• A altos niveles de concentración, está comprobado que esta sustancia afecta al sistema respiratorio. Consiste en ma- teria orgánica soluble, como aceite sin quemar, combustible diesel sin quemar y otra "materia orgánica soluble" de los gases de escape y materia orgánica insoluble, como hollín (humo negro) y gas de ácido sulfúrico.
7-2. HISTORIA DEL DESARROLLO DEL SISTEMA DE INYECCIÓN DE COMBUSTIBLE DEL TIPO DE
"COMMON RAIL SYSTEM" Y LOS FABRICANTES MUNDIALES
• La bomba de inyección convencional se enfrentaba a ciertas cuestiones, como la presión de inyección que dependía del régimen del motor y los límites de la presión máxima de combustible. Otros tipos de control de inyección como la inyección piloto se enfrentaban también a algunas dificultades. Afrontando estas cuestiones de forma revolucionaria, DENSO se convirtió en el líder mundial al lanzar una aplicación comercial del "common rail system".
• Hoy día se utilizan dos tipos de "common rail system". Uno es el "common rail system" que somete a presión el com- bustible y lo inyecta directamente en los cilindros. DENSO fue primero a nivel mundial en lanzar una aplicación comercial de este sistema. Este sistema, que está siendo sujeto de un desarrollo más amplio, ha sido adoptado en las aplicaciones de los vehículos de pasajeros. Otras compañías, como R. Bosch, Siemens y Delphi ofrecen también hoy día versiones comerciales de este sistema. El otro sistema es el sistema de inyección de unidad eléctrica hidráulica (HEUI), desarro- llado por Caterpillar en Estados Unidos. Este sistema utiliza aceite de motor a presión para someter a presión el com- bustible accionando el pistón de la tobera (inyector) a través de la cual se inyecta el combustible a presión.
7-3. PRESIÓN DE INYECCIÓN MÁS ALTA, RELACIONES DE INYECCIÓN OPTIMIZADAS, MAYOR
PRECISIÓN DE CONTROL DEL CALADO DE INYECCIÓN, MAYOR PRECISIÓN DE CONTROL DE
LA CANTIDAD DE INYECCIÓN
A. Presión de inyección más alta
El combustible que se inyecta desde la tobera se transforma en partículas más finas cuando aumenta la presión de in- yección. Esto mejora la combustión y reduce la cantidad de humo que contienen los gases de escape. Inicialmente, la presión de inyección máxima de la bomba en línea (tipo A) y la bomba rotativa (tipo VE) era de 60 Mpa. Debido al avance de las aplicaciones de alta presión, existen algunos sistemas de inyección de combustible desarrollados recientemente que inyectan el combustible a una presión de 100 Mpa o incluso superior. El "common rail system" de segunda genera- ción inyecta combustible a una presión sumamente alta de 180 Mpa.
a. Comparación de la presión de inyección
Q000920S 50
Serie “common rail”
100 150 200 185 145 120 120 Serie ECD V Bomba mecánica
Presión de inyección (Mpa) Bomba de tipo A
Bomba de tipo distribución Bomba de tipo NB
Bomba ECD V4 Bomba HP0 Bomba HP2 Bomba HP3, 4
Bomba ECD V3 1 Mpa es
aproximadamente 10,2 kgf/cm2.
(1ª generación)
B. Relaciones de inyección optimizadas
• La relación de inyección es la relación de los cambios de la cantidad de combustible que se inyecta sucesivamente des- de la tobera dentro de una unidad de tiempo determinada.
• Cuando la presión de inyección aumenta, la relación de inyección aumenta en consecuencia. El aumento de la relación de inyección lleva a un aumento del volumen de la mezcla aire-combustible que se crea desde el comienzo de la inyec- ción hasta el encendido (el periodo de retraso del encendido). Debido a que esta mezcla se quema posteriormente de una sola vez, se produce ruido (golpeteo diesel) y NOx. Por esta razón, es necesario controlar de forma apropiada la relación de inyección manteniendo una relación de inyección baja al principio de la inyección y suministrando una can- tidad suficiente después del encendido. Para satisfacer esta necesidad, se han adoptado inyectores de dos muelles y un sistema de inyección piloto que ha sido desarrollado recientemente.
C. Mayor precisión de control del calado de inyección
La reducción de las emisiones de los gases de escape y del consumo de combustible y la optimización del calado de inyección son importantes. Es sumamente difícil conseguir los niveles deseados de reducción de la emisión de escape mediante los métodos que ajustan el calado de inyección de acuerdo al régimen (o fuerza centrífuga), como el variador de avance mecánico convencional. Por esta razón, se han adoptado los sistemas controlados electrónicamente, para controlar el calado de inyección de forma libre y precisa según las características del motor.
D. Mayor precisión de control de la cantidad de inyección
El ajuste de la potencia de salida de un motor diesel se logra mediante la regulación de la cantidad de inyección. La inadecuada precisión de control de la cantidad de inyección lleva al aumento de las emisiones de gases de escape, ruido y una deficiente economía de combustible. Por este motivo, se han desarrollado sistemas controlados electróni- camente para asegurar una alta precisión de control de la cantidad de inyección.
t
Relación de inyección Relación de inyección alta
Cantidad de inyección Q000921S
Relación de inyección de inyector de 2 muelles
Cantidad de inyección Cantidad de inyección
Inyección piloto
Q000922S Control de la relación de inyección
del “common rail system”
Tipo control electrónico Temporizador mecánico
Régimen del motor Régimen del motor
Ángulo de avance Ángulo de avance
Q000923S Cantidad de inyec ción Cantidad de inyec ción
7-4. IMAGEN DEL INTERIOR DE LA CÁMARA DE COMBUSTIÓN
• Con los métodos de inyección convencionales, debido a que se inyectaba una cantidad excesiva de combustible en el periodo inicial, la presión de explosión se elevaba en exceso, lo que provocaba que se generaran ruidos como el sonido de golpeteo del motor. Para mejorar esta condición a través de la inyección piloto, inicialmente sólo se inyecta la canti- dad de combustible necesaria y adecuada. Al mismo tiempo se eleva la temperatura de la cámara de combustión y se ayuda a la combustión de la inyección principal mientras que funciona de cara a prevenir el ruido y la vibración.
Fecha de publicación: agosto 2004