Common Rail: ¿Qué Es? Principio De Su Funcionamiento Y Más
El sistema de combustible Common Rail se utiliza exclusivamente en motores diésel y se considera el más avanzado en este momento. En comparación con otros esquemas, proporciona un consumo de combustible más económico, aumenta la seguridad ambiental del automóvil, tiene un bajo nivel de ruido, pero lo más importante, crea una mayor presión de alimentación en la cámara de combustión.
Por dichos motivos, a continuación analizaremos cómo se organiza el sistema de inyección Common Rail y cuáles son los principios de su funcionamiento.
El principio de su funcionamiento
Basándose en las señales de los sensores, la unidad de control del motor determina la cantidad requerida de carburante, que la bomba de combustible de alta presión entrega a través de la válvula dosificadora. La bomba bombea combustible al riel de combustible. Allí está bajo cierta presión proporcionada por el regulador de presión de combustible.
En el momento adecuado, la unidad de control del motor da una orden a los inyectores correspondientes para iniciar la inyección y asegura una cierta duración de la apertura de la válvula del inyector. Dependiendo de las condiciones de funcionamiento del motor, la unidad de control del mismo ajusta los parámetros del sistema de inyección.
Para mejorar el funcionamiento eficiente del motor en el sistema Common Rail la inyección de combustible múltiple se realiza durante un ciclo de motor. Se distingue entre inyección piloto, inyección principal y pos inyección.
La preinyección de una pequeña cantidad de combustible se realiza antes de la inyección principal para aumentar la temperatura y la presión en la cámara de combustión, acelerando así la auto ignición de la carga principal, reduciendo el ruido y la toxicidad de los gases de escape. Dependiendo del modo de funcionamiento del motor, se realiza lo siguiente:
- Inyecciones preliminares - en reposo.
- Inyección preliminar: cuando se aumenta la carga.
- (Sin preinyección) - a plena carga.
La inyección principal asegura un funcionamiento estable del motor. La pos inyección se utiliza para elevar la temperatura de los gases de escape y mejorar la combustión de las partículas de hollín en el filtro de partículas diésel (regeneración del filtro de partículas).
Entonces, cuanto mayor sea la presión en el sistema de inyección, más combustible se puede inyectar en el cilindro en un período de tiempo igual y, en consecuencia, se puede obtener más potencia.
Principio de funcionamiento de la bomba
La bomba de combustible de alta presión es uno de los elementos básicos en el diseño del sistema de inyección del motor. Realiza, por regla general, dos funciones más importantes:
1: Inyección de una cierta cantidad de fluido combustible.
2: Regulación por hora de inicio de la inyección.
Desde la llegada de los sistemas de inyección por batería, la tarea de regular el momento del inicio de la inyección se ha confiado a los inyectores controlados electrónicamente.
Siendo así la base de la bomba de inyección un par de émbolos. Este mecanismo consta de un pistón (otro nombre es émbolo) y un cilindro (otro nombre es un manguito) de tamaño muy pequeño. El par de émbolos está hecho de acero de alta calidad y está hecho con la más alta precisión.
Para que haya un espacio mínimo entre el émbolo y el manguito (acoplamiento de precisión). Usos del sistema Common Rail Bomba de inyección principal.
Principios de funcionamiento del sistema common rail en invierno
No es ningún secreto que la prueba más difícil para el equipo de combustible de un motor diesel es su funcionamiento en invierno, ya que las heladas y el arranque en frío no agregan salud al equipo de combustible.
El combustible diesel en invierno debe tener las mismas características que en verano. Para mejorar las propiedades de baja temperatura del combustible y el buen funcionamiento del sistema common rail, se recomienda utilizar solo antígenos de alta calidad.
Diesel antigel, Diesel Fliess-Fit es el ganador de muchas pruebas, como muchas pruebas de temperatura, y tiene excelentes propiedades lubricantes, que no están disponibles en contrapartes baratas.
Está diseñado para mantener el combustible líquido a bajas temperaturas hasta -31°C. Se utiliza para los sistemas diésel más avanzados: el aditivo está formulado con los más altos estándares de seguridad para sistemas de vehículos. Coméntanos
El sistema common rail tiene varias modificaciones
Una especificación común distingue varias configuraciones de sistemas common rail. La elección de la configuración instalada en el vehículo depende principalmente del vehículo (para automóviles o camiones). El principio de funcionamiento permanece inalterado.
Las diferencias se relacionan principalmente con el sistema de pre-suministro de combustible a baja presión y la organización de la arquitectura del sistema. Además, los sistemas common rail pueden diferir en el esquema de implementación del tipo de inyectores utilizados.
- Tipo 1: Con electroválvula
- Tipo 2: Con accionamiento piezoeléctrico
Ambos tipos se pueden instalar en motores diésel de turismos y camiones.
¿Cuáles son las características del sistema?
Los inyectores del sistema de inyección common rail no funcionan igual que en el circuito mecánico. Si su apertura anticipada se llevó a cabo excediendo un cierto valor de presión, aquí este proceso está completamente controlado por la ECU. Y te lo explicaremos a continuación:
Boquilla electrohidráulica
El principio de funcionamiento de las boquillas electrohidráulicas debe considerarse con más detalle. La apertura para el suministro de combustible se realiza de la misma manera, debido a la presión, pero el principio de funcionamiento en sí es algo diferente. La conclusión es la siguiente:
Se hace un borde en la aguja de cierre del pulverizador, que desempeña el papel de un pistón. El combustible presurizado se suministra por debajo y por encima de este pistón. Debido a la igual presión y fuerza del resorte, la aguja se presiona contra el asiento y el rociador se cierra.
El espacio sobre la aguja está conectado por un canal con una línea de drenaje. Pero este canal alberga una válvula electromagnética o piezoeléctrica que lo cierra. El inyector se activa mediante una señal eléctrica suministrada desde la unidad.
Al entrar en la válvula, conduce a su apertura, mientras que el canal se desbloquea y el combustible del espacio sobre la aguja entra en la línea de drenaje. Como resultado, aparece una diferencia de presión y el combustible diesel ubicado debajo de la aguja, superando la fuerza del resorte, lo eleva, abriendo los orificios de las boquillas: se produce una inyección.
- Tan pronto como desaparezca la señal de la ECU, la presión se igualará inmediatamente y el inyector se cerrará.
Suministro de combustible
Ya se ha mencionado que el sistema de inyección Common Rail utiliza un suministro múltiple de combustible diesel al cilindro en un ciclo de motor. En total, se utilizan tres tipos de inyección: preliminar, principal y adicional.
La preinyección “prepara” el medio. Una pequeña cantidad de combustible inyectada un poco antes provoca un aumento de la presión y la temperatura en la cámara de combustión. En el futuro, esto asegura un encendido fácil y suave de la parte principal de la mezcla combustible. Gracias a esta inyección, se reduce el ruido de la central diesel.
Con la inyección principal, se suministra una porción de trabajo de combustible diesel a la cámara de combustión, lo que asegura el funcionamiento de la planta de energía. Ya se produce una inyección adicional en el ciclo de la carrera de trabajo, después de que la mezcla se ha quemado.
El propósito de esta inyección es aumentar la temperatura de los gases de escape, permitiendo que las partículas de hollín se quemen en el filtro de partículas diesel. Esto aumenta el respeto al medio ambiente del escape.
¿Qué es el programa de inyección de combustible?
Curiosamente, la ECU puede regular la inyección múltiple, ajustando el flujo a las condiciones operativas específicas de la planta de energía. Por ejemplo, puede haber dos inyecciones de combustible preliminares a velocidad de ralentí para proporcionar mejores condiciones para la combustión de la parte principal de combustible diesel.
Con una carga promedio, el combustible se prealimenta solo una vez y, con la carga máxima, ya no se requiere preparación. Como puedes ver, el conductor prácticamente no influye en el funcionamiento del sistema Common Rail.
Incluso presionando el pedal del acelerador, simplemente envía una señal a la ECU, que luego se procesa y se tiene en cuenta al generar un pulso para abrir los inyectores. Todo el funcionamiento del sistema de alimentación está totalmente supervisado y regulado por la parte electrónica.
Ventajas y desventajas
Cabe señalar que en 2008 dicho sistema se instaló solo en el 24% de los automóviles, y en 2016 su número había aumentado al 83%. Esta gran popularidad se debe a las características positivas del sistema, que son las siguientes:
- El consumo de combustible se reduce en un 15%, mientras que la potencia de la unidad de potencia aumenta en un 40%.
- Reducción del ruido y la vibración a pesar de que el par ha aumentado.
- Reducción significativa de emisiones, cumplimiento de la norma medioambiental.
- La presión de suministro de combustible es independiente de la velocidad de rotación del cigüeñal. Gracias a esto, fue posible lograr la estabilización de la combustión en ralentí y bajas velocidades.
- El combustible se suministra en varias porciones por ciclo, lo que asegura su completa combustión.
- En comparación con el sistema clásico, el diseño de riel común es más simple y su mantenibilidad es mayor.
Sin embargo, también hay desventajas:
- En comparación con una unidad de suministro de combustible clásica, los inyectores son más complejos y requieren un reemplazo más frecuente.
- Alto requisito de calidad del combustible, que es especialmente importante.
- Si se rompe el sellado de al menos un elemento, todo el sistema deja de funcionar.
- Variedades de sistemas common rail.
Problemas derivados del funcionamiento de motores con sistema common rail
La alta capacidad de fabricación de este sistema puede aumentar significativamente la potencia, flexibilidad y confiabilidad del motor. Sin embargo, el uso de dicho sistema impone ciertos requisitos sobre la calidad del combustible y la calidad del servicio.
El hecho es que la falla de cualquier componente del sistema es la razón de la parada completa del motor. Se debe prestar especial atención a los inyectores y su limpieza, ya que la falla de los inyectores puede ser un desperdicio serio.
¿Cuál es su mantenimiento preventivo?
El mantenimiento correcto y oportuno y la profilaxis adecuada pueden aumentar significativamente la confiabilidad y los recursos del sistema common rail.
En primer lugar, debes cuidar la calidad del combustible. Desafortunadamente, no siempre es posible estar seguro de las características de calidad del combustible. En este caso, los aditivos de combustible permiten evitar problemas.
En el mercado se ofrecen una gran cantidad de aditivos de varios fabricantes. Recomendamos el uso de combustible de fabricantes reconocidos que utilicen materias primas de alta calidad y tecnologías modernas. Los aditivos de estos fabricantes son altamente eficientes y seguros de usar.
El sistema common rail, debido a sus características de diseño, es especialmente sensible a la limpieza de todo el sistema y los inyectores. Desafortunadamente, la calidad del combustible diesel en muchas regiones conduce a un mayor desgaste del sistema. Por lo tanto, el mantenimiento del sistema de combustible common rail debe dividirse en dos etapas:
Etapa 1
Limpieza de las boquillas de depósitos de carbón e impurezas. Un paso extremadamente importante para deshacerte del aumento de los depósitos de carbón en las boquillas. Los inyectores deben limpiarse al menos una vez por intervalo de servicio, ya que la frecuencia óptima de limpieza de las boquillas es cada 3 o 5 mil km.
Afortunadamente, no es necesario desmontar el sistema de combustible para limpiar los inyectores y dicho sistema. Un equipo de tecnólogos de la empresa alemana Liqui Moly ha creado una preparación especial para limpiar boquillas de depósitos de carbón e impurezas: sistemas diesel Flushing Diesel Spulung.
El uso regular de la descarga te permite mantener limpias las boquillas, lo que aumenta significativamente su recurso.
Etapa 2
Uso de un aditivo de combustible protector (complejo). También es una etapa necesaria en la operación de los sistemas common rail, ya que el equipo de combustible sufre significativamente de corrosión.
La función de este tipo de aditivos es principalmente proteger contra la corrosión. Recomendamos utilizar el aditivo Liqui Moly Diesel Systempflege. Protege perfectamente los equipos de combustible de la corrosión y, gracias a sus componentes especiales, nivela las propiedades lubricantes bajas del combustible con bajo contenido de azufre.
¿Cuáles son sus causas y síntomas de avería?
Vale la pena conocer los principales síntomas que indican un mal funcionamiento del sistema y son los siguientes:
- Después de una larga estancia hay un notable deterioro en el arranque del motor y la potencia de la unidad de potencia disminuye, lo que se nota especialmente con una carga pesada o un intento de alcanzar la velocidad máxima.
- Aumento del ruido del motor.
- Vibraciones inusuales del motor.
- Color de escape inusual (negro o blanco).
La principal causa de mal funcionamiento es la mala calidad del combustible. Por lo general, los inyectores, las bombas de combustible de alta presión o las bombas de bombeo de combustible fallan y muestran lo siguiente:
- Mal funcionamiento de los inyectores: el motor se detiene incluso al acelerar.
- Falla de sensores o bombas de inyección.
- Contaminación de la bomba de alta presión.
- Levantando la boquilla.
- Despresurización de la bomba o su avería.
No es suficiente saber cómo funciona un sistema de combustible dado. Se requerirá un diagnóstico completo para determinar el mal funcionamiento. No solo se investiga la parte mecánica del dispositivo, sino también la electrónica.
No se recomienda intentar reparar el Common Rail por cuenta propia sin las habilidades y el equipo de diagnóstico adecuado, solo se puede dañar, después de lo cual no necesitarás una reparación cosmética, sino un reemplazo completo.
El secreto de la eficiencia del Common Rail
Hay dos factores principales que aseguran la alta eficiencia del sistema, estos son:
- División de alimento cíclico en garrapatas.
- Inyección de combustible a alta presión.
En los sistemas clásicos, el combustible se suministraba en grandes porciones a baja presión, que rara vez superaba los 700 a 800 bar. Como resultado, el diesel no se quemó por completo, lo que redujo la eficiencia del motor.
Al usar ciclos, fue posible dividir el combustible en partículas finamente dispersas: se enriquecen más activamente con oxígeno y se queman mejor. Gracias a este principio de funcionamiento del motor diesel, fue posible aumentar la potencia de la unidad de potencia sin interferir con su diseño.
El suministro cíclico de combustible significa que no se suministra en una gran porción, sino en varias pequeñas (de dos a siete). Puedes distinguirlo de estas formas:
- Preinyección: Aumenta la temperatura de la cámara de combustión y la prepara para el suministro principal de combustible.
- Inyección principal.
- Inyección adicional: se utiliza para quemar a través del filtro de partículas.
Además de ahorrar combustible, fue posible lograr una reducción del ruido del motor y una reducción de las vibraciones.
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