Inyector De Wikipedia, la enciclopedia libre Saltar a: navegacin, bsqueda Un inyector es un dispositivo utilizado para bombear fluidos utilizando el efecto Venturi. Utiliza un fluido a alta presin que sale por una boquilla a alta velocidad y baja presin convirtiendo su energa potencial en energa cintica. En esta zona de baja presin se mezcla con el fluido que se quiere bombear y le imparte energa cintica (velocidad). A continuacin ambos fluidos mezclados entran por otra boquilla donde la energa cintica vuelve a convertirse en potencial, dismiinuyendo la velocidad y aumentando la presin. El fluido bombeado puede ser o lquido o gaseoso y, en algunos casos puede llevar slidos en suspensin. En todos los casos el fluido propulsor y el bombeado salen totalmente mezclados a la salida del inyector. Una de las aplicaciones ms frecuentes del inyector es en la Inyeccin de combustible en los motores termodinmicos.

A- Vapor a alta presin procedente de la caldera, B- Vlvula de aguja, C- Manija de la vlvula de aguja, D- Aqu se mezclan el vapor y el agua, E- Entrada de agua, F- Cono de mezcla, G- Boquilla y cono de salida, H- Cavidad y tubo de salida, K- Vlvula anti-retorno. [editar] Historia Historia El inyector fue inventado por el francs Henri Giffard en 1858 y se utiliz originalmente para inyectar agua en las calderas de vapor. En este caso el fluido a alta presin es el vapor de la caldera que sale a alta velocidad por la boquilla y se mezcla con agua lo que produce su condensacin. El chorro resultante de agua tiene energa cintica suficiente para entrar en la caldera. [editar] Usos Aparte del ya indicado para calderas de vapor, se utilizan bombas de inyector para bombear diesel que podran daar otro tipo de bombas. Tambin se usan inyectores para hacer

disoluciones ya que los fluidos se mezclan muy eficientemente en el inyector. Como ejemplo se puede citar la carbonatacin de bebidas carbnicas donde la bebida sin carbnico se inyecta a alta presin y arrastra el gas carbnico que se disuelve inmediatamente por lo que a la salida del inyector se obtiene bebida ya carbonatada. Obtenido de http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Inyector&oldid=53709734

Inyector de combustible Diesel (viene de sistema de inyeccin Diesel) La figura de la derecha muestra de manera esquemtica como se monta el inyector en el motor Diesel. Este dispositivo encargado de producir el aerosol de combustible dentro de la cmara de combustin, es un conjunto de piezas dentro de un cuerpo de acero que atraviesa en cuerpo metlico de motor y penetra hasta el interior de la cmara de combustin. Por el extremo externo se acopla el conducto de alta presin procedente de la bomba de inyeccin. La figura de abajo muestra un montaje real del inyector para el caso de un motor de inyeccin directa. El cuerpo del inyector aparece seccionado . Observe como una pieza en forma de cilindro terminado en punta entra a la cmara de combusti n, esta pieza se conoce como tobera y es la encargada de pulverizar el combustib le para

formar el aerosol Para entender el funcionamiento, en la figura de la derecha se presenta un inyector de manera esquemtica. El combustible procedente de la bomba de inyeccin se alimenta a una entrada del inyector, este combustible, a travs de conductos perforados en el cuerpo del inyector (sealados en rojo) se conduce hasta una aguja en la parte inferior que obstruye el orificio de salida al ser empujada a travs de una varilla por un resorte. De esta manera el paso del combustible a la cmara de combustin est bloqueado. Cuando la presin en el conducto de entrada crece los suficiente por el empuje de la bomba de inyeccin, la presin puede vencer la fuerza del resorte y levantar la aguja, de esta forma se abre el pequeo conducto de acceso a la cmara, y el combustible sale muy pulverizado por el extremo inferior. Observe que la presin del combustible acta sobre un rea pequea de la parte inferior de la aguja, una vez que la presin vence la fuerza del resorte entra a la cmara donde est la parte cilndrica de la aguja que tiene mayor rea, la fuerza de empuje crece y la aguja es apartada de su asiento de manera abrupta. Este efecto garantiza que la apertura del inyector de haga muy rpidamente lo que es

deseable. Un tornillo de regulacin sobre el resorte permite comprimirlo en mayor o menor grado y con ello establecer con exactitud la presin de apertura del inyector. Estas presiones en el motor Diesel pueden estar en el orden de hasta mas de 400 Kg/cm. La figura de la derecha muestra un animado del funcionamiento del inyector. Observe que cuando la aguja se abre, la elevada presin acta en el interior de la tobera, para evitar que el combustible pueda pasar por las holguras entre al aguja y el cuerpo de la tobera. Estas toberas se fabrican con una gran precisin, tanto, que para un mismo lote de ellas las agujas de unas, pueden no entrar en el cuerpo de otras, o el polvo depositado en la aguja puede impedir que se deslice dentro del cuerpo de la tobera, esto hace que cuando se trabaja con toberas de inyeccin haya que tener mucho cuidado en no intercambiar las piezas y mantener un ambiente muy limpio. Aun con el gran grado de exactitud con que se fabrican las piezas de la tobera, el combustible poco a poco durante los millones de ciclos de trabajo va pasando lentamente a la cmara encima de la aguja, un conducto de retorno no representado devuelve ese combustible a la entrada de la bomba de inyeccin. Abajo pueden apreciarse inyectores y toberas reales, as como la formacin del cono del aerosol.

A la izquierda un tpico cono de aerosol para el inyector del motor de cmara separada, arriba diferentes tipos de toberas y a la derecha un inyector completo.

.

Estructura y funcin de los componentes (continuacin) Parte de alta presin (continuacin) Inyectores El inyector utilizado en los sistemas common-rail se activan de forma elctrica a diferencia de los utilizados en sistemas que utilizan bomba rotativa que inyectan de forma mecnica. Con esto se consigue mas precisin a la hora de inyectar el combustible y se simplifica el sistema de inyeccin.

Esquema de un inyector: 1.- retorno de combustible a deposito; 2.- conexin elctrica 3.- electrovlvula; 4.- muelle; 5.- bola de vlvula; 6.- estrangulador de entrada: 7.- estrangulador de salida; 8.- embolo de control de vlvula; 9.- canal de afluencia; 10 aguja del inyector; 11.- Entrada de combustible a presin; 12.- cmara de control.

Estructura La estructura del inyector se divide en tres bloques funcionales:

El inyector de orificios. El servosistema hidrulico. La electrovlvula.

El combustible a alta presin procedente del rail entra por "11" al interior del inyector para seguir por el canal de afluencia "9" hacia la aguja del inyector "10", as como a travs del estrangulador de entrada "6" hacia la cmara de control "12". La cmara de control "12" esta unida con el retorno de combustible "1" a travs del estrangulador de salida "7" y la electrovlvula "3". Cuando la electrovlvula "3" no esta activada el combustible que hay en la cmara de control "12" al no poder salir por el estrangulador de salida "7" presiona sobre el embolo de control "8" que a su vez aprieta la aguja del inyector "10" contra su asiento por lo que no deja salir combustible y como consecuencia no se produce la inyeccin. Cuando la electrovlvula esta activada entonces se abre y deja paso libre al combustible que hay en la cmara de control. El combustible deja de presionar sobre el embolo para irse por el estrangulador de salida hacia el retorno de combustible "1" a travs de la electrovlvula. La aguja del inyector al disminuir la fuerza del embolo que la apretaba contra el asiento del inyector, es empujada hacia arriba por el combustible que la rodea por lo que se produce la inyeccin. Como se ve la electrovlvula no acta directamente en la inyeccin sino que se sirve de un servomecanismo hidrulico encargado de generar la suficiente fuerza para mantener cerrada la vlvula del inyector mediante la presin que se ejerce sobre la aguja que la mantiene pegada a su asiento. El caudal de combustible utilizado para las labores de control dentro del inyector retorna al deposito de combustible a travs del estrangulador de salida, la electrovlvula y el retorno de combustible "1". Ademas del caudal de control existen caudales de fuga en el alojamiento de la aguja del inyector y del embolo. Estos caudales de control y de fugas se conducen otra vez al deposito de combustible, a travs del retorno de combustible "1" con una tubera colectiva a la que estn acoplados todos los inyectores y tambin la vlvula reguladora de presin. Funcionamiento La funcin del inyector puede dividirse en cuatro estados de servicio, con el motor en marcha y la bomba de alta presin funcionando.

Inyector cerrado (con alta presin presente). El inyector abre (comienzo de inyeccin) Inyector totalmente abierto. El inyector cierra (final de inyeccin).

Si el motor no esta en marcha la presin de un muelle mantiene el inyector cerrado.

Inyector cerrado (estado de reposo): La electrovlvula no esta activada (estado de reposo) y por lo tanto se encuentra cerrado el estrangulamiento de salida que hace que la presin del combustible sea igual en la cmara de control que en el volumen de cmara de la tobera por lo que la aguja del inyector permanece apretado sobre su asiento en la tobera empujada (la aguja) por el muelle del inyector, pero sobre todo la aguja se mantiene cerrada porque la presin en la cmara de control y en el volumen de cmara de la tobera (que son iguales) actan sobre reas distintas. La primera acta sobre el mbolo de control y la segunda sobre la diferencia de dimetros de la aguja, que es un rea menor y por tanto la fuerza que empuja a la aguja contra el asiento es mayor que la fuerza en sentido contrario, que tendera a abrirla. El muelle, aunque ayuda, aporta una fuerza muy pequea. El inyector abre (comienzo de inyeccin): El inyector se encuentra en posicin de reposo. La electrovlvula es activada con la llamada corriente de excitacin que sirve para la apertura rpida de la electrovlvula. La fuerza del electroimn activado ahora es superior a la fuerza del muelle de vlvula, y el inducido abre el estrangulador de salida. En un tiempo mnimo se reduce la corriente de excitacin aumentada a una corriente de retencin del electroimn mas baja. Con la apertura del estrangulador de salida puede fluir ahora combustible, saliendo del recinto de control de vlvula hacia el recinto hueco situado por encima, y volver al deposito de combustible a travs de las tuberas de retorno. El estrangulador de entrada impide una compensacin completa de la presin, y disminuye la presin en la cmara de control de vlvula. Esto conduce a que la presin en la cmara de control sea menor que la presin existente en la cmara de la tobera. La presin disminuida en la cmara de control de la vlvula conduce a una disminucin de la fuerza sobre el mbolo de mando y da lugar a la apertura de la aguja del inyector. Comienza ahora la inyeccin. La velocidad de apertura de la aguja del inyector queda determinada por la diferencia de flujo entre el estrangulador de entrada y de salida. Inyector totalmente abierto: El mbolo de mando alcanza su tope superior y permanece all sobre un volumen de combustible de efecto amortiguador. Este volumen se produce por el flujo de combustible que se establece entre el estrangulador de entrada y de salida. La tobera del inyector esta ahora totalmente abierta y el combustible es inyectado en la cmara de combustin con una presin que corresponde aproximadamente a la presin en el Rail. La distribucin de fuerzas en el inyector es similar a la existente durante la fase de apertura. El inyector cierra (final de inyeccin) Cuando deja de activarse la electrovlvula, el inducido es presionado hacia abajo por la fuerza del muelle de vlvula y la bola cierra el estrangulador de salida. El inducido presenta una ejecucin de dos piezas. Aunque el plato del inducido es conducido hacia abajo por un arrastrador, puede sin embargo moverse elsticamente hacia abajo con el muelle de reposicin, sin ejercer as fuerza hacia abajo sobre el inducido y la bola. Al cerrarse el estrangulador de salida se forma de nuevo en el recinto de control una presin como en el Rail, a travs del estrangulador de entrada.

Este aumento de presin supone un incremento de fuerza ejercido sobre el embolo de mando. Esta fuerza del recinto de control de vlvula y la fuerza del muelle, superan ahora la fuerza del volumen de la cmara de tobera y se cierra sobre su asiento la aguja del inyector. La velocidad de cierre de la aguja del inyector queda determinada por el flujo del estrangulador de entrada.

Inyectores de orificios Funciones Las toberas de inyeccin se montan en los inyectores Common Rail. De esta forma los inyectores Common Rail asumen la funcin de los portainyectores. Aplicacin Para motores de inyeccin directa que utilizan el sistema Common Rail se emplean inyectores de orificios del tipo P con un dimetro de aguja de 4 mm. Hay dos tipos de inyectores:

Inyectores de taladro ciego Inyectores de taladro en asiento

Estructura Los orificios de inyeccin se encuentran situados en el inyector de tal forma que al inyectar el combustible, el chorro forme un cono en la cmara de combustin. El numero y dimetro de los orificios de inyeccin dependen de:

El caudal de inyeccin La forma de la cmara de combustin La turbulencia del aire (rotacin) aspirado en la cmara de combustin.

Para emisiones reducidas de hidrocarburos es importante mantener lo mas reducido posible el volumen ocupado por el combustible (volumen residual) por debajo de la arista de asiento de la aguja del inyector. Esto se consigue de la mejor manera con inyectores de taladro en asiento.

Ejecuciones

Inyector de taladro ciego Tiene los orificios de inyeccin dispuestos en el taladro ciego. Estos inyectores se ofrecen en diversas dimensiones con las siguientes formas de taladro ciego: - taladro ciego cilndrico. - taladro ciego cnico. 1- Inyector de taladro ciego con taladro ciego cilndrico y casquete redondo: Por la forma del taladro ciego que consta de una parte cilndrica y una parte semiesfrica, existe una gran libertad de dimensionamiento en lo referente a: - numero de orificios. - longitud de orificios. - ngulo de inyeccin. El casquete del inyector tiene forma semiesfrica y garantiza as, junto con la forma del taladro ciego, una longitud uniforme de orificios. 2- Inyector de taladro ciego con taladro ciego cilndrico y casquete cnico: Este tipo de inyector solo se emplea para longitudes de orificio de 0,6 mm. La forma cnica del casquete aumenta la resistencia del casquete por un mayor espesor de pared entre curvatura de la garganta y el asiento del cuerpo del inyector. 3- Inyector de taladro ciego con taladro ciego cnico y casquete cnico: El volumen del taladro ciego en el inyector del taladro ciego con taladro ciego cnico es, debido a su forma cnica, inferior al de un inyector con taladro ciego cilndrico. En cuanto al volumen de taladro ciego, se encuentra

entre el inyector de taladro en asiento y el inyector de taladro ciego con taladro ciego cilndrico. Para obtener un espesor de pared uniforme del casquete, el casquete esta ejecutado conicamente en correspondencia con el taladro ciego

Inyector de taladro en asiento para reducir al mnimo el volumen contaminante y con ello tambin la emisin de HC, el comienzo del orificio de inyeccin se encuentra en el cono del asiento del cuerpo del inyector y queda cubierto por la aguja cuando esta cerrado el inyector. De esta forma no existe ninguna comunicacin directa entre el taladro ciego y la cmara de combustin. El volumen contaminante esta muy reducido en comparacin con el inyector de taladro ciego. Los inyectores de taladro en asiento presentan un limite de solicitacin mucho menor que los inyectores de taladro ciego y, por lo tanto, solo pueden ser ejecutados en el tamao P con una longitud de orificio de 1 mm. La forma del casquete es cnica por motivos de resistencia. Los orificios de inyeccin estn taladrados por regla general, de forma electroerosiva.

2011 Aficionados a la Mecnica. Pagina creada por Dani meganeboy.

ACTUADORES

Inyector Para conseguir un buen comienzo de inyeccin y un caudal de inyeccin exacto, en el sistema "Common Rail" se aplican inyectores especiales con un servosistema hidrulico y una unidad de activacin elctrica (electrovlvula). Al comienzo de un proceso de inyeccin, el inyector es activado con una corriente de excitacin aumentada, para que la electrovlvula abra rpidamente. En cuanto la aguja del inyector ha alcanzado su carrera mxima y esta abierta totalmente la tobera, se reduce la corriente de activacin a un valor de retencin mas bajo. El caudal de inyeccin queda determinado ahora por el tiempo de apertura y la presin en el "Rail". El proceso de inyeccin concluye cuando la electrovlvula ya no es activada, cerrandose por tanto.

Vlvula reguladora de presin La unidad de control controla la presin en el "Rail" a travs de la vlvula reguladora. Cuando se activa la vlvula reguladora de presin, el electroimn presiona el inducido contra el asiento estanco y la vlvula cierra. El lado de alta presin queda estanqueizado contra el lado de baja presin y aumenta la presin en el "Rail".En estado sin corriente, el electroimn no ejerce fuerza sobre el inducido. La vlvula reguladora de presin abre, de forma que una parte del combustible del "Rail" retorna al depsito de combustible a travs de una tubera colectiva. La presin en el "Rail" disminuye.Mediante la activacin a intervalos de la "corriente de activacin" (modulacin de amplitud de impulsos) puede ajustarse variablemente la presin.

Unidad de control del tiempo de incandescencia Para un buen arranque en fri y para mejorar la fase de calentamiento del motor que incide directamente en la reduccin de los gases de escape, es responsable el control de tiempo de incandescencia. El tiempo de preincandescencia depende de la temperatura del liquido refrigerante. Las dems fases de incandescencia durante el

arranque del motor o con el motor en marcha, son determinadas por una variedad de parmetros, entre otras cosas, por el caudal de inyeccin y por el numero de revoluciones del motor.

Convertidor electroneumtico Las vlvulas de los actuadores de presin de sobrealimentacin, de rotacin y de retroalimentacin de gases de escape (EGR), son accionadas mecnicamente con ayuda de depresin (vaco) o sobrepresin. Para ello, la unidad de control del motor genera una seal elctrica que es trasformada por un convertidor electroneumtico en una sobrepresin o depresin.

Actuador de presin de sobrealimentacin Los motores de turismos con turbocompresin por gases de escape tienen que alcanzar un elevado par motor incluso a numero de revoluciones bajos.Por este motivo, el cuerpo de la turbina esta dimensionado para un flujo pequeo de masas de gases de escape. Para que la presin de sobrealimentacin no aumente excesivamente en caso de flujos de masas mayores de gases de escape, en este margen de funcionamiento debe conducirse una parte de los gases de escape sin pasar por la turbina del turbo al colector de los gases de escape por medio de una vlvula by-pass ("Wastegate"). El actuador de la presin de sobrealimentacin modifica para ello la apertura mayor o menor de la vlvula "Wastegate" dependiendo del numero de revoluciones del motor, del caudal de inyeccin, etc. En lugar de la vlvula "Wastegate puede aplicarse tambin una geometra variable de la turbina (VTG). Esta modifica el ngulo de incidencia de la turbina de gases de escape e influye as la presin de sobrealimentacin.

P U B L I C A DO PO R CO M M O N R AI L E N 0 6 : 09 0 CO M E N T A R I O S UNIDAD DE CONTROL (ECU) Tarea y funcionamiento

La ECU avala las seales de los sensores externos y las limita al nivel de tensin admisible.Los microprocesadores calculan a partir de estos datos de entrada y segn campos caractersticos almacenados en memoria, los tiempos de inyeccin y momentos de inyeccin y transforman estos tiempos en desarrollos temporales de seal que estn adaptados al movimiento del motor. Debido a la precisin requerida y al alto dinamismo del motor, es necesaria una gran capacidad de calculo.

Esquema de entrada y salida de seales a la ECU: 1- Batera; 2- Velocmetro; 3Sensor de rpm del cigeal; 4- Sensor de fase; 5- Sensor de sobrepresin; 6Conducto de paso de combustible; 7- Sensor de control de la temperatura del gasoleo; 8- Sensor de la temperatura del liquido refrigerante; 9- Caudalimetro; 10Rampa de inyeccin con sensor de presin del combustible; 11- Interruptores del pedal de freno y de embrague; 12- Potenciometro del pedal del acelerador; 13Cajetn electrnico de precalentamiento; 14- Toma de diagnosis; 15- Equipo de cierre antirrobo; 16- Regulador de presin en la bomba; 17- Bomba de alta presin; 18- Inyectores; 19- Bujas de espiga incandescente (calentadores); 20- Luz testigo de aviso de calentadores funcionando; 21- Electrobomba de combustible de baja presin; 22- Compresor de AC; 23- Vlvula EGR; 24- Luz testigo de funcionamiento del equipo electrnico; 25- Electroventilador. Con las seales de salida se activan las etapas finales que suministran suficiente potencia para los actuadores de regulacin de presin del Rail y para la desconexin del elemento, ademas se activan tambin actuadores para las funciones del motor (ejemplo: la retroalimentacin de gases de escape, actuador de presin de sobrealimentacin, rel para la electrobomba de combustible) y otras funciones auxiliares (ejemplo: rele del ventilador, rel de calefaccin adicional, rel de

incandescencia, acondicionador de aire). Las etapas finales estn protegidas contra cortocircuitos y destruccin debida a sobrecargas elctricas. El microprocesador recibe retroinformacin sobre anomalas de este tipo as como sobre cables interrumpidos. Las funciones de diagnostico de las etapas finales para los inyectores reconocen tambin desarrollos deficientes de seal. Adicionalmente se retransmiten algunas seales de salida, a travs de interfaces, a otros sistemas del vehculo. Dentro del marco de un campo de seguridad, la unidad de control supervisa tambin el sistema de inyeccin completo.La activacin de los inyectores plantea exigencias especiales a las etapas finales. La corriente elctrica genera en una bobina con ncleo magntico una fuerza magntica que acta sobre el sistema hidrulico de alta presin en el inyector. La activacin elctrica de esta bobina debe realizarse con flancos de corrientes muy pronunciados, para conseguir una tolerancia reducida y una elevada capacidad de reproduccin del caudal de inyeccin. Condicin previa para ello son tensiones elevadas que se almacenan en memoria de la unidad de control.Una regulacin de corriente divide la fase de actuacin de corriente (tiempo de inyeccin) en una fase de corriente de excitacin y una fase de retencin. La regulacin debe funcionar con tal precisin que el inyector funcione en cada margen de servicio inyectado de nuevo de forma reproducible y debe ademas reducir la potencia de perdida en la unidad de control y en el inyector. Condiciones de aplicacin A la unidad de control se le plantean altas exigencias en lo referente a: - la temperatura del entorno (en servicio de marcha normal, -40...+85C) - la capacidad de resistencia contra productos de servicio (aceite, combustible, etc.) - la humedad del entorno - solicitaciones mecnicas Igualmente son muy altas las exigencias a la compatibilidad electromagntica (CEM) y a la limitacin de la irradiacin de seales perturbadoras de alta frecuencia. Estructura

La unidad de control se encuentra dentro de un cuerpo metlico. Los sensores, los actuadores y la alimentacin de corriente, estn conectados a la unidad de control a travs de un conector multipolar. Los componentes de potencia para la activacin directa de los actuadores estn integrados en la caja de la unidad de control, de forma tal que se garantiza una buena disipacin trmica hacia la caja. La unidad de control existe tanto con caja estanqueizada, como tambin con caja no estanqueizada P U B L I C A DO PO R CO M M O N R AI L E N 0 5 : 52 0 CO M E N T A R I O S CONTROL DEL SISTEMA CON EDC (Electronic Diesel Control) Bloques del sistema

La regulacin electrnica diesel EDC para Common Rail se divide en tres bloques de sistema: 1- Sensores y transmisores de valor terico para registrar las condiciones de servicio y valores tericos. Estos elementos transforman diversas magnitudes fsicas en seales elctricas.

2- La unidad de control para procesar las informaciones conforme a determinados procesos de calculo matemticos (algoritmos de clculo), para formacin de seales elctricas de salida. 3- Actuadores para transformar las seales elctricas de la salida de la unidad de control ECU, en magnitudes mecnicas. Sensores

Sensor de revoluciones del cigeal

La posicin del pistn de un cilindro es decisiva para el momento de inyeccin correcto. Todos los pistones de un motor estn unidos al cigeal mediante bielas. Un sensor en el cigeal suministra por lo tanto informacin sobre la posicin de los pistones de todos los cilindros. El numero de revoluciones indica el numero de vueltas del cigeal por minuto.

Esta magnitud de entrada importante se calcula en la unidad de control a partir de la seal del sensor inductivo de revoluciones del cigeal

Generacin de seales

En el cigeal existe aplicada una rueda transmisora ferromagntica con 60 menos 2 dientes, habiendose suprimido dos dientes. Este hueco entre dientes especialmente grande esta en correspondencia con una posicin definida del cigeal para el cilindro "1". El sensor de revoluciones del cigeal explora la secesin de dientes en la rueda transmisora. El sensor consta de un imn permanente y de un ncleo de hierro dulce con un devanado de cobre. Ya que pasan alternativamente por el sensor dientes y huecos entre dientes, varia el flujo magntico y se induce una tensin alterna senoidal. La amplitud de la tensin alterna crece fuertemente al aumentar el numero de revoluciones. Existe una amplitud suficiente a partir de un numero de revoluciones mnimo de 50 vueltas por minuto.

Calculo del numero de revoluciones Los cilindros de un motor estn desfasados entre si. Despus de 2 vueltas de cigeal (720 grados), el primer cilindro inicia otra vez un nuevo ciclo de trabajo. Para saber la separacin de encendido en un motor de 4 cilindros y 4 tiempos, se divide 720 grados entre el numero de cilindros; en este caso 4 cilindros y tenemos una separacin de encendido de 180 grados, es decir, esto aplicado al sensor de revoluciones significa que debe detectar 30 dientes entre cada encendido.

Sensor de revoluciones del rbol de levas El rbol de levas gira a la mitad de la velocidad del cigeal Su posicin determina si un pistn que se mueve hacia el PMS, se encuentra en la carrera de compresin con encendido sucesivo o en el tiempo de escape. Esta informacin no puede obtenerse durante el proceso de arranque a partir de la posicin del cigeal Por el contrario, durante el servicio de marcha, la informacin generada por el sensor del cigeal es suficiente para determinar la posicin del motor.

La determinacin de la posicin del rbol de levas con el sensor de revoluciones se basa en el efecto Hall. Sobre el rbol de levas existe aplicado un diente de material ferromagntico, que gira junto con el rbol de levas. Cuando este diente pasa por las plaquitas semiconductoras atravesadas por corriente del sensor de revoluciones del rbol de levas, su campo magntico orienta los electrones en las plaquitas semiconductoras, perpendicularmente a la direccin del paso de la corriente. Se forma as brevemente una seal de tensin (tensin Hall), que comunica a la unidad de control, que el cilindro 1 se encuentra en este momento en la carrera de compresin.

Sensores de temperatura Los sensores de temperatura se aplican en varios lugares:

- En el circuito del liquido refrigerante, para poder determinar la temperatura del motor a partir de la temperatura del liquido refrigerante.

- en el canal de admisin para medir la temperatura del aire aspirado.

- en el aceite del motor para medir la temperatura del aceite (opcional).

- en el retorno del combustible para medir la temperatura del combustible (opcional).

Los sensores tienen una resistencia dependiente de la temperatura (NTC: Coeficiente Negativo de Temperatura)La resistencia presenta un coeficiente negativo de temperatura y forma parte de un circuito divisor de tensin que es alimentado con 5 V.

La tensin que disminuye a travs de la resistencia, se inscribe en un convertidor analogico-digital y representa una medida de la temperatura. En el microprocesador de la unidad de control existe almacenada en memoria una curva caracterstica que indica la temperatura correspondiente a cada valor de tensin. Medidor de masa de aire de pelcula caliente Para poder cumplir los valores de gases de escape establecidos y exigidos legalmente, es necesario, especialmente en el servicio dinmico del motor de

combustin, un cumplimento exacto de la relacin pretendida de aire-combustible. Para ello se requieren sensores que registren con gran precisin el flujo de aire aspirado realmente. La exactitud de medicin del sensor de carga no debe estar influida por pulsaciones, reflujos, retroalimentacin de gases de escape y un control variable del rbol de levas, ni tampoco por modificaciones de la temperatura del aire aspirado. Para este fin, en el medidor de masa de aire de pelcula caliente, se extrae calor de un elemento sensor calefactado mediante transmisin de calor al flujo de masa de aire. El sistema de medicin realizado con tcnica micromecnica permite, en combinacin con un circuito hbrido, el registro de flujo de masa de aire, incluida la direccin de flujo. Se reconocen los reflujos en caso de un flujo de masa de aire con fuertes pulsaciones. El elemento sensor micromecnico esta dispuesto en el caudal de flujo del sensor insertable. El sensor insertable puede estar montado en el filtro de aire o en un tubo de medicin dentro de la conduccin de aire.Segn el caudal de aire mximo necesario del motor de combustin, existen diversos tamaos de tubo de medicin. La evolucin de la seal de tensin en funcin del flujo de masa de aire se divide en mrgenes de seal para flujo hacia delante y hacia atrs. Para aumentar la precisin de medicin, la seal de medicin se refiere a una tensin de referencia emitida por el control del motor. La caracterstica de la curva esta realizada de tal forma que al efectuar el diagnostico en el taller puede reconocerse por ejemplo una interrupcin de cable con ayuda del control del motor.Para la determinacin de la temperatura del aire aspirado puede estar integrado un sensor de temperatura.

Sensor del pedal del acelerador Contrariamente a las bombas convencionales de inyeccin rotativa o de inyeccin en linea, en el sistema EDC, el deseo del conductor ya no se transmite a la bomba de inyeccin mediante un cable de traccin o un varillaje, sino que se registra con un sensor de pedal acelerador y se transmite a la unidad de control (se denomina tambin como "Pedal acelerador electrnico"). En dependencia de la posicin del pedal del acelerador surge en el sensor del pedal una tensin variable que se registra mediante un potenciometro. Conforme a una linea caracterstica programada se calcula la posicin del pedal del acelerador a partir de la tensin. Sensor de presin de sobrealimentacin Este sensor esta unido neumaticamente al tubo de admisin y mide la presin absoluta del tubo de admisin de 0,3 a 0,5 bar. El sensor esta dividido en una clula de presin con dos elementos sensores y un recinto para el circuito evaluador. Los elementos sensores y el circuito evaluador se encuentran sobre un substrato cermico comn. Un elemento sensor consta de una membrana de capa gruesa en forma de campana, que encierra un volumen de referencia con una presin interior determinada. Segn cual sea la magnitud de la presin de sobrealimentacin se deforma diferentemente

la membrana.Sobre la membrana hay dispuestas resistencias "piezorresistivas", cuya conductividad varia bajo tensin mecnica. Estas resistencias estn conectadas en puente de tal forma que una desviacin de la membrana conduce a una variacin de la adaptacin del puente. La tensin del puente es por tanto una medida de la presin de sobrealimentacin. El circuito evaluador tiene la misin de amplificar la tensin de puente, de compensar influencias y de linealizar la curva caracterstica de presin. La seal de salida del circuito evaluador se conduce a la unidad de control. Con ayuda de una curva caracterstica programada se realiza al calculo de la presin de sobrealimentacin, a partir de la tensin medida.

P U B L I C A DO PO R CO M M O N R AI L E N 0 5 : 30 0 CO M E N T A R I O S lunes 18 de agosto de 2008 APLICACION Aplicacin real de un sistema Common Rail a un turismo de serie. Como ejemplo tenemos el Alfa Romeo 156 JTD que puede usar un motor de 4 o 5 cilindros.

Esquema elctrico

P U B L I C A DO PO R CO M M O N R AI L E N 1 7 : 54 0 CO M E N T A R I O S Inyectores

El inyector utilizado en los sistemas common-rail se activan de forma elctrica a diferencia de los utilizados en sistemas que utilizan bomba rotativa que inyectan de forma mecnica. Con esto se consigue ms precisin a la hora de inyectar el

combustible y se simplifica el sistema de inyeccin.

Esquema de un inyector: 1.- retorno de combustible a deposito; 2.- conexin elctrica 3.- electrovlvula; 4.- muelle; 5.- bola de vlvula; 6.- estrangulador de entrada: 7.- estrangulador de salida; 8.- embolo de control de vlvula; 9.- canal de afluencia; 10 aguja del inyector; 11.- Entrada de combustible a presin; 12.- cmara de control.

Estructura La estructura del inyector se divide en tres bloques funcionales: - El inyector de orificios.

- El servosistema hidrulico.

- La electrovlvula.

El combustible a alta presin procedente del rail entra por "11" al interior del inyector para seguir por el canal de afluencia "9" hacia la aguja del inyector "10", as como a travs del estrangulador de entrada "6" hacia la cmara de control "12". La cmara de control "12" esta unida con el retorno de combustible "1" a travs del estrangulador de salida "7" y la electrovlvula "3". Cuando la electrovlvula "3" no esta activada el combustible que hay en la cmara de control "12" al no poder salir por el estrangulador de salida "7" presiona sobre el embolo de control "8" que a su vez aprieta la aguja del inyector "10" contra su asiento por lo que no deja salir combustible y como consecuencia no se produce la inyeccin.Cuando la electrovlvula esta activada entonces se abre y deja paso libre al combustible que hay en la cmara de control. El combustible deja de presionar sobre el embolo para irse por el estrangulador de salida hacia el retorno de combustible "1" a travs de la electrovlvula. La aguja del inyector al disminuir la fuerza del embolo que la apretaba contra el asiento del inyector, es empujada hacia arriba por el combustible que la rodea por lo que se produce la inyeccin.Como se ve la electrovlvula no acta directamente en la inyeccin sino que se sirve de un

servomecanismo hidrulico encargado de generar la suficiente fuerza para mantener cerrada la vlvula del inyector mediante la presin que se ejerce sobre la aguja que la mantiene pegada a su asiento.El caudal de combustible utilizado para las labores de control dentro del inyector retorna al depsito de combustible a travs del estrangulador de salida, la electrovlvula y el retorno de combustible "1". Adems del caudal de control existen caudales de fuga en el alojamiento de la aguja del inyector y del embolo. Estos caudales de control y de fugas se conducen otra vez al depsito de combustible, a travs del retorno de combustible "1" con una tubera colectiva a la que estn acoplados todos los inyectores y tambin la vlvula reguladora de presin.

Funcionamiento

La funcin del inyector puede dividirse en cuatro estados de servicio, con el motor en marcha y la bomba de alta presin funcionando.

- Inyector cerrado (con alta presin presente).

- El inyector abre (comienzo de inyeccin) - Inyector totalmente abierto. - El inyector cierra (final de inyeccin).

Si el motor no esta en marcha la presin de un muelle mantiene el inyector cerrado.

Inyector cerrado (estado de reposo):

La electrovlvula no esta activada (estado de reposo) y por lo tanto se encuentra cerrado el estrangulamiento de salida que hace que la presin del combustible sea igual en la cmara de control que en el volumen de cmara de la tobera por lo que la aguja del inyector permanece apretado sobre su asiento en la tobera empujada (la aguja) por el muelle del inyector, pero sobre todo la aguja se mantiene cerrada porque la presin en la cmara de control y en el volumen de cmara de la tobera (que son iguales) actan sobre reas distintas. La primera acta sobre el mbolo de control y la segunda sobre la diferencia de dimetros de la aguja, que es un rea menor y por tanto la fuerza que empuja a la aguja contra el asiento es mayor que la fuerza en sentido contrario, que tendera a abrirla.El muelle, aunque ayuda, aporta una fuerza muy pequea. El inyector abre (comienzo de inyeccin): El inyector se encuentra en posicin de reposo. La electrovlvula es activada con la llamada corriente de excitacin que sirve para la apertura rpida de la electrovlvula. La fuerza del electroimn activado ahora es superior a la fuerza del muelle de vlvula, y el inducido abre el estrangulador de salida. En un tiempo mnimo se reduce la corriente de excitacin aumentada a una corriente de retencin del electroimn mas baja. Con la apertura del estrangulador de salida puede fluir ahora combustible, saliendo del recinto de control de vlvula hacia el recinto hueco situado por encima, y volver al depsito de combustible a travs de las tuberas de retorno. El estrangulador de entrada impide una compensacin completa de la presin, y disminuye la presin en la cmara de control de vlvula. Esto conduce a que la presin en la cmara de control sea menor que la presin existente en la cmara de la tobera. La presin disminuida en la cmara de control de la vlvula conduce a una disminucin de la fuerza sobre el mbolo de mando y da lugar a la apertura de la aguja del inyector. Comienza ahora la inyeccin.La velocidad de apertura de la aguja del inyector queda determinada por la diferencia de flujo entre el estrangulador de entrada y de salida. El mbolo de mando alcanza su tope

superior y permanece all sobre un volumen de combustible de efecto amortiguador. Este volumen se produce por el flujo de combustible que se establece entre el estrangulador de entrada y de salida. La tobera del inyector esta ahora totalmente abierta y el combustible es inyectado en la cmara de combustin con una presin que corresponde aproximadamente a la presin en el Rail. La distribucin de fuerzas en el inyector es similar a la existente durante la fase de apertura. El inyector cierra (final de inyeccin) Cuando deja de activarse la electrovlvula, el inducido es presionado hacia abajo por la fuerza del muelle de vlvula y la bola cierra el estrangulador de salida. El inducido presenta una ejecucin de dos piezas. Aunque el plato del inducido es conducido hacia abajo por un arrastrador, puede sin embargo moverse elsticamente hacia abajo con el muelle de reposicin, sin ejercer as fuerza hacia abajo sobre el inducido y la bola.Al cerrarse el estrangulador de salida se forma de nuevo en el recinto de control una presin como en el Rail, a travs del estrangulador de entrada. Este aumento de presin supone un incremento de fuerza ejercido sobre el embolo de mando. Esta fuerza del recinto de control de vlvula y la fuerza del muelle, superan ahora la fuerza del volumen de la cmara de tobera y se cierra sobre su asiento la aguja del inyector.La velocidad de cierre de la aguja del inyector queda determinada por el flujo del estrangulador de entrada. Inyectores de orificios Funciones Las toberas de inyeccin se montan en los inyectores Common Rail. De esta forma los inyectores Common Rail asumen la funcin de los portainyectores. AplicacinPara motores de inyeccin directa que utilizan el sistema Common Rail se emplean inyectores de orificios del tipo P con un dimetro de aguja de 4 mm.Hay dos tipos de inyectores: - Inyectores de taladro ciego

- Inyectores de taladro en asiento

Estructura

Los orificios de inyeccin se encuentran situados en el inyector de tal forma que al inyectar el combustible, el chorro forme un cono en la cmara de combustin. El numero y dimetro de los orificios de inyeccin dependen de:

- El caudal de inyeccin

- La forma de la cmara de combustin

- La turbulencia del aire (rotacin) aspirado en la cmara de combustin.

Para emisiones reducidas de hidrocarburos es importante mantener lo mas reducido posible el volumen ocupado por el combustible (volumen residual) por debajo de la arista de asiento de la aguja del inyector. Esto se consigue de la mejor manera con inyectores de taladro en asiento.

Ejecuciones Inyector de taladro ciegoTiene los orificios de inyeccin dispuestos en el taladro ciego. Estos inyectores se ofrecen en diversas dimensiones con las siguientes formas de taladro ciego:- taladro ciego cilndrico.- taladro ciego cnico. 1- Inyector de taladro ciego con taladro ciego cilndrico y casquete redondo:

Por la forma del taladro ciego que consta de una parte cilndrica y una parte semiesfrica, existe una gran libertad de dimensionamiento en lo referente a:numero de orificios.- longitud de orificios.- ngulo de inyeccin.El casquete del

inyector tiene forma semiesfrica y garantiza as, junto con la forma del taladro ciego, una longitud uniforme de orificios. 2- Inyector de taladro ciego con taladro ciego cilndrico y casquete cnico:

Este tipo de inyector solo se emplea para longitudes de orificio de 0,6 mm. La forma cnica del casquete aumenta la resistencia del casquete por un mayor espesor de pared entre curvatura de la garganta y el asiento del cuerpo del inyector. 3- Inyector de taladro ciego con taladro ciego cnico y casquete cnico:

El volumen del taladro ciego en el inyector del taladro ciego con taladro ciego cnico es, debido a su forma cnica, inferior al de un inyector con taladro ciego cilndrico. En cuanto al volumen de taladro ciego, se encuentra entre el inyector de taladro en asiento y el inyector de taladro ciego con taladro ciego cilndrico. Para obtener un espesor de pared uniforme del casquete, el casquete esta ejecutado conicamente en correspondencia con el taladro ciego. Inyector de taladro en asiento

para reducir al mnimo el volumen contaminante y con ello tambin la emisin de HC, el comienzo del orificio de inyeccin se encuentra en el cono del asiento del cuerpo del inyector y queda cubierto por la aguja cuando esta cerrado el inyector. De esta forma no existe ninguna comunicacin directa entre el taladro ciego y la cmara de combustin. El volumen contaminante esta muy reducido en comparacin con el inyector de taladro ciego.Los inyectores de taladro en asiento presentan un limite de solicitacin mucho menor que los inyectores de taladro ciego y, por lo tanto, solo pueden ser ejecutados en el tamao P con una longitud de orificio de 1 mm.La forma del casquete es cnica por motivos de resistencia. Los orificios de inyeccin estn taladrados por regla general, de forma electroerosiva.

P U B L I C A DO PO R CO M M O N R AI L E N 1 7 : 30 0 CO M E N T A R I O S VALVULA LIMITADORA DE ALTA PRESION Vlvula limitadora de presin

La misin de esta vlvula corresponde a la de una vlvula de sobrepresin. La vlvula limitadora de presin limita la presin en el Rail dejando libre una abertura de salida en caso de un aumento demasiado grande. La vlvula admite en el Rail una presin mxima de 1500 bar brevemente. Estructura y funcin Esta vlvula trabaja mecnicamente y consta de las siguientes piezas:

- Un cuerpo con rosca exterior para enroscarla en el Rail.

- Un empalme a la tubera de retorno hacia el depsito.

- Un mbolo mvil. - Un muelle. El cuerpo presenta hacia el lado de conexin del Rail un taladro que se cierra por parte del extremo cnico del mbolo en el asiento estanco en el interior del cuerpo. Bajo una presin de servicio normal (hasta 1350 bar), un muelle presiona sobre el mbolo estanqueizandolo en el asiento, de forma que se mantiene cerrado el Rail. Solamente cuando se sobrepasa la presin mxima del sistema, el mbolo se levanta por la presin en el Rail contra la fuerza del muelle, pudiendo escapar el combustible que se encuentra bajo presin. El combustible es conducido entonces por canales en un taladro cntrico del mbolo y retorna al depsito de combustible a travs de una tubera colectora. Al abrir la vlvula, sale combustible del Rail, la consecuencia es una reduccin de presin en el Rail.

Limitador de flujo

El limitador de flujo tiene la misin de evitar el caso poco probable de inyecciones permanentes en un inyector. Para cumplir esta misin, el limitador de flujo cierra la afluencia al inyector afectado, si se sobrepasa el caudal de extraccin mximo

Estructura El limitador de flujo consta de un cuerpo mximo con una rosca exterior para enroscarlo al Rail y con una rosca exterior para enroscarlo en las tuberas de alimentacin de los inyectores. El cuerpo lleva en sus extremos un taladro, que establece respectivamente una comunicacin hidrulica hacia el Rail o hacia las tuberas de alimentacin de los inyectores. En el interior del limitador de flujo se encuentra un mbolo presionado por un muelle en direccin al acumulador o Rail. Este mbolo cierra hermticamente contra la pared del cuerpo; el taladro longitudinal en el mbolo es la comunicacin hidrulica entre la entrada y la salida.El dimetro de este taladro longitudinal esta reducido por su extremo. Esta reduccin acta como un estrangulador con un flujo de paso exactamente definido.

Funcin Servicio normal

El mbolo se encuentra en su posicin de reposo, es decir, contra el tope por el lado del Rail. Al producirse una inyeccin disminuye ligeramente la presin por el lado del inyector, con lo cual el mbolo se mueve en direccin al inyector. El limitador de flujo compensa la extraccin de volumen por parte del inyector, mediante el volumen desalojado por el mbolo y no por el estrangulador, ya que este es demasiado pequeo para ello. Al final de la inyeccin se detiene el mbolo sin cerrar el asiento estanco. El muelle lo presiona devolvindolo a su posicin de reposo; a travs del estrangulador se produce el paso sucesivo de combustible.El muelle y el taladro estrangulador estn dimensionados de tal forma que en caso de un caudal mximo (incluida una reserva de seguridad) pueda volver el mbolo otra vez hasta el

tope por el lado del Rail. Esta posicin de reposo se mantiene hasta que se produce la siguiente inyeccin. Servicio con anomala y gran caudal de fuga

Debido al gran caudal de extraccin, el embolo se aparta de su posicin de reposo presionado hasta el asiento estanco en la salida. Se mantiene entonces hasta la parada del motor en su tope por el lado del inyector y cierra as la afluencia al inyector. Servicio con anomala y pequeo caudal de fuga

Debido al caudal de fuga, el mbolo ya no alcanza su posicin de reposo. Despus de algunas inyecciones, el mbolo se mueve hasta el asiento estanco en el taladro de salida.Tambin aqu permanece el mbolo hasta la parada del motor en su tope por el lado del inyector y cierra as la afluencia del inyector.

P U B L I C A DO PO R CO M M O N R AI L E N 1 7 : 18 0 CO M E N T A R I O S RAIL O ACUMULADOR DE ALTA PRESION Rail o acumulador de alta presin

El Rail tiene la misin de almacenar combustible a alta presin. Al hacerlo deben amortiguarse mediante el volumen acumulado, oscilaciones de presin producidas por el suministro de la bomba y la inyeccin.La presin en el distribuidor de combustible comn para todos los cilindros se mantiene a un valor casi constante incluso al extraer grandes cantidades de combustible. Con esto se asegura que permanezca constante la presin de inyeccin al abrir el inyector.

Estructura El Rail con limitadores de flujo (opcionales) y la posibilidad de montaje adosado para sensor de presin Rail, vlvula reguladora de presin y vlvula limitadora de presin, puede estar configurado distintamente, debido a las diferentes condiciones de montaje del motor.

Funcin

El volumen existente en el Rail esta lleno continuamente con combustible sometido a presin. La capacidad de compresin de combustible conseguida con la elevada presin, se aprovecha para obtener un efecto de acumulador. Al extraer combustible del Rail para una inyeccin, se mantiene casi constante la presin en el acumulador. Igualmente se amortiguan, es decir, se compensan las oscilaciones de presin procedentes de la alimentacin pulsatoria por la bomba de alta presin.

Sensor de presin de Rail Este sensor debe medir la presin actual en el Rail- Con suficiente exactitud- En un tiempo que sea corto y suministrar una seal de tensin a la unidad de control, en funcin de la presin existente.

Estructura El sensor de presin del Rail consta de los siguientes elementos:

- Un elemento sensor integrado, que esta sobresoldado en el empalme de presin.

- Una placa de circuito impreso con circuito de evaluacin elctrico.

- Un cuerpo de sensor con conector de enchufe elctrico. El combustible fluye a travs de un taladro en el Rail hacia el sensor de presin del Rail, cuya membrana de sensor cierra hermticamente el final del taladro. A travs de un orificio en el taladro ciego llega a la membrana el combustible sometido a presin. Sobre esta membrana se encuentra el elemento sensor que sirve para transformar la presin en una seal elctrica. A travs de cables de unin se

transmite la seal generada a un circuito evaluador que pone a disposicin de la unidad de control la seal de medicin amplificada.

Funcin El sensor de presin Rail trabaja segn el siguiente principio:La resistencia elctrica de las capas aplicadas sobre la membrana, vara si cambia su forma. Este cambio de forma (aprox. 1mm a 1500 bar) que se establece por la presin del sistema, origina una variacin de la resistencia elctrica y genera un cambio de tensin en el puente de resistencia abastecido con 5 V:Esta tensin es del orden de 0.... 70 mV (conforme a la presin existente) y es amplificada por el circuito evaluador hasta un margen de 0,5...... 4,5 V.La medicin exacta de la presin en el Rail es imprescindible para el funcionamiento del sistema. Por este motivo son tambin muy pequeas las tolerancias admisibles para el sensor de presin en la medicin de presin. La precisin de la medicin en el margen de servicio principal es de aprox. 2% del valor final. En caso de fallar el sensor de presin del Rail, se activa la vlvula reguladora de presin con una funcin de emergencia "a ciegas" mediante valores preestablecidos. P U B L I C A DO PO R CO M M O N R AI L E N 1 7 : 11 0 CO M E N T A R I O S Vlvula reguladora de la presin

Funcin Esta vlvula tiene la misin de ajustar y mantener la presin en el "Rail", dependiendo del estado de carga del motor. - En caso de una presin demasiado alta en el Rail, La vlvula reguladora de la presin abre de forma que una parte del combustible retorna al depsito, desde el Rail a travs de una tubera colectora. - En el caso de una presin demasiado baja en el Rail, la vlvula reguladora de presin cierra y estanqueiza as el lado de alta presin contra el lado de alta presin.

Estructura La vlvula reguladora de presin tiene una brida de sujecin para su fijacin a la bomba de alta presin o al Rail segn sea el caso.El inducido (2) presiona una bola (1) contra el asiento estanco para eliminar la conexin entre el lado de alta presin y el de baja presin; para ello existe por una parte un muelle (4) que presiona el inducido hacia abajo, y por otra parte, existe un electroimn que ejerce una fuerza

sobre el inducido. Para la lubricacin y la eliminacin del calor se rodea con combustible el inducido completo.

Funcionamiento La vlvula reguladora de la presin tiene dos circuitos:

- Un circuito regulador elctrico ms lento, para ajustar un valor de presin medio variable en el Rail. - Un circuito regulador mecnico-hidrulico ms rpido, que compensa las oscilaciones de presin de alta frecuencia.

P U B L I C A DO PO R CO M M O N R AI L E N 1 7 : 03 0 CO M E N T A R I O S DESCRIPCION DE LOS ELEMENTOS Descripcion de los elementos

Bomba de alta presin

Funciones

La bomba de alta presin se encuentra en la interseccin entre la parte de baja presin y la parte de alta presin. La bomba tiene la misin de poner siempre a disposicin suficiente combustible comprimido, en todos los mrgenes de servicio y durante toda la vida til del vehculo. Esto incluye el mantenimiento de una reserva de combustible necesaria para un proceso de arranque rpido y un aumento rpido de la presin en el Rail.La bomba genera permanentemente la presin del sistema para el acumulador alta presin (Rail). Por este motivo, en comparacin con sistemas de inyeccin convencionales, ya no es necesario que el combustible tenga que ponerse a disposicin "altamente comprimido" especialmente para cada proceso de inyeccin en particular.

Estructura

La bomba de alta presin esta montada preferentemente en el mismo lugar del motor diesel que las bombas de inyeccin rotativas convencional. La bomba es accionada por el motor, a travs de acoplamiento, rueda dentada, cadena o correa dentada, con 3000 rpm como mximo. La bomba se lubrica con combustible.

Segn el espacio de montaje, la vlvula reguladora de presin esta adosada directamente a la bomba de alta presin o se instala por separado. El combustible se comprime dentro de la bomba con tres mbolos de bomba dispuestos radialmente. Estos mbolos estn desfasados entre si 120. Con tres carreras de suministro por cada vuelta resultan pares mximos de accionamiento reducidos y una solicitud uniforme del accionamiento de la bomba.

El par de giro alcanza con 16 Nm (newton x metro) solo aproximadamente un 1/9 del par de accionamiento necesario para una bomba de inyeccin rotativa comparable. Por lo tanto, el Common Rail plantea exigencias menores al accionamiento de bomba que los sistemas de inyeccin convencionales. La potencia necesaria para el accionamiento de bomba aumenta proporcionalmente a la presin ajustada en el Rail y a la velocidad de rotacin de la bomba (caudal de suministro).En un motor de 2 litros, el rgimen de revoluciones nominal y con una presin de 1350 bar en el Rail, la bomba de alta presin consume una potencia de 3.8 kW (con un grado de rendimiento mecnico de aprox. 90%). La mayor demanda de potencia tiene sus causas en los caudales de fugas y de control en el inyector y en el retorno de combustible a travs de la vlvula reguladora de presin.La relacin de desmultiplacacin de estas bombas con respecto al n de revoluciones del cigeal suele ser de 1:2 o 2:3. Funcionamiento

La bomba previa transporta el combustible a travs de un filtro con separador de agua, hacia la vlvula de seguridad. La bomba impulsa el combustible a travs del taladro de estrangulacin de la vlvula de seguridad (11), hacia el circuito de lubricacin y refrigeracin de la bomba de alta presin. El eje de accionamiento (1) con la leva excntrica (2) mueve los tres mbolos de bomba (3) hacia arriba y hacia abajo, en correspondencia con la forma de la leva.Si la presin de suministro sobrepasa la presin de apertura de la vlvula de seguridad (0,5.... 1,5 bar), la bomba previa puede impulsar el combustible a travs de la vlvula de entrada de la bomba de alta presin, hacia el recinto del elemento en el que el elemento de la bomba se mueve hacia abajo (carrera de aspiracin). Cuando se sobrepasa el punto muerto inferior, la vlvula de entrada cierra, y el combustible en la cmara de aspiracin o compresin (4) ya no puede salir. Solamente puede ser comprimido superando la presin de suministro de la bomba previa. La presin que se forma en la vlvula de salida (7), en cuanto se alcanza la presin en el Rail, el combustible comprimido entra en el circuito de alta presin.El mbolo de la bomba transporta continuamente combustible hasta que se alcanza el punto muerto superior (carrera de suministro). A continuacin disminuye la presin, de forma que cierra la vlvula de salida. El combustible residual se descomprime; el mbolo de la bomba se mueve hacia abajo. Cuando la presin en la cmara de aspiracin o compresin es inferior a la presin de la bomba previa, abre otra vez la vlvula de entrada y el proceso comienza nuevamente.

Potencia de suministro

Como la bomba de alta presin esta dimensionada para grandes caudales de suministro, al ralent y en el margen de carga parcial, existe un exceso de combustible comprimido.Este combustible transportado en exceso es conducido otra vez al depsito de combustible a travs de la vlvula reguladora de presin. Ya que el combustible comprimido se descomprime cuando llega de nuevo al depsito, se pierde la energa aportada para la compresin. Adems de calentarse el combustible, disminuye con ello el grado de rendimiento total. Un remedio parcial es posible adaptando la potencia de suministro a la demanda de combustible, mediante la desconexin de un elemento bomba (mbolo).

Desconexin de elemento:

Al desconectar un elemento de bomba (mbolo) se reduce el caudal de combustible transportado al acumulador de alta presin. Para ello se mantiene abierta continuamente la vlvula de aspiracin. Al activarse la electrovlvula de desconexin del elemento, una espiga adosada a su inducido presiona continuamente la vlvula de aspiracin mantenindola abierta. De esta forma, el combustible aspirado no puede ser comprimido en la carrera de suministro. Como consecuencia no se forma presin en el recinto del elemento, ya que el combustible aspirado retorna otra vez al canal de baja presin. Debido a la desconexin de un elemento de bomba en caso de una demanda de potencia disminuida, la bomba de alta presin ya no transporta continuamente el combustible, sino que lo hace con una pausa en el suministro

P U B L I C A DO PO R CO M M O N R AI L E N 1 6 : 51 0 CO M E N T A R I O S UN POCO DE HISTORIA Un poco de historia

Hablar de common-rail es hablar de Fiat ya que esta marca automovilstica es la primera en aplicar este sistema de alimentacin en los motores diesel de inyeccin directa. Desde 1986 cuando apareci el Croma TDI, primer automvil diesel de inyeccin directa del mundo. Se daba el primer paso hacia este tipo de motores de gasleo que tenan una mayor eficacia de combustin.

Gracias a este tipo de motores, que adoptaron posteriormente otros fabricantes, los automviles diesel podan garantizar mayores prestaciones y menores consumos simultneamente. Quedaba un problema: el ruido excesivo del propulsor a bajos regmenes de giro y en los "transitorios".

Y es aqu donde comienza la historia del Unijet o mejor dicho, el estudio de un sistema de inyeccin directa ms evolucionado, capaz de reducir radicalmente los inconvenientes del excesivo ruido de combustin. Esta bsqueda llevar algunos

aos ms tarde al Unijet, alcanzando mientras tanto otras ventajas importantes en materia de rendimiento y consumo.Para resolver el problema, solamente existan dos posibilidades: conformarse con una accin pasiva y aislar despus el motor para impedir la propagacin de las ondas sonoras, o bien, trabajar de modo activo para eliminar el inconveniente en la fuente, desarrollando un sistema de inyeccin capaz de reducir el ruido de combustin. Decididos por esta segunda opcin, los tcnicos del Grupo Fiat se concentraron inmediatamente en la bsqueda del principio del "Common-Rail", descartando despus de anlisis cuidadosos otros esquemas de la inyeccin a alta presin. Estos sistemas no permitan gestionar la presin de modo independiente respecto al nmero de revoluciones y a la carga del motor, ni permitan la preinyeccin, que son precisamente los puntos fuertes del Unijet.

Disposicion de un motor unijet

Nacido del trabajo de los investigadores de la Universidad de Zurich, nunca aplicado anteriormente en un automvil, el principio terico sobre el que se inici el trabajo era simple y genial al mismo tiempo. Continuando con la introduccin de gasleo en el interior de un depsito, se genera presin dentro del mismo depsito, que se convierte en acumulador hidrulico ("rail"), es decir, una reserva de combustible a presin disponible rpidamente.

Tres aos despus, en 1990, comenzaba la prefabricacin del Unijet, el sistema desarrollado por Magneti Marelli, Centro de Investigacin Fiat y Elasis sobre el principio del "Common Rail". Una fase que conclua en 1994, cuando Fiat Auto decidi seleccionar un socio con la mxima competencia en el campo de los sistemas de inyeccin para motores diesel. El proyecto se cedi posteriormente a Robert Bosch para la parte final del trabajo, es decir, la conclusin del desarrollo y la industrializacin.

Ahora llega la segunda generacin de los motores JTD, en los Multijet. El principio tcnico sobre el que se basa el desarrollo del Multijet es simple. En los motores de tipo "Common Rail" (Unijet) se divide la inyeccin en dos fases una preinyeccin, o inyeccin piloto, que eleva la temperatura y la presin en el cilindro antes de hacer la inyeccin principal para permitir as una combustin ms gradual, y resultando un motor ms silencioso.

El sistema Multijet evolucin del principio "Common Rail" que aprovecha el control electrnico de los inyectores para efectuar, durante cada ciclo del motor, un nmero mayor de inyecciones respecto a las dos del Unijet. De este modo, la cantidad de gasleo quemada en el interior del cilindro sigue siendo la misma, pero se reparte en ms partes; de esta manera, se obtiene una combustin ms gradual. El secreto del Multijet se basa en las caractersticas del diseo de centralita e inyectores que permiten realizar una serie de inyecciones muy prximas entre s. Dicho proceso de inyeccin, desarrollado por los investigadores de Fiat Auto, asegura un control ms preciso de las presiones y de las temperaturas desarrolladas en la cmara de combustin y un mayor aprovechamiento del aire introducido en los cilindros.

disposicion de un motor multijet Estos sistemas tienen cierto parecido con un sistema de inyeccin de gasolina, se hace llegar el combustible a alta presin a una rampa de inyeccin (de ah el nombre de common rail) de esta salen los conductos hacia los inyectores mandados electrnicamente y que se encuentran justo encima de cada cilindro. La presin de trabajo es muy elevada comparada con los apenas 6 Kg. /cm2 de un sistema de gasolina llegando a 1350 Kg. /cm2, entrando el combustible finamente pulverizado, mejorando el proceso de combustin y reduciendo el ruido, que son las causas por las que se abandono este sistema de inyeccin al introducir estas mecnicas en los automviles. Las preinyeccin y la alta presin mejoran el proceso de quemado y la reduccin de la superficie de la cmara (al prescindir de la precmara) y mejora el rendimiento trmico. Elementos de que se compone:

Inyectores que se conectan a la rampa Regulador de presin que controla la presin en l a rampa Sensor de presin en la rampa de inyectores de tipo piezoelctrico, que informa de la presin a la centralita de inyeccin Unidad de control que acta sobre el tiempo de apertura de los inyectores, y sobre

el regulador de presin tomando en consideracin todos los datos Sensor de temperatura en la rampa de inyeccin para informar a la centralita Bomba de transferencia de gasoil (elctrica)desde el tanque hasta la bomba de alta presin

Adems de estos se dispone de elementos tradicionales en los sistema de inyeccin como:

Caudalmetro de aire de entrada, Normalmente de hilo caliente Temperatura del aire de entrada Captador de presin del aire de admisin en el colector Sensor de revoluciones y posicin del cigeal informa del rgimen y del P.M.S. Temperatura del motor Posicin del acelerador normalmente electrnico , ya que no se precisa unin fsica ni mariposa, como en un motor Otto Filtro que limpia de impurezas muy importante por lo declinado de las piezas En el filtro se dota de una vlvula que regula la presin de la bomba de transferencia a 2.5 Kg. /cm2 y de una vlvula termosttica que en caso de baja temperatura (15) desva el gasoil para su calentamiento a la bomba de agua del motor, de esta forma se evita la congelacin del gasoil a bajas temperaturas y se favorece la vaporizacin del mismo al entrar en la cmara. Los retornos desde el filtro y la bomba de alta presin se refrigeran, para mantener el gasoil con las propiedades adecuadas de lubricacin debido a los esfuerzos que se generan en la bomba para elevar la presin, hay que considerar que con presiones tan elevadas la mayor fluidez del gasoil al elevarse la temperatura incide en piezas con tolerancias tan ajustadas, es curioso la preocupacin por mantener el gasoil no solo caliente para evitar el problema de las parafinas, sino refrigerado para no exceder unos valores adecuados. La bomba de alta presin se ve accionada por el motor y suministra el combustible

entre 200 a 1500 bares, este tipo de bomba no tiene que distribuir el gasoil solo elevar la presin, por lo que no se precisa del calado entre motor y bomba La rampa tiene la misin de amortiguar las pulsaciones creadas por las aperturas de los inyectores, debiendo adaptarse su volumen en el diseo con la cilindrada del motor. P U B L I C A DO PO R CO M M O N R AI L E N 1 5 : 35 0 CO M E N T A R I O S Entradas ms recientes Pgina principal Suscribirse a: Entradas (Atom) Archivo del blog

2008 (10)o

agosto (10)

Captulo 4: Mantenimiento de los inyectores diesel Enlaces patrocinadosPlantas Electricas Cat Diesel o Gas, 11 a 17,460kVA Electricidad Continua o Principal www.catelectricpowerinfo.com

MANTENIMIENTO DE LOS INYECTORES DIESEL Un inyector defectuoso puede daar el electrodo de la buja de incandescencia; por lo tanto si ha habido problemas con los inyectores en motores de inyeccin indirecta deber comprobarse el estado de dichas bujas.

Instrumentos de Medicion Agricola, Industrial, Minera Medicion, Control, Registro www.veto.clEnlaces patrocinados

El estado de los inyectores tiene una importancia crtica para el buen funcionamiento del motor y por ello es necesario comprobarlos peridicamente. Los sntomas de suciedad o desgaste de los inyectores son la emisin de humo negro en el escape, fuerte Golpeteo del motor, prdida de potencia, sobrecalentamiento, fallos de encendido y mayor consumo de combustible. La misin de los inyectores es la de realizar la pulverizacin de la pequea cantidad de combustible y de dirigir el chorro de tal modo que el combustible sea esparcido homogneamente por toda la cmara de combustin. Debemos distinguir entre inyector y porta-inyector y dejar en claro desde ahora que el ltimo aloja al primero; es decir, el inyector propiamente dicho est fijado al porta-inyector y es este el que lo contiene adems de los conductos y racores de llegada y retorno de combustible. Destaquemos que los inyectores son unos elementos muy solicitados, lapeados conjuntamente cuerpo y aguja (fabricados con ajustes muy precisos y hechos expresamente el uno para el otro), que trabajan a presiones muy elevadas de hasta 2000 aperturas por minuto y a unas temperaturas de entre 500 y 600 C. PRINCIPIO DE MANTENIMIENTO El combustible suministrado por la bomba de inyeccin llega a la parte superior del inyector y desciende por el canal practicado en la tobera o cuerpo del inyector hasta llegar a una pequea cmara trica situada en la base, que cierra la aguja del inyector posicionado sobre un asiento cnico con la ayuda de un resorte, situado en la parte superior de la aguja, que mantiene el conjunto cerrado. El combustible, sometido a una presin muy similar a la del tarado del muelle, levanta la aguja y es inyectado en el interior de la cmara de combustin. Cuando la presin del combustible desciende, por haberse producido el final de la inyeccin en la bomba, el resorte devuelve a su posicin a la aguja sobre el asiento del inyector y cesa la inyeccin. NOTA: Con este captulo hemos llegado al final del curso.

2 Publicidad

Secciones Especiales > Automotriz Inyectores y su funcionamiento

Los inyectores son vlvulas electromagnticas encargadas de suministrar el combustible al motor.

Es el componente del sistema de inyeccin encargado de la inyeccin del combustible al interior del cilindro o al conducto de admisin del mismo o a la cmara de precombustin en el caso de los motores disel. El inyector es el encargado de pulverizar en forma de aerosol la gasolina procedente de la lnea de presin dentro del conducto de admisin. Es en esencia una refinada electrovlvula capaz de abrirse y cerrarse muchos millones de veces sin escape de combustible y que reacciona muy rpidamente al pulso elctrico que la acciona. FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA DE INYECCIN Este sistema consta fundamentalmente de una bomba de desplazamiento positivo con capacidad para inyectar cantidades variables de combustible, dada por un diseo especial de los mbolos y con un mbolo por inyector o cilindro del motor. El otro componente importante es el inyector propiamente dicho encargado de la inyeccin directamente en la cmara de combustin (inyeccin directa) o en una cmara auxiliar (inyeccin indirecta). La funcin es la de producir la inyeccin de combustible lquido finamente pulverizado en el momento indicado y en la cantidad justa de acuerdo al rgimen de funcionamiento del motor. De acuerdo a la secuencia de encendido de un motor, el inyector inyecta cierta cantidad de combustible a alta presin y finamente pulverizado en el ciclo de compresin del motor, el cual, al ponerse en contacto con el aire muy caliente, se mezcla y se enciende producindose la combustin. Por medio del vstago se transfiere la fuerza del resorte. La presin de atomizacin se ajusta mediante la tuerca de ajuste del resorte que acta tambin como asiento para el mismo. El combustible circula desde la entrada de combustible hasta el conducto perforado ubicado en la portatobera. La punta de la vlvula de aguja que asienta contra la parte inferior de la tobera, impide el paso por los orificios de la tobera cuando hay combustible a presin en los conductos y galera del inyector, se levanta la aguja de su asiento y se atomiza el combustible en las cmaras de combustin. Una pequea cantidad de combustible escapa hacia arriba el cual sirve de lubricante entre la aguja y la tobera y tambin lubrica las otras piezas del inyector antes de salir por la conexin para el tubo de retorno en la parte superior y retorno al tanque.

Patrn de atomizacin: La forma de descarga en los orificios de la tobera del inyector se llama patrn de atomizacin. Este patrn se determina por caractersticas como el nmero, tamao, longitud y ngulo de los orificios y tambin por la presin del combustible dentro del inyector. Todos estos factores influyen en la forma y longitud de la atomizacin. La funcin de la tobera es inyectar una carga de combustible en la cmara de combustin de forma que pueda arder por completo. Para ello existen diversos tipos de toberas, todas con variaciones de la longitud, nmero de orificios y ngulo de atomizacin. El tipo de tobera que se emplee en el motor depende de los requisitos particulares de sus cmaras de combustin. Si deseas hacer un comentario sobre esta resea, escrbenos a webmaster@caveguias.com.ve. Si deseas conocer ms sobre el tema, visita las siguientes clasificaciones: Automviles Y Camiones, Accesorios y Repuestos para, Talleres Mecnicos Para Automviles y Camiones, Automviles y Camiones, Servicios para, de la Gua Automotriz de Pginas Amarillas Cantv. Fecha de publicacin: Viernes, 20 Junio 2008