Sistema de inyección Common Rail. Martín Barrios Pablo Maggi Dante Ocampo Gabriel Silva

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María Pilar Carrizo Agüero
hace 6 años
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1 Sistema de inyección Common Rail Martín Barrios Pablo Maggi Dante Ocampo Gabriel Silva

2 Índice Qué es? Historia del Common Rail Cómo está conformado Características generales Desventajas Inyector Características de la inyección

3 Qué es? Sistema electrónico de inyección de combustible para motores diésel modernos.

4 Qué es? Historia del Common Rail Cómo está conformado Características generales Desventajas Inyector Características de la inyección

5 Historia del Common Rail Desarrollado a fines de la década del 60 en suiza. Primer uso exitoso en vehículo, camión Hino Rising Ranger (1995- Japón). Hoy en día se comandan por una ECU (Engine Control Unit), los inyectores se controlan eléctricamente. Luego de investigación y desarrollo por parte de la empresa Fiat, Bosch adquirió el diseño para afinar y comenzar producción en masa. El primer automóvil de pasajeros en usar el sistema Common Rail fue el Alfa Romeo JTD.

6 Qué es? Historia del Common Rail Cómo está conformado Características generales Desventajas Inyector Características de la inyección

7 Cómo está conformado? Consta de dos partes principales Circuito de combustible a baja presión Circuito de combustible a alta presión Parte de baja: Depósito de combustible con filtro previo Bomba de baja presión Filtro de combustible Tuberías de combustible de baja presión Parte de alta: Bomba de alta presión con válvula reguladora Tuberías de alta presión Rail acumulador de alta presión, sensor de presión, válvula limitadora de presión y limitador de flujo Inyectores Tuberías de retorno de combustible

engranajes Puede ir acoplada a la bomba de alta Filtro de

8 Circuito de baja presión Bomba de baja presión Su función es alimentar correctamente la bomba de alta presión Del tipo de engranajes Puede ir acoplada a la bomba de alta Filtro de combustible Su función principal es eliminar el agua e impurezas del combustible

9 Circuito de alta presión Bomba de alta presión Es la interface entre el circuito de baja presión y el circuito de alta Asegura que llegue al cilindro la suficiente cantidad de masa de combustible a la suficiente presión para ser quemado, puede alcanzar los 2000 bar Pistones de bombeo son accionados por un anillo de polígono en una leva excéntrica en el eje de la bomba Previo a la entrada a la bomba se encuentra una válvula dosificadora de combustible

10 Bomba de alta presión

11 Rail acumulador de alta presión Acumula todo el combustible necesario para la inyección Cuenta con un medidor de presión, limitador de flujo y conducto de retorno

12 Qué es? Historia del Common Rail Cómo está conformado Características generales Desventajas Inyector Características de la inyección

13 Características generales El sistema de common rail usa un sistema de acumulación llamado rail para acumular combustible presurizado e inyectores que contienen válvulas solenoides o piezoeléctricas electrónicamente controladas, para inyectar combustible presurizado a los cilindros Como el procesador central ECU controla el sistema de inyección (presión de inyección, rate y timming de inyección), el sistema de inyección es independiente y por ende no es afectado por la velocidad del motor

14 Características generales Como el ECU puede controlar la cantidad y timming dela in inyección con un gran nivel de precisión, es posible realizar multi-inyecciones en una misma tirada. Todo esto asegura una inyección estable, incluso a bajas velocidades de giro, y dramáticamente decrece la generación de humos negros ordinariamente emitidos por los motores diésel durante la aceleración inicial, como resultado las emisiones en el escape son mucho más limpias y reducidas. Y mejores potencias pueden ser logradas

15 Qué es? Historia del Common Rail Cómo está conformado Características generales Desventajas Inyector Características de la inyección

16 Desventajas La mayor desventaja del Common Rail es que es mas costoso que un motor con inyección convencional. Esto incluye un alto grado de mantenimiento de los componentes necesarios, y respuestos costosos. Además esta tennología no puede ser utilizada en motores diésel convencionales.

17 Qué es? Historia del Common Rail Cómo está conformado Características generales Desventajas Inyector Características de la inyección

18 Inyector Los inyectores son la parte que controlará la duración de la inyección, el momento en el que se inyecta y la cantidad de combustible inyectado, mediante la acción de un campo magnético. Existen dos tipos de inyectores De solenoide De piezoeléctrico

19 Inyector de Solenoide

20 Inyector de Solenoide

21 Inyector de Solenoide El inyector posee una válvula electromagnética de control de la descarga, que tiene dos posiciones: abierta o cerrada. El inyector tiene varios orificios, que permiten repartir el combustible de forma correcta en un tiempo corto. Básicamente, el funcionamiento es el siguiente: el combustible entra proveniente del inyector, donde sigue dos caminos, el del inyector, aún en posición cerrada, y el de la parte de delante de la bobina.

22 Inyector de Solenoide En el momento de la inyección, se excita la bobina generando un campo magnético. De esta forma, se produce el movimiento de la válvula de control de la descarga que hace subir el inyector de forma muy rápida y violenta por la presión que hay en la zona inferior, abriéndose la salida de combustible de forma rápida por los orificios del inyector. Cuándo finaliza la excitación de la bobina, la válvula retrocede regresando a su posición normal y debido a la presión alrededor del inyector hace que este regrese a su posición cerrando la boca de escape.

23 Inyector piezoeléctrico

24 Inyector piezoeléctrico Actualmente en lugar de bobinas se emplean piezoeléctricos. El inyector dispone en su interior de un dispositivo piezoeléctrico, que es el encargado de producir el movimiento mecánico necesario para posibilitar la inyección de combustible. Este mecanismo electromecánico trabaja en forma muy rápida, y al aplicarle corriente al mismo se deforma, contrayéndose primero y luego expandiéndose nuevamente para cerrar el paso de combustible. El elemento piezoeléctrico está formado por unas placas metálicas separadas por un dieléctrico de cuarzo (En la figura las placas metálicas están en color dorado, y el cuarzo que actúa como aislante en color gris)

25 Inyector piezoeléctrico Al aplicar una diferencia de potencial sobre las placas del dispositivo piezoeléctrico, el mismo se contrae (El cuarzo también tiene la propiedad de deformarse). La distancia entre las placas disminuye y se abre la válvula que posibilita el drenaje del diésel hacía el orifico de retorno. Luego, se hace un cortocircuito en las terminales de conexión haciendo que el piezoeléctrico se expanda cerrando la válvula y cortando la inyección de combustible.

26 Inyector piezoeléctrico Los piezoeléctricos son más livianos y reaccionan más rápido, esto hace que dentro de cada ciclo de explosión se produzcan varias inyecciones disminuyendo el ruido de funcionamiento del motor y reduciendo aún más el consumo. El número de inyecciones por ciclo en los piezoeléctricos puede alcanzar la cantidad de cinco, dos preinyecciones, la inyección principal y dos post inyecciones

27 Qué es? Historia del Common Rail Cómo está conformado Características generales Desventajas Inyector Características de la inyección

28 Características de la Inyección Las primeras dos pre inyecciones permiten acondicionar la cámara de combustión para la inyección principal. Luego de estas pre inyecciones viene la inyección principal. Por último hay dos post inyecciones que funcionan como ajuste de la combustión principal (depende de velocidad del motor, temperatura del refrigerante y presión atmosférica).

29 Características de la Inyección Si no existieran las pre inyecciones todo el combustible se inyectaría simultáneamente, habiendo un retardo desde el inicio de la inyección hasta el comienzo de la combustión y un aumento de la presión, de los Nox y el sonido.

30 Características de la Inyección Cuando el combustible se mezcla con el aire durante el período de retraso de ignición (desde el momento en que la inyección comienza hasta que el combustible se enciende) alcanza la temperatura de ignición, la mezcla se quema en una ráfaga. La presión en la cámara de combustión en este momento aumenta a medida que aumenta la cantidad de la mezcla aire-combustible. Si se crea una gran cantidad de mezcla airecombustible durante el período de retraso de encendido, la presión en la cámara de combustión aumentará rápidamente. Las ondas de presión resultantes del encendido del combustible vibran las paredes del cilindro y los componentes del motor, lo que genera ruido. El ruido generado se llama "knocking".

31 Resumen del sistema

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