common rail conferencia prof j.a. guillen

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29/03/2014

IMCEA J A GUILLÉN jorgeprofguillen@gmail.com

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SISTEMA COMMON RAIL

ENCUENTRO DE ACTUALIZACIÓN 2014

29/03/2014

IMCEA J A GUILLÉN jorgeprofguillen@gmail.com

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Existen distintos Sistemas de Inyección Common Rail los cuales son:

BOSCH CR

SIEMENS CR

DELPHI CR

DENSO CR

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Sistema Bosch

Según el tipo de versión, utiliza bomba de transferencia eléctrica (CP1). -En otros casos la transferencia es mecánica e incorporada a la bomba de Alta Presión. (CP2 y CP3).

-La Bomba de alta presión es de 3 lóbulos a 120 grados.-Siempre utiliza Válvula IPR (en la bomba de AP. o en el Rail).-El sensor de presión de gas oíl está montado en la rampa.-En algunas versiones de CP1 (Peugeot) utiliza una Válvula de Inhibición del tercer pistón.

-Utiliza inyectores bobinados. Resistencia del inyector: 0,5 - 0,8 Ohm

Los inyectores trabajan con una tensión de acometida de 70-80 V y una corriente de 20-12A.

-La ECU controla el LADO ALTO y el LADO BAJO por lo que hay pulsos en los 2 cables del inyector.

-La presión de inyección es de: 220 bares (mín.) a 1350 bares (máx.). Regulada a lazo cerrado (ICP-IPR).

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Sistema Siemens

Utiliza una Bomba de AP de 3 lóbulos a 120 grados.

La bomba tiene incorporados al Regulador de Caudal SCV (Suction Control Valve) y al Regulador de Presión del Rail IPR (Injectión Pressure Regulator).

La válvula SCV regula la cantidad de combustible que se envía a comprimir en la etapa de alta presión.

Sensor de presión de gas oíl está montado en la rampa común.

La transferencia es mecánica e incorporada a la Bomba de Alta Presión.

Utiliza Inyectores Piezo eléctricos. Trabajan con un voltaje de alrededor de 100V y tiempos de inyección muy cortos (0,3 ms).

Puede realizar hasta 2 pre-inyecciones, una inyección principal y 2 post-inyecciones.

Presiones de inyección: 250 bares (mín.) y 1600 bares (máx.).

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BOMBA DE ALTA PRESIÓN SIEMENS

1. Bomba

2. Regulador de Presión IPR

3. Regulador de Caudal SCV

4. Salida AP al Rail

5. Entrada gas oil

6. Retorno al tanque

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Sistema Delphi

Utiliza una bomba de Alta Presión de 2 elementos radiales tipo CAV con Anillo de levas.

-Tiene transferencia mecánica incorporada a la bomba de Alta Presión.

-En algunas versiones el acumulador de presión o RAIL es de tipo Esférico.

-La bomba tiene incorporados un sensor de temperatura de Gas Oíl y una Válvula de Control de Succión (SCV).

No tiene IPR.

-El control de la presión de inyección se realiza mediante los mismos inyectores, los cuales además de inyectar el gas oíl son actuados para regular presión.

-Trabaja con una presión de 250 bares (mín.) a 1600 bares (máx.).

-Los inyectores son tipo lápiz, muy finos y de tipo bobinados, encontrándose la bobina arrollada en el interior el cuerpo de inyector.

Diámetro = 17 mm.

-La resistencia de los inyectores es de 0,2 Ohm aproximadamente.

Lo que les da una muy rápida respuesta de operación permitiendo inyecciones múltiples.

-Los inyectores trabajan con pulsos de 12V y tienen Lado Alto y Lado Bajo.

Una corriente de apertura de 12A y una corriente de mantenimiento de 6A.

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DELPHI CR Fuel SystemInjector Individual Calibration

CII for A/SCII for production

-Diámetro del inyector = 17 mm

-La bobina está colocada dentro del cuerpo del inye ctor.

-Se debe programar en el PCM el Código del Inyector .

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Sistema DENSO

Utiliza una bomba de AP de 2 elementos radiales sin anillo de levas.

Los elementos son accionados por un eje con excéntrica.

La bomba incorpora una Válvula de Control de Succión (SCV) y un sensor de temperatura de gas oíl.

Utiliza inyectores de tipo bobinados.

Los inyectores tienen una resistencia de 0,8 a 1 Ohm.

Tiene PCM e IDM. El PCM controla al IDM y este acciona a los inyectores.

El IDM recibe del PCM la señal Injection Time y le retorna la señal InjF.

La bomba regula la presión del rail de 20MPa a 180MPa.

El sistema realiza pre inyección e inyección principal hasta las 3000RPM.

Los tiempos de inyección son de 0,4 ms a 1,5 ms.

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Inyectores para motores Common Rail

Esquema interno de un inyector common rail1.- Retorno de combustible a deposito2.- Conexión eléctrica3.- Electroválvula4.- Muelle5.- Bola de válvula6.- Estrangulador de entrada7.- Estrangulador de salida8.- Émbolo de control de válvula9.- Canal de afluencia10 Aguja del inyector11.- Entrada de combustible a presión12.- Cámara de control.

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15EstructuraLa estructura del inyector se divide en tres bloques funcionales:

• El inyector de orificios.

• El servosistema hidráulico.

• La electroválvula.

FuncionamientoLa función del inyector puede dividirse en cuatro estados de servicio, con el motor en marcha y la bomba de alta presión funcionando.

• Inyector cerrado (con alta presión presente).

• El inyector abre (comienzo de inyección)

• Inyector totalmente abierto.

• El inyector cierra (final de inyección).

Si el motor no esta en marcha la presión de un muelle mantiene el inyector cerrado.

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Inyector cerrado (estado de reposo):

La electroválvula no esta activada (estado de reposo) y por lo tanto se encuentra cerrado el estrangulamiento de salida que hace que la presión del combustible sea igual en la cámara de control que en el volumen de cámara de la tobera por lo que la aguja del inyector permanece apretado sobre su asiento en la tobera empujada (la aguja) por el muelle del inyector, pero sobre todo la aguja se mantiene cerrada porque la presión en la cámara de control y en el volumen de cámara de la tobera (que son iguales) actúan sobre áreas distintas.

La primera actúa sobre el émbolo de control y la segunda sobre la diferencia de diámetros de la aguja, que es un área menor y por tanto la fuerza que empuja a la aguja contra el asiento es mayor que la fuerza en sentido contrario, que tendería a abrirla.El muelle, aunque ayuda, aporta una fuerza muy pequeña.

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El inyector abre (comienzo de inyección):

El inyector se encuentra en posición de reposo. La electroválvula es activada con la llamada corriente de excitación quesirve para la apertura rápida de la electroválvula. La fuerza del electroimán activado ahora es superior a la fuerza del muellede válvula, y el inducido abre el estrangulador de salida. En un tiempo mínimo se reduce la corriente de excitación aumentada a una corriente de retención del electroimán mas baja. Con la apertura del estrangulador de salida puede fluir ahora combustible, saliendo del recinto de control de válvula hacia el recinto hueco situado porencima, y volver al deposito de combustible a través de las tuberías de retorno. El estrangulador de entrada impide una compensación completa de la presión, y disminuye la presión en la cámara de control de válvula.

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El inyector abre (comienzo de inyección):

Esto conduce a que la presión en la cámara de control sea menor que la presión existente en la cámara de la tobera. La presión disminuida en la cámara de control de la válvulaconduce a una disminución de la fuerza sobre el émbolo de mando y da lugar a la apertura de la aguja del inyector.

Comienza ahora la inyección.La velocidad de apertura de la aguja del inyector quedadeterminada por la diferencia de flujo entre el estranguladorde entrada y de salida.

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Inyector totalmente abierto:

El émbolo de mando alcanza su tope superior y permanece allí sobre un volumen de combustible de efecto amortiguador.

Este volumen se produce por el flujo de combustible que se establece entre el estrangulador de entrada y de salida.

La tobera del inyector esta ahora totalmente abierta y el combustible es inyectado en la cámara de combustión con una presión que corresponde aproximadamente a la presión en el Rail. La distribución de fuerzas en el inyector es similar a la existente durante la fase de apertura.

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El inyector cierra (final de inyección)

Cuando deja de activarse la electroválvula, el inducido es presionado hacia abajopor la fuerza del muelle de válvula y la bola cierra el estrangulador de salida.

El inducido presenta una ejecución de dos piezas.

Aunque el plato del inducido es conducido hacia abajo por un arrastrador, puedesin embargo moverse elásticamente hacia abajo con el muelle de reposición, sin ejercer así fuerza hacia abajo sobre el inducido y la bola.Al cerrarse el estrangulador de salida se forma de nuevo en el recinto de control una presión como en el Rail, a través del estrangulador de entrada.

Este aumento de presión supone un incremento de fuerza ejercido sobre el embolode mando.

Esta fuerza del recinto de control de válvula y la fuerza del muelle, superan ahorala fuerza del volumen de la cámara de tobera y se cierra sobre su asiento la agujadel inyector.La velocidad de cierre de la aguja del inyector queda determinada por el flujo del estrangulador de entrada.

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En reposo

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Las fuerzas se equilibran y el inyector permanece cerrado

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23 Se energiza la bobina

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Se eleva el núcleo

Despega la válvulade su asiento

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La presión sobre la caradel vástago desaparece

La presión ejercida levanta la aguja

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Se produce la inyección

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La inyección finalizacuando se deja de

energizar la bobina yel núcleo, baja cerrando

la válvula esférica.

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Las fuerzas se equilibran y La aguja cierra las toberas.

Final de inyección

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¡ GRACIAS POR SU ASISTENCIA !

A T E N T A M E N T E

INSTITUTO MEXICANO DE CAPACITACIÓN PARA LA EXCELENCIA AUTOMOTRIZ

PROFESOR JORGE A.GUILLÉN

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