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Información técnica
nº 04
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Perfectionbuilt in
Todo sobre calentadores
Perfección integrada
Tecnología de encendido Tecnología de arranque en frío para diésel Refrigeración Sensores
El motor diésel 3
Calentadores tipo lápiz autorregulados 5
Sistema de encendido instantáneo (ISS) 9
BERU, el mayor innovador en calentadores con sensor de presión (PSG) 10
Calentador cerámico (CPG) 10
Diseños baratos: rechácelos 12
Calidad BERU 11
Causas de fallos de los calentadores 13
Consejos para el taller 14
Funcionamiento 3Arranqueenfrío 3Sistemadeinyección 4
Exigenciasquedebecumpliruncalentadoractual 5Diseñoyfuncionamiento 6Calentadoresdeincandescenciaposterior(GN) 7/8
Conceptodelsistema 9Controlelectrónico 9
Comprobadordecalentadores:comprobaciónsindesmontajeprevio 14Cómoarrancarelmotordiéselconrapidezyseguridad 14Paresdeapriete 15EscariadordeBERU:paraunalimpiezarápidayseguradelostaladrosdelaculata 15
Índice
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BERU, el mayor innovador en calentadores con sensor de presión (PSG) 10
Funcionamiento
Arranque en frío
El motor diésel
Losdiéselsonmotoresdeencendidoporcompresión;esdecir,elcombustibleinyectadoseenciendesinqueseanecesariaunachispadeencendido.Elciclodecombustiónseefectúaentrespasos:
1.Enprimerlugar,seaspiraairelimpio.2.Esteairesecomprimede30a55bar.Alhacerlo, alcanzaunatemperaturaentre700y900°C.3.Elcombustibleseinyectaenlacámaradecombustión. Debidoalaelevadatemperaturadelairecomprimido, seaccionaelautoencendido,aumentalapresióninterior yelmotorseponeenfuncionamiento.
Encomparaciónconlosmotoresgasolina,losmodelosporcom-presiónrequierensistemasdeinyecciónydiseñosdemotoresmáscomplejos.Losprimerosmotoresdiéselnoeranmotoresespecialmentecómodosysilenciosos.Debidoalextremopro-cesodelacombustión,hacíanmuchoruidoenfrío.Estabancaracterizadosporunaelevadarelaciónpeso-potencia,unapotenciareducidaporlitrodecilindrada,asícomoporunpeorcomportamientoenlaaceleración.Graciasalconstanteperfec-cionamientodelatecnologíadeinyecciónydeloscalentadores,todosestosinconvenientesfuerondesapareciendo.Actualmente,elmotordiéselseconsideraunafuentedepotenciaequivalenteeinclusomejor.
Por«arranqueenfrío»seentiendentodosaquellosarranquesenlosqueelmotorylosmediosrelacionadosnohanalcanzadounatemperaturadeservicio.Cuantomásbajasealatemperatura,peoresseránlascondicionesparalograrunencendidorápidoyunacombustióncompletayrespetuosaconelmedioambiente.Paraque,encasodetemperaturasmuybajas,elarranquenoseademasiadolargooinclusoimposible,seaplicanunaseriedemedidasauxiliaresparaayudaralarranqueenfrío.Estascom-pensanlascondicionesinapropiadasparaelarranqueeinicianelencendidodeformasincronizadayuniformeparalograrunacombustiónestable.
Unodeloscomponentesqueayudaalarranqueenfríoeselcalentador.Mediantelaenergíacaloríficageneradaeléctri-camentequesegeneraenlacámaradecombustión,crealascondicionesnecesariasparaelencendidodelcombustibleinyec-tado.Elcalentadorresultaimprescindiblecomomedidaauxiliardearranqueenlosmotoresconcámaradecombustióndividida,paragarantizartambiénelarranquedentrodelrangodetem-peraturaquesueleserhabitual:de10a30°C.Asimismo,debidoalnotableempeoramientodelacalidaddelarranquepordebajodelpuntodecongelación,elcalentadorseempleacomomedidaauxiliardearranqueenfríoenelcasodelosmotoresdiéseldeinyeccióndirecta.
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El motor diésel
Sistemas de inyección
Segúneldiseñoyladisposicióndelacámaradecombustión,enlosmotoresdiéselsediferenciaentrelossiguientessistemasdeinyección:
1.Sistemadeantecámara2.Procesodecámaradeturbulencia3.Inyeccióndirecta
Paraquesepuedaevaporarelcombustibleinyectadoyencenderlamezcladecombustibleyaireenlasuperficiecalientedelabujía,esnecesarioutilizarcalentadoresentodoslossistemas.
SISTEMA DE ANTECÁMARAEnestesistema,lacámaradecombustiónestádivididaendos:unaantecámaraylacámaradecombustiónprincipal,unidasentresíatravésdevariostaladros(canalesdeinyección).Durantelacarreradecompresión,semeteunapartedelairecomprimidoenlaantecámara.Pocoantesdealcanzareltiempomuertosuperior,seinyectacombustiblepormediodeunatoberadirectamenteenlaantecámaradelpistóncorrespondiente.Allítienelugarlacombustiónparcialdelcombustibleinyectado.Lasaltastemperaturasgeneradasgarantizanunaumentorápidodelapresión.Poreso,sesoplatodoelcontenidodelaantecámaraatravésdeloscanalesdeinyecciónenlacámaradecombustiónprincipal,dondetienelugarlapropiacombustión.
PROCESO DE CÁMARA DE TURBULENCIALacámaradeturbulenciadeformaesféricaestáseparadadelacámaradecombustiónprincipalenlaculata.Lacámaradecombustiónprincipalylacámaradeturbulenciaestánunidasentresíporuncanaldeinyeccióndediámetroamplio.Durantelacarreradecompresión,enlacámaradeturbulenciaelcanaldeinyecciónproduceunarotaciónintensadelaireaspirado.Enestaturbulenciadeaire,seinyectaelcombustiblediésel.Lacombustióncomienzaenlacámaradeturbulenciaypasaentoncesalacámaradecombustiónprincipal.
INYECCIÓN DIRECTAEnlainyeccióndirectadecombustiblediésel(introduccióndeaireycombustible),dichocombus-tibleseinyectapulverizadoaaltapresiónenelaireaspiradomuycomprimidoatravésdeunatoberademúltiplesorificios;eldiseñoespecialdelacoronadelpistónayudaalaformacióndelamezcla.Duranteelarranque,elaireaspiradofríosecalientamuyrápidamenteporlaelevadapresióndecompresión.Elcalentadorseproyectahacialacámaradecombustiónprincipal.Enprincipio,lafuncióndelcalentadoreslamismatantoenlosmotoresdeinyeccióndirectacomoenlosmotoresconcámaradecombustión:suponeunamedidaauxiliardeencendidoparaelarran-que.Enuncalentadoractual,elelementoquegeneraelcaloralcanzaunatemperaturademásde1.000°Cenpocossegundos.
Enelarranqueenfrío,elprocesosueleserelsiguiente:elairefríoaspiradoproducetemperaturasmásbajasalfinaldelaetapadecompresión.Durantelaconducción,latemperaturadelairecom-primidoesadecuadaparaelautoencendido;sinembargo,duranteelarranquenoessuficiente,especialmentecontemperaturasexterioresbajas.Aunqueloqueproduceunasconsecuenciasmásgravesesarrancarconrevolucionesbajas.Debidoaunpuntomuertodelacargaprolongado,laspérdidasdepresiónytemperaturasonmuchomáselevadasque,porejemplo,alralentí.
Pornormageneral,enelarranqueenfríoelaireaspiradogeneraunastemperaturasbajasalfinaldelacompresión;aunqueespeorarrancarconrevolucionesbajas.Debidoaunpuntomuertodelacargaprolongado,laspérdidasdepresiónytemperaturasonmuchomáselevadasque,porejemplo,enelcasodelrégimenalralentí.
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1 | Tobera de inyección
2 | Calentador
3 | Antecámara
4 | Cámara de turbulencia
5 | Cámara de combustión
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Calentadores tipo lápiz autorregulados
TIEMPO DE CALENTAMIENTO CORTOParaayudaralencendido,loscalentadoresdebenproporcionarunatemperaturaelevadaenelmenortiempoposibleymantenerdichatemperaturaconindependenciadecuálesseanlascon-dicionesdelentornooinclusoadaptarlatemperaturaenfuncióndeesascondiciones.
MENOR NECESIDAD DE ESPACIOLosmotoresdiéseldelosturismosconlasversionesdeinyeccióndirecta,cámaradeturbulenciaoantecámaracondosválvulasofrecenelespaciosuficienteparalastoberasdeinyecciónyloscalentadores.Sinembargo,enlosmotoresdiéselactualesconunsistemadecommon-railodeinyeccióndirectabomba-toberaycuatroválvulas,elespacioesmuylimitado.Comosedebeminimizaralmáximoelespacioutilizadoporelcalentador,tieneunaformamuyfinaylarga.Enlaactualidad,seutilizancalentadoresBERUconuntuboincandescentecuyodiámetrosehareducidoa3mm.
ADAPTACIÓN EXACTA A LA CÁMARA DE COMBUSTIÓNLoidealesquelavarillaincandescenteestécolocadajustoalbordedelaturbulenciadelamezcla(perodebequedarlosuficientementeproyectadadentrodelacámaradecombustiónolaante-cámara).Soloasílavarillalograrádistribuirelcalordondeseanecesario.Lavarillanodebepene-trardemasiadoenlacámaradecombustiónyaque,dehacerlo,seobstaculizaríalapreparacióndelcombustibleinyectadoy,conello,laformacióndeunamezclainflamabledecombustibleyaire.Comoconsecuenciadeesto,aumentaríanlasemisionesdegasesdeescape.
SUFICIENTE VOLUMEN DE INCANDESCENCIAAdemásdeloscalentadores,elsistemadeinyeccióntambiéndesempeñaunpapelespecialenelarranqueenfríodelmotor.Únicamentelossistemasquetienenunpuntodeinyección,uncaudaldeinyecciónyunaformacióndelamezclaoptimizados,ademásdelacorrectaposiciónygeneracióndetemperaturadelcalentador,permitenefectuarunbuenarranqueenfrío.Despuésdearrancarelmotor,conunacirculacióndelairemásintensaenlacámaradecombustión,nosepuedeproducirun«sopladoenfrío»enelcalentador.Enparticular,enelcasodelosmotoresconantecámarayconcámaradeturbulencia,predominanunasvelocidadesdelairemuyaltasenlapuntadelcalentador.Enestascircunstancias,elcalentadorsolofuncionasiposeesuficientesreservas;esdecir,sidisponedeunvolumendeincandescencialosuficientementegrandecomoparapodertransmitirelcaloralazonaenfriadaporlacirculacióndelaire.
LoscalentadoresdesarrolladosporBERUcumplenóptimamentetodasestasexigencias.Losinge-nierosdeBERUcolaboranestrechamenteconlaindustriaautomovilística,enespecialduranteelpropiodiseñodelosmotores.Elresultado:unarranqueenfríoparadiéselqueduraentredosycincosegundosyqueesrespetuosoconelmedioambiente(encombinaciónconelsistemadeencendidoinstantáneo,ISS,unmáximodedossegundos),unarranqueseguroconhasta-30°C,unarranquesilenciosoypreservadordelmotor,hastaun40%menosdeemisionesdecarbonillaenlafasedecalentamientodeloscalentadoresdeincandescenciaposterior(másinformaciónapartirdelapágina7).
Exigencias que debe cumplir un calentador actual
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Calentadores tipo lápiz autorregulados
Diseño y funcionamiento
Esencialmente,elcalentadorBERUsecomponedelcuerpodelabujía,lavarilladecalentamiento,conunbobinacalentadorayotraderegulación,yelpernodeconexión.Lavarillaincandescenteresistentealacorrosiónestámontadaapresiónenlacarcasademaneraqueseaimpermeablealosgases.Además,labujíaestáestanqueizadapormediodeunajuntatóricaounapiezadeplás-ticocolocadaenelconector.Elcalentadorextraelaenergíaeléctricadelabatería.Delcontrolsehacecargounaunidadelectrónicadecontrol.
BOBINA CALENTADORA Y DE REGULACIÓNElprincipiobásicodeuncalentadoractualeslacombinacióndeunabobinacalentadorayunabobinaderegulaciónconectadasaunelementoresistivo.Labobinacalentadoraestáhechadeunmaterialresistentealastemperaturaselevadascuyaresistenciaeléctricanodependeprácti-camentedelatemperatura.Dichabobinaforma,juntoconlaparteanteriordelavarillaincan-descente,lazonadecalentamiento.Labobinaderegulaciónestáfijadaalpernodeconexiónconductordecorrienteysuresistenciapresentaunaltocoeficientedetemperatura.
Todalabobinaestá«envuelta»enunpolvocerámicocompactoyaislanteeléctricoqueesunbuenconductordelcalor.Duranteelprocesodecompactaciónmecánico,estepolvosecompactahastatalpuntoquelabobinaquedafija,comosiselehubieraechadocemento.Deesamanera,quedatanestablequelosfinosalambresdelabobinadecalentamientoylabobinaderegulaciónresistenpermanentementeatodaslasvibraciones.Aunquelosbobinadosindividualesesténdis-puestosatansolounadécimapartedeunmilímetrodedistanciaentresí,nosepuedenproducircortocircuitosentreellos(y,porsupuesto,tampococortocircuitoconeltuboincandescente,cosaqueestropearíaelcalentador).
Graciasalosdistintosmateriales,longitudes,diámetrosyespesoresdelalambredelasbobinasdecalentamientoyregulación,sepuedenmodificaryadaptarlostiemposdecalentamientoylastemperaturasdeincandescenciaalasexigenciasdeltipodemotorquecorresponda.
FUNCIONAMIENTODurantelaincandescenciaprevia,unacorrientefuertefluyeatravésdelpernodeconexiónydelabobinacalentadorahastalabobinaderegulación.Estasecalientarápidamenteyproducelaincandescenciaenlazonadecalentamiento.Laincandescenciaseexpandevelozmente;transcurri-dosentre2y5segundos,lavarillacalefactoraentraenincandescenciahastaprácticamenteelcuerpodelabujía.Deesemodo,latemperaturadelabobinaderegulación,queyasehabíacalentadoporlacorriente,aumentatodavíamás.Comoconsecuencia,aumentasuresistenciaeléctricaylacorrientesereducedetalmodoquelavarillaincandescentenopuedaresultardañada.Así,quedaexcluidalaposibilidaddeunsobrecalentamientodelcalentador.
Sinosearranqueelmotor,launidaddecontroldeltiempodeincandescenciaapagaelcalentadorunaveztranscurridoundeterminadotiempodeespera.
EnloscalentadoresBERUseutilizaunaaleacióncuyaresistenciaaumentaporencimadelatem-peratura.Deesamanera,sepuededisponerlabobinaderegulacióndeformaquealprincipiopermitaquecirculehacialabobinacalentadoraunacorrientemayorquealalcanzarlatempe-raturateórica.Así,latemperaturadearranquesealcanzamásrápidamenteysemantieneenelrangoadmisiblegraciasalintensoefectoderegulación.
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Perno de conexión
Diseño de un calentador tipo lápiz autorregulado de incandescencia rápida.
Cuerpo de la bujía
Junta tórica
Disco aislante
Tuerca cilíndrica
Junta
Rosca de tornillo
Paso anular
Tubo incandescente
Bobina de regulación
Revestimiento aislante
Bobina de calentamiento
Calentadores tipo lápiz autorregulados
Lamayoríadevehículosantiguosestándotadosdecalentadoresquesoloentranenincandescenciaantesydurantelafasedearranque.Dichasbujíasseconocenporlaabreviatura«GV».Porlogeneral,losturismosconmotoresdiéselsalendelacadenademontajeconcalentadoresGN,equipadosconelinnovadorsistemadeincandescenciatrifásico.Esdecir,entranenincan-descencia:
nantesdelarranque,ndurantelafasedearranque,ndespuésdelarranqueynduranteelfuncionamientodelmotor(enmododeinercia).
FUNCIONAMIENTOLaincandescenciapreviacontroladaelectrónicamentecomienzaalaccionarelinterruptordearranquedebloqueodelencendi-doy,conunastemperaturasambientenormales,duraentre2y5segundoshastaquelascondicionessonadecuadasparaelarranque.Despuésdelarranquedelmotor,eltiempodeincan-descenciaposterioresdehastatresminutosparaminimizarlaemisióndesustanciasnocivasyruidos.Elestadodeserviciodelmotorseregistra,porejemplo,atravésdelamedicióndelatemperaturadelaguaderefrigeración.Elprocesodeincandescenciaposteriordurahastaqueelrefri-gerantealcancelos70°C,obien,sedetendrátrasuntiempodeterminadoqueseestableceenlosdatosderendimiento.Silatemperaturadelrefrigeranteyaeramáselevadaantesdelarranque,enlamayoríadeloscasosnoserealizarálaincandes-cenciaposterior.
PROTECCIÓN CONTRA EL SOBRECALENTAMIENTOParalimitarlacorrienteamedidaqueaumentalatempera-tura,loscalentadoresautorreguladosseautoprotegenfrenteasobrecalentamientos;sinembargo,cuandoelmotorestáenmarchalatensiónaumentahastatalpuntoquesepuedenlle-garafundirloscalentadoresquenohayansidoconcebidasparaadaptarsealatecnologíamásmoderna.Además,lasbujíasqueconsumencorrientedespuésdelarranqueestánsometidasaelevadastemperaturasdecombustióny,portanto,secalientanpordentroyporfuera.LoscalentadoresdeBERUqueadmitenlaincandescenciaposteriorsiguenfuncionandocorrectamentecuandoelgeneradoralcanzalatensiónplena.Aunquesutem-peraturaaumentarápidamente,unanuevabobinaderegulaciónseencargaderegularlaaunatemperaturadecalentamientoinferioraladelasbujíasquenoadmitenlaincandescenciaaposteriori.
Importante:enunsistemadeincandescenciaconcebidoparacalentadorestipoGN,solosepuedeinstalaresetipodecalenta-dores;mientrasqueloscalentadorestipoGVsepodríandeterioraralcabodeunperiododetiempobreve.
Calentadores tipo lápiz de incandescencia posterior (GN)
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Tecnología de incandescencia trifásica.
T (° C)
1.000
Fase 1
Incandescencia previa de 2 a 7 s
Incandescencia inicial de 2 s
Incandescencia posterior, aprox. 180 s
Fase 2 Fase 3
850
Principio de diseño de circuitos de un sistema de incandescencia posterior dotado de cuatro calentadores de incandescencia rápida conecta-dos en paralelo y un sensor de temperatura.
Alternador de corriente
trifásica
Batería
Dispositivo de arranque
Piloto de control
Unidad de control
electrónico
Interruptor de arranque de bloqueo del encendido
Calentadores tipo lápiz autorregulados
ARRANQUE RÁPIDO EN 2 SEGUNDOSConelcalentadorGNdeBERU,queadmiteincandescenciaposterior,sehalogradoacortareltiempodeincandescenciaentre2y5segundos.Paraconseguirlo,losconstructoreshanreducidoeldiámetrodelextremodelanterodelavarilladecalentamiento.Deesemodo,enesazonalavarilladecalenta-mientocomienzalaincandescenciamuyrápidamente.Conunatemperaturade0°C,solosetardandossegundoshastaqueseproduceelarranque.Contemperaturasmásbajas,elsistemaseadaptamedianteeldispositivoderegulacióndeltiempodeincandescenciayaumentadichotiempo:a-5°Cunos5segun-dos,ya-10°Calrededorde7segundos.
DISMINUCIÓN DEL HUMO BLANCO O AZULHastaquesealcanzalatemperaturaidealdeencendido,saleporeltubodeescapeeldenominadohumoblancooazul.Estaformacióndehumosedebealacombustiónincompletadelcombustiblecomoconsecuenciadeunatemperaturadeencendidodemasiadobaja.Laincandescenciaposteriorpermitecompletarlacombustióndelcombustiblediéselenlafasedecalentamiento.Conello,sereducedelaemisiónalaatmósferadegasesdecombustiónenhastaun40%.
ELIMINACIÓN DE LOS GOLPETEOS EN EL ARRANQUE EN FRÍOElgolpeteodearranqueenfríoconcarburantediéselsedebealgranretardoqueelencendidopresentacuandoelmotorestáfrío.Elcombustibleseenciendebruscamenteyelmotordagolpes.LoscalentadoresGNhacenqueelmotoralcancelatem-peraturadeservicioconmásrapidezmediantelaincandescen-ciapreviayposterior.Estoprotegealmotor,permitequeestefuncionemássilenciosamenteyevitalosruidososgolpeteos.Además,elcombustiblesequemademanerauniformeycom-pleta.Deesemodo,seliberamásenergíaylatemperaturadelacámaradecombustiónaumentamásrápidamente.
Características técnicas del calentador GN
nCalentadordearranquerápidoconunanuevaformamásestilizadanTiempobrevedeincandescenciaprevia:soloalrededorde2a7segundosnArranqueseguro(inclusoa-30°C)nRespetuosoconelmedioambiente:un40%menosdeemisionesdesustanciasnocivas duranteelcalentamientonNohaygolpeteonFuncionamientodelmotormássilenciosonArranquesuavedelmotornParavehículosconunatensióndeserviciodehasta14,5V
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Depósitos de carbonilla en el papel filtrante tres minutos después del arranque en frío. Con la incan-descencia posterior (derecha), los depósitos de carbonilla son aproxi-madamente un 40% menores que sin esta tecnología.
El sistema de encendido instantáneo (ISS) de BERU
Características técnicas del ISS
nArranqueseguroinclusoatemperaturasde -30°CnTiempodecalentamientoextremadamente rápido:en2segundossealcanzanlos1.000°CnMenordemandadepotencia(especialmente importanteenmotorescon6omás cilindros)nMayorfiabilidad
nTemperaturacontrolableparaincandescencia previa,posterioreintermedianNumerosasfuncionesdediagnósticonRalentíestableinmediatoyfijacióndela cargabiencontroladanMínimaemisióndesustanciasnocivasnConcebidoespecialmenteparamotores coninyeccióndirectanAptoparadiagnósticodeabordo
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Estructura interna del calentador estándar autorregulado SR (izquierda) y calentador optimizado del ISS (derecha).
Sistema de incandescencia ISS con-trolado electrónicamente: unidad de control y calentadores.
El sistema de encendido instantáneo de BERU permite un arranque para moto-res de encendido por compresión tan rápido como los modelos de encendido por chispa.
Concepto del sistema
Control electrónico
Elgrandesafíofueconseguirparalosvehículosdiéselunarranquetanrápidocomoenlosdegasolina.LasolucióndelosingenierosdeBERU:elsistemadeencendidoinstantáneo(ISS).
ElsistemaISSdeBERUconstadeunaunidadelectrónicadecontrolparacalentadoresydecalen-tadoresoptimizadosconuntiempodecalentamientoreducidode2segundos,comomáximo,frentealos5segundosdeunacalentadorestándar(SR).Esnotableeldescensoenelconsumodeenergíaqueloscalentadorespresentantantoenlafasedecalentamientocomoenlafasederégimenconstante.Enlaunidaddecontrol,paracontrolarloscalentadoresseutilizanunossemiconductoresdepotenciacomoconmutadoresquesustituyenalosreléselectromecánicosqueseempleabanantes.Encomparaciónconelcalentadorconvencionalautorregulado,lacombina-cióndebobinadosenelcasodelcalentadoroptimizadodelISSsehareducidonotablementeylazonadeincandescenciahadisminuidoaaproximadamenteuntercio.Enelcasodelosmotoresdeinyeccióndirecta,estocorrespondealapartedelavarilladecalefacciónquesobresaleenlacámaradecombustión.
Estecalentadorseenfríaestandoelmotorenmarchaatravésdelcambiodecargaydelacircu-lacióndeaireenlafasedecompresión.Latemperaturadelcalentadorsereduceamedidaqueaumentaelnúmeroderevolucionessiendolatensióndelcalentadoryelcaudaldeinyecciónconstantes,ycreceamedidaqueelcaudaldeinyecciónaumentasiendolatensióndelcalentadoryelnúmeroderevolucionesconstante.Estosefectossepuedencompensaratravésdelaunidadelectrónicadecontrol:loscalentadoressiemprerecibenlatensiónefectivaóptimaparacadapuntodefuncionamiento.Deesemodo,latemperaturadeloscalentadoressepuedecontrolarsegúnlascondicionesdefuncionamiento.Además,elusocombinadodeuncalentadordebajovoltajeylaunidadelectrónicadecontrolsirveparacalentarelcalentadordemaneraexcep-cionalmenterápida.Estosedebeaquelatensióndeabordoíntegrasetransmitealcalentadorduranteunespaciodetiempopreviamentedefinidoysoloentoncespuedefuncionarsincronizadaconlatensiónefectivanecesaria.Eltiempopreviodeincandescenciasereduceasíparaalcanzarlastemperaturasmásaltasenunmáximode2segundos.Elgradodeeficienciadelsistemaestanelevadoqueapenassetomadelareddeabordomáspotenciadelaqueprecisaelcalentador.PuestoqueconelISScadaunodeloscalentadoressecontrolapormediodeunsemiconductordepotenciaindependiente,sepuedesupervisarlacorrientedecadacircuitodeincandescenciaporseparado.Deesamanera,esposibleobtenerundiagnósticoindividualizadoencadacalentador.
BERU, el mayor innovador en calentadores con sensor de presión (PSG)CALENTADOR CON SENSOR DE PRESIÓN INTELIGENTELasnuevasleyessobregasesdeescapemásestrictasdeEuropayEE.UU.reduciránlosvaloresadmisiblesdeemisionesdegasesdeescapedelosmotoresdiésel.Enelfuturo,losvaloreslímitedelasemisionesdeNOxypartículasrelacionadasconelmotordiéselestaránhastaun90%pordebajodelnivelactual.Paraalcanzarestosestándaresdeemisiones,nosepuedeconfiarúnica-menteenlassolucionesconvencionales.
LosingenierosdeBERUhanintegradounsensordepresiónpiezoresistivoenelcalentador.Unfactordeéxitoimportanteeseldiseñomecánicodelcalentadordesdeelpuntodevistadelastemperaturasextremadamenteelevadas,vibracionesyrelacionesdepresiónenlaculata.Lavarilladecalefacciónnoestáapretadaenelcuerpodelcalentadorcomohastaahora,sinoqueestásujetadaelásticamentecomopiezamóvil,ytransmitelapresiónsobreunamembranaenlazonaposteriordelcalentador.Porello,elsensordepresiónactualseencuentralejosdelacámaradecombustiónenunazonaconunascondicionesambientalesmásfavorables.Lacargatérmicaestácontroladaporsuexcelentediseñoyaqueseutilizaunavarilladecalefaccióndelsistemadeencendidoinstantáneo(ISS)paradiéseldeBERU,quesoloentraenincandescenciaenlapunta.
Elcalentadorinteligenteconsensordepresión(PSG)yasehatestadocomoEquipoOriginalenelgrupoVolkswagenyGM/Opely,acortoplazo,seesperapoderutilizarlosenlosúltimosmotoresdiésel.
ConsigamásinformaciónsobreBERUPSG–CalentadoresconsensordepresiónenelcatálogoBERUPSG.
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Calentador inteligente con sensor de presión (PSG).
Conector Conexióndemáximaintensidad
Membranademedición
Cuerpodelcalentador
Placadecircuitosimpresosconelectrónica
Varilladecalentamientodelcalentador
Junta
El elemento de calentamiento se compone de cerámica sólida conductora de electricidad. Debido a que tiene una resistencia específica más alta en la superficie que el material con-ductor de alimentación y de retorno, la varilla incandescente solo se enciende en la punta (la tapa); esta es la razón por la que alcanza altas temperaturas más rápidamente. El contacto del calentador se compone de un conductor interno y externo con un aislante colocado entre ellos.
Estructura de la varilla cerámica de calentamiento del calentador BERU
Contactodelcalentador
Tapadelaseccióndecalentamiento
Zonadelatapa
Conductorexterno
Conductorinterno
Aislante
SÓLIDOS VALORES INTERNOSLacomposicióndelosmaterialesesfundamentalparaelrendimientodeloscalentadorescerá-micosdeBERU:secomponendecerámicadenitrurodesiliciodealtaresistenciaquerecubreeldisiliciuromolibdenoconductoreléctricamentedentrodeunaestructuradeinterpenetración.Estematerialresistepresionesdehasta200barytemperaturasdehasta1.300°C,todasenlasdiferentesatmósferasgaseosasqueseencuentranenlacámaradecombustión(aireambiente,diésel,oxígenoyagua).
RENDIMIENTO CENTRADO EN LA PUNTA Ademásdelostiemposdecalentamientocortos,eldiseñodelavarilladecalentamientocoloca-daexternamentey,porsupuesto,patentada,tambiénproporcionaunaregulaciónoptimizada.Lacapacidaddecalentamientodelcalentadorconcentradaenlapuntadelelementocerámico,requieremenosenergíaparagenerarlatemperaturanecesariaparaarrancarelmotory,portanto,utilizamenoscombustibleencomparaciónconloscalentadoresconvencionales.Apartedeaumentarlafiabilidaddefuncionamiento,laresistenciadelsistemaderegulacióngarantizaquelabujíacerámicaBERUtieneelmejorequilibriodeenergíaposibleentodoslospuntosdeserviciodelmotor.Estotambiéncontribuyeaunareducciónenelconsumoylasemisiones.
UN PROCESO EXCLUSIVOLoscalentadorescerámicosdeBERUsefabricanenplantasdefabricaciónpatentadas.Elelementocerámicodecalentamientosefabricamedianteunprocesodemoldeoporextrusióneinyección.Acontinuación,sesometeaprocesosdedescarga,aglutinaciónyendurecimientoparaproducirlasestrechastoleranciasnecesariasantesdemontarloenelcuerpometálico.Estorequieredife-rentesprocedimientosdepulidoy,debidoaladurezayalaresistenciaextremasdelosmateriales,elpulidosedebellevaracaboconherramientasdediamante.Elcontactodelavarilladecalen-tamientocerámicaseproduceenprocedimientosespecialesaaltastemperaturassobretodalasuperficie.Deestaformaseconsigueunaresistenciadealtacapacidadfrentealasoscilacionesyloscambiosdetemperatura.Graciasalacombinacióndematerialesdealtaresistencia,undiseñoinnovadorylosúltimosprocesosdefabricación,loscalentadorescerámicosBERUofrecencaracte-rísticasexcepcionales.
Calentador cerámico (CPG)
Microestructura de la cerámica del calentador BERU con pequeñas varillas de nitruro de silicio de refuerzo y granos de disiliciuro molibdeno blanco, que conforman la estructura conductora de electricidad tridimensional.
BERU, el mayor innovador en calentadores con sensor de presión (PSG)
Calentadores BERU: cinco medidas de seguridad para conseguir la máxima calidad
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1. DESARROLLADOS EN ESTRECHA COLABORACIÓN CON LOS CONSTRUCTORES DE AUTOMÓVILESComoespecialistaensistemasdearranqueenfríoyproveedoresdedesarrolloparalaindustriaautomovilística,BERUnosoloestáintegradodesdeelprincipioeneldiseñodeloscalenta-dores,sinoinclusodesdeeldesarrollodenuevosmotores.Portanto,sepuedeestablecerlasituaciónconcretademontajedelcalentadorenelmotor,ylosingenierosdeBERUsabenexactamenteaquéparámetrosdarespecialimportanciaoquépremisasderendimientodebetenerelcalentadorqueseestádesarrollando.
2. FABRICADOS SEGÚN NORMAS ISOLoscalentadoresdeBERUestándiseñadosdeacuerdoconlasexigenciasdelasnormasISO7578y6550,enlasqueseespe-cificanlasdimensionesytoleranciasdelaestructura,asícomoelángulodeestanqueidad,elanchodellave,eldiámetrodelavarilladecalentamiento,entreotroselementos.
3. DESARROLLADOS SEGÚN LAS ESPECIFICACIONES DE PRODUCTO DE LA INDUSTRIA AUTOMOVILÍSTICALoscalentadoresdeBERUcumplenlasespecificacionesdepro-ductodelaindustriaautomovilística,diferentessegúnelcons-tructordevehículos.Porejemplo,serequierenentre10.000y25.000ciclosdefuncionamientocontinuo.
Además,loscalentadoresdeBERUsesometenaprocesosdepruebaenlacámaradefríoy,adicionalmente,secompruebalaresistenciafrenteainfluenciasmedioambientales,tejidosdecontacto,aditivosylimpiadoresdemotores.
4. SOMETIDOS A TESTS ESPECIALES DE BERULoscalentadoresdeBERUsesometenatestsespecialesadap-tadosalasexigenciasprácticasdeldíaadíaydeltaller,porejemplo,mediantelasimulacióndefuerzasdeseparacióndelconectorotestsrápidosdesobrecarga.Enestostestsrápidosdesobrecarga,losprobadoressoninflexibles:inclusodespuésde3.000ciclos,laspiezastestadasdebenseguirfuncionandocorrectamente.
5. FABRICADOS CON LOS ÚLTIMOS MÉTODOS DE FABRICACIÓNLafabricacióndelasmodernascalentadoresextremadamentelargasydelgadasparamotoresdiéselconinyeccióndirectaplanteaespecialesexigencias.Eldiámetrodeltuboincandescentesedebeadaptarexactamenteenlacámaradecombustión.Lavarillaincandescentetendráquepenetrarenlalongituddimen-sionadaexactamenteenlacámaradecombustión;solodeestaformasegarantizaquelaturbulencianogenerarámásgasesdeescapenocivos.Elcomportamientodelatemperaturadelcalentadortambiénsedebeadaptarexactamentealdiseñodelacámaradecombustión,yelconsumodecorrientedeloscalentadoresalafuentedealimentacióndeabordoexistente.Estosdelgadoscalentadoresconlacalidadexigidasolosepuedenfabricarenlasinstalacionesdefabricaciónmásmodernas,comolasqueexplotaBERU.
AUNQUE PARECE DOBLE BOBINA, SOLO LLEVA UNAAunqueparaconseguireltiemporeducidodecalentamientoylaresistenciaaloschoquestérmicosquenecesitanlosconstructoresdevehículos,esnecesarioutilizarcalentadoresdedoblebobina,comovisualmentelasegundabobinanosedetectadesdeelexterior,algunosconstruc-toresnomontanladenominada«bobinaderegulación».Alfaltarlalimitacióndelflujodeincan-descencia,labateríasoportaunacargaexcesivaduranteelarranquey,comonosealcanzalaincandescencianecesariaeneltiempopredeterminado,elvehículonoarrancaolecuestamuchohacerlo(consultelailustración3).
RELLENO DE LA VARILLA DE CALENTAMIENTO CON POLVO AISLANTE DE BAJA CALIDADEnlugardelpolvodemagnesitaempleadoporBERU,quesecompactaysesecaantesdelrelleno,enloscalentadoresbaratossesueleemplearsimplementeunpolvoaislantepococompacto,sucioenalgunoscasosysinhaberlosecadopreviamente.
Consecuenciagrave:conlaprimeraincandescencia,elpolvoseexpandeconfuerzayeltuboincandescentesehincha.Enestecaso,solosepodránquitarloscalentadoressisedesmontatambiénlaculata(consultelailustración9).
BOBINA DE CALENTAMIENTO NO CENTRADA Y ENGARZADA EN LA ESPIGA DE CONEXIÓNTambiénaquísemuestralacalidadenlafabricación:solosepuedecentrarconprecisiónyapretarlaespigadeconexiónconlamaquinariamásmoderna.Losconstructoresdudososúnicamentepresionanlabobinadecalentamientosobrelaespigadeconexión;sinembargo,deesamaneraesimposiblegarantizarlaseguridadnecesariafrenteaposiblescortocircuitos(consultelasilustraciones5y13).
CONTACTO DEFECTUOSOEnloscalentadoresdebajacalidad,laposicióndelaspestañasdeconexióneléctricanocumplelasnormasdelosconstructoresdeEquipoOriginal.Aunquelaconexiónsíqueseasemejaaladelascalentadoresoriginales,elcontactonoserealizacorrectamente.Comoconsecuencia,noquedagarantizadalaconexióneléctricaalcalentador.Tambiénseahorraenelmaterialdelaspiezasdeconexión,ysehaceacostadeloscontactoseléctricos(consultelailustración16).
TUBO INCANDESCENTE NO SOLDADO CON PRECISIÓNMuchosfabricantesbaratosnoposeenlatecnologíadefabricaciónnecesariaparaefectuaruntermosoldadoprecisodelostubosincandescentes.Elresultado:finasgrietaseneltuboincandes-centequeprovocanfugasy,asuvez,puedenproducircortocircuitos.
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Síntoma Peligro
11 Puntadeltuboincandescentegirada, Formacióndecascarilla;reducción varilladecalefaccióndemasiadofina delavidaútil
12 Bobinaincandescentenodiseñada Sobrecargadelabateríaporunconsumo correctamente decorrientedemasiadoelevado,porlo quepuedequemarloscontactos delaunidaddecontroldeltiempode incandescencia:asísereducelavida útiloseimpideelfuncionamiento
5/13Bobinaincandescenteinclinada Cortocircuito
14 Elcononoesadecuadoparala Problemasdeestanqueidad; roturadelaculata culata
15 Superficiesinrevestimiento Reduccióndeltaladro
16 Camisasolopresionada Desenroscadoeinterrupcióndela alimentacióndecorriente;contacto suelto
17 Longituddelápiznodeacuerdocon Silalongituddelápizesexcesivamente lasespecificacionesdelfabricante larga:roturadelcalentadorporel chorroyfusión.Siesdemasiadocorta: problemasdearranque
Síntoma Peligro
1 Estanqueizaciónsencilla Noimpermeablealagua
2/9 Llenadodeltuboincandescentecon Aislamientodeficiente;hinchazón polvodemagnesiodebajacalidaddeltuboincandescente
3 Esnecesarialatecnologíadedos Perfildecaracterísticasno bobinas,perosolosemontauna correspondientealas especificacionesdelconstructor
4 Grosordelasparedesnocontinuo Fusióndelcalentador
5 Bobinainclinadaeneltubo Cortocircuito incandescente
6 Tuboincandescentenocentrado Roturadelcalentadorporel porloquenoexisteconcentricidad: chorrodeinyecciónyfusión inclinadoenlaantecámaraola elcalentadorestá cámaradeturbulencia
7 Varilladecalentamientoconfinas Fusión grietas
8/9 Puntadelavarilladecalefacción Cortocircuito,hinchazóndela rellenadadepolvodemagnesio varillaincandescente;reducción sincompactarohúmeda delavidaútil
10 Caperuzataladrada,nosoldada Fusión correctamente
Cómo reconocer los calentadores de baja calidad
Diseños baratos: rechácelos
Causas de fallos de los calentadores tipo lápiz
Encasodetiempocalurosoyseco,losmotoresdiéselarrancanaunqueunodeloscalentadoresnofuncionecorrectamente.Sinembargo,auncuandoelarranqueseproduzcalamayoríadelasvecesconunaemisiónelevadadeemisionesnocivasysepuedanoírgolpeteos,elconductornopercibeconscientementeestossignosonosabecómointerpretarlos.Encambio,cuandoeltiempoesfríoyhúmedoyocurrelaprimeraheladanocturna,sepuedellevarunaingratasorpresa:la«distribucióndecalor»delmotordiéseldejadefuncionary,enelmejordeloscasos,arrancacondificultadesyemitehumo;esmuyprobablequeyanofuncione.Acontinuación,semuestranlosdañostípicosyselistansusposiblescausas.Enlamayoríadeloscasos,estaayudadediagnósticosuelepermitirsubsanarelfalloconrapidez.
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Causas:Interrupcióndelabobinadebidoaa) Funcionamientoconunatensión excesivamentealta,porejemplo, debidoaundispositivoauxiliarde arranque.b) Fuentedealimentacióndemasiado prolongadaporunreléatascado.c) Incandescenciaposteriorinadmisible estandoelmotorenmarcha.d) Usodeuncalentadorquenoadmite incandescenciaposterior.
Causas:Sobrecalentamientodelavarilladecalentamientodebidoaa) Inicioprematurodelainyección.b) Toberasdeinyeccióncarbonizadas odesgastadas.c) Dañosenelmotor,porejemplo,por pistóngripadooroturadeválvulas.d) Toberasquegotean.e) Segmentosdepistónbloqueados.
Causas:a) Inicioprematurodelainyección. Sesobrecalientalavarillayla bobinadecalentamiento;labobina decalentamientosevuelve quebradizayserompe.b) Pasoanularentrelacarcasadel calentadorylavarillade calentamientocerrado;como consecuencia,lavarilladecalenta- mientodesprendedemasiadocalor,
Causas:a) Roturadelpernodeconexión:la tuercadeconexiónalacorrientese haapretadoconunpardemasiado elevado.b)Llavemachohexagonaldañada: usodeunaherramientaincorrecta; labujíaestádeformadayproduce uncortocircuitodelacarcasaconla tuercacilíndrica.
Solución:a) Arranqueconpinzassoloconla tensióndelafuentede alimentacióndeabordo.b)/c)Compruebeelsistemade incandescenciapreviaycambieel relétemporizadordeincandescencia.d) Montecalentadorescon incandescenciaposterior.
Solución:a) Ajusteexactamenteelpuntode inyección.b) Limpieocambielastoberasde inyección.c) Compruebelacalidaddelchorro.d) Reviseocambielatoberade inyección.e) Asegúresedequelossegmentosdel pistónsepuedenmoverlibremente.
Solución:a) Compruebeelsistemadeinyección yajusteconprecisiónelpuntode inyección.b) Alenroscaruncalentador,respete siemprelosparesdeapriete indicadosporelconstructor.
Solución:a) Aprietelatuercadeconexiónala corrienteconlallavedinamométrica. Respeteentodomomentoelpar deaprieteespecificado.Nolubrique niengraselarosca.b) Aprieteelcalentadorconlallave detubodeaprieteadecuada.Para ello,respeteconprecisiónelparde aprieteespecificado(lopuede consultarenlasespecificacionesdel constructordelvehículo). Nolubriqueniengraselarosca.
VARILLA DE CALEFACCIÓN CON PLIEGUES Y ABOLLADURAS
VARILLA DE CALENTAMIENTO FUNDIDA, REQUEMADA O PARTIDA
PUNTA DE LA VARILLA DE CALENTAMIENTO DAÑADA
PERNO DE CONEXIÓN RASGADO, LLAVE MACHO HEXAGONAL DAÑADA
Comprobador de calentadores: comprobación sin necesidad de desmontar el calentador
Cómo arrancar un motor diésel con rapidez y seguridad
ConelcomprobadordecalentadoresBERU,yapuedetestardeformasencilla,rápidayfiableloscalentadoresdecerámicaoaceroenvehículosconunatensióndeabordode12voltios(porseparadoysinnecesidaddedesmontarlosoarrancarelmotor).
ElnuevocomprobadorrápidodecalentadoresBERUofrecemuchasventajasparaeldíaadíadeltaller:nTestsfiables,rápidosyeconómicosalnoser necesarioquitarloscalentadoresniarrancarelmotor.nNoesnecesariopreseleccionareltipodecalentador (deaceroocerámica).nReconocimientoautomáticodelatensiónnominaldelos calentadores(de3,3a15voltios).nTeststeniendoencuentalascondicionesactuales.nFácildeutilizar.nPosibilidaddetestarcadacalentadorporseparado.nIndicadoranalógicoparalaregulacióndecorrienteyde calentamiento(posibilidaddecompararloscalentadores individualesenfuncióndelrendimientoderegulaciónyel consumodecorriente).nProtecciónfrenteacortocircuitosyerroresdepolaridad.nProtecciónfrenteasobrecargas(supervisióndeloscalentadores, tambiénatravésdelcircuitoindependiente).nProcedimientodetestscontroladosporcurvascaracterísticas comoenelequipodecontrolelectrónico.nDeteccióndecontactossueltosporprocesadoryunasegunda comprobaciónposterior.nSoftwaremicrocontroladorespecialintegradoenelcompro- bador.
En todos los talleres deberían tener un comprobador de calentadores BERU.
Nuestro consejo:Compruebe las calentadores con el comprobador rápido de calentadores. En caso de averías o capacidad limi-tada de funcionamiento, lo mejor es cambiar inmediatamente el juego de calentadores completo.
La experiencia demuestra que todos los calentadores llegan a su límite de desgaste con poco tiempo de diferen-cia, y una vez que se han quitado los cables de conexión y los carriles con-ductores, es más barato cambiar todo el conjunto, que tener que sustituir el resto de calentadores poco tiempo
El problema:
Arranqueconhumo,formacióndehumo
Fasedearranquecongolpeteo
Fasedearranqueprolongadaqueagotalabatería
Elmotorfuncionacondificultadeseirregularmente
Elmotorconsiguearrancardespuésdevariosintentos
Elmotorconsiguearrancar,peroemitemalosolores
Lavarillaincandescenteestáapuntodefundirseopresentacascarilla
Lavarillaincandescenteestácompletamentefundida
La causa
Calentadorconunasolabobina,temperaturademasiadobaja
Calentadorsinreguladorysinreservadecalor
Alcalentadorlecuestamuchoalcanzarlatemperaturanecesaria;tiempodecalentamientoexcesivo
Calentadorcontemperaturafinaldemasiadobaja
Calentadordefectuoso
Losvaloreseléctricosdelcalentadornoestándimensionadoscorrectamente
Elgrosordelasparedesdelavarilladecalentamientoesdemasiadopequeño(suelesucederconloscalentadoresbaratos)
Latoberadeinyecciónestáaveriada
La solución de BERU
UtilicecalentadoresBERUcontecnologíadedoblebobina(lasbobinasdecalentamientoyderegulacióngarantizanquesealcanceunatemperaturamayordurantemenostiempodecalentamiento).
MontecalentadoresBERUdeincandescenciaposteriorparaunadisipacióndelcalormejorymásrápida.
ColoquecalentadoresGNdeBERUadaptadosexactamentealmotoryalsistemadeincandescenciatrifásico(incandescenciaprevia,inicialyposterior).
CambieelportatoberasporelconjuntoportatoberasdereposicióndeBERU.
Consejos para el taller
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Rosca del Par decalentador rotura
M8 20N·m M9 22N·m M10 35N·m M12 45N·m
Rosca del Par decalentador apriete
M8 10N·mM9 12N·mM10 15N·mM12 22N·m
Rosca de tuerca Par dede conexión apriete
M4 2N·mM5 3N·m
Consejos para el taller
PAR DE ROTURAParadesmontarloscalentadores,esnecesariorespetarelparderotura.
QUÉ HACER CUANDO SE ALCANZA EL PAR DE ROTURAEnningúncasocontinúeenroscando;delocontrario,podríaromperseelcalentador.Encambio,realicelastresaccionesqueseexplicanacontinuación:aflojarligeramente,calentarydesenroscar.1.Aflojarligeramente:apliqueunabuenacantidaddeaceite sintéticoenlaroscadelcalentadory,siesposible,déjelo actuaralmenosdurantelanoche.2.Calentar:arranqueelmotorhastaqueestécalienteoutilice uncableindependienteparasuministrarcorrientealos calentadoresfuncionalesdurante4a5minutos(solopara calentadoresconunatensióndeserviciode11a12V);de estaforma,elcalentadorsecalentaráysesoltarápor calentamiento.3.Desenroscar:acontinuación,concuidado,tratededesenroscar ysoltarelcalentadordelaculataconlaherramientaapropiada. Nosobrepaseelparderoturamáximo(consultelatabla anterior).Deténgaseantesdealcanzarelparderoturay,si esnecesario,vuelvaaintentarcalentarlo.Despuésderetirarelcalentadorantiguo,limpielarosca,elasientocónicoyelcanaldelcalentadorenlaculataconlaherramientaadecuada(consulteelsiguienteapartado).
PAR DE APRIETEAlenroscarlosnuevoscalentadores,respeteelpardeaprieteespecificadoporelconstructordevehículos.
Nota: Encalentadoresconconexiónroscadatambiénhayquetenerencuentaelpardeaprietedelatuercadeconexión.Especialmente,traslafusión(carbonización)entrelavarillaincandescenteylaculata,eltaladrodelaculatapresentafrecuentementeresiduosdelacombustiónopartículasdesuciedad.Enculatasconroscade10mm,sepuedeneliminarestascarbonizacionesdeformasencillayseguraconelescaria-dorBERU(RA003-0890100003).
Y ASÍ FUNCIONA:nLimpiepreviamenteeltaladrodelcalentadorconuntrapo.nUnteelescariadorBERUcongrasaenlazonadecortey enrósqueloenlaculata.Losresiduosdelacombustiónse adheriránalagrasayseeliminaránaldesenroscarla herramienta.nAcontinuación,puedemontarelnuevocalentadorsin problemas(denuevo,tengaencuentaelpardeapriete).nAntesdemontarloscalentadores,apliquegrasaGK (GFK01–0890300034)enlazonadelvástagoydelarosca.
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Inyecte aquí aceite sintético.
Estos residuos de combustión se pueden eliminar con el escariador de BERU.
El escariador BERU: (RA003 – 0 890 100 003) suelta la carbonización que se pueda producir tras el calentamiento entre el calentador y la culata.
El desmontaje y el montaje de los calentadores se deben realizar exclu-sivamente con una llave dinamomé-trica.
Importante en lo que respecta al cambio de los calentadores: ¡Respete los pares de apriete!
Pares de apriete
Escariador BERU: para una limpieza rápida y segura del taladro de la culata
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Perfección integrada