El sistema de common-rail o conducto comn es un sistema de inyeccin de combustible electrnico para motores disel de inyeccin directa en el que el gasleo es aspirado directamente del depsito de combustible a una bomba de alta presin y sta a su vez lo enva a un conducto comn para todos los inyectores y por alta presin al cilindro. En 1998 recibi el Premio "Paul Pietsch Preis" para Bosch y Fiat por el sistema Common Rail como innovacin tcnica para el futuro. Este sistema fue desarrollado por el grupo industrial italiano Fiat Group, en el Centro Ricerche Fiat en colaboracin con Magneti Marelli, filial del grupo especializada en componentes automovilisticos y electrnicos. La industrializacin la llev a cabo Bosch. El primer vehculo del mundo en equipar este sistema fue el Alfa Romeo 156 con motor JTD en 1997.1

Concepto

Esquema bsico common rail

La idea esencial que rige el diseo es lograr una pulverizacin mucho mayor que la obtenida en los sistemas de bomba inyectoraanteriores, para optimizar el proceso de inflamacin espontnea de la mezcla que se forma en la cmara al inyectar el gasoil, principio bsico del ciclo Diesel. Para ello se recurre a hacer unos orificios mucho ms pequeos ,dispuestos radialmente en la punta del inyector (tobera), compensando esta pequea seccin de paso con una presin mucho mayor. Es esencialmente igual a la inyeccin multipunto de un motor de gasolina, en la que tambin hay un conducto comn para todos los inyectores, con la diferencia de que en los motores disel se trabaja a una presin mucho ms alta. [editar]Funcionamiento

El gasoil almacenado en el depsito de combustible a baja presin es aspirado por una bomba de transferencia accionada elctricamente y enviado a una segunda bomba, en este caso, de alta presin que inyecta el combustible a presiones que pueden

variar desde unos 300 bar hasta entre 1500 y 1600 bar al cilindro, segn las condiciones de funcionamiento. Hoy en los motores disel de Toyota se inyecta el combustible con una presin de 2000 bar. La bomba de transferencia puede ir montada en la propia bomba de alta presin, accionada por el mecanismo de distribucin y sobre todo en el interior del depsito de combustible. El conducto comn es una tubera o "rampa" de la que parte una ramificacin de tuberas para cada inyector de cada cilindro. La principal ventaja de este sistema es que nos permite controlar electrnicamente el suministro de combustible permitindonos as realizar hasta 5 pre-inyecciones antes de la inyeccin principal con lo que conseguimos preparar la mezcla para una ptima combustin. Esto genera un nivel sonoro mucho ms bajo y un mejor rendimiento del motor. [editar]Sensores

principales

Sensor de rgimen o CKP para sincronizar las inyecciones a los ciclos del motor. Sensor de fase o CMP para distinguir entre los cilindros gemelos (p.ej. el 2 y el 3) cul de ellos est en fase de compresin y cul en escape, para inyectar en el cilindro que corresponde.

Sensor de pedal de acelerador, para detectar la carga requerida por el conductor y segn la pendiente. Sensor de presin de Rail o RPS, para detectar la presin en cada instante.

[editar]Sensores

secundarios

Sensor de temperatura del motor o ECT para compensar en el arranque en fro. Sensor de temperatura del gasoil para compensar con gasleo muy caliente. Caudalmetro msico de aire o MAF para controlar el funcionamiento del EGR o Recirculacin de gases de escape. Sensor de presin de admisin del colector o MAP , para detectar la sobrealimentacin del Turbo.

[editar]Actuadores

principales

Inyectores hidrulicos de mando electromagntico, o piezoelctrico. Regulador de presin del rail. Regulador de caudal de entrada a la bomba de alta presin.

[editar]Actuadores

secundarios

Electrovlvula de regulacin del EGR. Rel de control de los precalentadores. Mariposa de parada.

[editar]Ventajas

del common-rail

Bomba de alta presin radial

Inyector Common rail

La principal ventaja de este sistema es que se puede regular la presin en los inyectores en funcin de la carga motor , de una manera muy precisa, con que se obtiene una regulacin del caudal ptima. Por ejemplo al circular el vehculo subiendo a 2000 rpm por una ligera pendiente, la necesidad de par motor y por tanto de potencia = par motor x rpm es mayor que cuando el vehculo circula a las mismas 2000 rpm cuando baja la pendiente. En los sistemas mecnicos anteriores de inyeccin por bomba, la presin era prcticamente la misma y haba que variar el caudal mediante variacin del tiempo de inyeccin actuando sobre el tiempo de compresin de la bomba inyectora. Valores tpicos de presin son 250 bar a ralent, hasta 2000 bar a plena carga (no necesariamente a revoluciones mximas). La ptima atomizacin del combustible por parte de los inyectores hidrulicos de mando electrnico, controlados por una centralita de inyeccin electrnica, y la alta presin a la que trabaja el sistema hacen que se aumente el par y por tanto la potencia en todo el rango de revoluciones, se reduzca el consumo de combustible y se disminuya la cantidad de emisiones contaminantes, en especial los xidos de nitrgeno, el monxido de carbono y los hidrocarburos sin quemar. Al no haber un mecanismo mecnico que rija cundo se debe inyectar el combustible se puede elegir libremente cundo inyectar, incluso realizar varias inyecciones en unmismo ciclo. Esto permite la preinyeccin que se produce justo antes de la principal, aumentando la presin y temperatura dentro del cilindro, lo que mejora la combustin y disminuye el ruido caracterstico de los disel. [editar]Common-rail

en la actualidad

Actualmente, casi todos los automviles nuevos fabricados en Europa con motor disel incorporan common-rail identificados bajo distintas siglas segn el fabricante (CRDI, CDTI, HDI, JTD, DCI, DTI,HDi TDCI, actualmente se empieza a incorporar en todos los TDI, ....). Bosch, Siemens, Delphi y Denso son los fabricantes ms importantes de estos sistemas. Entre sistemas mencionados existen diferencias considerables en cuanto a la regulacin de la presin y el funcionamiento elctrico de los inyectores, pero bsicamente se rigen por la misma forma de trabajo mecnico. Desde 2003, los automviles comercializados por Fiat Group Automobiles disponen de una variante ms sofisticada del sistema common-rail denominada MultiJet. Esta tecnologa permite un mejor control de la mezcla -con hasta cinco inyecciones diferentes por ciclo-, lo que conlleva mejoras en los consumos, prestaciones y menor impacto ambiental. En 2009 se comenzaron a comercializar automviles con MultiJet II, una segunda versin de este sistema con hasta 8 inyecciones, mejorando todos los parmetros de la anterior.ommon-rail

INTRODUCCION El ltimo avance tecnolgico aplicado a la alimentacin de combustible en los motores diesel se denomina common-rail que se puede traducir como conducto nico. El principio de funcionamiento se basa en los sistemas de inyeccin multipunto utilizados en los motores de gasolina, donde el combustible llega a todos los inyectores a travs de un mismo conducto. Abrindose el inyector cuando es alimentado por una centralita electrnica. El common-rail consiste en una bomba mecnica que enva el combustible a un conducto distribuidor que tambin sirve de acumulador. Cada inyector est unido al conducto por medio de un tubo. La presin del combustible en el interior del conducto est regulada en funcin de las necesidades del motor, variando entre los 150 y 1350 bares. La apertura del inyector y la presin del combustible estn determinadas por una centralita electrnica en funcin de las seales que recibe de varios sensores. Los datos recogidos por los sensores son: Posicin del acelerador. Revoluciones del motor. Posicin angular del cigeal. Velocidad del vehculo. Temperatura del lquido refrigerante. Temperatura del aire aspirado. Presin de soplado del turbo. Masa de aire aspirado. Temperatura del combustible. Presin en el conducto nico. Accionamiento del freno.

Accionamiento del embrague. Con todos estos datos, la centralita electrnica tiene completa libertad para regular la presin en el conducto nico y abrir los inyectores con el avance y la duracin ms adecuados. Para ello el sistema dispone de un regulador de presin colocado en el conducto nico y que es controlado por la centralita electrnica. Los inyectores son electrovlvulas que al ser alimentadas por la centralita permiten el paso del combustible hacia la cmara de combustin. FUNCIONAMIENTO Una bomba elctrica (similar a las utilizadas en los motores de gasolina) recoge el combustible del depsito y lo enva a la bomba mecnica de alta presin. El combustible enviado por la bomba mecnica llega hasta el conducto nico a travs del regulador de presin. La presin en el conducto nico aparece al ser mayor el caudal de combustible enviado por la bomba mecnica que el consumido por el motor. Al no poder salir el combustible del conducto, la presin aumenta. La centralita electrnica recibe informacin de la presin del combustible a travs del sensor y enva seales elctricas al regulador de presin para ajustarla. Con el motor caliente y girando al ralent, la presin en el conducto es de 150 bares, mientras que en fuertes aceleraciones la presin puede llegar a subir hasta los 1350 bares. En regmenes intermedios, la presin suele oscilar entre los 300 y 800 bares. Variando la presin en el conducto nico se consigue modificar el caudal inyectado sin variar apenas el tiempo de apertura del inyector y mejorando la pulverizacin del chorro de combustible en la cmara de combustin. La centralita electrnica tiene un control muy preciso del tiempo de inyeccin, pudiendo realizar una pre-inyeccin de combustible con una duracin variable segn las condiciones de funcionamiento del motor. Luego llega la inyeccin principal y en determinadas condiciones la post-inyeccin.

SISTEMA DE INYECCIN COMMON RAIL >>| Las ltimas versiones de motores turbodiesel que han llegado al mercado, se caracterizan por equipar sistemas de alimentacin de inyeccin de combustible directa a alta presin, que bajo las denominaciones de "Unijet", "Common Rail" "HDI" y otras segn el productor del vehculo- remiten a una nueva tecnologa caracterizada por un aumento de la potencia especfica y el ahorro de combustible, en particular en regmenes de rotacin altos. Respecto de los dispositivos de inyeccin tradicionales, el Unijet , garantiza una mejora global importante de las prestaciones y un funcionamiento ms silencioso, que llega hasta 8 decibeles menos, segn el rgimen de rotacin del motor. En los sistemas usados hasta ahora, con cmara de precombustin, la alimentacin de los inyectores del gasoil es accionada por una bomba mecnica (a menudo con control

electrnico) y la presin de inyeccin crece proporcionalmente al aumento del rgimen de rotacin del motor, lo cual presupone un lmite fsico para optimizar la combustin, y por ende las prestaciones, el ruido y las emisiones contaminantes.En cambio, en el sistema Unijet la presin de inyeccin es independiente de la velocidad de rotacin del motor, porque la bomba de inyeccin genera presin por acumulacin. De all deriva la posibilidad de utilizar, por un lado, presiones muy altas y, por el otro, suministrar cantidades mnimas de combustible, e incluso de realizar una preinyeccin, o inyeccin piloto. Son dos caractersticas que conceden grandes ventajas al conductor: una combustin ms eficiente y por lo tanto mejores prestaciones- y una reduccin del ruido de combustin. En detalle, el sistema consta de una pequea bomba sumergida en el depsito que enva el gasoil a la bomba principal. Esta es una bomba de alta presin, arrastrada por la cadena de distribucin, que "empuja" constantemente el combustible. De esta manera en el "rail" o depsito de acumulacin, siempre hay combustible a presin. Un sensor ubicado en el rail y un regulador en la bomba, adaptan la presin a la demanda de la central, generada por la presin sobre el acelerador. De este modo se puede variar constantemente la presin del gasoil, eligiendo para cada punto de funcionamiento el valor ideal. Est claro que gestionar bien la presin en todo el campo de funcionamiento del motor, significa disponer de ms eficiencia de combustin y por lo tanto mejores prestaciones y menores consumos.

Esto ocurre porque cuanto ms alta es la presin con la que llega el combustible al inyector, mejor se pulverizan las gotas de combustible, mezclndose bien con el aire y quemndose completamente. Pero alta presin, significa tambin fuerte ruido.Contra esto ltimo, el sistema Unijet acudi a otro dispositivo: la inyeccin piloto, una operacin que tiene lugar en aproximadamente 200 microsegundos. Se trata de una solucin que permite aumentar la temperatura y la presin de la cmara de combustin cuando el pistn llega al Punto Muerto Superior, preparando as la cmara para la verdadera combustin. Lo que se consigue, en realidad, es una curva menos escarpada de desprendimiento de calor, junto a picos de temperatura y presin ms bajos, lo que redunda en obtener la misma energa, pero suministrada en forma ms paulatina, lo que reduce drsticamente el ruido de funcionamiento. En los nuevos motores turbodiesel, el "common rail" garantiza mayor eficiencia de combustin y mejores prestaciones, mientras que la inyeccin piloto permite disfrutar de un funcionamiento ms silencioso, arranques en fro ms fciles y un nivel de emisiones ms reducido. SEGUNDA GENERACION DEL SISTEMA COMMON RAIL DE BOSCH >>| La segunda generacin del sistema Common Rail de Bosch permite que los motores Diesel resulten ms econmicos, silenciosos, potentes y, al mismo tiempo se beneficien de un menor grado de emisiones. Las caractersiticas de este avanzado sistema de inyeccin con acumulador de presin son presiones de sistema e inyeccin de hasta 1600 bares y una bomba de alta presin que precisa menor rendimiento del motor. Junto con el controlador de rendimiento mejorado y los inyectores con niveles de tolerancia mas ajustados, se obtiene un nivel ms bajo de emisiones y consumo y una potencia superior. _________ TERCERA GENERACION DEL SISTEMA COMMON RAIL DE BOSCH >>| Tercera generacin del sistema Common Rail de Bosch. Primer montaje en serie en el Audi A8. Audi presenta en el Saln Internacional del Automvil (IAA) de Frankfurt, el modelo A8 con un nuevo motor diesel de 3,0 litros y seis cilindros que monta en serie, por primera vez, el sistema Common Rail de tercera generacin de Bosch, caracterizado por incorporar la innovadora tcnica Piezo-Inline. Bosch inici la fabricacin en serie de este sistema el pasado mes de mayo. Inyeccion de conducto unico.su principio de funcionamiento no tiene nada que ver con la bomba convencional y sin embargo tiene una gran similitud con los sistemas de inyeccion electronica empleados en los motores de gasolina, debido a que en ambos casos los inyectores reciben el combustible a traves de un conducto comun y son accionados electricamente atraves de la unidad de control.El combustible almacenado en el deposito es aspirado por una bomba electrica y enviado hasta el filtro principal..desde aki y una vez imprevisto de impuresas y de gotas de agua es impulsado hacia la bomba de alta presion.esta bomba arrastrada por la correa de la distribucionpresuriza el combustible a valores que oscilas entre 200 y 1400 bares y lo envia a la rampa acumulador..llegando finalmente a los electroinyectores a traves de los tubos de alta..el combustible sobrante es canalizado hacia un refrigerador donde se reducira la temperatura absorvida como consecuencia de la elavada presion ..retornando desde aki al deposito y quedando listo para iniciar de nuevo el recorrido. Circuito se divide en 3 -circuito de cebado o baja presion : es el encargado de suministrar ala bomba de alta presion el combustible necesario con la presion adecuada..esta formado por la bomba electrica y el filtro.la bomba alimentada con una tension de 12 v atraves del rele doble no difiere de las utilizadas en los sistemas de inyeccion de gasolina generalmente son de tipos volumetricas de rodillos ubicando en su interior las valvulas tanto de retencion como de seguridadel filtro ademas de las funciones de filtrado y decantado del agua se encarga de la regulacion de la presion de combustible en el circuito de baja controlando al mismo tiempo y en caso de ser necesario el cambio de dicho combustible.la regulacion de la presion se lleva acabo de una valvula que abre el conducto de retorno al deposito cuando la presion de combustible supera el tarado del muelle de control estableciendose de esta forma la presion de bajael control de calentamiento del combustible lo realiza un elemento termostatico que abre o cierra el paso hacia un calentador de esta forma cuando la temperatura del combustible es inferior a 10 una lamina bimetalica se deforma para desviar el combustible hacia el calentador regresando desde aqu nuevamente hacia el filtro -Circuito de alta presion : comienza en la bomba siendo esta precisamente la encargada de suministrar el caudal y la presion necesaria para el correcto funcionamiento del motor una de las caracteristicas de esta bomba y a diferencia de las convencionales es que no son distribuidoras y aunque generalmente son arrastradas por la propia correa de distribucion,no necesitan caladoen la parte exterior podemos ver la entrada de combustible procedente del filtro..la salida de alta presion hacia la rampael retorno..la valvula de desactivacion del tercer piston y el regulador de alta presionen el interior una excentrica solidaria al eje de la bomba acciona a tres grupos de presion formado cada uno de ellos por un piston , la valv de admision y la valv de envio..cuando el motor empieza a girar atraves de la correa de distribucion transmite el giro a la excentrica y esta a su ves provoca el movimiento alternativo de los pistonesen la carrera descendente el combustible entra al cilindro atraves de la valvula de admision en la carrera ascendente la valvula de admision es forzada a cerrar el conducto de entrada

-Circuito de retorno: