Sistemas de Inyección Diésel: Funcionamiento de Bombas Rotativas y Common Rail

El Sensor de Alzada de Aguja en Bombas Rotativas de Control Electrónico

Propósito y Ubicación del Sensor de Alzada de Aguja

El sensor de alzada de aguja, también conocido como transmisor de inicio de inyección, es un componente crucial en los sistemas de inyección de gasoil con bomba rotativa de control electrónico. Su función principal es registrar y comunicar a la unidad de control del motor (UCE) el momento exacto en que la aguja del inyector comienza a abrirse, permitiendo así una inyección precisa del combustible en el cilindro correspondiente.

Este sensor se localiza estratégicamente en la parte superior del inyector.

Principio de Funcionamiento

El funcionamiento del sensor de alzada de aguja se basa en la inducción electromagnética:

• Cuando la aguja del inyector se eleva para permitir la inyección de combustible, transmite este movimiento a un pequeño émbolo de presión.
• Este émbolo, al moverse, penetra en el interior de una bobina que está cargada con un campo magnético.
• La alteración de este campo magnético, causada por el movimiento del émbolo, induce una tensión eléctrica en la bobina.
• Esta señal de tensión es inmediatamente enviada a la UCE, que la interpreta como el inicio de la inyección y la utiliza para ajustar y optimizar los parámetros de funcionamiento del motor.

El Dispositivo de Sobrecarga en la Bomba Rotativa LUCAS CAV

Necesidad del Dispositivo de Sobrecarga

El dispositivo de sobrecarga en la bomba rotativa LUCAS CAV es fundamental para optimizar el rendimiento del motor en condiciones específicas. Su principal objetivo es proporcionar un mayor caudal de combustible que el de plena carga de la bomba cuando el motor opera a bajas revoluciones. Esta inyección adicional de combustible es crucial para facilitar el arranque del motor, especialmente en frío, y para mejorar la respuesta inicial.

Funcionamiento Detallado

El mecanismo de este dispositivo implica un aumento en el desplazamiento máximo de los elementos de bombeo. A continuación, se describe su funcionamiento:

• Los extremos de la lámina de caudal y una de las caras laterales de los patines de la bomba poseen unos rebajes diseñados para encajar entre sí, como si fueran engranajes.
• Cuando estos rebajes están unidos, la apertura máxima de los elementos de bombeo se incrementa, lo que resulta en un aumento del caudal de combustible. La magnitud de este aumento está determinada por la profundidad de los rebajes.
• El sistema también integra una válvula diferencial, cuya operación es controlada por la presión de transferencia. Esta válvula se encuentra en un cuerpo que, a su vez, sirve de fijación para la cabeza hidráulica de la bomba.

1. Funcionamiento con Motor Parado (Sobrecarga Activada)

Cuando el motor está parado, la presión de transferencia no está activa. En esta condición:

• La válvula diferencial permanece cerrada.
• Los émbolos de sobrecarga no están sometidos a la presión de transferencia.
• Esto permite que los émbolos de alta presión alcancen su máximo desplazamiento.
• Al accionar la bomba de inyección, se inyecta un mayor caudal de combustible, ya que los émbolos de alta presión recorren una distancia superior, lo que se conoce como sobrecarga activada.

2. Funcionamiento con Motor en Carga Parcial y Aumento de Revoluciones (Sobrecarga Desactivada)

Cuando el motor se encuentra en carga parcial y las revoluciones aumentan:

• La válvula diferencial se abre.
• La presión de transferencia llega a los émbolos de sobrecarga a través de la válvula diferencial, provocando el desplazamiento de los patines.
• Como resultado, los rebajes de la lámina de caudal y los patines se separan, desactivando el efecto de sobrecarga.

Constitución y Funcionamiento del Inyector en el Sistema Common Rail

Control Electrónico del Inyector Common Rail

Los inyectores de gasoil en un sistema Common Rail son componentes de alta precisión controlados electrónicamente por la unidad de control del motor (UCE). La UCE gestiona la activación de los inyectores a través de etapas de potencia específicas; por ejemplo, una etapa puede regular los inyectores 1 y 4, mientras que otra se encarga de los inyectores 2 y 3.

Para asegurar una respuesta óptima y mantener la carga de las etapas de potencia, la UCE envía impulsos eléctricos a la bobina del inyector incluso cuando este se encuentra en reposo (entre inyecciones). Estos impulsos tienen como objetivo generar una tensión inducida que mantiene la etapa de potencia correspondiente lista para la siguiente inyección.

Funcionamiento del Inyector Common Rail

El inyector Common Rail opera mediante un equilibrio de presiones y la acción de una electroválvula:

1. Inyector Cerrado

En estado de reposo, sin alimentación eléctrica a la electroválvula:

• La presión del combustible es idéntica tanto en la cámara de control como en la celda volumétrica del inyector.
• Esta igualdad de presiones, junto con la fuerza de un muelle, mantiene el émbolo de control inmóvil y firmemente asentado contra la aguja del inyector, impidiendo la salida de combustible.

2. Inyector Abierto (Fase de Inyección)

Para iniciar la inyección, la UCE alimenta la electroválvula del inyector:

• La alimentación eléctrica crea un campo magnético que atrae y eleva la armadura de la electroválvula.
• Este movimiento abre el estrangulador de salida de la cámara de control.
• Al abrirse el estrangulador de salida, la presión del combustible disminuye rápidamente en la cámara de control del inyector.
• Simultáneamente, la fuerza de cierre sobre la parte superior de la aguja del inyector se reduce.
• Dado que la presión en la parte inferior de la celda volumétrica (que actúa sobre la aguja) es ahora mayor que la presión en la cámara de control, esta diferencia de presión provoca la apertura de la aguja del inyector y, por ende, la inyección de combustible.

3. Cierre del Inyector

El cierre del inyector se produce cuando la UCE interrumpe la alimentación eléctrica a la electroválvula:

• Al cesar la corriente, el campo magnético desaparece y un muelle interno empuja la armadura de la electroválvula para cerrar el estrangulador de salida.
• La presión en la cámara de control se restablece rápidamente, igualándose a la presión del Common Rail.
• Esta presión, junto con la fuerza del muelle de la aguja, empuja la aguja del inyector de vuelta a su asiento, cerrando la salida del combustible y finalizando la inyección.