G0203: Especificaci贸n y funcionamiento del sistema de inyecci贸n di茅sel para maquinaria pesada y agr铆cola.
UNIDAD 2: Especificaciones y componentes del sistema de Inyecci贸n directa. :
Unidad 2, parte 1: Especificaci贸n, funci贸n y clasificaci贸n
Material introductorio, parte 1.
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UNIDAD 2: Especificaciones y componentes del sistema de Inyecciรณn directa. :
ร ndice de contenidos.
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Tema 1: Especificaciรณn.
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Tema 2: Funciรณn.
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Tema 3: Clasificaciรณn.
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3 MATERIAL INTRODUCTORIO INTRODUCTORIO UNIDAD UNIDAD 22 MATERIAL
UNIDAD 2: Especificaciones y componentes del sistema de Inyección directa. :
TEMA 1: ESPECIFICACIÓN.
Con el correr de los años el mundo automotriz ha evolucionado con mejoras tecnológicas y el mundo de los motores diésel no ha escapado a estos avances, es así que cada vez la maquinaria pesada y agrícola se ven con motores de ultima generación lo cual entrega una mayor potencia y con un consumo de combustible mínimo, todo lo anteriormente descrito se logra en la mayoría de los casos con los sistemas de inyección directa.
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TEMA 1: ESPECIFICACIÓN.
Las mejoras en los sistema de inyección de los motores diésel han entregado de momento, el llamado "Motor Diésel de Inyección Directa a alta presión". Esta es una nueva tecnología de origen europeo que ya se comercializa con excelentes resultados. En las versiones iniciales emplea un inyector operado directamente por un árbol de levas y situado sobre el centro de la cámara de combustión para inyectar el gasóleo uniformemente.
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TEMA 1: ESPECIFICACIÓN.
La inyección es controlada por un dispositivo electrónico que consigue la máxima eficiencia del combustible. Estas características proporcionan al motor la rápida ignición, una característica típica de los motores con sistemas de inyección indirecta, pero por otro lado la combustión a alta presión durante el período principal de propagación, es algo típico de los sistemas de inyección directa.
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TEMA 1: ESPECIFICACIÓN.
En los motores diésel con la antigua tecnología, una bomba de inyección crea la presión necesaria para inyectar el combustible diésel y luego es distribuida a cada uno de los cilindros por medio de una orden de inyección, dada por un sistema mecánico perfectamente coordinado con el funcionamiento del motor.
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TEMA 1: ESPECIFICACIÓN.
Los nuevos sistemas de inyección directa, independiente del tipo que sean, tienen un solo objetivo, lograr presiones elevadas de inyección, lo cual conlleva una serie de beneficios, como una mejor ignición del combustible, inyección mas silenciosa, pulverización del combustible mas homogénea, etc. Todo esto no se lograría si no fuese comandado y controlado por un sistema electrónico, lo cual permite lograr una inyección perfecta en cuanto a los tiempos y a las presiones.
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TEMA 2: FUNCIÓN.
Como se había mencionado en la unidad 1, el sistema de inyección directa, se caracteriza porque su inyección de combustible se realiza sobre la cabeza del pistón, ya que es la zona de mayor temperatura, hay que tener en cuenta que este tipo de inyección es de alta presión, las cuales fluctúan entre 150 a 300 atmósferas, aproximadamente, para así conseguir una excelente pulverización del combustible. El aire al final de la compresión tiene una presión de unos 40 bares o 40 kg/cm2.
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TEMA 2: FUNCIÓN.
La cabeza del pistón tiene un diseño particular, el cual es cóncavo del tipo toroidal o esférico lo que hace que la expansión sea regular, mejorando el rendimiento del motor y además hace que el combustible no se pueda diluir en el aceite del sistema de lubricación, ni provocar su escurrimiento en el cilindro. Todo esto debe lograrse con un buen sistema de inyección que es gestionado electrónicamente, llevando la presión de inyección hasta los valores necesarios de acuerdo a los requerimientos del motor.
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TEMA 2: FUNCIÓN.
Está claro que gestionar bien la presión en todo el campo de funcionamiento del motor, significa disponer de más eficiencia de combustión y por lo tanto mejores prestaciones y menores consumos. Esto ocurre porque cuanto más alta es la presión con la que llega el combustible al inyector, mejor se pulverizan las gotas de combustible, mezclándose bien con el aire y quemándose completamente. Por todo lo mencionado anteriormente, que este sistema tiene una serie de ventajas que lo hace cada vez más masivo en todos los ámbitos productivos ya sean mineros, agrícolas, transporte, etc o simplemente como uso personal en un vehículo menor. Este tipo de motor equipado con sistemas de inyección directa son más económicos en cuanto al consumo de combustible, además tienen muy buen arranque en frio, también poseen una relación de compresión mas baja, por lo que se pueden lograr mayores velocidades finales. En el siguiente tema veremos los diferentes tipos de inyección directa que existen y las características de cada uno de ellos.
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TEMA 2: CLASIFICACIÓN.
Como se había mencionado anteriormente, ahora veremos los diferentes tipos de inyección directa que nos podemos encontrar, que básicamente son cuatro:
1.- Sistema con bomba rotativa, gestionada electrónicamente. 2.- Sistema con bomba de inyección Unitaria (UPS). 3.- Sistema con Inyector-bomba unitario(UIS). 4.- Sistema de Riel común (CRS). Cabe señalar que todos estos sistemas son gestionados electrónicamente, pero el curso no persigue profundizar en la electrónica de estos sistemas, sino que los puedan identificar y conocer su funcionamiento basico. También nos podemos encontrar con diferente nomenclatura de acuerdo a cada uno de los fabricantes (TDI, HDI, Unijet, common rail, etc), pero hay que tener claro el tipo de sistema y su funcionamiento para saber identificar uno de ellos, cuando nos encontremos con alguna nomenclatura o sigla nueva en alguna maquinaria o equipo.
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TEMA 2: CLASIFICACIÓN.
1.- Sistema con bomba rotativa, gestionada electrónicamente. El funcionamiento de este sistema consiste en una bomba de aletas que aspira el combustible del depósito y lo introduce en el interior de la cámara de bomba. El pistón realiza tantas carreras como cilindros del motor a de abastecer. La bomba rotativa dispone de una corredera de regulación que determina la carrera útil y dosifica el caudal de inyección. El comienzo de 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 ECU (unidad de control de bomba y unidad de control de motor).
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TEMA 2: CLASIFICACIÓN.
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TEMA 2: CLASIFICACIÓN.
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TEMA 2: CLASIFICACIÓN.
2.- Sistema con bomba de inyección Unitaria (UPS). El funcionamiento de este sistema consiste en una unidad bombainyector el cual están unidos mediante una tubería corta de inyección. El inyector UPS realiza una inyección por cada cilindro del motor. Cada bomba posee un válvula electromagnética que es controlada por la unidad de comando del sistema, esta regulación electrónica establece el comienzo de inyección y duración de inyección. El árbol de levas montado debajo acciona la bomba. La presión actúa mecánicamente sobre levas adicionales incorporadas en el árbol de levas, lo cual supone una enorme ventaja: una muy alta presión de hasta 2050 bar es dirigida al orificio de salida de cada inyector (1000 bar era la presión normal). Esto proporciona gases de escape limpios y más rendimiento. El sistema también mejora la atomización de gasóleo, que mejora la ignición, y reduciendo el ruido y las emisiones de NOx.
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TEMA 2: CLASIFICACIÓN.
3.- Sistema con Inyector-bomba unitario (UIS). El funcionamiento de este sistema consiste en la existencia de bombas por cada cilindro del motor, la unidad completa se monta en la culata, accionándola a través del árbol de levas. La unidad de bomba-inyector incluye una válvula electromagnética de conexión rápida que, en comparación con la inyección de gasolina, regula una presión de 300 hasta 500 veces mayor y que, a pesar de eso, aún conecta de forma más rápida. Debido a la elevada presión de inyección se consigue una importante reducción de emisiones contaminantes. En este sistema, no hay conductos de alta presión, porque el inyector está integrado a la bomba.
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TEMA 2: CLASIFICACIÓN.
4.- Sistema de Riel común (CRS). En este sistema, también llamado "common rail“, utiliza una sola bomba que envía combustible a cada inyector a 1350 bares de presión, en tanto que el tiempo de inyección se dosifica electrónicamente desde cada inyector. En estos motores encontramos dos válvulas para la admisión y dos para el escape como mínimo, esto incrementa el volumen de aire que entra en los cilindros y disminuye la resistencia a la evacuación de gases en la fase de escape. El rendimiento resulta así mejorado, y los humos negros y partículas resultan disminuidos debido a que el combustible se quema en presencia de más aire. El sistema electrónico de inyección de combustible controla constantemente los cambios registrados en el funcionamiento del motor, incluyendo la posición del acelerador, carga y la velocidad de giro, para dosificar óptimamente la cantidad y tiempo de la inyección.
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TEMA 2: CLASIFICACIÓN.
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GESTIÓN ELECTRÓNICA. Todos los sistemas antes descritos, son gestionados electrónicamente y por lo cual ocupan una serie de sensores que logran recoger la información necesaria, que la envían al computador, este la procesa y genera las ordenes para realizarse las inyecciones necesarias en cuanto al lugar donde realizarla y la duración correspondiente. A continuación se muestra un esquema para aclarar lo mencionado.
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CONCLUSIONES. Resumiendo lo abordado en la unidad, podemos mencionar que el sistema de inyección directa, poco a poco ha ido ganando terreno en el uso en los diferentes motores debido a su gran mejoría, al incorporar la electrónica en su gestión. Logrando una alta presión de inyección y con ello una serie de beneficios. Hay que tomar en cuenta que al tener una gestión electrónica, estos sistemas poseen diferentes elementos para poder captar diferente información y así procesarla, para que el computador de la orden necesaria para obtener la mejor inyección de combustible.
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BIBLIOGRAFÍA
• El motor diésel en el automóvil, autor: Miguel de Castro Vicente, editorial Ceac. • Manuales y catálogos de maquinaria Gildemeister. • Sitios de interés: Bosch en Chile www.chile.bosch.cl Gildemeister Maquinarias www.mgildemeister.cl
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