General Motors presentó por primera vez el motor diesel Duramax V-8 de 6.6 L para sus camionetas livianas Chevrolet y GMC 2001. GM diseñó y fabricó el motor en colaboración con Isuzu para reemplazar el quemador de aceite de 6,5 L que se suspendió el año anterior. Este nuevo motor marcó un salto adelante en el diseño, la tecnología y el rendimiento de los motores diésel de GM, ya que las culatas de hierro fundido de inyección indirecta y dos válvulas por cilindro del 6.5L fueron reemplazadas por un motor de 32 válvulas de alta potencia. presión common-rail, inyección directa diesel V-8 con cabezales de aluminio.
El Duramax LB7 sentó las bases para todos los motores diésel de GM que le siguieron. Las generaciones posteriores incluyeron mejoras que produjeron más confiabilidad, mejores emisiones y más potencia, pero eran esencialmente el mismo motor de principio a fin.
GM, Ford y Ram están enfrascados en una batalla continua por la supremacía de la potencia y el par motor diésel. GM ciertamente conoce el juego y ha desarrollado el L5P para que sea un jugador importante en esa guerra. Su diseño robusto permitirá que el motor soporte aumentos de potencia sin preocuparse por comprometer su integridad. Lograr que un Duramax L5P produzca más de 1,000 lb-ft de torque está literalmente a solo una reprogramación del ECM.
Las siguientes fotos e información detallan lo que aprendimos sobre el nuevo motor diesel Duramax L5P de 6.6 L de GM durante un desmontaje completo de dos días, realizado en la sede central de Gale Banks Engineering en Azuza, California, por el fabricante de motores principal Mike Keegan.
¡¿Qué L?!
¿Se ha preguntado alguna vez de dónde obtiene General Motors las designaciones (LBZ, LMM, etc.) para sus motores diésel Duramax y qué significan realmente los identificadores? La gran pregunta es, ¿por qué siempre hay una «L» al comienzo de un código de motor y qué significa el resto?
Comencemos explicando para qué se llaman y se usan realmente las designaciones. GM se refiere a las designaciones de motor como un código de opción de producción regular (RPO). Estos códigos suelen estar compuestos por una combinación de tres caracteres alfanuméricos. La razón principal por la que GM utiliza RPO es para mantener en orden la lista de materiales (BOM) del motor y del vehículo y las listas de piezas de servicio cuando se realiza un cambio en un motor. Las piezas para un motor específico se liberarán contra un RPO y un año de modelo para garantizar que las piezas se asignen correctamente. Esto es particularmente importante cuando se realiza un cambio a mitad de año, como cuando el LLY reemplazó al LB7 a mediados de 2004.
Cada carácter que se usa en un RPO está ahí por una razón. Cada uno tiene un significado para GM. Por ejemplo: L significa motores (por ejemplo, LT1, LS3, etc.), M se refiere a transmisiones, G se refiere a ejes, etc. Entonces, cuando GM mira un RPO, cuenta una especie de historia sobre el motor. Cuando se asigna un nuevo RPO, normalmente se refiere a algún tipo de cambio que se realizó y la necesidad de mantener segregadas las piezas de ese modelo de motor. Cuando se usaron cambios significativos como un EGR y un nuevo turbocompresor en el LB7, el RPO se cambió a LLY para indicar el cambio. En el caso del LML, se desarrolló un motor completamente nuevo para reemplazarlo, por lo tanto, un nuevo RPO. El único carácter que ha sido una constante en todos los RPO de Duramax es la primera letra: «L (motor)». Los otros dos personajes se han redefinido a medida que se realizaron cambios en la plataforma del motor.
Aquí está el nuevo Duramax L5P, exactamente como lo entregó General Motors, con soportes de elevación y tapas rojas de plástico incluidas. Lo único que falta es la caja de envío.
Esta foto ofrece una mirada de cerca al riel de combustible, las líneas de suministro, las líneas de retorno y los inyectores Denso, componentes clave del nuevo sistema de combustible de alta presión del L5P. Justo encima del riel de combustible (a la izquierda de la tapa de llenado de aceite) se encuentra el nuevo sistema PCV. El PCV utiliza una centrífuga para separar el aceite de los gases del cárter, mientras que el impulso del turbocompresor de geometría variable controlado electrónicamente obliga al aceite separado a volver a bloquearse. Este sistema asegura que la carga de aire de admisión esté siempre limpia y libre de aceite.
Mike Keegan comienza el proceso de desmontaje quitando los escudos térmicos en la parte superior del motor.
Con el blindaje retirado de la parte trasera del motor, el convertidor catalítico montado en el turbo y el enfriador de EGR (ubicados a la derecha del «cargador») son visibles. El convertidor catalítico sale directamente a la bajante de escape.
El nuevo sistema EGR del motor es más grande (múltiple de escape, válvulas y enfriador) y cuenta con una válvula de mariposa que regula el flujo y la presión de aire en el múltiple de admisión.
El lado de escape del turbocompresor tiene una gran abertura que desemboca directamente en el convertidor catalítico. Ambos tubos ascendentes tienen un flujo suave y agradable, desde los colectores de escape hasta el turbo.
Los escudos térmicos de los colectores se quitan para acceder a las bujías incandescentes, los sensores y los pernos del colector.
La carcasa del termostato y la bomba de agua son fácilmente visibles una vez que se extraen los soportes de accesorios de la parte delantera del motor.
Con la tapa de válvulas y los pernos de la culata aflojados, Mike quita las culatas.
Sin el amortiguador de vibraciones, se ve un pasador de alineación en el extremo del cigüeñal. Aunque el pasador solo se utiliza para colocar correctamente el equilibrador, no evita que el amortiguador gire sobre la manivela. Un acoplador de fricción de arandela y polvo de diamante aumenta la fricción y también evita el deslizamiento del amortiguador.
Ocho rociadores de aceite están diseñados con muescas para proporcionar espacio adicional para las bielas. También pueden suministrar 1 galón de aceite por minuto a cada pistón.
Mike desatornilla cuidadosamente todos los pistones y varillas y los saca del bloque.
Al quitar la cubierta delantera, se revelan los engranajes de sincronización y se permite el acceso al árbol de levas. La placa adaptadora trasera no solo se usa para atornillar el bloque a una transmisión, sino que también canaliza el aceite y el refrigerante hacia la parte trasera del motor. Los pasos finales del desmontaje son quitar las tapas de los cojinetes principales y el cigüeñal.
Así luce el banco de trabajo en la sala de máquinas de Gale Banks Engineering después de desarmar un motor Duramax L5P. El bloque en el soporte del motor hacia la parte trasera de la sala es un LMM de Duramax que estamos usando para comparar.
El bloque de arriba es un Duramax LMM, mientras que el de abajo es el nuevo L5P. Una diferencia visible entre los dos bloques es la adición de dos pernos de culata M8 en las esquinas superiores de la plataforma del L5P. No es visible el aumento de 0,1693 pulgadas (4,30 mm) en la altura de la plataforma de la nueva fundición.
Como ves en las fotos comparativas, el L5P (abajo) tiene un mayor número de puntos de montaje y puertos en el valle del bloque. Los puertos suministran aceite al turbo y al adaptador trasero. La variedad de puntos de montaje se utiliza para asegurar el turbo con escudo térmico, así como las líneas de aceite, refrigerante y combustible que atraviesan el valle. La bomba de alta presión conserva la misma ubicación de montaje en la parte delantera del bloque.
Tenga en cuenta las diferencias en las piezas fundidas de los bloques. El rediseño del L5P produjo un aumento del 20 por ciento en la resistencia para permitir que el bloque manejara una mayor presión del cilindro de 180 bar (medición de la presión del aire atmosférico). Los motores Duramax más antiguos funcionan a 150 bar. El nuevo bloque también es 9 libras más pesado que nuestra fundición LMM de comparación. El L5P está hecho de hierro fundido tratado térmicamente de alta resistencia, con cilindros endurecidos por inducción para reducir el desgaste en el área de recorrido del anillo.
El pistón de aluminio L5P completamente rediseñado, la biela y la muñequera de la izquierda no tienen nada en común con sus contrapartes LMM. Se usa un láser para derretir la parte superior de los pistones del L5P, y luego se mecaniza el radio del borde de entrada de los tazones. Agregar el radio ayuda a reducir la generación de hollín.
Hay una diferencia de altura definida en los dos pistones. La babosa L5P es la más alta de las dos. Su altura de compresión también se incrementa en 0,1693 pulgadas (4,3 mm) a 2,1377 pulgadas (54,3 mm) para acomodar una muñequera más grande de 1,4173 pulgadas (36 mm).
El aumento de masa del nuevo pistón (izquierda) también se nota inmediatamente. Las paredes son más gruesas y hay más área de contacto para la muñequera. El pistón L5P es 7 gramos más pesado que el LMM.
El diámetro de la muñequera para los pistones L5P se incrementa a 1,4173 pulgadas (36 mm) desde las 1,3582 pulgadas (34,5 mm) de los modelos Duramax anteriores.
Se invirtió mucha ingeniería y pensamiento en las bielas del nuevo motor, que son un 20 por ciento más fuertes que las versiones anteriores para adaptarse a la mayor presión del cilindro del motor. La primera diferencia es la tapa del cojinete desplazada. Este diseño se utilizó para aumentar las holguras internas a medida que gira la manivela. Las varillas se funden en polvo como piezas individuales y luego se rompen las tapas para garantizar una alineación adecuada. Los pernos se retienen en la tapa para facilitar el montaje de la varilla. El material utilizado para los cojinetes de biela se actualiza y el ancho del cojinete aumenta de 0,9299 pulgadas (23,62 mm) a 0,9618 pulgadas (24,43 mm).
La nueva bomba de aceite L5P (izquierda) tiene un 19,6 % más de capacidad que su predecesora. El diámetro del engranaje de la bomba de aceite y la velocidad del motor siguen siendo los mismos, pero el ancho aumenta de 0,510 pulgadas (12,954 mm) a 0,6102 pulgadas (15,5 mm). Este aumento proporciona 21 galones por minuto al motor y al turbocompresor.
Los inyectores tipo solenoide Denso G4S Gen III (izquierda) son nuevos en el motor Duramax. El solenoide montado en la parte superior y la entrada de combustible, junto con el diámetro del cuerpo de 0,7677 pulgadas (19,5 mm), lo hacen claramente diferente de su contraparte. La boquilla Mini-Sac de Denso proporciona 830 cc de combustible por minuto a través de siete orificios y un ángulo de pulverización de 180 grados. La punta de la boquilla sobresale 0,059 pulgadas (1,5 mm) en el cilindro. El conjunto del soporte de sujeción se ha rediseñado para el nuevo inyector.
La HP4 de Denso es la bomba de combustible de alta presión (izquierda) que se eligió para la L5P. La Denso es una bomba radicalmente diferente a la unidad Bosch junto a la que se encuentra. El nuevo presurizador utiliza tres cilindros de alta presión, un mecanismo de accionamiento excéntrico y una relación de accionamiento de 1:1 para proporcionar 1,22 cc de descarga por revolución. También tiene una válvula de control de flujo de combustible integrada, una pantalla de filtro en la entrada de la bomba y una única salida de alta presión. Se omitieron un cebador montado en la bomba y un sensor de temperatura en la nueva unidad. A diferencia de las generaciones anteriores que se basan en una bomba de succión y un filtro montados en el motor para el suministro, el nuevo sistema utiliza un filtro montado en el chasis y es alimentado por una bomba de suministro en el tanque que mantiene una presión de 4 bares en todo el sistema. El sensor de presión de combustible también se aleja del motor.
El elevador y la varilla de empuje de la izquierda son las nuevas piezas derivadas del motor LS más livianas que se usan en el L5P. El levantador de estilo LS solo pesa 138 gramos, que es 64 gramos más ligero que el LMM. El elevador tiene un cuerpo formado en frío, un rodamiento de rodillos de 18 agujas y un seguidor coronado de 0,6998 pulgadas de ancho (17,775 mm). Aunque la longitud de la varilla de empuje L5P (izquierda) es significativamente más corta y el diámetro es más pequeño, es solo 1,3 gramos más liviana que la LMM (87,5 gramos). Esto se debe al uso de tubos más resistentes y de paredes más gruesas en la construcción de la caña.
La foto en la parte superior muestra las varillas de empuje, los elevadores y la guía de nailon basados en LS del L5P, que es un diseño de elevador capturado. La fotografía inferior muestra los elevadores LMM, las varillas de empuje y el conjunto de guía de metal.
La diferencia más significativa entre el árbol de levas L5P (izquierda) y la leva LMM es el ancho de sus lóbulos.
Los corredores de admisión en las culatas de cilindros L5P están diseñados para mejorar el flujo de aire y el volumen.
Los puertos de escape más grandes (arriba) dan a los cabezales L5P el flujo necesario para soportar el volumen mejorado en el lado de admisión.
Hay diferencias notables en la nueva culata (arriba) y LMM. Una gran mejora en la cabeza del L5P es la adición de dos pernos en las esquinas superiores de la cabeza, haciendo un total de seis. Los tamaños de las válvulas siguen siendo los mismos en el nuevo cabezal. Las válvulas se nitruran (un proceso que endurece la superficie) y luego se pulen.
El cigüeñal (arriba) del nuevo Duramax tiene un diseño distintivo. Los muñones principales conservan el mismo diámetro (3,1464 pulgadas/79,92 mm) pero usan rodamientos más anchos. Los cojinetes principales para los muñones 1 a 4 tienen ahora 24,3 mm (0,9566 pulgadas) de ancho, lo que representa un aumento de 3,6 mm (0,1417 pulgadas) con respecto a los cojinetes antiguos. El cojinete principal (de empuje) número 5 experimentó un mayor aumento de tamaño, de 0,8149 pulgadas (20,7 mm) a 1,019 pulgadas (25,9 mm). El diámetro del muñón del cojinete de biela aumenta de 2,4764 pulgadas (62,902 mm) a 2,6771 pulgadas (68 mm). El anillo de tono de la posición del cigüeñal ahora está ubicado internamente en el motor, en la parte posterior del cigüeñal para una sincronización más precisa. La parte posterior de la manivela tiene menos distorsión/desviación que en el extremo del amortiguador.
Un nuevo turbo más grande cuenta con una rueda de compresor de palanquilla y un controlador electrónico para reducir el retraso.
La bomba de agua rediseñada de la L5P (izquierda) ha aumentado el flujo para cumplir con el requisito del sistema HVAC de 340 lpm. La bomba puede lograr un flujo mejorado gracias a un impulsor refinado y un menor número de dientes del engranaje impulsor (41 a 36 dientes), lo que crea una relación de bomba de 1,19:1.
El nuevo enfriador de aceite/intercambiador de calor (derecha) es más grande para adaptarse al aumento del flujo de refrigerante y aceite. El enfriador tiene tres venas adicionales para manejar más aceite y dispersar mejor el calor.
Estas vistas inferiores de los cárteres de aceite superiores presentan diferencias en su diseño. Con la nueva pieza (abajo), el tubo de recogida de aceite se incorpora a la bandeja, en lugar de atravesarla. Las superficies de montaje indican la diferencia de tamaño de los cárteres de aceite inferiores asociados.
Ver la parte superior de los cárteres de aceite aclara cómo el cárter L5P (inferior) está diseñado con una bandeja de viento completamente integrada para reducir la aireación del aceite que podría dañar el motor.
