctamente. De esta forma no se garantiza la conexión eléctrica con el calentador. También se ahorra en el material de las piezas de conexión en detrimento del contacto (ver figura 16) Muchos fabricantes baratos no disponen de la técnica de producción para soldar con precisión un tubo incandescente. Consecuencia: grietas capilares en el tubo incandescente y con ello fugas, que a su vez pueden causar cortocircuitos Llenado de la varilla calentadora con polvo aislante de baja calidad /6 7 La espiral calentadora no está centrada ni engarzada a presión en el pasador de conexión Contacto deficiente En que reconocerá los calentadores de inferior calidad El tubo incandescente no está soldado con precisión Síntoma Riesgo Síntoma Riesgo 12 1 Aislamiento sencillo No es estanca al agua 2 Relleno con polvo de magnesio Aislamiento deficiente, hinchade menor calidad miento del tubo incandescente 3 Es necesaria la técnica de 2 El perfil característico no corresespirales, pero solamente se ponde a los requisitos de los instala una espiral fabricantes 4 Espesor de pared no continuo La varilla incandescente se quema 5 Espiral situada transversal- Cortocircuito mente dentro del tubo incandescente 6 Varilla incandescente sin El calentador es fusilado por el centrar, por ello no hay chorro de inyección y se funde concentricidad. El calentador está situado transversalmente en la precámara o en la cámara de turbulencia 7 Varilla calentadora con Se funde grietas capilares 8/9 La punta de la varilla calen- Cortocircuito, hinchamiento de la tadora está rellena de polvo varilla incandescente, vida útil de magnesio sin comprimir reducida y/o introducido en estado húmedo 10 Punta perforada, no correcta- Se funde mente soldada 11 Punta de tubo incandescente Cascarillado, vida útil reducida girada, varilla calentadora demasiado delgada 12 Espiral de calentamiento no Sobrecarga de la batería por una correctamente dimensionada excesiva absorción de corriente, por ello existe el riesgo de fundirse los contactos del equipo de control del calentador: de esta forma actúa sobre la vida útil o impide el funcionamiento 13 Espiral de calentamiento Cortocircuito montada transversalmente 14 Cono no adaptado a la culata Problemas de aislamiento, culata destruida 15 Superficie sin protección Agarrotamiento por oxidación en el orificio 16 Casquillo roscado solamente El suministro de corriente se superpuesto suelta o se interrumpe, contacto intermitente 17 La medida del saliente no Si la medida del saliente es corresponde a los datos del excesiva: el calentador es fusilado fabricante por el chorro de inyección y se funde. Si es demasiado corta: problemas de arranque

13 Causas de fallo en los calentadores cilíndricos Con calor y tiempo seco, el motor diesel arranca incluso estando un calentador defectuoso y precalentando únicamente los calentadores restantes. En estos casos el arranque conlleva casi siempre una emisión mayor de substancias nocivas y eventualmente el golpeteo, pero el conductor no percibe estas señales conscientemente o no sabe interpretarlos correctamente. La mala sorpresa se produce cuando hace frío y hay humedad y empiezan las primeras heladas nocturnas: la fuente de calor del motor diesel ya no funciona y en el mejor de los casos arrancará mal y expulsará humo pero lo más probable será que ya ni siquiera se ponga en marcha. A continuación se presentan los daños típicos y se relacionan sus posibles causas. Con esta ayuda para el diagnóstico se puede eliminar rápidamente el error en la mayoría de los casos. Garantía Beru: cuando no entra en cuestión ninguna de las causas aquí indicadas para el fallo, enviar el calentador para su revisión a Beru AG, Ludwigsburg. Si se tratara de un defecto del material o de fabricación, naturalmente le sustituiremos el calentador. Varilla calentadora con pliegues y huellas Causas: Interrupción de la espiral debido a: a) Funcionamiento con un exceso de tensión, p. ej. con la ayuda de arranque b) Suministro demasiado prolongado de corriente debido a un relé enganchado c) Postcalentamiento inadmisible con el motor en marcha d) Uso de un calentador no apto para el postcalentamiento Soluciones: a) Ayuda de arranque con la red de abordo de 12 V b)/c) Revisar la instalación de precalentamiento, sustituir el relé del tiempo de calentamiento d) Instalar un calentador apto para el postcalentamiento Varilla calentadora socarrada, fundida o partida Causas: Sobrecalentamiento de la varilla calentadora debido a: a) Comienzo de inyección demasiado pronto b) Boquillas con cascarilla o desgastadas c) Defecto del motor, p. ej. por pistón gripado, rotura de válvula, etc. d) Boquillas que gotean e) Segmentos agarrotados Soluciones: a) Ajustar exactamente el punto de inyección b) Limpiar las boquillas de inyección c) Revisar el gráfico de inyección Punta de la varilla calentadora dañada Bulón de conexión arrancado, hexágono dañado Causas: Sobrecalentamiento de la varilla calentadora debido a: a) Un comienzo de inyección desiado temprano, con lo que se produce el sobrecalentamiento de la varilla y de la espiral calentadora; la espiral calentadora se vuelve porosa y se rompe b) Ranura cerrada del segmento entre el calentador y la varilla calentadora; por ello sale demasiado calor de la varilla calentadora y la espiral de regulación permanece fría y deja pasar demasiada corriente a la varilla de calentamiento, la cual se sobrecalienta Soluciones: a) Revisar la instalación de inyección, ajustar con precisión el momento de inyección b) Respetar obligatoriamente el par de apriete exigido por el fabricante al enroscar un calentador. Causas: a) Arranque del bulón de conexión: la tuerca para la conexión de la corriente se apretó con un par de apriete demasiado elevado b) Hexágono dañado: Empleo de la herramienta inapropiada; debido a la deformación, el calentador tiene un cortocircuito de la carcasa con la tuerca redonda. Soluciones: a) Apretar la tuerca para la conexión de la corriente con una llave dinamométrica. Respetar el par de apriete. No lubricar la rosca ni con aceite ni con grasa. b) Apretar el calentador con una llave dinamométrica de tubo apropiada. Respetar exactamente el par de apriete exigido (puede consultarse en las normas de los fabricantes de automóviles). 13

14 Consejos para el taller El equipo de control para calentadores Beru debe estar en todos los talleres Nuestro consejo: Revisar los calentadores cada km con el controlador rápido para calentadores. En caso de defectos o un funcionamiento limitado, lo mejor es sustituir directamente todo el juego de calentadores. Aparato de control para calentadores: control sin desmontar los calentadores Condiciones de control Proceso de control Con el controlador rápido de calentadores se pueden controlar de forma sencilla, fiable y rápida los calentadores cilíndricos de 12 voltios (no los calentadores ISS, ya que están preparados para menos de 11 voltios) individualmente, estando instalados y sin arranque del motor. Se mide la absorción de corriente y la regulación limitadora. Refrigeración durante el proceso de calentamiento: el calentador instalado esta suficientemente refrigerado por la culata. Cuando haya que controlar un calentador desmontado, es necesario enroscarlo en un bloque de refrigeración o en una culata desmontada. En caso de emergencia, también es posible amarrar ligeramente el calentadores por el hexágono en un tornillo de banco. Fuente de tensión: batería de 12 voltios o estabilizador de tensión continua 1. Desenroscar las conexiones de los calentadores (carril de suministro de corriente). 2. Conectar el equipo de control con la pinza roja en el polo positivo y con la pinza negra en el polo negativo de la batería (o correspondientemente a los polos del estabilizador de tensión continua). Sujetar después la pinza de cocodrilo al bulón de conexión del calentador a controlar. 3. Pulsar el botón para iniciar el control de del calentador. Si el indicador se queda en el campo rojo, el calentador está defectuoso, si se desplaza al campo verde, está en perfectas condiciones de funcionamiento. El calentador defectuoso se tendrá que sustituir. Duración del control: aprox. 14 segundos. 4. Comprobar el suministro de corriente: en el caso de un calentador en condiciones de funcionamiento, después del control es necesario revisar si existe una interrupción, un contacto intermitente o un cortocircuito en el suministro de corriente. Únicamente cuando exista plena tensión en el calentador queda garantizado que funcione. En el caso de un calentador cilíndrico intacto, la absorción de corriente después de 20 segundos se sitúa entre 15 y 8 amperios. Así el motor diesel volverá a arrancar de forma rápida y segura El problema La causa La solución de Beru Arranque con humo, formación de humo Fase de arranque con golpeteo Arranque prolongado que agota la batería Calentador con una sola espiral, temperatura demasiado baja Calentador sin efecto de regulación limitadora y sin reserva de calor El calentador tarda demasiado en llegar a la temperatura, tiempo de calentamiento demasiado largo Utilizar un calentador Beru con técnica de 2 espirales (con la espiral calentadora y de regulación se alcanza una temperatura más elevada con un tiempo de calentamiento menor) Instalar un calentador Beru apto para el postcalentamiento para un mejor y más rápido suministro de calor El motor arranca con dificultad y con falta de redondez El motor no arranca hasta después de varios intentos Calentador con temperatura final demasiado baja Calentador defectuosa Instalar un calentador GN de Beru ajustado exactamente al motor y al sistema de calentamiento de 3 fases (precalentamiento calentamiento de arranque postcalentamiento) 14 El motor solamente arranca con un olor fuerte y molesto La varilla calentadora está socarrada o con cascarilla La varilla calentadora está fundida Los valores eléctricos de el calentador no están correctamente dimensionados El espesor de pared de la varilla calentadora es demasiado reducido (caso frecuente en los calentadores baratas) La boquilla de inyección está defectuosa Sustituir el soporte de boquillas por el soporte de boquillas de recambio de Beru

15 Importante al sustituir el calentador: observar los pares de giro! Par de rotura Al desmontar los calentadores hay que tener en cuenta el par de rotura. Inyectar aquí el aceite multifunción. Estos restos de combustión se pueden retirar con el escariador Beru. Qué hay que hacer cuando se ha alcanzado el par de rotura? En las roscas de los calentadores de el par de rotura es de 8 mm 20 Nm 10 mm 35 Nm 12 mm 45 Nm Bajo ningún contexto seguir girando el calentador se podría partir. En su lugar, proceder según el programa de 3 puntos: calentar disolver roscar para extraer: 1. Calentar: calentar el motor o aplicar corriente a los calentadores intactos con un cable aparte durante 4-5 minutos de esta forma, el calentador se calienta y se libera por el calor. 2. Disolver: aplicar generosamente disolvente de herrumbre o aceite multifuncional a la entrada de la rosca del calentador y dejar que actúe durante aprox. 5 minutos. 3. Roscar para extraer: iniciar después un nuevo intento de extraer roscando y soltar el calentador cuidadosamente con una herramienta apropiada de la culata. (no superar el par máximo para soltar ver tabla arriba. Interrumpir sin falta antes de alcanzar el par de rotura, si fuera necesario, iniciar un nuevo intento mediante el calentamiento). Después de desatornillar los calentadores viejos, limpiar obligatoriamente con el útil apropiado la rosca, el asiento cónico de estanqueidad y el canal del calentador (ver abajo). Par de apriete Al roscar los nuevos calentadores hay que tener en cuenta el par de vueltas exigido por el fabricante del coche: La llave anular de carraca de Beru (núm. de pedido ): ideal para desmontar y montar incluso calentadores de difícil acceso. En las roscas de los calentadores de M 8 M 10 M 12 el par de apriete es de 10 Nm Nm Nm Aviso: en los calentadores con conexión roscada, hay que tener en cuenta también el par de apriete de la tuerca de conexión: Con rosca de la tuerca de conexión de M 4 M 5 el par de apriete es de 2 Nm 3 Nm El escariador Beru: para un taladro rápido y seguro de la culata Especialmente después de quedarse pegada (coquizar) entre la varilla de calentamiento y la culata, el orificio roscado de la culata presenta frecuentemente restos de combustión o partículas de suciedad. En las culatas con rosca de 10 mm, estas coquizaciones se pueden eliminar de forma sencilla y segura con el escariador Beru (núm. de pedido ). Nuevo: el escariador Beru suelta las coquizaciones que se pueden producir después de pegarse el calentador y la culata. Así es como funciona: Limpiar previamente el orificio roscado del calentador con un trapo. Untar el escariador Beru en la zona de corte con grasa y atornillar en la culata: los restos de la combustión se quedan adheridos a la grasa y se retiran al desatornillar la herramienta. 15 A continuación se puede volver a montar sin problemas el calentador nuevo ( observar el par de apriete!).

16 BERU Aktiengesellschaft Mörikestraße 155 D Ludwigsburg Telefon: Telefax: Printed in Germany Bestell-Nr