Sistemas Common Rail
El sistema Common Rail presenta la tecnología más actual hasta el momento empleada en sistemas de inyección electrónica. Dicho sistema, se caracteriza principalmente a que presenta un “raíl” o vía común para todas las líneas de inyección. En este se acumula el combustible suministrado por la bomba inyectora de alta presión o bomba common rail. El acumulador suministra el combustible a alta presión a todos los inyectores, que abren y cierran a través de válvulas eléctricas. La unidad de control electrónica ECU, según parámetros almacenados, tanto del régimen del motor y de la carga, gestiona la inyección actuando sobre las electroválvulas. Es importante recalcar que mediante este tipo de sistema, caracterizado por el preciso control de la inyección, se consigue reducir notablemente el consumo de combustible, reducir las emisiones de gases contaminantes, conseguir gran desempeño del motor y obtener bajo ruido del vehículo. Así mismo, este sistema gracias a su flexiblilidad puede ser instalado tanto en vehículos livianos, camiones y autobuses.
Características del control de inyección en Common Rail
*Bomba de alta presión Common Rail
La función de la bomba inyectora de alta presión o bomba inyectora Common Rail es permitir el suministro de la cantidad de combustible imprescindible a la presión apropiada ante cualquier circunstancia que se presente en el funcionamiento del motor y a lo largo de toda la vida útil del mismo. Así mismo, debe mantener una reserva de combustible indispensable para lograr un arranque rápido del motor y también para elevar de forma rápida la presión en el acumulador o rail común.
La bomba inyectora Common Rail, genera de forma permanente la presión necesaria en el Rail común, todo ello de forma independiente de la inyección del combustible. En los sistemas de inyección Common Rail para turismos se utiliza para generar presión una bomba inyectora de 3 émbolos radiales, los cuales se encuentran dispuestos en ángulo de 120º entre ellos) mientras que en vehículos industriales se utilizan bombas que disponen de 2 émbolos. Dichos émbolos, son los encargados de comprimir el combustible.
Bombas inyectoras Common Rail
*Inyectores Common Rail (CRI)
En un sistema de inyección diesel Common Rail, los inyectores son conectados a la línea de combustible mediante unas líneas de combustible de alta presión. Dichos inyectores son sellados a la cámara de combustión con una junta de cobre quedando instalados en la cabeza del cilindro. Dependiendo de su diseño, estos son preparados para el montaje recto o inclinado en los motores diesel de inyección directa (JTD, TDI, Hdi, TDCI, CDTI , CDI, CRDI, Dci, etc). El inicio de la inyección y la cantidad exacta de combustible inyectado son controlados o mediados por un inyector que es accionado por electricidad. Por su parte, el tiempo de inyección es controlado por el sistema EDC (Control Electrónico del Diesel). Así mismo, este sistema hace uso de sensores para detectar la posición del cigüeñal y la posición del árbol de levas. En los sistema de inyección Common Rail se requiere de inyectores con muy pequeñas cantidades de preinyección y múltiples chorros de inyección. Los inyectores Common Rail para vehículos pesados se les denomina CRI-N mientras que a los inyectores para vehículos livianos se les conoce como CRI-P. La gran diferencia entre ambos radica, simplemente, en el tamaño.
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Inyectores Common Rail
- Actualmente hay tres tipos diferentes de inyectores Common Rail:
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Inyectores con válvula solenoide y armadura unitaria
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Inyectores con válvula solenoide y armadura bipartida
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Inyector con activador piezo
Los sistemas "Common Rail" constan de los siguiente elementos:
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Unidad de control electrónica (ECU)
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Bomba inyectora de alta presión o Common Rail
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Inyectores Common Rail
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Rail
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Sensor de revoluciones del cigüeñal
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Sensor de revoluciones del árbol de levas
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Sensor del pedal del acelerador
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Sensor de presión de "Rail"
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Sensor de temperatura del líquido refrigerante
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Medidor de masa de aire
Flujo general del sistema de combustible Common Rail
Intervalos de mantenimiento en Sistemas Common Rail (EJEMPLO):
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Mantenimiento de la bomba inyectora Common Rail cada 150.000 km
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Mantenimiento de los inyectores cada 100.000 km
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Cambio de pre-filtro de combustible cada 50.000 km
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Cambio de filtro de combustible cada 10.000 km
Hay que remarcar que el mantenimiento común que se realiza en los sistemas Common Rail, es el cambio de filtro de combustible y la limpieza de los inyectores. ¡IMPORTANTE! Cada intervalo de mantenimiento esta determinado según las recomendaciones del fabricante, aunque dichos intervalos pueden verse modificados en caso de que las condiciones de uso del sistema Common Rail sean severas o muy severas.
Aplicaciones del sistema Common Rail:
El sistema de inyección Common Rail (motores de inyección directa) se utiliza en la actualidad de forma general en todo tipo de vehículos:
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Automóviles de todos los tamaños como en utilitarios con motores de 3 cilindros 800 cc, 30 kW (41 cv) de potencia, par motor de 100 Nm y un consumo de 3.5 l/100km. También, en automóviles de gama alta con motores de 8 cilindros, 4 litros de cilindrada, 250 kW (340 CV) de potencia y un par motor de 700 Nm.
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Camiones ligeros (motores de hasta 30 kW/cilindro)
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Camiones pesados
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Locomotoras y barcos con motores de grandes dimensiones de hasta 200 kW/cilindro. Finalmente, maquinaria agrícola y para la construcción.
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Más aplicaciones ver, Tabla 1.
Tabla 1. Todos los sistemas de inyección diésel y sus aplicaciones
¿ EN QUE CONSISTE LA REPARACIÓN MECÁNICA DE LA BOMBA INYECTORA COMMON RAIL ?
En pleno siglo XXI prácticamente la totalidad de los vehículos diésel procedente de fabríca, vienen ya equipados con sistema de alta presión Common Rail. Este sistema se comprende por una bomba inyectora de alta presión, un raíl o rampa, más los correspondientes inyectores. En este sistema de inyección la avería más habitual ,generalmente es pérdida de combustible o suciedad interior, ocasionando que obstruya los conductos internos o lo que es peor daños en sus componentes mecánicos. Dichos daños se aplican a las bombas inyectoras Common Rail y sus correspondientes inyectores mientras que el raíl o rampa es una pieza de metal sólido y la avería más cotidiana es la suciedad que queda alojada en las paredes del interior formando así un "chapapote negro" y en algunos casos ocasiona daño en el sensor de presión que va en esta pieza.
Es por tal motivo que les indicamos a nuestros clientes que nos envíen siempre todo el sistema de alta presión Common Rail a limpieza y reparación, ya que, de lo contrario si usted solo decide reparar la bomba inyectora, el resto de la suciedad la seguirá teniendo alojada en el circuito de inyección que se comprende por: depósito de combustible, tuberías y filtro de combustible. De esta manera, siempre recomendamos la limpieza del depósito de combustible, limpieza o sustitución de tuberías y sustitución del filtro de combustible. Así, pues, es imprescindible realizar este procedimiento antes de montar la bomba inyectora, raíl e inyectores ya reparados. En caso de no realizarlo, la suciedad que tenga en el resto del circuito la vuelve a introducir a las piezas ya reparadas y, en pocas semanas la reparación se vuelve a averiar. En Reparación Common Rail nos dedicamos a reparar las bombas inyectoras de alta presión de todos los fabricantes:
Bosch, Delphi, Denso, Continental VDO, etc.
Proceso de reparación de bombas de alta presión, COMMON RAIL:
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El primer paso de la reparación de las bombas de alta presión COMMON RAIL es la limpieza exterior y la observación visual del estado de los componentes que van situados en la misma.
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Luego comienza el procedimiento de desmontaje de absolutamente toda la bomba inyectora de alta presión y la valoración minuciosa de sus componentes internos para así someter a la bomba inyectora y dichos componentes al proceso de descontaminación que consiste en dejarlos en una máquina por un plazo de 72 horas con una serie de líquidos químicos encargados de su descontaminación y limpieza.
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Pasado este tiempo, se retira la bomba inyectora y sus componentes y pasa a una maquina potente de limpieza mediante ultrasonidos.
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Una vez realizado este procedimiento de limpieza y descontaminación, ya podemos volver a obserbar nuevamente el estado de la bomba inyectora. Si, detectamos signos de desgaste y/o daños de los componentes mecánicos, el cual surge especialmente cuando se utiliza combustible de baja capacidad lubricante, tales como: LTO, biocombustibles, gasolina o cualquier otro combustible de calidad inferior. Ante estos casos, recomendamos a nuestros clientes la reparación completa que, consiste en la sustitución de todos sus componentes mecánicos internos como; por ejemplo (según proceda): electroválvulas, válvulas mecánicas, bomba de transferencia, eje, pistones, cabezal de alta presión, cuerpo, etc. El cambio de retenes y juntas es, obviamente, obligatorio. Solo utilizamos recambios originales del fabricante.
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En caso de que no se detecten daños en la bomba inyectora y/o en sus componentes, esta lista para montar con su correspondiente kit de retenes y kit de juntas originales del fabricante y pasará a comprobación en banco de pruebas.
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Una vez que se encuentre en banco de pruebas, si la bomba inyectora Common Rail no muestra signos de mal funcionamiento y, evidentamente, pasa todas las pruebas de forma correcta según las especificaciones del fabricante, la consideramos finalizada y, en este caso, ya está lista para empaquetar y enviar al cliente mediante agencia de transporte.
Directrices generales para el montaje de sistemas de combustible de alta presión
Es obligatorio y fundamental la limpieza de todo el circuito de inyección Common Rail, previo al montaje nuevamente de dicho sistema una vez ya reparado. Todo ello, se debe a que incluso las partículas de suciedad más pequeñas (llegando incluso a no ser visibles) situadas en el circuito de inyección pueden provocar fallos en el funcionamiento del motor e incluso volviendo a averiar otra vez el sistema Common Rail ya reparado. Así mismo, hay que sellar las conexiones de combustible abiertas con cubiertas o conectores adecuados.