8.- Resumen General de la Toyota Hilux 2020 (1).docx
- 1. VICERRECTORADO Dirección De Postgrado COMPLEMENTARIEDAD EN: LICENCIATURA EN AUTOTRÓNICA MÓDULO 4: SISTEMAS DE INYECCIÓN ELECTRÓNICA INFORME SISTEMA DE COMMON RAIL EN UN MOTOR MARCA TOYOTA HILUX MODELO 2022 CILINDRADA 2.4 Y 2.8CC. CON MOTOR A DIESEL NOMBRE: WILSON EDWIN ZEGARRA CHOQUE DOCENTE: ING. RAUL CHOQUE POTOSÍ 30 DE MARZO DEL 2025 POTOSÍ-BOLIVIA UATF UNIVERSIDAD AUTÓNOMA TOMAS FRÍAS
- 2. RESUMEN GENERAL SISTEMA DE ALIMENTACIÓN SISTEMA COMMON RAIL, APLICADO EN UN VEHICULO TIPO CAMIONETA MARCA TOYOTA HILUX MODELO 2020, CON UN MOTOR A DIÉSEL CON UNA CILINDRADA DE 2.4 y 2.8cc. 1. AÑO DE FABRICACIÓN Y MODELO La camioneta Toyota Hilux modelo 2020 es una pickup de alta resistencia, fabricada para ofrecer durabilidad y desempeño en terrenos exigentes. Su producción se mantuvo en distintas regiones del mundo bajo los estándares de calidad de la marca Toyota. 2. TIPO DE MOTOR Configuración: Motor diésel con sistema de inyección Common Rail. Desplazamiento: Existen versiones con motores de 2.4L (2GD-FTV) y 2.8L (1GD-FTV). Potencia: Varía entre 150 HP y 177 HP según la versión. Torque: Rango entre 400 Nm y 450 Nm. Sistema de Sobrealimentación: Turbo de geometría variable (VGT) con Intercooler. Un turbo de geometría variable (VGT o Variable Geometry Turbocharger) en un motor diésel de una camioneta marca Toyota Hilux es un sistema avanzado que ajusta la cantidad de aire que entra en el motor según las necesidades de carga y velocidad, mejorando el rendimiento y la eficiencia. Cómo funciona un turbo de geometría variable de un Toyota Hilux A diferencia de un turbo convencional, que tiene una única apertura fija para el flujo de gases de escape, el VGT usa aletas o paletas móviles dentro de la carcasa de la turbina para modificar el flujo de los gases de escape. 1. A bajas revoluciones: o Las aletas se cierran parcialmente, aumentando la velocidad de los gases de escape. o Esto mejora la respuesta del turbo y reduce el turbo lag. 2. A altas revoluciones:
- 3. o Las aletas se abren, permitiendo que pase más flujo de gases sin generar demasiado contrapeso en la turbina. o Esto mantiene una presión de sobrealimentación óptima y evita el exceso de presión en el motor. Beneficios del turbo de geometría variable en un motor Toyota Hilux: o Mejor respuesta a bajas revoluciones (menos turbo lag). o Mayor eficiencia de combustible al optimizar la presión del turbo. o Mayor potencia y torque en todo el rango de RPM. o Menos emisiones contaminantes gracias a una combustión más eficiente. Síntomas de falla en el turbo de geometría variable: o Pérdida de potencia o aceleración lenta. o Humo negro excesivo por mala combustión. o Código de error en el OBD2 relacionado con el turbo. o Silbidos o ruidos extraños en la turbina. La camioneta marca Toyota Hilux usa este tipo de turbo en sus motores diésel 2.4L (2GD-FTV) y 2.8L (1GD-FTV), ofreciendo un equilibrio entre potencia y eficiencia. 3. Sistema de Inyección Common Rail Principio de Funcionamiento: Regula electrónicamente la cantidad de combustible inyectado mediante un riel de alta presión común para todos los inyectores. Presión de Trabajo: Alcanza hasta 2500 bar, lo que mejora la eficiencia y reduce emisiones. El Common Rail o conocido también como conducto común, es un sistema de tipo electrónico que se encarga de inyectar combustible a los motores Diésel de inyección directa, en donde el diésel es sustraído directamente desde el depósito de combustible hasta la bomba de alta presión, la cual es enviada hasta un conducto común de inyectores y de allí es enviado a alta presión hasta cada uno de ellos y a su cilindro.
- 4. Este sistema fue desarrollado por Robert Huber en Suiza a finales del año 1960, y fue aplicado en la marca automovilística Italiana Fiat. El Common Rail se encarga de optimizar el proceso de inflamación espontánea que se da en la mezcla dentro de la cámara al momento de inyectar el combustible, en este caso el Diésel. La conformación del sistema Common Rail consiste en que los orificios de las toberas sean mucho más pequeños logrando una mayor presión a la hora de realizar el paso de combustible. Partes del sistema Common Rail Este sistema consta para su funcionamiento de las siguientes partes: • Dispone de una unidad de control (UCE) • Tiene un sensor de revoluciones del cigüeñal • Consta de un sensor de revoluciones del árbol de levas • Tiene un sensor del pedal del acelerador • Cuenta con un sensor de presión de sobrealimentación • También un sensor de presión de «Rail» • Consta de un sensor de temperatura del líquido refrigerante • Cuenta también con un medidor de masa de aire. Función del sistema Common Rail Una de las principales funciones de este sistema, y es considerada la más básica, es que controla en el momento adecuado y con el caudal de presión preciso la inyección del combustible que hará funcionar correctamente al motor del vehículo. Ventajas del sistema Common Rail Este sistema ofrece ciertas ventajas en tú vehículo entre las cuales podemos mencionar: • Reducción de los gases de escape • Reducción del consumo del combustible • Aumenta la seguridad y el confort • Retroalimentación de los gases de escape gracias a su sistema EGR • Regula la presión del turbo • Regulación de la velocidad durante la marcha • Otras de las ventajas de este sistema es que puede lograr pre-inyecciones,
- 5. inyección principal y post-inyección. • El ruido del motor ha sido reducido considerablemente Funcionamiento del sistema Common Rail Para entender el funcionamiento de este sistema debes conocer que el mismo es manejado por una computadora especial para motores Diésel. El combustible viaja desde el tanque hasta la bomba de alta presión, luego pasa por el conducto común hasta llegar a los inyectores, los cuales son accionados de forma eléctrica mediante la computadora. La bomba de alta presión se encarga de generar suficiente presión de combustible, (presiones entre 300 y 2500 bar), asegurando un pulverizado perfecto dentro del cilindro, esto va a facilitar el proceso de inflamación espontanea de la mezcla. Para finalizar les respondemos algunas de las preguntas más frecuentes que nos hacen nuestros alumnos sobre la reparación de inyectores Diesel Common Rail: ¿Qué pasa si un inyector no funciona? Algunas de las señales que debes tener en cuenta cuando un inyector no funciona es que un inyector de combustible con fallas puede ocasionar inconvenientes en los intervalos en los que se rocía el combustible y, esto, a su vez, hará que tu motor no
- 6. sea igual de eficiente en su rendimiento, lo anterior puede resultar en algunos casos en la pérdida de potencia y en que tu vehículo deje de funcionar. ¿Qué pasa si un inyector gotea? Cuando un inyector gotea o queda abierto más tiempo del recomendable, los restos del combustible no se queman de forma adecuada lo que ocasionará que el vehículo emita un humo grisáceo que puede convertirse en una nube más densa. La recomendación, por lo tanto, es hacer un previo diagnóstico para determinar cuál inyector está goteando. Una vez diagnosticado, desmontarlo y en caso de ameritar reparación enviar a un laboratorio de reparación de inyectores Diesel Common rail. ¿Qué es calibrar inyectores? La calibración de los inyectores es necesaria para varios aspectos principales: si está bien calibrado el inyector disminuye el consumo de combustible Diesel y mejora la potencia del motor, lo que contribuye a la disminución de la contaminación al medio ambiente. En el proceso de calibrar los inyectores se tienen en cuenta algunos parámetros de recorrido, tanto en la aguja de la tobera del inyector, como en el recorrido de la válvula en la bobina del inyector, para esto se utiliza un reloj comparador. ¿Cómo desmontar los inyectores del motor? Previo a la reparación de inyectores Diesel Common rail se realiza el desmontaje de los inyectores del motor con la finalidad de ser enviados al laboratorio Diesel. De esta forma, más que indicar un proceso detallado de cómo desmontar los inyectores recomendamos las siguientes herramientas que son indispensables en el proceso de desmontaje: llaves de tubo, llave Torx, guantes, aceite de motor, aceite de motor. 4. Sensores y Actuadores Principales Sensores: Sensor de presión del riel (Rail Pressure Sensor). Sensor de temperatura del refrigerante (ECT). Sensor de flujo de aire masivo (MAF). Sensor de presión del turbo (MAP). Sensor de posición del cigüeñal (CKP).
- 7. Sensor de posición del árbol de levas (CMP). Sensor de temperatura de gases de escape (EGT). Sensor de oxígeno (O2). ¿CÓMO COMPRUEBO LA PRESIÓN EN EL COMMON RAIL? Existen diferentes métodos para medir la presión del combustible de un sistema common rail. En el siguiente texto, examinaremos las técnicas de medición disponibles, así como el diagnóstico básico del sistema de combustible. FUNCIONAMIENTO DE LA BOMBA DE ALTA PRESIÓN Para empezar, merece la pena recordar los fundamentos del funcionamiento del sistema de depósitos, ya que la comprensión de estos mecanismos facilita enormemente el diagnóstico. La idea del sistema se basa en una bomba de alta presión que suministra combustible a un depósito (llamado raíl o listón), desde donde pasa a los inyectores. Esto garantiza que los inyectores funcionen a una presión fija, establecida por la unidad de control del motor (ECU) en función de las condiciones de funcionamiento. Esto permite un control más preciso del proceso de combustión del combustible. REGULADOR DE LA PRESIÓN DEL COMBUSTIBLE Para que esto sea posible, se necesita un regulador de la presión del combustible. El nombre suele utilizarse para referirse a una válvula de control (PRV) que, al purgar el combustible del tanque de almacenamiento (a veces las válvulas se instalan en la bomba), restringe su crecimiento. De hecho, la función de control la realiza el algoritmo del controlador, que controla la válvula (establece el factor de llenado PWM) basándose en la presión de combustible medida en el raíl de inyección. VÁLVULAS REGULADORAS DE CAUDAL También se utilizan válvulas adicionales en la bomba para regular la salida de la misma, lo que permite al controlador del motor ajustar la salida en un amplio rango
- 8. de funcionamiento. Esto reduce el desgaste de la energía y de la propia bomba de alta presión. Se utilizan válvulas normalmente abiertas o normalmente cerradas: las primeras permiten un caudal máximo de combustible en ausencia de control de la válvula. Una bomba de este tipo es capaz de alcanzar una presión de 700 bares durante la prueba de arranque con la válvula y los inyectores desconectados. El conocimiento del tipo de válvula utilizada es esencial para un diagnóstico más preciso. ¿CÓMO SE DETECTAN LOS PROBLEMAS DE PRESIÓN DEL COMBUSTIBLE? Como la presión en los sistemas de raíl común cambia constantemente, la información clave es comparar la presión real en el raíl con el punto de consigna. Esto suele hacerse leyendo los parámetros de funcionamiento en un comprobador de diagnóstico. Este método funcionará mejor si el motor arranca y funciona de forma estable al menos en determinadas condiciones. Examinando la presión, observamos el mantenimiento del valor real con el punto de consigna en el rango de funcionamiento desde la velocidad lenta hasta el funcionamiento a plena potencia. Un sistema que funciona es capaz de mantener la presión requerida en todo el rango de funcionamiento. OBSERVE CUÁNDO APARECEN LOS SÍNTOMAS Los puntos extremos son importantes – en condiciones de ralentí tenemos un suministro mínimo de combustible – aquí será más fácil que se produzca una presión excesiva debido, por ejemplo, a una válvula de control obstruida. La alta presión, por otro lado, es necesaria para cargas elevadas, lo que requiere una bomba que funcione, una válvula de control y también inyectores. Muchas personas relacionan demasiado precipitadamente los problemas de presión con el estado de la bomba de alta presión. Es importante recordar que, en condiciones típicas, la capacidad de la bomba debe ser considerablemente superior a la demanda real. Como el valor de la presión está regulado por la electroválvula,
- 9. será el mismo en las condiciones dadas con una bomba nueva que con una bomba parcialmente desgastada. Sólo cuando haya una deficiencia importante la presión generada será demasiado baja. PROBLEMAS DE ARRANQUE En caso de problemas de arranque, la medición mediante diagnóstico a bordo no siempre es satisfactoria. A veces, la frecuencia de muestreo ofrecida (número de mediciones por unidad de tiempo) no permite saber exactamente lo que está ocurriendo o se produce un retraso en la transferencia de datos. En este caso, puede medir la señal del sensor en el raíl de inyección con un medidor independiente o un osciloscopio, o acoplar un manómetro externo al sistema (conectándolo en lugar de uno de los inyectores) y medir la presión de forma independiente. La ventaja indudable del manómetro es que puede detectar un fallo en el propio sensor, lo que no es posible sin una medición independiente. Las desventajas son el funcionamiento relativamente lento y la necesidad de observar físicamente el puntero durante la prueba de arranque. Se puede suponer que la presión mínima se sitúa entre 180 y 250 bares, dependiendo de la generación del sistema (los sistemas más nuevos requieren presiones más altas). Principales Actuadores: Inyectores electrónicos de alta presión. Válvula reguladora de presión del riel. Actuador del turbo de geometría variable. Válvula EGR (recirculación de gases de escape). Módulo de control de la mariposa de admisión. 5. Número de Computadoras (ECU) La Toyota Hilux 2020 cuenta con un módulo de control del motor (ECM/ECU) que gestiona el sistema de inyección, turbo, y emisiones. En algunas versiones
- 10. El módulo de control del motor (ECM) y la unidad de control del motor (ECU) son términos que a menudo se usan indistintamente, pero tienen algunas diferencias en ciertos contextos: 1. ECU (Engine Control Unit - Unidad de Control del Motor) o Es un término genérico que se refiere a cualquier unidad electrónica que controla funciones del motor. o Puede incluir módulos que regulan diferentes aspectos del vehículo, como el combustible, la ignición, el control de emisiones y más. o En algunos casos, ECU también se usa para referirse a cualquier unidad de control en el automóvil (como transmisión, frenos, etc.). 2. ECM (Engine Control Module - Módulo de Control del Motor) o Es un tipo específico de ECU que se encarga exclusivamente del control del motor. o Maneja funciones como la inyección de combustible, el encendido, la relación aire-combustible y otros parámetros del motor. o Se enfoca en optimizar el rendimiento y la eficiencia del motor. Conclusión: Todos los ECM son ECU, pero no todas las ECU son ECM. El ECM es un subconjunto dentro del concepto más amplio de ECU, dedicado específicamente a la gestión del motor. avanzadas, también incluye una ECU de transmisión automática y un módulo de control de tracción (TCM o ABS/VSC en modelos con control de estabilidad). La diferencia entre los módulos de control mencionados radica en sus funciones específicas dentro del sistema de tracción y estabilidad del vehículo: 1. TCM (Traction Control Module - Módulo de Control de Tracción) o Se encarga de monitorear y regular el deslizamiento de las ruedas. o Funciona reduciendo la potencia del motor o aplicando frenos de manera selectiva para evitar que las ruedas pierdan tracción. o Suele trabajar en conjunto con el ABS y el ECM para mejorar la estabilidad del vehículo. 2. ABS/VSC en modelos con control de estabilidad: o ABS (Anti-lock Braking System - Sistema de frenos antibloqueo): Evita que las ruedas se bloqueen al frenar bruscamente, permitiendo que el conductor mantenga el control direccional del vehículo. o VSC (Vehicle Stability Control - Control de Estabilidad del Vehículo): Sistema avanzado que actúa sobre los frenos y la potencia del motor para prevenir derrapes y mejorar la estabilidad en curvas o maniobras bruscas. o En modelos con control de estabilidad, el módulo ABS/VSC integra las funciones de control de tracción y estabilidad en una sola unidad, en lugar de depender de un TCM separado. Diferencia clave:
- 11. El TCM se enfoca en la tracción de las ruedas para evitar que patinen. El ABS/VSC combina el control de tracción con el sistema de frenos antibloqueo y el control de estabilidad, ofreciendo un sistema más integral en vehículos modernos. 6. Sistema de Encendido Tipo: Encendido por compresión (propio de motores diésel). Funcionamiento: No utiliza bujías convencionales, sino bujías de precalentamiento para facilitar el arranque en frío. Gestión Electrónica: Controlado por la ECU del motor, que ajusta el tiempo de inyección y la presión del riel para optimizar la combustión. En resumen, la Toyota Hilux 2020 con motor diésel Common Rail es un pickup moderno con un sistema de gestión electrónica avanzado que optimiza el rendimiento, la eficiencia del combustible y el control de emisiones. ¿Qué es y cómo funciona el sistema de inyección Diesel?
- 12. ¿Qué es y cómo funciona el sistema de inyección Diesel? La bomba de inyección diésel es un elemento fundamental para el correcto funcionamiento de nuestro motor, ya que se encarga del suministro de combustible. De esta manera el motor es capaz de realizar la explosión interna, y finalmente poner en tracción las ruedas del vehículo. Es un elemento muy sutil y preciso, y si este deja de funcionar correctamente notaremos grandes fallas en el desempeño de nuestro vehículo. Es por este motivo que es totalmente necesario entender el funcionamiento de esta pieza, y realizar los controles pertinentes. De esta manera nos vamos a asegurar de que el sistema de inyección no falle. Y haciendo esto evitaremos complejas y costosas averías. La bomba de inyección podríamos decir que es el corazón de los motores diésel, aunque los coches de gasolina también pueden tenerla instalada. Hay distintos tipos de bombas de inyección, por lo cual es totalmente necesario saber qué tipo de bomba utiliza nuestro coche. Ya que cada una presenta notables diferencias de funcionamiento. Hoy te traemos toda la información que necesitas saber acerca de tu sistema de inyección diésel. Para que puedas hacer un mejor uso, y aprovechamiento del mismo. ¿Qué es el sistema de inyección diésel?
- 13. El sistema de inyección diésel es el encargado de suministrar el combustible necesario para que el motor funcione correctamente. Para que la combustión se realice de manera óptima en los motores diésel, el combustible tiene que ser inyectado en una proporción determinada y precisa. Ya que, en el caso contrario, no se podrá realizar la combustión correctamente y el motor comenzará a presentar fallos en su funcionamiento. Dentro del sistema de inyección, encargado de suministrar el diésel en la cantidad y forma adecuada, encontramos dos elementos: la bomba de inyección y los inyectores. Los inyectores son los encargados de pulverizar el combustible hacia cada cilindro del motor en forma de fina lluvia, el cual es recibido a través de la bomba de inyección. La bomba de inyección es la encargada de brindar la cantidad de combustible necesaria, en el instante y con la presión adecuada, a cada inyector. Por este motivo la presión y la cantidad de combustible que entregará la bomba, irá variando constantemente adaptándose a las necesidades del motor en cada circunstancia. Debido a la función clave que cumple esta pieza, es de vital importancia que se encuentra funcionando en óptimas condiciones, y sin ningún tipo de fallos. Tipos de sistemas de inyección diésel Todos los sistemas de inyección diésel comparten en gran medida su funcionamiento, pero a su vez hay distintos tipos de sistemas, cada uno con sus características particulares. Aquí vamos a describir brevemente estos dos sistemas de inyección: inyección directa e indirecta. Inyección directa Este tipo de sistema de inyección se caracteriza porque la cámara de inyección se encuentra labrada en la cabeza del pistón. En la cámara de combustión, el combustible va a ser inyectado a través de un inyector, el cual posee muchos orificios, y a su vez se mezclará con el aire que ingresa por la válvula de admisión. El sistema de inyección es quien se encarga de asegurar una mezcla óptima, para realizar esto se debe producir una correcta atomización del carburante. Además de esto, tiene que conseguir que esta mezcla alcance toda la cámara de combustión, de esta forma lograr aprovechar el aire contenido en la cámara. Debido a que el proceso de mezcla está muy limitado, hay que reforzar la inyección rotando el aire dentro de la cámara en el momento en que el pistón genera la compresión de la mezcla.
- 14. Inyección indirecta Los motores que funcionan con el sistema de inyección indirecta, también son conocidos como motores de cámara dividida. Esto se debe a la particular geometría de la cámara de combustión. Ésta se encuentra formada por una pre cámara ubicada en la culata, que está conectada a la cámara principal a través de una garganta. El inyector va a pulverizar el combustible en esta cámara. Cuando el combustible es inyectado y empieza a arder, se produce un gran aumento de la presión. Éste aumento de la presión empuja el aire, y el combustible no quemado, hacia la cámara principal. Mediante este proceso se aumenta la turbulencia, forzando a que el aire se mezcle con el combustible, lo cual finalmente terminará por arder en la cámara principal. Gracias a este proceso se logra que la mezcla se haga mucho más rápido. Por lo cual alcanzamos regímenes de giros más altos, lo cual nos permite alcanzar potencias mayores. Éste sistema tiene como desventaja, con respecto al de inyección directa, una mayor dificultad en arranque en frío y un menor rendimiento general.