UIS / UPS

Indice del curso

 

La evolución de los motores Diesel de inyección directa ha venido de la mano del desarrollo de sistemas de inyección cada vez mas precisos y con presiones de inyección cada vez mas elevadas.
Los sistemas de inyecciónUnit Injector System UIS (también llamado unidad de bomba-inyector, PDE), y Unit Pump System UPS (también llamado bomba-tuberia-inyector, PLD), son hoy en día los sistemas que permiten alcanzar las mayores presiones de inyección.
El sistema bomba-inyector (UIS Unit Inyector System) de Bosch, se incorporo en el vehículo Volkswagen Passat a finales de 1998 con una nueva generación de motores diesel de inyección directa, que esta teniendo una gran aceptación debido a las altas prestaciones que dan los motores alimentados con este sistema de inyección (ejemplo los 150 CV de potencia que alcanzan motores con una cilindrada menor de 2000 cc), así como alcanzar unos consumos bajos y una reducción en las emisiones contaminantes. Este sistema de inyección se utiliza tanto en motores de turismos como en vehículos comerciales.

 

La utilización de un sistema donde se une la generación de alta presión con la inyección en una unidad independiente para cada cilindro, no es nueva, ya que los americanos lo utilizaban sobre todo en vehículos industriales desde hace mucho tiempo. El accionamiento de las unidades bomba-inyector viene dado por un árbol de levas que se encarga ademas de dar el movimiento necesario para que la bomba genere presión, sirve también para determinar el momento exacto de la inyección en cada cilindro. El funcionamiento del sistema bomba-inyector mecánico es similar a la forma de trabajar de las bombas de inyección en linea, muy utilizadas en vehículos industriales.


Los sistemas UIS y UPS son sistemas con una unidad de inyección por cada cilindro del motor. Esto le permite una mayor flexibilidad a la hora de adaptarse al funcionamiento cambiante del motor, mucho mejor que los motores que están alimentados por "bombas rotativas" o "bombas en linea".

Sus ventajas con respecto a otros dispositivos de inyección son:

  • Se utiliza tanto en turismos como en vehículos comerciales e industriales ligeros de hasta 30 kW/cilindro y vehículos industriales pesados de hasta 80 kW/cilindro. También se utiliza este sistema en motores en locomotoras y barcos, pero este no es tema de estudio en esta web.
  • Alta presión de inyección hasta 2050 bar.
  • Comienzo de inyección variable.
  • La posibilidad de una inyección previa.

 

La estructura básica de los sistemas UIS y UPS esta formada:

  • Alimentación de combustible (parte de baja presión).
  • Alimentación de combustible (parte de alta presión).
  • Regulación electrónica Diesel (Electronic Diesel Control EDC) dividida en tres bloques fundamentales sensores, unidad de control electrónica y actuadores.
  • Periferia (ejemplo: turbocompresor y retroalimentación de gases de escape EGR).

Los sistemas UIS y UPS son elementos que controlan el tiempo de inyección a través de unas electroválvulas que tienen integradas. El momento de activación de la electrovalvula determina el comienzo la inyección así como el tiempo en que esta activada la electrovalvula determina el caudal de inyección. El momento y la duración de la activación son determinadas por la unidad electrónica de control de acuerdo con los campos característicos que tenga programados en su memoria.y teniendo en cuenta el estado de servicio actual del motor a través de los diferentes sensores.

Como datos importantes la unidad de control tiene en cuenta:

  • El ángulo del cigüeñal.
  • El nº de revoluciones del árbol de levas.
  • La posición del pedal del acelerador.
  • La presión de sobrealimentación.
  • La temperatura del aire de admisión, del liquido refrigerante y del combustible.
  • La velocidad de marcha.


Las funciones básicas de un sistema EDC (regulación electrónica Diesel) están dedicadas en controlar la inyección de combustible en los cilindros del motor en el momento adecuado, la cantidad exacta y con la mayor presión posible. Asegurando con esto el buen funcionamiento del motor con máximas prestaciones, minino consumo, menos emisiones nocivas y comportamiento silencioso.
Como funciones adicionales de control y regulación sirven también para reducir las emisiones de gases de escape y el consumo de combustible, o bien aumentan las la seguridad y el confort del vehículo.

Ejemplo de funciones adicionales son:

  • Retroalimentación de los gases de escape (EGR).
  • Regulación de la presión de sobrealimentación
  • Desconexión del cilindro.
  • Regulación de la velocidad de marcha.
  • Inmovilizador electrónico.

Otra función adicional lo forma el sistema CANBus que hace posible el intercambio de datos entre los distintos sistemas electrónicos del vehículo (ejemplo: ABS, el cambio electrónico, inmovilizador, etc.). Un conector de diagnostico (OBD) permite realizar a la hora de inspeccionar el vehículo, la evaluación de los datos del sistema almacenados y de la memoria de averías.

 

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Esquema general del sistema unidad bomba-inyector (UIS) para turismos

A.- Alimentación de combustible (parte de baja presión)
1.- Depósito de combustible
2.- Filtro de combustible
3.- Bomba de combustible con válvula de retención
4.- Válvula limitadora de presión
5.- Refrigerador de combustible

B.- Parte de alta presión
6.- Unidad bomba-inyector

C.- Regulación electrónica Diesel (EDC)
7.- Sensor de temperatura de combustible
8.- Unidad de control
9.- Sensor de pedal del acelerador
10.- Sensor de velocidad de marcha (inductivo)
11.- Contactos de freno
12.- Sensor de temperatura de aire
13.- Sensor de revoluciones del árbol de levas (sensor Hall)
14.- Sensor de temperatura aire de admisión
15.- Sensor de presión de sobrealimentación
16.- Mariposa del tubo de admisión
17.- Medidor de masa de aire de película caliente
18.- Sensor de temperatura del motor (liquido refrigerante)
19.- Sensor de revoluciones del cigüeñal (inductivo)

D.- Periferia
20.- Panel del instrumentos
21.- Unidad de control de tiempo de incandescencia
22.- Bujía de espiga incandescente
23.- Interruptor del embrague
24.- Unidad de operación para el regulador de la velocidad de marcha (FGR)
25.- Compresor de aire acondicionado
26.- Unidad de control para el aire acondicionado
27.- Interruptor de marcha (de incandescencia y de arranque)
28.- Interfaz de diagnostico
29.- Batería
30.- Turbocompresor
31.- Refrigerador retroalimentación de los gases de escape
32.- Electrovalvula de control de la válvula EGR
33.- Electrovalvula de control de la válvula de descarga del turbo (waste-gate)
34.- Bomba de depresión o vació
35.- Motor
36.- Válvula de descarga del turbo (waste-gate)
37.- Válvula EGR
CAN.- Control Area Network. Bus de datos en serie también llamado CANBus.

 

 

 


Esquema general del sistema unidad bomba-inyector (UIS) y bomba-tuberia-inyector (UPS) para vehículos industriales

A.- Alimentación de combustible (parte de baja presión)
1.- Deposito de combustible con filtro previo
2.- Bomba de combustible con válvula de retención y bomba manual de alimentación
3.- Filtro de combustible
4.- Válvula limitadora de presión
5.- Refrigerador de combustible

B.- Parte de alta presión
UIS unidad bomba-inyector
6.- Unidad de bomba-inyector
UPS Unidad bomba-tuberia-inyector
7.- Unidad de bomba
8.- Tubería de alta presión
9.- Combinación de portainyector

C.- Regulación electrónica Diesel
10.- Sensor de temperatura de combustible
11.- Unidad de control
12.- Sensor del pedal de acelerador
13.- Sensor de velocidad de marcha (inductivo)
14.- Contacto de freno
15.- Sensor de temperatura del aire
16.- Sensor de revoluciones del árbol de levas (inductivo)
17.- Sensor de temperatura del aire de admisión
18.- Sensor de presión de sobrealimentación
19.- Sensor de temperatura del motor (liquido refrigerante)
20.- Sensor de revoluciones del cigüeñal (inductivo)

D.- Periferia
21.- Panel del instrumentos
22.- Unidad de control de incandescencia
23.- Bujía de espiga de incandescencia (calentador)
24.- Interruptor del embrague
25.- Unidad de control para el regulador de la velocidad de marcha (FGR)
26.- Compresor de aire acondicionado
27.- Unidad de control para el compresor de aire acondicionado
28.- Interruptor de marcha (de incandescencia y arranque)
29.- Enchufe de diagnosis
30.- Batería
31.- Turbocompresor
32.- Electrovalvula de control de la válvula de descarga del turbo (waste-gate)
33.- Bomba de depresión o de vacío
34.- Motor
35.- Válvula de descarga del turbo (waste-gate)
CAN.- Control Area Network. Bus de datos en serie también llamado CANBus.

 

 

 


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