Tecnologías de Inyección de Combustible Diésel: Funcionamiento y Componentes
Sistemas de Control y Acoplamientos Viscosos
Los acoplamientos viscosos trabajan combinados con un bimetálico, que es un sistema sensorial similar al de un termostato, o con un sistema de control electrónico (en lugar de la tira bimetálica). Estos últimos tienen el potencial para controlar el nivel de compromiso en función de cualquier número de entradas que normalmente son controladas por una ECU (Unidad de Control Electrónica). Los factores comunes que se pueden incluir son el control de la temperatura del aceite del motor, la temperatura del aceite de la transmisión, la temperatura del refrigerante, la presión de CA del sistema y la temperatura del aire ambiente.
Sistemas de Inyección de Combustible Diésel
Bomba de Inyección Lineal
Al girar el árbol de levas, este mueve los impulsadores y los émbolos ubicados en los cilindros de la bomba. Mientras se oprime el acelerador, la cremallera se mueve y, a su vez, hace girar el helicoidal (ver más adelante), el cual suministra más cantidad de combustible a los cilindros de la bomba. Por medio de los émbolos, el combustible es enviado hacia cada inyector en la cámara de combustión del motor.
Cada elemento (impulsador y émbolo) es accionado por el eje de levas de la bomba con su correspondiente leva. En algunas ocasiones, cuando la bomba de suministro o elevadora va acoplada a la carcasa de la bomba de inyección, se utiliza una leva extra acoplada directamente en el eje de levas. El funcionamiento es similar al conjunto de camisa y pistón de un motor convencional.
El árbol de levas va conectado a un acople que permite sincronizar la bomba con respecto al funcionamiento del motor. Se denomina principalmente bomba de inyección lineal debido a que los impulsadores se encuentran en línea y se caracteriza porque el número de impulsadores debe ser igual al número de cilindros. Las levas están desfasadas según la distribución de la inyección de combustible para cada cilindro.
Bomba de Inyección Rotativa
El funcionamiento de esta bomba consiste en una bomba de aletas que aspira el combustible del depósito y lo introduce en el interior de la cámara de la bomba. El émbolo realiza tantas carreras como cilindros del motor debe abastecer. La bomba rotativa convencional dispone de una corredera de regulación que determina la carrera útil y dosifica el caudal de inyección. El comienzo del suministro está regulado a través de un anillo de rodillos. El caudal de inyección es dosificado por una electroválvula. Las señales que ordenan el control y la regulación son procesadas por la ECU (Unidad de Control de Bomba y Unidad de Control de Motor).
Sistema Inyector-Bomba (Unit Injector)
El sistema de inyector-bomba es una unidad que une la generación de presión con la inyección del combustible dentro de la cámara de combustión. A diferencia del sistema Common Rail, donde la presión se mantiene en un conducto común y el inyector solo decide cuándo y cómo dejar pasar ese combustible, cada cilindro del motor tiene su propio inyector-bomba.
El accionamiento mecánico para lograr la presión necesaria es producido por un árbol de levas, situado en la parte superior del inyector-bomba, el cual puede o no ser el mismo que el encargado de la apertura y cierre de las válvulas. Consta de una alimentación de combustible a baja presión, una a alta presión, y la electrónica de control, que incluye sensores, una unidad de control electrónica y actuadores.
El combustible debe ser inyectado en la cantidad correcta, en el momento preciso y con una alta presión. Si surgen mínimas diferencias, estas se traducen en un aumento de las emisiones contaminantes, sonoridad de la combustión o en un elevado consumo de combustible.
Para el desarrollo de la combustión en un motor diésel, es importante que el periodo de retraso de la autoignición sea lo más breve posible. Se entiende por tal el tiempo que transcurre desde el comienzo de la inyección hasta el momento en que empieza a aumentar la presión en la cámara de combustión. Si durante ese tiempo se inyecta una gran cantidad de combustible, se provoca un ascenso instantáneo de la presión, que se manifiesta en una sonoridad intensa de la combustión.
Entre las ventajas del sistema inyector-bomba se menciona una mayor presión de inyección, cercana a los 2100 bar, y por consiguiente una menor emanación de gases contaminantes.
Sistema Common Rail (Conducto Común)
El sistema Common Rail o conducto común es un sistema electrónico de inyección de combustible para motores diésel de inyección directa. En este sistema, el gasóleo es aspirado directamente del depósito de combustible a una bomba de alta presión, y esta a su vez lo envía a un conducto común para todos los inyectores y, por alta presión, al cilindro.