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Los nuevos sistemas de inyeccin disel electrnicos fueron desarrollados para las nuevas necesidades, buscando siempre menores emisiones de gases contaminantes con mayor economa de combustible.

UPS(Sistema de bomba unitaria)Para cada cilindro del motor existe una bomba de alta presin conectada directamente al porta tobera del respectivo cilindro. Esta bomba se acciona por el eje de comando motor, comprimiendo el combustible. Por medio del accionamiento electrnico, la unidad de comando acciona la vlvula electromagntica que libera el paso de combustible bajo alta presin al inyector.El comando electrnico es precisamente calculado para cada condicin de revolucin y carga asegurando el mejor funcionamiento del motor

FUNCIONAMIENTO DE LOS SISTEMAS DE INYECCION ELECTRONICALos sistemas de inyeccin electrnica de combustible, constan fundamentalmente de una o ms unidades de control (computadoras), sensores y actuadores, para controlar en un 100% el suministro de combustible y otras funciones del motor.Para poder cumplir con ste propsito la unidad de control debe calcular la masa o cantidad de aire que entra al motor. La masa de aire es medida en libras de aire por minuto.

Mtodos para calcular la entrega de combustible al motorMEDICIN DEL AIREEn stos sistemas, la computadora recibe informacin de un aparato que mide el flujo de aire entrando al motor, y calcular la cantidad de combustible dependiendo del flujo de aire o flujo de masa de aire, adems de la informacin de los sensores de temperatura del motor, temperatura de aire y posicin de la mariposa de la admisin.

DENSIDAD DE LA VELOCIDADEn ste sistema la computadora recibe informacin de los varios sensores de entrada, calcula la masa de aire, y proporciona la cantidad de combustible necesario.Como el sistema controla la entrega de combustibleLa computadora inicialmente usa las lecturas de RPM y el MAP (presin de masa de aire) para calcular la densidad del aire, y despus usa la informacin del MAP y la temperatura del aire para determinar la densidad, definiendo la masa de aire y el flujo total de aire.Con esta informacin, adems de la temperatura del motor y la posicin de la mariposa de paso de aire, la computadora determina la cantidad de combustible requerido para conservar la mezcla aire/combustible que ocupa el motor.Con esta informacin, adems de la temperatura del motor y la posicin de la mariposa de paso de aire, la computadora determina la cantidad de combustible requerido para conservar la mezcla aire/combustible que ocupa el motor.La computadora con esta informacin, manda el pulso al inyector. El inyector es un solenoide o vlvula electrnica que permite el flujo de combustible hacia el cilindro. Entonces deducimos que el flujo de combustible es controlado por la variacin de la anchura de pulso o ciclo de trabajo del inyector.Sistema de unidad inyectora (UIS)El sistema UIS integra la bomba de alta presin y la tobera en una sola unidad compacta para cada cilindro del motor. El sistema UIS reemplaza el conjunto porta tobera de los sistemas convencionales, dispensando el uso de las caeras de alta presin, lo que posibilita alcanzar elevados valores de presin.Cada unidad inyectora esta instalada en la culata del motor y realiza la inyeccin de combustible directamente en cada cilindro. Se controla la inyeccin por medio de una vlvula electromagntica de accionamiento rpido, a su vez controlada por la unidad de comando electrnica, que determina el mejor momento y el volumen adecuado de combustible que va a ser inyectado para cada condicin de funcionamiento del motor, de acuerdo a las informaciones obtenidas a travs de los diversos sensores instalados den el motor, proporcionado un funcionamiento eficiente y seguro, que incluye funciones de diagnosis del sistema

Partes del inyector electronico

Sistema common rail (CRS)En este sistema, la generacin de presin y la inyeccin de combustible estn separadas lo que significa que la bomba genera la alta presin que esta disponible para todos los inyectores a travs de un tubo distribuidos comn que puede ser controlada independiente de la revolucin de motor. La presin del combustible, inicio y fin de inyeccin son precisamente calculados por la unidad de comando a partir de informaciones obtenidas de los diversos sensores instalados en el motor, lo que proporciona excelente desempeo, bajo ruido y la mnima emisin de gases contaminantes.

SISTEMA DE INYECCIN ELECTRNICA DIESELRIEL COMN

Adolfo Durn M.Tcnico Superior1111Sistemas de Inyeccin electrnica diesel Son varios los sistemas electrnicos que se han implementado en los diferentes tipos de bombas inyectoras diesel, algunos ejemplos son los siguientes:Entre los sistemas con bomba rotativa se tienen:La bomba COVEC-FLa bomba VPLa bomba VR12 Entre los sistemas con bomba inyector unitario se tienen: Los sistemas UIS Los sistemas UPS Los sistemas HEUI El sistema de riel comn

Sistemas de Inyeccin electrnica diesel13

La bomba rotativa con mbolos axiales de tipo COVEC-F (Computed VE Control System - Full), es una bomba tipo distribuidor, que controla la cantidad de combustible y sincronizacin de inyeccin con ayuda electrnica de una computadora. COVEC-F fue desarrollado para mejorar la potencia del motor Diesel pequeo, para mejorar la comodidad al conducir, as como a la disminucin de contaminacin. Sistemas de Inyeccin electrnica diesel14La bomba rotativa con pistn radial de tipo VP44. Esta bomba se caracteriza por utilizar mbolos radiales para generar presin. Una electrovlvula de alta presin dosifica el caudal de inyeccin. Todas las seales de control y regulacin se procesan en dos unidades de control electrnicas ECU (unidad de control de bomba y unidad de control de motor). Mediante la activacin apropiada del elemento actuador se regula el nmero de revoluciones.

Sistemas de Inyeccin electrnica diesel15Sistema de Inyector-bomba Unitario UIS. La bomba de inyeccin y el inyector constituyen una unidad. Se coloca en la culata, una bomba inyector por cada cilindro del motor el cual es accionado por un empujador o indirectamente por un balancn, movido por el rbol de levas del motor. Debido a la supresin de las tuberas de alta presin, es posible una presin de inyeccin esencialmente mayor (hasta 2000 bar). Con esta elevada presin de inyeccin y mediante la regulacin electrnica del comienzo de inyeccin y de la duracin de inyeccin (o caudal de inyeccin), es posible una reduccin destacada de las emisiones contaminantes del motor diesel. Sistema Bomba Unitaria UPS. De caractersticas similares, al anterior solo que tiene una caera que une a los dos componentes.

Unidad de Inyeccin Electrnica Hidrulica HEUI. En este sistema el solenoide permite el ingreso deUISUPS

HEUIla presin de aceite del sistema de lubricacin y esta presin genera presin sobre el combustible que es inyectado a travs de los orificios del inyector

Generalidades del sistema de riel comn En un sistema de Riel Comn o Common Rail en ingles, la generacin de presin y el control de la inyeccin estn separados. Trabaja con presin elevada 1800 bares o 26.100 libras pulg. aproximadamente y es independiente de la velocidad del motor. Es un sistema con control electrnico que puede generar una inyeccin piloto (para reducir el ruido de la combustin), una principal (aporta la potencia) y post inyecciones (reducen la contaminacin), por lo tanto tiene inyecciones mltiples.16Componentes principales

1.- Bomba elctrica.2.- Filtro de combustible.3.- Vlvula de sobrecarga.4.- Colector de retorno.9.- Inyectores.10.- Computadora.11.- Sensor de temperatura de combustible.12.- Otros sensores.5.- Bomba de alta presin.6.- Vlvula de control de succin.7.- Sensor de presin.8.- Riel comn.17Ventajas del sistema de riel comn Mejora la formacin de la mezcla de aire y combustible. La presin de inyeccin puede variarse dentro de un rango muy amplio. El momento de inyeccin y la cantidad de combustible inyectado, puede variarse libremente. Precisin en el avance y duracin de la inyeccin.18La parte electrnica del sistema de riel comnUna computadora es la parte principal del sistema.Tiene acelerador electrnico. En la parte relacionada con los sensores de un sistema de inyeccin electrnica diesel, solo los que forman parte del sistema de combustible tienen variantes importantes, en los dems, existe mucha similitud con los sensores que se utilizan en un sistema de inyeccin electrnica de gasolina, por esta razn solo se mencionarn a los principales y la funcin que cumplen as como su localizacin en general.19Sistemas de riel comn Existen cuatro diseos bsicos o sistemas de inyeccin si tomamos en cuenta a los fabricantes. Ellos son: Los sistemas DENSO. Los sistemas BOSCH. Los sistemas SIEMENS. Los sistemas DELPHI.20Sistema Denso Sensores principales: Los sistemas Denso usan medidores de aire MAP o MAF, en la posicin del cigeal (RPM y PMS), usan sensores inductivos, detrs de la polea del cigeal, un volante de disparo con 34 2 dientes y un volante de disparo en el engranaje de la bomba de alta presin, con un solo diente(sensor de Fase), para reconocer la posicin del cilindro # 1, este puede ser inductivo o de efecto Hall .

MAPMAF21Sensores principales Otros sensores: Los sistemas Denso usan aceleradores electrnicos, sensores de temperatura de aire, agua y combustible.

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El acelerador electrnico, usa sensores de tipo potencimetro o de tipo efecto Hall, tanto en el pedal como en la mariposa de aceleracin y un motor elctrico para mover la mariposa de aceleracin. Cuando se da arranque, la mariposa se abre totalmente para reducir el humo negro emitido a travs del tubo de escape, cuando el motor est en funcionamiento, generalmente se mueve muy poco, por que permanece casi totalmente abierta y cuando se apaga se cierra totalmente, para apagar con rapidez, reducir el ruido y las vibraciones del motor.

Sensores principales23 El sensor de temperatura de agua, cumple tambin una funcin muy importante en el control del caudal de combustible inyectado.Sensores principales

Los sensores de temperatura de aire de admisin pueden incorporarse en el sensor MAF o en elconducto de admisin, despus del turbo alimentador.24

Sistema de combustible25Bombas DENSOLa bomba de combustible del sistema Denso tiene varios diseos, empezando por la BOMBA HP0 que se usa en camiones y buses, tiene dos pistones, gira a la mitad de revoluciones del motor y puede tener 2, 3 y 4 levas (la mitad del nmero de cilindros del motor), para mover a los dos pistones de la bomba.La bomba de alimentacin (de baja presin), es mecnica, aspira el combustible desde el tanque y puede ser de tipo paletas o tipo rotor, se encuentra en la parte posterior de la bomba de alta presin.En esta bomba, el sensor del eje de levas para identificar al cilindro # 1, lo lleva en el eje de la bomba.Lleva en cada uno de los pistones , una vlvula de control de la bomba (PCV), este dispositivo regula cuanto combustible llega de la bomba mecnica de baja presin, hacia la bomba mecnica de alta presin. Para poder controlar la presin total en la riel de combustible, si pasa una mayor cantidad de combustible por la (PCV), mayor ser la presin en la riel.26

Bomba HP027 Este tipo de bomba esta dividida en dos partes si consideramos la presin de trabajo:El circuito de baja presin.El circuito de alta presin.El circuito de baja presin, est formado por los siguientes elementos:El tanque de combustible.El filtro de combustible.La bomba mecnica. b) El tanque y el filtro son elementos bsicos que no se los describirn en este tema.La bomba de alimentacin de baja presin, es mecnica, de tipo paletas o tipo trocoide y se encuentra en la parte trasera de la bomba de alta presin.

Bomba HP0 DENSO28Bomba de baja presin HP0

Bomba mecnica de baja presin tipo trocoideBomba mecnica de baja presin tipo paletas

29Bomba de alta presin HP0

El circuito de alta presin en la parte elctrica, est formado por la vlvula PCV, que es la encargada de regular la alta presin, esta vlvula, es controlada por la computadora, recibe energa 12 voltios de la batera y se conecta a masa en la computadora por medio de un transistor, cuando este se activa por un tiempo largo, deja ingresar mayor cantidad de combustible a la bomba de alta presin, para permitir que se eleve la presin y cuando el transistor se conecta a tierra por un tiempo mas corto, la cantidad de combustible que ingresa a la bomba de alta presin, es menor y por lo tanto disminuye la presin en el circuito de alta. En el caso de la bomba HP0, existen dos vlvulas PCV, por que tiene dos pistones.30Bomba de alta presin HP0Vista lateral y frontal de la bomba mecnica de alta presin con las dos PCV.

31Circuito de la bomba de baja presin de la HP2

32LubricacinBomba de alta presin de la HP2 Este tipo de bomba usa dos mbolos, divididos en dos pedazos que se mueven dentro de una leva excntrica, cuando se mueven hacia la parte mas amplia de la leva, los mbolos se alejan y succionan el combustible, luego cuando se mueven hacia la parte mas estrecha de la leva, los mbolos se acercan y impulsan el combustible hacia la riel de inyectores.

33Mtodos de regulacin de la alta presinLa presin que genera esta bomba mecnica depende de varios factores, pero en especial depende de una vlvula reguladora de presin, que puede estar en la bomba o en la riel de combustible. Existen dos tipos de vlvulas reguladoras que puede tener la bomba de alta presin. La vlvula IPR (Injection Pressure Regulator)( Vlvula Reguladora de Presin de inyeccin ) o la vlvula SCV (Suction Control Valve) ( Vlvula de Control de Succin o Vlvula de control de caudal).Por ejemplo, los sistemas Bosch suelen usar vlvulas IPR, aunque en sus ltimas versines como la CP4 que utiliza una vlvula SCV.Los sistemas Denso y Delphi utilizan vlvulas SCV.Los sistemas Siemens utilizan vlvulas IPR y SCV.34

La resistencia de la SCV es de aproximadamente 1,5 a 1,8 ohmnios.Reguladores de alta presinLa diferencia entre estas vlvulas es la siguienteLa vlvula IPR, regula la presin dejando escapar la presin excedente del combustible de la riel, hacia el conducto de retorno.

La vlvula SCV regula la succin (entrada) de combustible del circuito de baja presin, hacia el circuito de alta presin, es decir que si deja ingresar mas combustible a la bomba, la presin en la riel aumenta, en cambio si deja entrar menos combustible a la bomba, la presin disminuye.35Reguladores de alta presin La vlvula SCV es una electrovlvula que puede estar normalmente cerrada o normalmente abierta. Para verificar, se desconecta el enchufe de esta vlvula y luego se da arranque, si el motor enciende, la SCV es normalmente abierta y si no enciende el motor, la vlvula es normalmente cerrada.

Cuando es normalmente cerrada, se la puede alimentar con los 12 voltios, pero conectando en serie una lmpara de 50 vatios como la de carretera por ejemplo, la presin deber subir al valor mximo cuando se da arranque. Ser conveniente desconectar los inyectores para que no encienda el motor..

36Regulador de presin IPR37

El regulador de presin de inyeccin, controlado por la computadora deja retornar el combustible al tanque cuando alcanza la presin de trabajo necesaria para un momento en particular, permitiendo que se eleve o baje la presin de acuerdo a requerimientos del sistema.Verificacin de la alta presin Estas variaciones de presin se las puede detectar a travs del escner o por medio del sensor de presin de combustible verificando los valores que muestre el voltmetro y comparndolos con la tabla. Un bar equivale a 14,5 Psi y 145 Psi equivalen a 1 Mpa.

38InyectoresExisten dos tipos de inyectores:Los que tienen un embobinado para activar al inyector.Los que tienen un dispositivo piezoelctrico para activar al inyector. Para distinguirlos podemos medir la resistencia entre los terminales del inyector: Si es de tipo bobina, la resistencia est entre 0,2 a 2 ohmnios aproximadamente. Si es de tipo piezoelctrico debe medir cerca de 200.000 o mas ohmnios y midiendo con un capacmetro que sera lo correcto, el valor debe ser aproximadamente de 6,5 F.

Inyectores de riel comn de tipo bobina39Inyectores Denso usa los inyectores tipo bobina, en la mayora de los automviles, solo en los ltimos modelos usa los piezoelctricos, por lo tanto nos referiremos inicialmente a los de tipo bobina.

Inyector de riel comnde tipo piezoelctrico40Funcionamiento bsico de los Inyectores El principio de funcionamiento del inyector se basa en el equilibrio de la alta presin entre la cmara de control y la cmara de la tobera, por lo tanto, es solo el resorte con una tensin de 3 bares, el que se encarga de mantener cerrado el inyector.

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Inyectores Combustible conalta presinCombustible conbaja presinAguja de la ToberaVlvula mvilEmbobinadoCmara de control El sistema Denso usa tres tipos de inyectores:El tipo X1.El tipo X2.El tipo G2.El tipo X1 tiene dos vlvulas: La vlvula interior que permanece fija y la vlvula exterior es la que se mueve (ntese la salida de baja presin hacia la parte superior). TIPO X1Cmara de la Tobera42Vlvula fija

En el inyector de tipo X2, es solo una vlvula electromagntica la encargada de dejar salir el combustible de la cmara de control hacia el lado de baja presin y tambin se ocupa de cerrar este conducto una vez desactivado el inyector (ntese la salida de baja presin hacia la parte lateral). TIPO X24343

En el inyector de tipo X2, es solo una vlvula electromagntica la encargada de dejar salir el combustible de la cmara de control hacia el lado de baja presin y tambin se ocupa de cerrar este conducto una vez desactivado el inyector. TIPO G24444

1.- La presin de combustible en la cmara de control y en la cmara de la tobera esta igualada. 2.- Por lo tanto es el resorte, el que mantiene presionado a la aguja de la tobera contra su asiento y no permite la inyeccin de combustible. Bobina sin energaCmara de controlCmara de la tobera45Resorte de 3 bar empujando a la aguja de la toberaCombustible con alta presin desde la riel

1.- Se energiza la bobina y el campo magntico atrae al ncleo que presionaba a la vlvula de tipo esfera contra su asiento, esta vlvula de tipo esfera bloque la salida de combustible de la cmara de control hacia el conducto de retorno.Bobina con energa elctricaNcleo es atrado hacia la bobina comprimiendo el resorteVlvula de tipo esfera4646

1.- La presin en la cmara de control disminuye, por que el combustible se va por el retorno, a travs de la vlvula del solenoide. La presin no entra fcilmente| a la cmara de control por que el orificio de entrada es muy restringido. 2.- Como la presin en la cmara de la tobera es mayor, empuja a la aguja de la tobera comprimiendo al resorte y permite que el combustible salga pulverizado a elevada presin por los orificios del inyectorLa presin de la cmara de control desapareceLa presin de la cmara de la tobera levanta la aguja47El resorte que empujaba a la aguja queda comprimidoOrificio restringido

Se produce la inyeccin El volumen de combustible que puede entrar a al cmara de control es muy pequeo por que tiene un orificio muy reducido en la entrada (orificio de estrangulacin) y el volumen de combustible en la cmara de la tobera es grande, por lo tanto el desequilibrio persiste.Orificio deestrangulacin48Combustible con baja presinCombustible hacia el retorno

La inyeccin finaliza cuando la bobina deja de recibir energa, el ncleo retrocede empujado por el resorte y empuja a la vlvula de esfera contra su asiento, cierra el paso calibrado de salida y la presin de la cmara de control se iguala con la presin de la cmara de la tobera. Entonces el resorte de la aguja de la tobera se encarga de empujar a la aguja contra su asiento.4950

Controlador de los inyectores separado de la computadora51

Controlador de los inyectores integrado en la computadoraPropulsin disel-elctricaLos sistemas de propulsin disel-elctrica convencionales consisten en sustituir los motores propulsores disel acoplados a la hlice mediante la lnea de ejes, por un motor propulsor elctrico, que es el que se une a la hlice, y un conjunto de generadores elctricos disel, encargados de suministrar la energa necesaria para los consumidores del buque y tambin para el motor propulsor. Este sistema es utilizado cada vez con mayor frecuencia en buques de tamao medio y grande, desde cruceros de pasaje hasta buques de suministro a plataformas petrolferas u oceanogrficos. La aplicacin directa del mismo en buques de pesca implica una serie de problemas, especialmente el del espacio disponible. Sin embargo, puede realizarse una adaptacin del mismo para un buque pesquero de tamao medio, con unas caractersticas de operacin determinadas, obteniendo otras muchas ventajas adems de reducciones en el consumo de combustible.Tarea del sistema de propulsin de un buque pesquero:- Sistema de propulsin deber entregar el empuje solicitado para cualquier pescafase y la condicin- Gestin de la hlice de empuje a travs de la revolucin del motor principalcontrol de la velocidad- Es difcil que las diferentes fases de pesca pueden llevarse a cabo en unapunto de funcionamiento ptimo desde el punto de vista del combustibleconsumoEn el sistema que se plantea se utiliza un motor elctrico acoplado a la reductora del buque, y alimentado desde los generadores (cuya disposicin y potencia deben adaptarse a esta nueva configuracin). El motor disel se mantiene para la propulsin del buque a la velocidad mxima, mientras que para operacin a velocidad reducida, los disel-generadores proporcionan potencia al motor elctrico y al buque, desembragando el motor disel principal y actuando entonces con propulsin elctrica. Estos disel-generadores operan en una zona de funcionamiento cercana a su ptimo de rendimiento y por lo tanto, la eficiencia global de la planta es mucho mayor.

ventajas Mayor eficacia de la propulsin a bajas velocidades (debido al mayor par a bajas revoluciones de los motores elctricos) y una gran mejora en la maniobrabilidad (debida a la mayor rapidez de reaccin de los motores elctricos y a la no necesidad de embragar-desembragar constantemente en maniobras casi en parado o de avante-atrs). Una mayor redundancia y por tanto seguridad para el buque. Con este sistema, y en caso de una posible avera del motor principal, siempre se dispondr de una propulsin de reserva para vuelta a casa. La posibilidad de realizar en alta mar, en momentos de poca actividad, reparaciones o mantenimientos del motor principal, que en el caso de contar nicamente con propulsin disel slo se podran llevar a cabo en puerto.BIBLIOGRAFIAhttp://www.turbosybombas.com/media/catalogos/Bosch%20sistemas%20inyeccion%20diesel.pdfhttp://www.idae.es/uploads/documentos/documentos_10995_Agr13_AyEE_buques_pesca_A2009_152fcf63.pdf