Sistema de Inyección Common Rail: Funcionamiento y Componentes

Sistema de Inyección Acumulador "Common Rail"

El sistema de inyección acumulador "Common Rail" para motores de inyección directa ofrece una flexibilidad destacadamente mayor para la adaptación del sistema de inyección al motor, en comparación con los sistemas convencionales propulsados por levas:

• Mayor campo de aplicación (turismos, industriales, locomotoras, barcos)
• Alta presión de inyección hasta aproximadamente 1400 bares.
• Comienzo de inyección variable.
• Posibilidad de inyección previa, principal y posterior.
• Presión de inyección adaptada al estado de servicio.

En el "Common Rail" están separadas: la generación de presión y el momento de inyección.

Sinopsis de Funcionamiento

• La unidad de control (EDC) registra el deseo del conductor y el comportamiento actual del motor y del vehículo.
• La EDC calcula, a partir de campos característicos programados, el momento de inyección, la presión de inyección y el caudal a inyectar.
• Gobierna al regulador de presión para establecer la presión de inyección calculada.
• En función de diversos factores controlados por sensores, determina el momento de inyección idóneo.
• El electroinyector realiza las funciones en cada cilindro del motor, a través de una electroválvula controlada.
• La EDC calcula el rendimiento del motor y reajusta, si es necesario, de forma individual (selectiva) la presión de inyección, caudal inyectado.

Circuito de Baja Presión

El circuito de baja presión pone a disposición el combustible suficiente para la parte de alta presión. Los componentes principales son:

• Depósito de combustible.
• Bomba previa con filtro previo.
• Tuberías de combustible de baja presión (Afluencia / Retorno)
• Filtro de combustible.
• Sector de baja y de la bomba de alta presión.
• Regulador de presión: su misión es ajustar y mantener la presión en el rail dependiendo del estado de la carga. Comprende dos circuitos de control de presión: circuito mecánico (que permite asegurar una presión mínima y amortiguar vibraciones) y circuito eléctrico (que actúa directamente sobre la alta presión controlando el electroimán del regulador).

Recirculación de Gases de Escape (EGR)

El motor de inyección directa trabaja con temperaturas mayores que los motores de inyección indirecta. Estas elevadas temperaturas y el exceso de oxígeno provocan aumentos de NOx, acentuándose a bajas cargas donde el índice de aire es muy alto. La cantidad de gases a recircular debe limitarse para no aumentar las emisiones de HC, CO y C.

El porcentaje de gases a recircular se calcula en base a:

• Masa de aire aspirada
• Caudal de combustible inyectado
• Régimen motor

El EGR se activa solo por debajo de 3000 r.p.m.

Si se dan las condiciones para poder poner en recirculación gases de escape, el calculador pilotará la electroválvula de mando. La válvula neumática EGR queda sometida al vacío generado por el depresor. Se produce la apertura de la válvula que comunica el conducto de escape con el de admisión. Si el calculador no gobierna la válvula de mando, la válvula EGR queda a presión atmosférica, con lo que su muelle de recuperación la hace volver a la posición de reposo, cortando la comunicación entre los conductos, finalizando la recirculación.

Inyección Previa (Piloto)

Consiste en inyectar un pequeño caudal de combustible adelantado a la inyección principal, en aproximadamente 1 mseg. La diferencia angular aumenta con el régimen.

• La presión de compresión aumenta ligeramente mediante una combustión parcial.
• Se reduce el retardo de encendido de la inyección principal.
• Se reducen el aumento de la presión de combustión y las puntas de presión de combustión (combustión más suave).

Estos efectos reducen los ruidos de combustión, el consumo de combustible y, en muchos casos, las emisiones.

Inyección Principal

Es la responsable directa de la generación de par motor. La presión de inyección se mantiene inalterada durante todo el proceso de inyección.

Inyección Posterior (Postinyección)

Sigue a la inyección principal durante el tiempo de expansión o de expulsión hasta 200º de cigüeñal después del PMS. Esta inyección introduce en los gases de escape una cantidad de combustible exactamente dosificada. Este combustible inyectado no se quema, sino que se evapora por el calor residual de los gases de escape. El combustible en los gases de escape sirve como medio reductor para el óxido de Nitrógeno (NOx).