Sistemas de inyección de combustible: componentes y funcionamiento
Resumen
El documento describe los componentes esenciales y el funcionamiento de los sistemas de inyección de combustible, como la bomba de alta presión, la válvula dosificadora de entrada, el rail, los inyectores y la unidad de control electrónico (DCU). También explica la lubricación de la bomba, las condiciones de inyección y algunos síntomas de fallo. Con él, el estudiante comprenderá cómo se genera, regula y distribuye la presión de combustible en el motor.
Puntos clave
- El sistema de inyección bomba (Common Rail) incluye bomba de transferencia, cabezal hidráulico, válvula dosificadora, rampa, inyectores, DCU y sensores.
- La presión de transferencia del sistema es de aproximadamente 6 bares.
- La válvula dosificadora de entrada (IMV) mejora el rendimiento del sistema y reduce la temperatura del combustible al comprimir sólo la cantidad necesaria.
- La IMV es controlada por la DCU mediante modulación por ancho de pulso (PWM).
- La lubricación y refrigeración de la bomba de alta presión requieren un caudal mínimo de 50 l/min.
- El rail acumula presión y absorbe sus fluctuaciones para ofrecer presión constante a los inyectores.
- Los inyectores modernos se controlan eléctricamente, permiten múltiples inyecciones y se abren al descargar la cámara de control.
- La inyección comienza cuando la presión en la rampa supera los 100 bares; los inyectores operan entre 150 y 1600 bares.
Sistemas de Inyección de Combustible: Componentes y Funcionamiento
Este documento detalla los componentes esenciales y el funcionamiento de los sistemas de inyección de combustible, abordando aspectos clave como la bomba de alta presión, los inyectores y la unidad de control electrónico (DCU).
Componentes del Sistema de Inyección Bomba
El sistema de inyección bomba, también conocido como sistema de inyección unitaria o Common Rail, consta de los siguientes componentes principales:
- Una bomba de transferencia, integrada en el cuerpo de alta presión.
- Un cabezal hidráulico, encargado de generar la alta presión en la rampa.
- Una válvula dosificadora.
- Una rampa que contiene una reserva presurizada de combustible.
- Inyectores que introducen la cantidad precisa de combustible en el momento exacto.
- Una Unidad de Control Electrónico (DCU) que gestiona la inyección y la presión en la rampa.
- Sensores que proporcionan la información necesaria para un control óptimo de la inyección.
Fase de Llenado en la Bomba de Alta Presión (AP)
Durante la fase de llenado y elevación de presión en la bomba de alta presión, ocurren los siguientes procesos:
- Los rodillos están en contacto con la corona de levas y los muelles.
- La presión de dosificación es suficiente para abrir la válvula de entrada y separar los émbolos de bombeo.
- De esta forma, el espacio entre los émbolos se llena de combustible.
Presión de Transferencia
La presión de transferencia en el sistema es de aproximadamente 6 bares.
Misiones de la Válvula Dosificadora de Entrada (IMV)
La válvula dosificadora de entrada (IMV) cumple dos misiones fundamentales:
- Mejorar el rendimiento general del sistema de inyección.
- Reducir la temperatura del combustible en el depósito.
Funcionamiento de la Válvula Dosificadora de Entrada (IMV)
La IMV logra sus objetivos de la siguiente manera:
- Comprimiendo únicamente la cantidad de combustible precisa para mantener la presión deseada en la rampa.
- Al disminuir el caudal de combustible que se comprime, también se reduce su temperatura.
Control de la IMV por la DCU
La IMV es gobernada por la DCU mediante Modulación por Ancho de Pulso (PWM).
Factores que Determinan la Corriente de la IMV
La DCU determina el valor de corriente de la IMV en función de los siguientes parámetros:
- Régimen del motor.
- Demanda de caudal.
- Demanda de presión en la rampa.
- Presión actual en la rampa.
- Temperatura del combustible.
Lubricación y Refrigeración de la Bomba de Alta Presión
La lubricación y refrigeración de la bomba de alta presión se realizan mediante la circulación del propio combustible. El caudal mínimo requerido para este proceso es de 50 litros por minuto (l/min).
Ventajas de la Sincronización de la Bomba de Alta Presión
La sincronización de la bomba de alta presión ofrece importantes ventajas:
- Permite sincronizar las variaciones de par entre el árbol de levas y la bomba, lo que reduce las tensiones en la correa de distribución.
- Mejora significativamente el control de la presión en el sistema.
Función del Acumulador de Presión (Rail)
El acumulador de presión, comúnmente conocido como rail, se utiliza para:
- Acumular presión de combustible.
- Absorber las fluctuaciones de presión provocadas por la bomba de alta presión, garantizando una presión constante para los inyectores.
Diseño del Inyector Moderno
Este tipo de inyector ha sido diseñado para:
- Permitir múltiples inyecciones con pequeños intervalos entre cada una.
- Ser controlado de forma eléctrica, lo que ofrece mayor precisión y flexibilidad.
Control de Apertura y Cierre del Inyector
La apertura y cierre del inyector se controlan eléctricamente y de forma indirecta, a través de una válvula que actúa sobre la cámara de control:
- Apertura: Se produce al descargar la cámara de control.
- Cierre: Se logra mediante la presurización de la cámara de control.
Condiciones de Inyección
El comienzo de la inyección se inicia cuando la presión en la rampa supera los 100 bares.
Capacidad de Caudal y Presión de los Inyectores
Los inyectores son capaces de inyectar un caudal de 0,5 a 100 mg por carrera, a presiones que oscilan entre 150 y 1600 bares.
Síntomas de Fallo: Falta de Potencia y Ruido Excesivo
La falta de potencia del motor y un ruido excesivo del mismo suelen ser síntomas que reflejan un error de calibración o la ausencia de esta en el sistema de inyección.
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PDF Word HTMLPreguntas frecuentes
¿Cuál es la presión de transferencia en un sistema de inyección de combustible?
La presión de transferencia del sistema es de aproximadamente 6 bares. Es la presión con la que el combustible llega a la bomba de alta presión.
¿Para qué sirve el rail en el sistema de inyección?
El rail, o acumulador de presión, acumula combustible a presión y absorbe las fluctuaciones provocadas por la bomba de alta presión. Así garantiza una presión constante para los inyectores.
¿Cómo se abren y cierran los inyectores modernos?
Se controlan eléctricamente de forma indirecta mediante una válvula que actúa sobre la cámara de control. Se abren al descargar esa cámara y se cierran al presurizarla.
¿Qué síntomas indican un fallo en el sistema de inyección?
La falta de potencia del motor y un ruido excesivo suelen reflejar un error de calibración o la ausencia de calibración en el sistema de inyección.
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