Service Training

Programa autodidáctico 341

El motor 4,2 l / V8 / 5V

Diseño y funcionamiento

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El Programa autodidáctico presenta el diseño y funcionamiento de nuevos desarrollos.Los contenidos no se someten a actualizaciones.

Para las instrucciones de actualidad sobre comprobación, ajuste y reparación consulte por favor la documentación del Servicio Postventa prevista para esos efectos.

El motor 4,2 l / V8 / 5V se lanza en dos versiones:

- En el Touareg, con una potencia de 228 kW- En el Phaeton, con una potencia de 246 kW

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NUEVO AtenciónNota

Las diferencias entre estos dos motores son, aparte de sus potencias, sobre todo las modificaciones que fueron necesarias para la operatividad todo terreno del Touareg.

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Introducción. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4Características técnicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4Datos técnicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

Mecánica del motor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6Accionamiento de grupos auxiliares. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6Accionamiento de correa dentada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7Admisión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8Bloque motor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10Mecanismo del cigüeñal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11Culata. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12Reglaje de distribución variable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13Mando de válvulas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16Circuito de lubricación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18Circuito de refrigeración . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22Sistema de combustible . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23Sistema de escape . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24Sistema de aire secundario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

Gestión del motor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26Estructura del sistema. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26Sensores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28Actuadores. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32Esquema de funciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

Pruebe sus conocimientos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

Referencia rápida

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Introducción

Características técnicas

El desarrollo de los dos motores V8 estuvo orientado de acuerdo con los siguientes objetivos principales planteados:

- Cumplimiento de las normativas futuras sobre las emisiones de escape

- Reducción del consumo de combustible- Aumento de par y potencia- Reducción del peso del motor- Mejora de la suavidad de funcionamiento- Operatividad en terreno del Touareg

Mecánica del motor

- Bloque V8- Culata de 5 válvulas por cilindro con balancines

flotantes de rodillo- Reglaje de distribución variable para los árboles

de admisión- Colector de admisión variable de dos escalones en

el Phaeton- Colector de admisión variable de tres escalones en

el Touareg- Módulo de filtración de aceite- Sistema de escape de 2 flujos

Gestión del motor

- Bosch Motronic ME 7.1.1- Inyección secuencial- Distribución estática de la alta tensión- Dos medidores de la masa de aire por película

caliente- Sistema de aire secundario- Un sensor de picado por bancada de cilindros- Dos sondas lambda de banda ancha

precatalizador- Dos sondas lambda de señales a saltos

postcatalizador

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Datos técnicos

Letras distintivas del motor AXQ (Touareg) BGH (Phaeton)

Arquitectura Motor de 8 cilindros en V con unángulo de la V de 90°

Cilindrada [cc] 4.172

Diámetro de cilindros [mm] 84,5

Carrera [mm] 93

Válvulas pro cilindro 5

Relación de compresión 11:1

Potencia máxima 228 kW a6.200 rpm

246 kW a6.500 rpm

Par máximo 410Nm a3.000 hasta 4.000 rpm

430 Nm a3.500 rpm

Gestión del motor Bosch ME 7.1.1

Combustible Gasolina de 98 octanos; 95 octanos con menor entrega de potencia

Tratamiento de los gases de escape 4 catalizadores, 4 sondas lambda,sistema de aire secundario

Norma sobre las emisiones de escape UE 4

Diagrama de par y potencia 246kWDiagrama de par y potencia 228kW

Par

[Nm

]

Pote

ncia

[kW

]

500

0

50

100

150

200

250

400

450

250

0

25

50

75

100

125

175

200

225

2.000 4.000 6.000Régimen [rpm]

300

350

150

Par

[Nm

]

Pote

ncia

[kW

]

500

0

50

100

150

200

250

400

450

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0

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100

125

175

200

225

2.000 4.000 6.000Régimen [rpm]

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300

350

150

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Mecánica del motor

Accionamiento de grupos auxiliares

El accionamiento de los grupos auxiliares se realiza por medio una correa poli-V de 7 surcos.El accionamiento de los grupos auxiliares en el Phaeton se diferencia del accionamiento en el Touareg por llevar un rodillo de reenvío adicional y por estar ciertos grupos auxiliares dispuestos de forma diferente.

Touareg

El Touareg monta el alternador y el compresor para el climatizador en un sitio más elevado que en el Phaeton. Esto confiere al Touareg una capacidad de vadeo hasta una profundidad de 500 mm.

Phaeton

En el Phaeton se necesita adicionalmente un rodillo de reenvío, por ir el alternador en una posición más baja que en el Touareg. Esto se debe a las condiciones de espacio disponibles en el Phaeton y a la necesidad de que el Touareg disponga de la capacidad específica de vadeo.

Polea paracompresor del climatizador

Polea parabomba de aletas / servodirección

Rodillo de reenvíoPoleaantivibrador

Correa poli-Vde 7 surcos

Polea para elalternador

Elemento de tensadocon rodillo tensor

S341_087

S341_088

Rodillo de reenvío

Protector de la correadentada

S341_089

Muesca en el antivibrador y marca en el protector de la

correa dentada

Polea parabomba de aletas /

servodirección

Polea paracompresor del climatizador

7

Accionamiento de correa dentada

Con el accionamiento de correa dentada se impulsan desde el cigüeñal ambos árboles de levas de escape y la bomba de líquido refrigerante. La correa dentada se tensa por medio de un rodillo tensor y un elemento de tensado hidráulico.

Rueda del árbol de levas de escapeBancada 2

Rueda del árbol de levas deescape

Bancada 1

Rueda de accionamiento para la bomba de líquido refrigerante

Rodillo tensorRueda dentadacigüeñal

Rodillo de reenvío del tensorhidráulico para la correa

dentada

S341_091b

Para la sustitución o el desmontaje de la correa dentada se tiene que situar el cigüeñal en PMS de encendido del cilindro 5. Para ello es necesario que la muesca que tiene el antivibrador coincida con la marca en el protector de la correa dentada y ambos taladros grandes de las placas fijadoras queden enfrentados hacia dentro. En ELSA se informa sobre la forma de proceder con todos los detalles para el desmontaje y montaje de la correa dentada.

Placas fijadoras con taladros

S341_091a

S341_090

Tensor hidráulico para lacorrea dentada

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Mecánica del motor

Admisión

Para reducir las pérdidas de presión se ha ejecutado la admisión de aire exterior en una versión de doble caudal. Ambos tramos de aspiración confluyen ante la unidad de mando de la mariposa en el colector de admisión.Un medidor de la masa de aire por película caliente en cada tramo de aspiración y un sensor de temperatura del aire aspirado en el medidor de la masa de aire por película caliente G70 determinan la masa del aire exterior que se aspira.

Colector de admisión

El colector de admisión consta de cuatro componentes de magnesio atornillados y pegados entre sí. En el Touareg se implanta un colector de admisión de tres escalones y en el Phaeton uno de dos escalones. Con la versión biescalonada se pueden establecer conductos de admisión con secciones transversales de gran volumen, en comparación con la versión de tres escalones. Esto se traduce en un aumento de la entrega de potencia del motor.

En caso de reparación se tiene que sustituir completo el colector de admisión, por no ser posible volver a sellar las superficies pegadas.

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Medidor de la masa de aire porpelícula caliente G70

Sensor de temperatura del aireaspirado G42

Bancada de cilindros 1Unidad de mando de la mariposa J336

Medidor de la masa de aire por película caliente G246Bancada de cilindros 2

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Conmutación en el colector de admisión variable

En la figura se muestra la conmutación de dos escalones en el colector de admisión variable del Phaeton.Consta de la válvula para conmutación en el colector de admisión variable, dos actuadores de vacío con palancas de reglaje, una válvula de retención, el entubado flexible y el depósito de vacío en la zona anterior del vehículo.

Conmutación

- El sistema conmuta de la posición de entrega de par (conducto de admisión largo) a la de entrega de potencia (conducto de admisión corto) a las 4.600 rpm.

- La conmutación de la entrega de potencia a la de la entrega de par se realiza a las 4.440 rpm.

Posición para la entrega de par

En la posición destinada a la entrega de par se emplean conductos de admisión largos. Esto conduce a una alta velocidad de flujo, turbulencias intensas en el cilindro, una excelente mezclabilidad del combustible con el aire de admisión y a una combustión más rápida. De ahí resulta un despliegue de par más intenso.

Posición para la entrega de potencia

En la posición destinada a la entrega de potencia se emplean conductos de admisión cortos, dotados de secciones transversales lo más amplias posibles. De esa forma se obtiene un caudal de aire intenso, con un buen llenado de los cilindros. Esto se traduce en una alta entrega de potencia.

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Válvula deconmutación en el colector de admisión variable N156

Actuadores de vacío

Palancas de reglaje

Válvula de retención

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Mecánica del motor

Bloque motor

Junta de la culata

La junta de la culata es una versión de tres capas de metal, cuyas capas exteriores van revestidas con un recubrimiento.

Ventajas:

- Reducidos fenómenos de asentamiento- Alta durabilidad

El bloque de aluminio implanta los cilindros en una V a 90° y consta de una aleación de aluminio. Los pistones funcionan directamente sobre los cristales de silicio que tiene la aleación de aluminio. Esto elimina la necesidad de implantar camisas por separado en los cilindros.La distancia entre cilindros es de 90 mm.

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Recubrimiento

Capas de metal S341_016

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Mecanismo del cigüeñal

Cigüeñal

El cigüeñal lleva 5 apoyos y es una versión forjada en acero bonificado.Se montan respectivamente dos levas compartiendo una muñequilla.En virtud de que se asocian diferentes transmisiones, el cigüeñal en el motor 4,2 l / V8 / 5V del Phaeton tiene un círculo de implantación de 8 agujeros y en el Touareg uno de 10 agujeros hacia el disco de arrastre.

Bielas

Las bielas se mecanizan como piezas completas y al final se someten a un procedimiento de separación en biela y sombrerete, aplicándose una fuerza enorme con una herramienta específica. Este procedimiento de la fractura definida recibe el nombre de craqueo.

Pistones

Los pistones de aluminio poseen un rebaje en la cabeza para librar la válvula central de admisión. Este rebaje hace que los pistones tengan asignación específica a una u otra bancada de cilindros.

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Cigüeñal del Phaetoncon círculo de implantación

de 8 agujeros

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Rebaje parala válvula

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La culata de aluminio ha sido desarrollada como una versión de flujo transversal. Permite conseguir así un buen intercambio de gases y un buen llenado de los cilindros.Aloja los árboles de levas, el accionamiento y reglaje para la distribución variable del árbol de admisión y el mando de la distribución con tecnología de 5 válvulas por cilindro.

Tapa de culata

La tapa de la culata es una versión de pared delgada, elaborada en fundición a presión de una aleación de magnesio.El sellado hacia la culata se establece por medio de juntas de goma. De esa forma no existe ningún contacto directo entre la tapa y la culata, con lo cual tampoco se transmiten oscilaciones del motor hacia la tapa de la culata. La tapa se atornilla por medio de elementos desacopladores.

Para evitar deformaciones en la tapa de la culata y establecer un sellado fiable se informa en el sistema ELSA sobre la forma de proceder con todos los detalles.

Culata

Árbol de levasde admisiónCadena de accionamiento

para el árbol de levas de admisión

Válvula parareglaje de

distribución variable

Culata de flujo transversal

Árbol de levas de escape

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Tapa de culata

Manguitodistanciador

Elemento desacoplador

Junta Boquilla perfilada de goma

Elemento desacoplador

JuntaTapa de culata

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Mecánica del motor

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Reglaje de distribución variable

Las operaciones de intercambio de gases en la cámara de combustión del motor ejercen una influencia esencial sobre la entrega de par y potencia y sobre las emisiones contaminantes. Con el reglaje de distribución variable resulta posible adaptar estos intercambios de gases a las necesidades momentáneas del motor.Esto se realiza modificando los tiempos de apertura y cierre de las válvulas, en función del régimen de revoluciones, procediendo a través del árbol de levas de admisión. Desde la gama de regímenes inferiores hasta los regímenes intermedios aumenta con ello la entrega de par, mientras que la entrega de potencia aumenta en la gama de los regímenes superiores.El reglaje de distribución variable viene a mejorar a su vez la recirculación interna de gases de escape.

El reglaje abarca 22° del cigüeñal en dirección de «avance».

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Cilindro hidráulico conémbolo conmutador

Patín tensor de cadena

Émbolo tensor

Perno de bloque para la fase de arranque

Variador de patínÉmbolo de reglaje

Válvula para reglaje de distribución variable N205

Cámara de acopiode aceite

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Mecánica del motor

Posición básica

Motor parado

Estando el motor parado no hay presión de aceite.El perno de bloqueo se encuentra sometido a la fuerza del muelle, es oprimido hacia la garganta de encastre del émbolo de reglaje y lo bloquea.

Arranque del motor

En la fase de arranque del motor, la presión del aceite todavía no es la suficiente para extraer el perno de bloqueo de su alojamiento en la garganta de encastre que tiene el émbolo de reglaje.

La función de bloqueo y la cámara de acopio de aceite en la unidad de reglaje de distribución variable reducen las oscilaciones en el accionamiento de cadena, con lo cual se minimiza la sonoridad emitida durante la fase de arranque.

Posición básica:desde ralentí hasta aprox. 1.000 rpmPosición para entrega de par:a partir de aprox. 1.000 rpm hasta aprox. 3.600 rpm en el Touareg y hasta aprox. 5.600 rpm en el PhaetonPosición para entrega de potencia:a partir de aprox. 3.600 rpm en el Touareg y aprox. 5.600 rpm en el Phaeton

Así funciona:

De acuerdo con la excitación aplicada a la válvula para reglaje de distribución variable se inscribe el aceite en dos diferentes conductos de control. Los conductos están comunicados con las cámaras por ambos lados del émbolo de reglaje.A través del conducto A se efectúa el reglaje de «retraso» y a través del conducto B el reglaje de «avance».

Conductosde control

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Émbolo de reglaje

Cámara de acopiode aceite

Perno debloqueo

Taladro de lubricación ydesaireación

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Motor en funcionamiento

En cuanto el aceite alcanza una presión determinada impulsa el perno de bloqueo, superando la fuerza del muelle, y lo extrae así de la garganta de encastre, con lo cual el es posible regular la posición relativa del árbol de levas de admisión.

Posición para la entrega de par

A regímenes comprendidos entre las 1.000 y 3.600 rpm en el Touareg y 5.600 rpm en el Phaeton se conmuta a la posición destinada a la entrega de par.El aceite pasa por el conducto B hacia el émbolo de reglaje y lo impele hacia la posición para la entrega de par. Las válvulas de admisión cierran temprano en esa posición. Esto reviste la ventaja de que en esta gama de regímenes se cuenta con una baja velocidad de flujo en el colector de admisión y la mezcla de combustible y aire sigue al movimiento del pistón.Con el cierre temprano de las válvulas de admisión la mezcla ya no puede volver del cilindro al colector de admisión.

Posición para la entrega de potencia

A partir de un régimen de aproximadamente 3.600 rpm en el Touareg y 5.600 rpm en el Phaeton se conmuta a la posición para la entrega de potencia (posición básica).

El aceite pasa por el conducto A hacia el émbolo de reglaje y lo impele hacia la posición para la entrega de potencia. Las válvulas de admisión cierran tarde en esta posición. Debido a la alta velocidad de flujo que existe a regímenes superiores, la mezcla de combustible y aire sigue entrando al cilindro, a pesar de que el pistón ya se está moviendo de nuevo hacia arriba.

S341_038Garganta de encastre

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Perno de bloqueo

Tope para la posición de entrega de par

Émbolo de reglaje

Émbolo de reglaje

Tope para la posición de entrega de potencia

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Mecánica del motor

Mando de válvulas

En el motor V8 se implanta la tecnología de 5 válvulas por cilindro. Ofrece una gran sección transversal de flujo y establece con ello un intercambio de gases muy adecuado. El mando de las válvulas se realiza por medio de balancines flotantes de rodillo, con un elemento hidráulico para la compensación del juego de las válvulas.

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Válvula parareglaje de distribución variable

Cadena de rodillos para el árbol de levas

Árbol de levas de escape

Válvulas de admisión

Árbol de levas de admisión

Balancín flotante de rodillo

Válvulas de escape

Leva simple en el árbol de escape

Mando de las válvulas

Las válvulas se accionan por los árboles de levas a través de balancines flotantes de rodillo. Ambas válvulas de escape se accionan por medio de un balancín flotante doble y las tres válvulas de admisión a través de un balancín flotante triple.

Cadena de rodillos para el árbol de levasCorrea dentada

Balancín flotante de rodilloen versión doble

Balancín flotante de rodilloen versión triple

Leva doble en elárbol de admisión

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S341_028

Compensación de toleranciasBalancines flotantes de rodillo, de admisión

Entre las levas del árbol de admisión y los rodillos de los balancines flotantes puede haber pequeñas tolerancias de alineación y de cotas de los componentes. Para establecer una presión uniforme entre los componentes, el eje enchufable para el balancín de admisión es una versión convexa.De ese modo se impide la posibilidad de que el balancín flotante de rodillo se pueda ladear.

Para más claridad de la ilustración se representa aquí de forma muy exagerada la tolerancia del eje enchufable con respecto al árbol de levas.

Árbol de levas de admisiónEje del árbol de levas

Eje geométrico (efectivo)

Eje geométrico (teórico)

Eje enchufable parabalancín flotante de rodillo Balancín flotante de

rodillo

Rodillos

Los balancines flotantes de rodillo van alojados en un eje enchufable, a través del cual se alimenta a su vez con aceite los cojinetes y los elementos hidráulicos para la compensación del juego de las válvulas.

- Los elementos hidráulicos para la compensación del juego de las válvulas se encuentran directamente en el brazo de palanca sobre las válvulas.

- Los rodillos van alojados entre los brazos de palanca.

Rodillo situado entre losbrazos de palanca

Válvulas de escape 1 y 2

Taladro de proyección de aceite

Válvulas de escape Válvulas de admisión

Eje enchufable conalimentación de aceite

Conducto de aceite

Balancín flotante de rodilloen versión dobleLeva simple Leva doble

Elemento hidráulico para la compensación del juego de la válvula

Balancín flotante de rodilloen versión triple

Válvulas de admisión1 y 3 Válvula de admisión 2

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