UNIVERSIDAD POLITCNICA SALESIANA SEDE Common Rail Denso..... 17 1.5.1. Bomba de suministro Denso (HP3 ... Sistema Common Rail Delphi

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    24-Mar-2018

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  • I

    UNIVERSIDAD POLITCNICA SALESIANA

    SEDE CUENCA

    Carrera de Ingeniera Mecnica Automotriz

    DISEO DE UN SIMULADOR PARA DIAGNSTICO DE BOMBAS CRDI

    E IMPLEMENTACIN EN UN BANCO DE PRUEBAS HARTRIDGE DE

    BOMBAS CONVENCIONALES

    Autores:

    Flix Isaas Arzaga Idrovo

    Pablo Fernando Torres Ortiz

    Director:

    Ing. Lauro Barros

    Cuenca, Octubre 2014

    _____________________________

    Tesis previa a la obtencin del

    ttulo de Ingeniero Mecnico

    Automotriz.

    _____________________________

  • II

    CERTIFICACIN

    Que el siguiente trabajo de tesis: Diseo de un simulador para diagnstico de bombas

    CRDI e implementacin en un banco de pruebas Hartridge de bombas

    convencionales, para la carrera de Ingeniera Mecnica Automotriz de la Universidad

    Politcnica Salesiana sede Cuenca, realizado por los estudiantes Flix Isaas Arzaga Idrovo

    y Pablo Fernando Torres Ortiz, fue dirigido por mi persona.

    Cuenca, 21 de octubre de 2014

    Ing. Lauro Barros

  • III

    DECLARATORIA DE RESPONSABILIDAD

    Nosotros Flix Isaas Arzaga Idrovo y Pablo Fernando Torres Ortiz, declaramos bajo

    juramento que el trabajo que el trabajo aqu descrito es de nuestra autora; que no ha sido

    previamente presentado para ningn grado o calificacin profesional, y que hemos

    consultado las referencias bibliogrficas que se incluyen en este documento.

    A travs de la presente declaracin cedemos nuestros derechos de propiedad intelectual

    correspondientes a este trabajo, a la Universidad Politcnica Salesiana, segn lo establecido

    por la Ley de Propiedad Intelectual, por su Reglamento y por la normativa institucional

    vigente.

    Flix Isaas Arzaga Idrovo Pablo Fernando Torres Ortiz

  • IV

    AGRADECIMIENTO

    Agradezco a Dios por protegerme durante todo mi camino y darme fuerzas para superar

    obstculos y dificultades a lo largo de toda mi vida. A mis padres y hermanos por el apoyo

    bridado. Al Ing. Lauro Barros, director de tesis, por su valiosa gua y asesoramiento a la

    realizacin de la misma. Gracias a todas las personas que ayudaron directa e indirectamente

    en la realizacin de este proyecto.

    Flix Arzaga Idrovo.

  • V

    AGRADECIMIENTO

    Agradezco a Dios, a mi familia por brindarme el apoyo, el tiempo, la dedicacin y la

    confianza durante esta etapa de mi vida. A los tcnicos del Laboratorio Reina del Cisne, por

    compartir sus conocimientos, experiencia adquirida y opiniones durante el desarrollo de la

    misma. A mi director de tesis por compartir el conocimiento adquirido y por su voluntad

    para guiarnos en el desarrollo de la tesis.

    Pablo Fernando Torres Ortiz

  • VI

    DEDICATORIA

    Dedico este trabajo principalmente a Dios, por haberme dado la vida y permitirme el haber

    llegado hasta este momento tan importante de mi formacin profesional. A mi madre, por

    ser el pilar ms importante y por demostrarme siempre su cario y apoyo incondicional. A

    mi padre, por ser el ejemplo de vida a seguir y siempre estar dispuesto a escucharme y

    ayudarme en cualquier momento. A mis hermanos por el apoyo incondicional que me han

    brindado.

    Flix Arzaga Idrovo.

  • VII

    DEDICATORIA

    A mi padre Carlos y mi madre Lidia por apoyarme en la culminacin de mi carrera, adems

    de brindarme todo su apoyo, amor y confianza. Adems a mis hermanos Juan Carlos y

    Eduardo que de una u otra manera aportaron con su granito de arena, brindndome su

    apoyo y palabras de aliento, a lo largo de mi carrera.

    Pablo Fernando Torres Ortiz

  • VIII

    RESUMEN

    El considerable desarrollo tecnolgico en la actualidad, ha permitido la creacin de

    sistemas de inyeccin disel que trabajan de manera ms eficiente, lo que genera un avance

    semejante en el desarrollo de mquinas diseadas para el diagnstico de estos sistemas,

    como los bancos de pruebas, los cuales son equipos que permiten realizar evaluaciones

    previas de las condiciones de calidad de un sistema.

    De aqu la importancia de contar con equipos que permitan diagnosticar sistemas de

    inyeccin disel modernos, utilizando bancos de pruebas que presenten la tecnologa

    suficiente para trabajar con dichos sistemas.

    El banco de pruebas Hartridge serie PGM 10-12 y modelos contemporneos, son equipos

    que no permiten el diagnstico de las bombas de alta presin de los sistemas de inyeccin

    disel modernos.

    El problema radica fundamentalmente en que estos bancos no cuentan con los siguientes

    dispositivos:

    Un simulador de la seal que va del ECM (o PCM dependiendo del vehculo) hacia

    la SCV (vlvula de control de la aspiracin).

    Un instrumento de medicin de la presin otorgada por la bomba ya que esta supera

    los 1700 bares, este puede ser analgico o digital.

    Un instrumento para la medicin de caudal del lquido de pruebas consumido.

    Muchos tcnicos de laboratorios disel que no poseen bancos con todas estas caractersticas

    debido a su elevado costo, sugieren que un dispositivo complementario, sera de gran ayuda

    para diagnosticar fallas en estas bombas, y mantener aun tiles sus bancos de pruebas;

    reduciendo gastos que corresponden a la adquisicin de equipos nuevos y modernos.

    Los captulos que se consignan en este trabajo son: Fundamentacin terica del

    funcionamiento, valores de trabajo y funcin de las diferentes partes de las bombas CRDI,

    Diseo y construccin del simulador con sus accesorios, Pruebas de funcionamiento y

    puesta a punto del simulador.

  • IX

    INDICE

    CAPTULO I ........................................................................................................................ 1

    FUNDAMENTACIN TERICA DEL FUNCIONAMIENTO, VALORES DE

    TRABAJO Y FUNCIN DE LAS DIFERENTES PARTES DE LAS BOMBAS CRDI

    ................................................................................................................................................ 1

    1.1. INTRODUCCN ..................................................................................................... 2

    1.2. SISTEMAS COMMON RAIL ................................................................................... 2

    1.2.1. Sistemas utilizados en la actualidad ................................................................. 2

    1.2.2. Elementos de un sistema Common Rail ........................................................... 3

    1.2.3. Gestin electrnica del sistema Common Rail ................................................. 4

    1.3. BOMBA DE ALTA PRESIN CRDI ........................................................................ 5

    1.3.1. Funcionamiento de la Bomba CRDI ................................................................ 5

    1.3.2. Vlvula SCV ..................................................................................................... 7

    1.3.2.1. Operacin ...................................................................................................... 8

    1.3.2.1.1. Abertura Pequea de la SCV ..................................................................... 9

    1.3.2.1.2. Abertura Grande de la SCV .................................................................... 10

    1.4. Sistema Common Rail Bosch ................................................................................. 11

    1.4.1. Bomba CRD Bosch ........................................................................................ 12

    1.4.1.1. Bomba de Alimentacin ............................................................................. 13

    1.4.1.2. Especificaciones de la bomba ..................................................................... 14

    1.4.2. Vlvula limitadora de presin......................................................................... 14

    1.4.2.1. Estructura y funcin .................................................................................... 15

    1.4.3. Sensor de presin Common Rail Bosch ......................................................... 16

    1.5. Sistema Common Rail Denso ................................................................................. 17

    1.5.1. Bomba de suministro Denso (HP3) ................................................................ 17

    1.5.1.1. Construccin y caractersticas..................................................................... 18

    1.5.1.2. Funciones de las piezas componentes ......................................................... 19

    1.5.1.3. Bomba de alimentacin .............................................................................. 19

    1.5.1.4. Vlvula reguladora ...................................................................................... 20

    1.5.1.5. Vlvula de control de succin SCV Denso ................................................. 20

    1.5.1.6. Unidad de bomba (leva excntrica, leva anular, mbolo buzo) .................. 22

    1.5.1.7. Vlvula de descarga .................................................................................... 22

    1.5.2. Sensor de temperatura del combustible .......................................................... 23

    1.6. Sistema Common Rail Delphi ................................................................................ 24

    1.6.1. Bomba de suministro Delphi .......................................................................... 25

    1.6.1.1. Generacin de presin ................................................................................ 26

  • X

    1.7. Sistema Common Rail Siemens .............................................................................. 28

    1.7.1. Bomba de suministro Siemens ....................................................................... 28

    1.7.1.1. Generacin de presin ................................................................................ 30

    1.8. SENSOR DE CAUDAL AICHI OF05ZAT ............................................................. 32

    1.8.1. Informacin general ........................................................................................ 33

    1.9. BANCO DE PRUEBAS HARTRIDGE PGM10-12 ................................................ 34

    CAPTULO II ..................................................................................................................... 36

    DISEO Y CONSTRUCCIN DEL SIMULADOR Y SUS ACCESORIOS .............. 36

    2.1. INTRODUCCIN .................................................................................................. 37

    2.2. DISEO DE PLACA MATRIZ ............................................................................... 37

    2.2.1. Parmetros para el diseo ............................................................................... 38

    2.2.1.1. Dimensiones ................................................................................................ 38

    2.2.1.2. Material ....................................................................................................... 39

    2.2.2. Anlisis por elementos finitos de la placa ..................................................... 40

    2.2.2.1. Soportes ...................................................................................................... 40

    2.2.2.2. Cargas ......................................................................................................... 41

    2.2.2.3. Calidad de enmallado .................................................................................. 42

    2.2.2.4. Resultados ................................................................................................... 42

    2.2.2.4.1. Esfuerzo equivalente de Von Mises ........................................................ 42

    2.2.2.4.2. Deformacin total .................................................................................... 44

    2.2.2.4.3. Factor de seguridad ................................................................................. 45

    2.3. CONSTRUCCIN DE LA PLACA MATRIZ ......................................................... 46

    2.4. DISEO DE RIEL ................................................................................................. 48

    2.4.1. Parmetros para el diseo ............................................................................... 48

    2.4.1.1. Dimensiones ................................................................................................ 48

    2.4.1.2. Material ....................................................................................................... 49

    2.4.2. Anlisis por elementos finitos de la placa ..................................................... 49

    2.4.2.1. Soportes ...................................................................................................... 49

    2.4.2.2. Cargas ......................................................................................................... 50

    2.4.2.3. Calidad de enmallado .................................................................................. 51

    2.4.2.4. Resultados ................................................................................................... 51

    2.4.2.4.1. Esfuerzo equivalente de Von Mises ........................................................ 52

    2.4.2.4.2. Deformacin total .................................................................................... 52

    2.4.2.4.3. Factor de seguridad ................................................................................. 53

    2.5. CONSTRUCCIN DEL RIEL ............................................................................... 53

    2.6. DISEO DEL SIMULADOR ................................................................................. 54

  • XI

    2.6.1. Parmetros para el diseo ............................................................................... 54

    2.7. DISEO DEL CIRCUITO DE POTENCIA ........................................................... 55

    2.8. CONSTRUCCION DE LA CAJA DE CIRCUITO DE POTENCIA ....................... 55

    2.8.1. Elementos ....................................................................................................... 55

    2.8.2. Comprobaciones del circuito .......................................................................... 56

    2.9. SOFTWARE Y TARJETA DE ADQUISICIN DE DATOS ................................. 57

    2.9.1. Tarjeta NI USB 6212 ...................................................................................... 58

    2.9.2. Labview. ......................................................................................................... 59

    2.10. PROGRAMACIONES ............................................................................................ 60

    2.10.1. Programacin para la generacin de la seal.................................................. 60

    2.10.2. Programacin del receptor de la seal del sensor de presin ......................... 61

    2.10.2.1. Proceso de caracterizacin del sensor de presin.................................... 61

    2.10.3. Programacin del sensor de caudal ................................................................ 65

    2.10.4. Programacin de la visualizacin de los datos de funcionamiento ................ 67

    2.11. CONSTRUCCIN DEL HABITCULO DE SEGURIDAD ................................. 69

    2.12. MONTAJE DE LOS ACCESORIOS DEL SIMULADOR ...................................... 71

    CAPTULO III .......

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