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COMMON RAIL DIESEL

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Subido el 16 de marzo de 2020 por Antonio S.

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y multas de hasta 10 millones de pesetas 00:00:56
por constituir un delito tipificado en el artículo 534 del Código Penal 00:00:58
Las palabras más apropiadas para dar título a una película 00:01:02
cuyo argumento estuviera basado en la trayectoria del motor diésel durante la última década 00:01:58
serían 00:02:03
Evolución 00:02:04
y revolución. 00:02:06
Los trabajos realizados tanto en el diseño de las cámaras de combustión 00:02:16
como en los nuevos sistemas de inyección 00:02:19
han permitido mejorar el rendimiento consiguiendo al mismo tiempo 00:02:21
una reducción en la emisión de gases contaminantes 00:02:25
y un mayor control sobre estos. 00:02:28
La diferenciación entre los motores diésel 00:02:30
viene determinada fundamentalmente por la forma en cómo se realiza la inyección de combustible. 00:02:38
Cuando la inyección se realiza en una precámara, el sistema se denomina de inyección indirecta 00:02:43
Y si el combustible es inyectado en la cámara de combustión, se denomina de inyección directa 00:02:56
Con la adopción de la inyección directa, se aceleró el avance tecnológico de los motores diésel 00:03:09
Aunque si bien este sistema no era una novedad, sí presentaba algunos inconvenientes como vibraciones y exceso de ruido de combustión 00:03:19
que hacían que su utilización estuviese destinada principalmente a vehículos de transporte o maquinarias. 00:03:27
Uno de los elementos clave del motor diésel es la bomba inyectora. 00:03:37
Este componente, aunque mantiene su principio básico de funcionamiento, 00:03:42
ha sido sometido a constantes cambios con el fin de mejorar sus prestaciones. 00:03:46
Actualmente, la gran mayoría cuenta ya con la ayuda de la gestión electrónica. 00:03:54
Sin embargo, no cabe la menor duda de que el principal avance y la auténtica revolución es el sistema de inyección llamado Common Rail o inyección de conducto único. 00:03:59
El principio de funcionamiento de este sistema de inyección no tiene nada que ver con la bomba convencional 00:04:14
y sin embargo tiene una gran similitud con los sistemas de inyección electrónica empleados en los motores de gasolina, 00:04:24
debido a que en ambos casos los inyectores reciben el combustible a través de un conducto común 00:04:31
y son accionados eléctricamente a través de la unidad de control. 00:04:37
Veamos cuál es el funcionamiento de este circuito. 00:04:46
El combustible almacenado en el depósito es aspirado por una bomba eléctrica 00:04:50
y enviado hasta el filtro principal. 00:04:58
Desde aquí y una vez desprovisto de impurezas y de gotas de agua 00:05:05
es impulsado hacia la bomba de alta presión. 00:05:09
Esta bomba, arrastrada por la correa de la distribución, 00:05:12
presuriza el combustible a valores que oscilan entre 200 y 1400 bares 00:05:16
y lo envía a la rampa o acumulador, 00:05:22
llegando finalmente a los electroinyectores a través de los tubos de alta. 00:05:30
El combustible sobrante es canalizado hasta un refrigerador 00:05:42
donde se reducirá la temperatura absorbida como consecuencia de la elevada presión, 00:05:46
retornando desde aquí al depósito y quedando listo para iniciar de nuevo el recorrido. 00:05:51
Para facilitar el estudio de este sistema, vamos a dividir el circuito en tres partes. 00:05:57
Circuito de cebado o de baja presión. 00:06:07
Circuito de alta presión. 00:06:15
Y circuito de retorno. 00:06:25
El circuito de cebado es el encargado de suministrar a la bomba de alta presión el combustible necesario con la presión adecuada 00:06:27
Está formado por la bomba eléctrica 00:06:41
y el filtro 00:06:46
La bomba, alimentada con una tensión de 12 voltios a través del relé doble 00:06:49
no difiere de las utilizadas en los sistemas de inyección de gasolina 00:07:01
generalmente son de tipo volumétricas de rodillos 00:07:05
ubicando en su interior las válvulas 00:07:09
tanto de retención como de seguridad 00:07:12
el filtro además de las funciones de filtrado 00:07:19
y decantado del agua 00:07:28
se encarga de la regulación de la presión de combustible 00:07:32
en el circuito de baja 00:07:38
controlando al mismo tiempo y en caso de ser necesario 00:07:39
el calentamiento de dicho combustible 00:07:44
La regulación de la presión se lleva a cabo a través de una válvula que abre el conducto de retorno al depósito 00:07:46
cuando la presión de combustible supera el tarado del muelle de control, estableciéndose de esta forma la presión de baja 00:07:57
El control de calentamiento del combustible lo realiza un elemento termostático 00:08:04
que abre o cierra el paso hacia un calentador 00:08:15
De esta forma, cuando la temperatura del combustible es inferior a 10 grados 00:08:23
una lámina bimetálica se deforma para desviar el combustible hacia el calentador 00:08:34
Regresando desde aquí nuevamente al filtro 00:08:39
Si la temperatura del combustible se encuentra entre 10 y 20 grados 00:08:47
la deformación de la lámina bimetálica es parcial 00:08:56
con lo que al calentador sólo se desvía una parte del combustible 00:09:00
finalmente si la temperatura es superior a 20 grados 00:09:09
la lámina cierra el paso de combustible al calentador 00:09:17
circulando a través del elemento filtrante hasta llegar a la bomba 00:09:20
el circuito de alta presión comienza en la bomba 00:09:30
siendo esta precisamente la encargada de suministrar el caudal y la presión necesaria 00:09:39
para el correcto funcionamiento del motor 00:09:44
Una de las características de esta bomba y a diferencia de las convencionales 00:09:46
es que no son distribuidoras y aunque generalmente son arrastradas por la propia correa de distribución 00:09:55
no necesitan calado 00:10:01
En la parte exterior podemos ver la entrada de combustible procedente del filtro 00:10:03
la salida de alta presión hacia la rampa 00:10:11
el retorno 00:10:18
la válvula de desactivación del tercer pistón 00:10:24
y el regulador de alta presión. 00:10:32
En el interior, una excéntrica solidaria al eje de la bomba 00:10:45
acciona a tres grupos de presión, 00:10:48
formado cada uno de ellos por un pistón, 00:10:59
la válvula de admisión 00:11:03
y la válvula de envío. 00:11:04
Cuando el motor empieza a girar, 00:11:17
a través de la correa de distribución transmite el giro a la excéntrica 00:11:19
y ésta a su vez provoca el movimiento alternativo de los pistones. 00:11:23
En la carrera descendente, el combustible entra al cilindro a través de la válvula de admisión. 00:11:28
En la carrera ascendente, la válvula de admisión es forzada a cerrar el conducto de entrada 00:11:37
y la presión aumenta progresivamente hasta que abre la válvula de envío, 00:11:47
saliendo el combustible por el conducto de alta presión. 00:12:01
y canalizándose hacia el regulador de presión. 00:12:06
Este regulador tiene la misión de ajustar la presión de funcionamiento en la rampa de inyectores. 00:12:10
La regulación se consigue por medio de un muelle que carga sobre la válvula de bola. 00:12:21
Cuando la presión de combustible supera el tarado del muelle de aproximadamente 100 bares, 00:12:31
la válvula abre el conducto de retorno, liberando el caudal sobrante al depósito. 00:12:36
La compresión de cada uno de los pistones y la apertura de los inyectores 00:12:41
provoca oscilaciones de presión que pueden alterar el funcionamiento del sistema 00:12:49
Sin embargo, dichas oscilaciones son amortiguadas por el efecto de vibración producido en la válvula y el muelle 00:12:54
Pero como hemos indicado anteriormente 00:13:02
la presión en la bomba puede alcanzar valores de 200 a 1400 bares 00:13:10
Esto se consigue en buena parte por la acción del regulador 00:13:15
y la unidad de control 00:13:21
El regulador, además del muelle y la válvula 00:13:24
dispone de un núcleo magnético 00:13:36
que se desplaza por el interior de una bobina conectada a la unidad de control 00:13:39
Para conseguir un elevado valor de presión 00:13:46
La unidad de control, mediante una serie de impulsos, hace pasar una determinada intensidad de corriente por la bobina, 00:13:49
efecto que provoca el desplazamiento del núcleo contra la válvula. 00:13:58
La fuerza ejercida sobre la válvula será la suma de las fuerzas del muelle y la del campo magnético, aumentando por tanto la presión de combustible. 00:14:03
Si las necesidades de funcionamiento del motor requieren una presión inferior de combustible, 00:14:16
La unidad de control reducirá la relación de impulsos y con ellos la intensidad de corriente y el campo magnético. 00:14:25
En este caso, la fuerza ejercida sobre la válvula será menor y la presión de combustible disminuirá. 00:14:34
Otro de los componentes de la bomba es el desactivador del tercer pistón. 00:14:45
Este elemento se encarga de anular uno de los tres grupos de presión, 00:14:49
disminuyendo así la potencia absorbida por la bomba cuando el vehículo funciona con baja carga. 00:14:56
El desactivador está formado por una bobina 00:15:10
y un eje que se desplaza por el interior de ésta debido a la acción del campo magnético. 00:15:14
En posición de reposo, la unidad de control mantiene interrumpido el circuito de mando. 00:15:22
En este caso, la válvula de admisión abre para permitir la entrada de combustible 00:15:27
y durante la expulsión se cierra para que el combustible salga por la válvula de envío. 00:15:32
Cuando es necesaria la desactivación del tercer pistón, la unidad de control cierra circuito a masa. 00:15:38
El campo magnético generado desplaza al eje y este provoca la apertura de la válvula de admisión, 00:15:47
impidiendo que la presión aumente. 00:15:53
El desactivador permanece en reposo principalmente durante la fase de ralentí 00:16:02
o cuando el pedal del acelerador supera los dos tercios de su recorrido. 00:16:07
La activación, por el contrario, se produce cuando el motor supera las 1.100 revoluciones, 00:16:17
cuando el acelerador se encuentra a media carga 00:16:24
y siempre que la temperatura del combustible supere los 105 grados centígrados. 00:16:27
La refrigeración y el engrase de la bomba la realiza el mismo combustible que circula a través de conductos específicos 00:16:34
Como medida de seguridad y para impedir un posible agarrotamiento producido por falta de presión en el circuito de cebado 00:16:46
Se monta en la entrada una válvula de lubricación 00:16:53
Esta válvula en condiciones normales de funcionamiento se encuentra retraída por la fuerza que sobre ella ejerce el carburante 00:16:56
permitiendo el paso hacia el circuito de alta y por el surtidor de la válvula hacia el retorno. 00:17:08
Si por cualquier circunstancia descendiera la presión de cebado 00:17:19
el muelle de recuperación empujaría la válvula cerrando la canalización hacia la parte de alta presión. 00:17:22
El combustible que atraviesa la válvula por el surtidor 00:17:29
mantiene la lubricación mientras permanezca en funcionamiento. 00:17:32
Una vez vista la bomba y siguiendo el recorrido del combustible 00:17:37
pasamos a la rampa común o acumulador. 00:17:44
En ella se encuentra el sensor de temperatura, 00:17:57
el sensor de presión 00:18:08
y los conductos de salida hacia los inyectores. 00:18:09
Algunos modelos incorporan en dichos conductos 00:18:27
un limitador de paso de combustible 00:18:30
para compensar las fluctuaciones que se producen 00:18:32
durante las aperturas de los inyectores. 00:18:35
En cuanto a los inyectores y como norma general, 00:18:38
se encuentran montados en la culata. 00:18:44
Sin embargo, la principal diferencia con respecto a los que se montan 00:18:51
en el resto de sistemas de inyección diésel 00:18:54
es que son de accionamiento eléctrico. 00:18:56
En el interior del inyector diferenciamos la parte correspondiente 00:19:06
a la electroválvula de mando gobernada por la unidad de control 00:19:09
quien determina el inicio y el fin de la inyección 00:19:13
y la parte del actuador hidráulico 00:19:16
que permite o impide la salida del combustible. 00:19:25
Cuando el inyector se encuentra en posición de reposo, 00:19:29
el núcleo magnético mantiene a la válvula de bola 00:19:37
cerrando el paso del estrangulador de salida. 00:19:40
El combustible que entra por el conducto principal 00:19:44
pasa a la cámara superior 00:19:51
y a través del canal llega a la cámara inferior. 00:19:53
El equilibrio de presiones dentro de ambas cámaras 00:19:58
hace que la aguja del inyector permanezca en posición cerrada por la fuerza que sobre ella ejerce el muelle de aguja, 00:20:04
impidiendo de esta forma que el combustible fluya al exterior. 00:20:12
Cuando la unidad de control establece el momento en que se debe producir la inyección, 00:20:17
excita a la bobina de la electroválvula y provoca el desplazamiento de la válvula de bola. 00:20:26
Este movimiento libera el estrangulador de salida, 00:20:31
permitiendo que el combustible fluya hacia el conducto de retorno. 00:20:34
provocando una caída de presión en la cámara superior. 00:20:38
El equilibrio de presiones se rompe 00:20:47
y la mayor presión de la cámara inferior hace subir a la aguja 00:20:52
iniciando en ese instante la alimentación a los cilindros. 00:20:56
Para finalizar la inyección, la unidad de control 00:21:06
interrumpe la alimentación eléctrica a la electroválvula, 00:21:08
la válvula de bola obstruye el estrangulador de salida, 00:21:12
el equilibrio de presiones entre la cámara superior 00:21:15
y la cámara inferior se restablece 00:21:18
y la aguja cierra la salida de combustible? 00:21:21
La cantidad de combustible que el inyector suministra 00:21:28
depende fundamentalmente de cuatro factores 00:21:36
que son presión existente en la rampa, 00:21:39
número y diámetro de los taladros del inyector, 00:21:48
tiempo de inyección 00:21:55
y velocidad de apertura del inyector. 00:21:56
El rápido desplazamiento de la aguja se realiza alimentando a la electroválvula en dos fases 00:22:02
En la primera de ellas la tensión es de 80 voltios 00:22:14
y la intensidad de corriente es de 20 amperios durante un tiempo de 0,3 milisegundos 00:22:22
Una vez desplazada la aguja, la señal eléctrica se adapta a la fase de mantenimiento 00:22:28
descendiendo la tensión aproximadamente a 50 voltios 00:22:39
y la intensidad a 12 amperios hasta finalizar el tiempo de inyección. 00:22:42
Para conseguir valores de tensión tan elevados, 00:22:48
se integran en la unidad de control dos etapas de condensadores 00:22:57
a través de las cuales se controlan los inyectores. 00:23:00
Cuando un inyector se encuentra en su fase de reposo, 00:23:05
la unidad de control envía impulsos a la bobina. 00:23:09
Estos crean una tensión inducida que sirve para cargar el condensador 00:23:12
que posteriormente provocará su apertura. 00:23:16
El control eléctrico de los inyectores por parte de la unidad de control 00:23:20
ofrece grandes posibilidades. 00:23:26
Una de ellas es la de segmentar la inyección en dos fases, 00:23:29
así pues para un ciclo de motor en un cilindro se pueden realizar dos inyecciones. 00:23:33
Y en algunos casos, tres. 00:23:40
La primera es la preinyección. 00:23:45
La segunda, la inyección principal 00:23:48
Y si el vehículo dispone de un catalizador específico 00:23:58
se puede realizar también una posinyección 00:24:04
La preinyección consiste en inyectar una minúscula cantidad de combustible 00:24:07
antes de la inyección principal 00:24:22
Con esto se consigue que la presión y la temperatura 00:24:24
aumenten progresivamente en el interior del cilindro 00:24:27
lo que hace posible una reducción del ruido en el motor. 00:24:30
La unidad de control suprimirá esta fase cuando el motor supere las 3.300 revoluciones, 00:24:34
o en el caso de existir una presión insuficiente en el circuito de alta. 00:24:41
Con la inyección principal se aporta la cantidad de gasoil necesaria para lograr la combustión más completa posible. 00:24:54
En los sistemas convencionales con bomba, durante la inyección se experimenta un aumento de presión 00:25:00
Pero hasta la finalización se produce un descenso hasta llegar al cierre del inyector 00:25:13
En el Common Rail se mantiene prácticamente inalterada la presión durante el proceso de inyección 00:25:20
contando así con una buena formación de la mezcla 00:25:32
Si la inyección principal desaparece, el motor deja de funcionar 00:25:35
Por lo tanto, la unidad de control suprimirá esta fase en el caso de que la presión en la rampa sea inferior a 140 bares o cuando el régimen de motor alcance su valor máximo. 00:25:45
Después de la inyección principal, durante el tiempo de expansión o incluso al principio del escape, es factible una posinyección que puede aplicarse para la reducción de los óxidos de nitrógeno. 00:26:04
En este caso, es necesaria su asociación con un catalizador. 00:26:15
Para que las funciones realizadas sobre el sistema puedan llevarse a cabo, la unidad de control debe recibir información de las condiciones de funcionamiento del motor y de la solicitud del conductor. 00:26:20
El primero de los sensores destinados a ello es el captador de revoluciones 00:26:33
Se encuentra enfrentado a la corona del volante de inercia 00:26:40
y su misión es la de informar a la unidad de control de la velocidad del motor 00:26:44
y la posición angular del cigüeñal 00:26:49
Para sincronizar la inyección y reconocer el punto muerto superior de cada uno de los pistones 00:26:56
se utiliza el sensor de fase o captador de posición de árbol de levas 00:27:06
Este sensor, de efecto Hall, se encuentra instalado frente a la polea del árbol de levas, 00:27:11
emitiendo una señal cuadrada que permite a la unidad de control 00:27:17
sincronizar la apertura de los inyectores. 00:27:20
Para detectar variaciones de temperatura, 00:27:26
se emplean las conocidas resistencias del tipo NTC. 00:27:28
En este caso, el control se realiza sobre el líquido refrigerante, 00:27:31
el aire y el combustible. 00:27:36
La temperatura del líquido refrigerante es utilizada principalmente para determinar el tiempo de pre y post calentamiento 00:27:44
Ajustar el caudal de carburante 00:27:56
El régimen de ralentí 00:28:00
Y la puesta en marcha de los electroventiladores 00:28:03
Con la información de temperatura de aire, la unidad de control calcula la densidad del aire ambiente 00:28:08
De igual forma, la temperatura de combustible es utilizada para calcular su densidad 00:28:18
a la vez que permite a la unidad de control reducir la presión en el caso de que ésta supere los 110 grados 00:28:24
En la misma rampa también suele ir instalado el sensor de alta presión 00:28:31
Este sensor se encarga de suministrar a la unidad de control 00:28:39
un valor de tensión proporcional a la presión de combustible 00:28:43
Con esta información, la unidad de control puede determinar la cantidad de combustible a inyectar 00:28:47
a la vez que regula la presión al valor más adecuado 00:28:53
Otra de las informaciones, en este caso de gran importancia 00:28:57
es la proporcionada por el sensor de pedal de acelerador 00:29:04
Este sensor transmite a la unidad de control las exigencias del conductor 00:29:08
bien sea de aceleración o deceleración 00:29:13
mediante dos señales de tensión variable que depende de la posición adoptada por el pedal. 00:29:16
Esta información es utilizada por la unidad de control 00:29:24
para determinar la cantidad de combustible a inyectar, 00:29:27
adaptando por tanto la presión y el tiempo de inyección. 00:29:31
Los interruptores de pedal de freno y de embrague 00:29:36
tienen la función de informar del momento en que se actúa sobre ellos. 00:29:43
En ese instante, la unidad de control activa la fase de funcionamiento antitirones 00:29:48
asegurando de esta forma una conducción más suave 00:29:54
Integrado en la unidad de control se encuentra el captador de presión atmosférica 00:29:58
y en el exterior, el captador de presión del colector de admisión 00:30:05
La información del captador de presión atmosférica es utilizada por la unidad de control 00:30:12
para determinar la densidad del aire ambiente 00:30:19
y para impedir el funcionamiento del sistema EGR 00:30:22
cuando el vehículo circula por zonas de altitud. 00:30:25
Al mismo tiempo, el captador del colector mide la presión del aire de admisión 00:30:30
enviando a la unidad de control una tensión que utilizará 00:30:35
para regular la presión de sobrealimentación, 00:30:39
la presión del combustible 00:30:43
y el tiempo de inyección. 00:30:44
El último de los elementos es el medidor de aire 00:30:47
Su montaje se realiza a continuación del filtro 00:30:55
canalizándose por su conducto todo el caudal que el motor necesita 00:30:58
La información del caudal de aire que está aspirando el motor 00:31:02
es utilizada por la unidad de control 00:31:11
para determinar la cantidad de gases de escape que se debe hacer recircular 00:31:13
En el siguiente capítulo nos introduciremos en el apartado práctico 00:31:18
de esta novedosa forma de alimentar al motor diésel. 00:31:30
Subido por:
Antonio S.
Licencia:
Reconocimiento - No comercial - Compartir igual
Visualizaciones:
48
Fecha:
16 de marzo de 2020 - 9:03
Visibilidad:
Público
Centro:
IES LAZARO CARDENAS
Duración:
32′ 35″
Relación de aspecto:
4:3 Hasta 2009 fue el estándar utilizado en la televisión PAL; muchas pantallas de ordenador y televisores usan este estándar, erróneamente llamado cuadrado, cuando en la realidad es rectangular o wide.
Resolución:
640x480 píxeles
Tamaño:
310.05 MBytes

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