SISTEMA DE SISTEMA DE INYECCIÓNINYECCIÓN

ELECTRÓNICA ELECTRÓNICA DIESELDIESEL

RIEL COMÚNRIEL COMÚN

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Sistemas de Inyección Sistemas de Inyección electrónica dieselelectrónica diesel Son varios los sistemas electrónicos que se han Son varios los sistemas electrónicos que se han

implementado en los diferentes tipos de bombas implementado en los diferentes tipos de bombas inyectoras diesel, algunos ejemplos son los siguientes:inyectoras diesel, algunos ejemplos son los siguientes: Entre los sistemas con bomba rotativa se tienen:Entre los sistemas con bomba rotativa se tienen:

La bomba COVEC-FLa bomba COVEC-F La bomba VPLa bomba VP La bomba VRLa bomba VR

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Entre los sistemas Entre los sistemas con bomba inyector con bomba inyector unitario se tienen:unitario se tienen:

Los sistemas UISLos sistemas UIS Los sistemas UPSLos sistemas UPS Los sistemas Los sistemas HEUIHEUI

El sistema de riel El sistema de riel comúncomún

Sistemas de Inyección Sistemas de Inyección electrónica dieselelectrónica diesel

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La bomba rotativa con émbolos axiales de tipo COVEC-F (Computed VE Control System - Full), es una bomba tipo distribuidor, que controla la cantidad de combustible y sincronización de inyección con ayuda electrónica de una computadora. COVEC-F fue desarrollado para mejorar la potencia del motor Diesel pequeño, para mejorar la comodidad al conducir, así como a la disminución de contaminación. Se la usa en vehículos como el Hyundai H-100

Sistemas de Inyección Sistemas de Inyección electrónica dieselelectrónica diesel

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La bomba rotativa con pistón radial de tipo VP44. Esta bomba se caracteriza por utilizar émbolos radiales para generar presión. Una electroválvula de alta presión dosifica el caudal de inyección. Todas las señales de control y regulación se procesan en dos unidades de control electrónicas ECU (unidad de control de bomba y unidad de control de motor). Mediante la activación apropiada del elemento actuador se regula el número de revoluciones. Se la usa en vehículos como el Nissan D22

Sistemas de Inyección Sistemas de Inyección electrónica dieselelectrónica diesel

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Sistema de Inyector-bomba Unitario UIS. La bomba de inyección y el inyector constituyen una unidad. Se coloca en la culata, una bomba inyector por cada cilindro del motor el cual es accionado por un empujador o indirectamente por un balancín, movido por el árbol de levas del motor. Debido a la supresión de las tuberías de alta presión, es posible una presión de inyección esencialmente mayor (hasta 2000 bar). Con esta elevada presión de inyección y mediante la regulación electrónica del comienzo de inyección y de la duración de inyección (o caudal de inyección), es posible una reducción destacada de las emisiones contaminantes del motor diesel. Sistema Bomba Unitaria UPS. De características similares, al anterior solo que tiene una cañería que une a los dos componentes.

Unidad de Inyección Electrónica Hidráulica HEUI. En este sistema el solenoide permite el ingreso de

la presión de aceite del sistema de lubricación y esta presión genera presión sobre el combustible que es inyectado a través de los orificios del inyector

Generalidades del Generalidades del sistema de riel comúnsistema de riel común

En un sistema de Riel Común o Common Rail En un sistema de Riel Común o Common Rail en ingles, la generación de presión y el control en ingles, la generación de presión y el control de la inyección están separados.de la inyección están separados.

Trabaja con presión elevada 1800 bares o Trabaja con presión elevada 1800 bares o 26.100 libras pulg.² aproximadamente y es 26.100 libras pulg.² aproximadamente y es independiente de la velocidad del motor.independiente de la velocidad del motor.

Es un sistema con control electrónico que Es un sistema con control electrónico que puede generar una inyección piloto (para puede generar una inyección piloto (para reducir el ruido de la combustión), una reducir el ruido de la combustión), una principal (aporta la potencia) y post principal (aporta la potencia) y post inyecciones (reducen la contaminación), por lo inyecciones (reducen la contaminación), por lo tanto tiene inyecciones múltiples.tanto tiene inyecciones múltiples. 6

Componentes principalesComponentes principales

1.- Bomba eléctrica.2.- Filtro de combustible.3.- Válvula de sobrecarga.4.- Colector de retorno.

9.- Inyectores.10.- Computadora.11.- Sensor de temperatura de combustible.12.- Otros sensores.

5.- Bomba de alta presión.6.- Válvula de control de succión.7.- Sensor de presión.8.- Riel común.

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Ventajas del sistema de Ventajas del sistema de riel comúnriel común

Mejora la formación de la mezcla de Mejora la formación de la mezcla de aire y combustible.aire y combustible.

La presión de inyección puede La presión de inyección puede variarse dentro de un rango muy variarse dentro de un rango muy amplio.amplio.

El momento de inyección y la El momento de inyección y la cantidad de combustible inyectado, cantidad de combustible inyectado, puede variarse libremente.puede variarse libremente.

Precisión en el avance y duración de Precisión en el avance y duración de la inyección.la inyección.

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La parte electrónica del La parte electrónica del sistema de riel comúnsistema de riel común

Una computadora es la parte principal del Una computadora es la parte principal del sistema.sistema.

Tiene acelerador electrónico.Tiene acelerador electrónico. En la parte relacionada con los sensores de un En la parte relacionada con los sensores de un

sistema de inyección electrónica diesel, solo los sistema de inyección electrónica diesel, solo los que forman parte del sistema de combustible que forman parte del sistema de combustible tienen variantes importantes, en los demás, tienen variantes importantes, en los demás, existe mucha similitud con los sensores que se existe mucha similitud con los sensores que se utilizan en un sistema de inyección electrónica utilizan en un sistema de inyección electrónica de gasolina, por esta razón solo se mencionarán de gasolina, por esta razón solo se mencionarán a los principales y la función que cumplen así a los principales y la función que cumplen así como su localización en general.como su localización en general.

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UCE

PRESIONTURBO

TEMPERATURAAGUA

POSICION PEDALACELERADOR

POSICIONEGR

POSICION DELTURBO

AMPLIFICADORINYECTORES

INYECTORES

PRESION DEGASOIL

VALVULAEGR

SENSOR DEPRESION

ATMOSFERICA

TEMPERATURAAIRE

TEMPERATURAGASOIL

RPM Y PMS

SENSOR FASE

SEÑAL DE FRENO

CAUDAL DEAIRE

ELECTROVALVULACAUDAL 1

ELECTROVALVULACAUDAL 2

ELECTROVALVULAPRESION TURBO

REFORZADORA EGR

RELE BLOQUEOARRANQUE

RELEVENTILADOR

RELECALEFACCION

RELECALENTADORES

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Sistemas de riel comúnSistemas de riel común

Existen cuatro diseños básicos o Existen cuatro diseños básicos o sistemas de inyección si tomamos sistemas de inyección si tomamos en cuenta a los fabricantes.en cuenta a los fabricantes.

Ellos sonEllos son: : Los sistemas DENSO.Los sistemas DENSO. Los sistemas BOSCH.Los sistemas BOSCH. Los sistemas SIEMENS.Los sistemas SIEMENS. Los sistemas DELPHI.Los sistemas DELPHI.

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Sistema DensoSistema Denso El sistema de la marca Denso es El sistema de la marca Denso es

utilizado por muchas marcas de utilizado por muchas marcas de automóviles como Toyota , Mitsubishi, automóviles como Toyota , Mitsubishi, Mazda, Nissan , algunos Ford, Opel, Mazda, Nissan , algunos Ford, Opel, Citroen, Peugeot, para citar algunos Citroen, Peugeot, para citar algunos ejemplos.ejemplos.

Para determinar la marca, es Para determinar la marca, es conveniente fijarse en la bomba de alta conveniente fijarse en la bomba de alta presión, que es movida por engranajes, presión, que es movida por engranajes, junto al mecanismo de distribución, junto al mecanismo de distribución, donde se apreciará fácilmente la marca donde se apreciará fácilmente la marca del fabricante.del fabricante. 12

Nombres de los SistemasNombres de los Sistemas de Riel Común de Riel Común

Chevrolet Chevrolet VCDi.VCDi.

Chrysler CRD.Chrysler CRD. Fiat y Alfa Fiat y Alfa

Romeo JTD.Romeo JTD. Ford TDCi Ford TDCi

Duratorq Duratorq Powerstroke.Powerstroke.

Honda i-CTDi Honda i-CTDi e i-DTEC.e i-DTEC.

Hyundai y Kia Hyundai y Kia CRDi.CRDi.

Isuzu iTEQ.Isuzu iTEQ. Mazda MZR-CD.Mazda MZR-CD. Mitsubishi DI-D.Mitsubishi DI-D. Nissan y Renault Nissan y Renault

Dci.Dci. Peugeot y Citroen Peugeot y Citroen

Hdi.Hdi. Subaru TD.Subaru TD. Toyota D-4D y D-Toyota D-4D y D-

CAT.CAT. Volkswagen TDI.Volkswagen TDI.

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Sistema DensoSistema Denso Sensores principales: Sensores principales: Los sistemas Denso usan Los sistemas Denso usan

medidores de aire MAP o MAF, en la posición del cigüeñal medidores de aire MAP o MAF, en la posición del cigüeñal (RPM y PMS), usan sensores inductivos, detrás de la polea (RPM y PMS), usan sensores inductivos, detrás de la polea del cigüeñal, un volante de disparo con 34 – 2 dientes y un del cigüeñal, un volante de disparo con 34 – 2 dientes y un volante de disparo en el engranaje de la bomba de alta volante de disparo en el engranaje de la bomba de alta presión, con un solo diente(sensor de Fase), para reconocer presión, con un solo diente(sensor de Fase), para reconocer la posición del cilindro # 1, este puede ser inductivo o de la posición del cilindro # 1, este puede ser inductivo o de efecto Hall .efecto Hall .

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SENSOR INDUCTIVO

SENSOR HALL

VOLANTE INDUCTIV

O

VOLANTE HALL

TOYOTA AVENSIS D4 -DTOYOTA AVENSIS D4 -D

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Sensores principalesSensores principales Otros sensores:Otros sensores: Los sistemas Denso usan Los sistemas Denso usan aceleradores electrónicos, sensores de temperatura de aceleradores electrónicos, sensores de temperatura de aire, agua y combustible.aire, agua y combustible.

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El acelerador electrónico, usa sensores de tipo potenciómetro o de tipo efecto Hall, tanto en el pedal como en la mariposa de aceleración y un motor eléctrico para mover la mariposa de aceleración. Cuando se da arranque, la mariposa se abre totalmente para reducir el humo negro emitido a través del tubo de escape, cuando el motor está en funcionamiento, generalmente se mueve muy poco, por que permanece casi totalmente abierta y cuando se apaga se cierra totalmente, para apagar con rapidez, reducir el ruido y las vibraciones del motor.

Sensores principales

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El sensor de temperatura de agua, cumple también una función muy importante en el control del caudal de combustible inyectado.

Sensores principales

Los sensores de temperatura de aire de admisión pueden incorporarse en el sensor MAF o en el

conducto de admisión, después del turbo alimentador.

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Sistema de

combustible

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Bombas DENSOBombas DENSO La bomba de combustible del sistema Denso tiene varios La bomba de combustible del sistema Denso tiene varios

diseños, empezando por la diseños, empezando por la BOMBA HP0 que se usa en BOMBA HP0 que se usa en camiones y busescamiones y buses, tiene dos pistones, gira a la mitad de , tiene dos pistones, gira a la mitad de revoluciones del motor y puede tener 2, 3 y 4 levas (la mitad del revoluciones del motor y puede tener 2, 3 y 4 levas (la mitad del número de cilindros del motor), para mover a los dos pistones número de cilindros del motor), para mover a los dos pistones de la bomba.de la bomba.

La bomba de alimentación (de baja presión), es mecánica, La bomba de alimentación (de baja presión), es mecánica, aspira el combustible desde el tanque y puede ser de tipo aspira el combustible desde el tanque y puede ser de tipo paletas o tipo rotor, se encuentra en la parte posterior de la paletas o tipo rotor, se encuentra en la parte posterior de la bomba de alta presión.bomba de alta presión.

En esta bomba, el sensor del eje de levas para identificar al En esta bomba, el sensor del eje de levas para identificar al cilindro # 1, lo lleva en el eje de la bomba.cilindro # 1, lo lleva en el eje de la bomba.

Lleva en cada uno de los pistones , una válvula de control de la Lleva en cada uno de los pistones , una válvula de control de la bomba (PCV), este dispositivo regula cuanto combustible llega bomba (PCV), este dispositivo regula cuanto combustible llega de la bomba mecánica de baja presión, hacia la bomba mecánica de la bomba mecánica de baja presión, hacia la bomba mecánica de alta presión. Para poder controlar la presión total en la riel de alta presión. Para poder controlar la presión total en la riel de combustible, si pasa una mayor cantidad de combustible por de combustible, si pasa una mayor cantidad de combustible por la (PCV), mayor será la presión en la riel.la (PCV), mayor será la presión en la riel.

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Este tipo de bomba esta dividida en dos partes si consideramos la presión de trabajo:

1) El circuito de baja presión.2) El circuito de alta presión.

1)El circuito de baja presión, está formado por los siguientes elementos:

a) El tanque de combustible.b) El filtro de combustible.c) La bomba mecánica.

a) b) El tanque y el filtro son elementos básicos que no se los describirán en este tema.c)La bomba de alimentación de baja presión, es mecánica, de tipo paletas o tipo trocoide y se encuentra en la parte trasera de la bomba de alta presión.

Bomba HP0 DENSOBomba HP0 DENSO

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Bomba de baja Bomba de baja presión HP0presión HP0

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Bomba de alta Bomba de alta presión HP0presión HP02) El circuito de alta presión en la parte eléctrica, está formado

por la válvula PCV, que es la encargada de regular la alta presión, esta válvula, es controlada por la computadora, recibe energía 12 voltios de la batería y se conecta a masa en la computadora por medio de un transistor, cuando este se activa por un tiempo largo, deja ingresar mayor cantidad de combustible a la bomba de alta presión, para

permitir que se eleve la presión y cuando el transistor se conecta a tierra por un tiempo mas corto, la cantidad de combustible que ingresa a la bomba de alta presión, es menor y por lo tanto disminuye la presión en el circuito de alta. En el caso de la bomba HP0, existen dos válvulas PCV, por que tiene dos pistones.

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Bomba de alta Bomba de alta presión HP0presión HP0

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Variantes de la bomba Variantes de la bomba DensoDenso

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CircuitCircuito de la o de la bombabomba de baja de baja presiónpresión de la de la HP2HP2

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Lubricación

Bomba de alta presión de Bomba de alta presión de la HP2la HP2 Este tipo de bomba usa dos émbolos, divididos en

dos pedazos que se mueven dentro de una leva excéntrica, cuando se mueven hacia la parte mas amplia de la leva, los émbolos se alejan y succionan el combustible, luego cuando se mueven hacia la parte mas estrecha de la leva, los émbolos se acercan y impulsan el combustible hacia la riel de inyectores.

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Métodos de regulación de la Métodos de regulación de la alta presiónalta presión

La presión que genera esta bomba mecánica depende de varios La presión que genera esta bomba mecánica depende de varios factores, pero en especial depende de una válvula reguladora de factores, pero en especial depende de una válvula reguladora de presión, que puede estar en la bomba o en la riel de combustible.presión, que puede estar en la bomba o en la riel de combustible.

Existen dos tipos de válvulas reguladoras que puede tener la Existen dos tipos de válvulas reguladoras que puede tener la bomba de alta presión.  La válvula IPR (Injection Pressure bomba de alta presión.  La válvula IPR (Injection Pressure Regulator)( Válvula Reguladora de Presión de inyección ) o la Regulator)( Válvula Reguladora de Presión de inyección ) o la válvula SCV (Suction Control Valve) ( Válvula de Control de válvula SCV (Suction Control Valve) ( Válvula de Control de Succión o Válvula de control de caudal).Succión o Válvula de control de caudal).

Por ejemplo, los sistemas Bosch suelen usar válvulas IPR, Por ejemplo, los sistemas Bosch suelen usar válvulas IPR, aunque en sus últimas versiónes como la CP4 que utiliza una aunque en sus últimas versiónes como la CP4 que utiliza una válvula SCV.válvula SCV.

Los sistemas Denso y Delphi utilizan válvulas SCV.Los sistemas Denso y Delphi utilizan válvulas SCV. Los sistemas Siemens utilizan válvulas IPR y SCV.Los sistemas Siemens utilizan válvulas IPR y SCV.

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■ La resistencia de La resistencia de la SCV es de la SCV es de aproximadamente aproximadamente 1,5 a 1,8 ohmnios.1,5 a 1,8 ohmnios.

Reguladores de alta Reguladores de alta presiónpresión La diferencia entre estas válvulas es la siguienteLa diferencia entre estas válvulas es la siguiente

La válvula IPR, regula la presión dejando escapar la presión La válvula IPR, regula la presión dejando escapar la presión excedente del combustible de la riel, hacia el conducto de excedente del combustible de la riel, hacia el conducto de retorno. retorno.

La válvula SCV La válvula SCV regula la succión regula la succión (entrada) de (entrada) de combustible del combustible del circuito de baja circuito de baja presión, hacia el presión, hacia el circuito de alta circuito de alta presión, es decir presión, es decir que si deja ingresar que si deja ingresar mas combustible a la mas combustible a la bomba, la presión en bomba, la presión en la riel aumenta, en la riel aumenta, en cambio si deja entrar cambio si deja entrar menos combustible a menos combustible a la bomba, la presión la bomba, la presión disminuye.disminuye.

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Reguladores de alta Reguladores de alta presiónpresión La válvula SCV es una electroválvula que puede estar

normalmente cerrada o normalmente abierta. Para verificar, se desconecta el enchufe de esta válvula y luego se da arranque, si el motor enciende, la SCV es normalmente abierta y si no enciende el motor, la válvula es normalmente cerrada. Cuando es normalmente cerrada, se la puede alimentar con los 12 voltios, pero conectando en serie una lámpara de 50 vatios como la de carretera por ejemplo, la presión deberá subir al valor máximo cuando se da arranque. Será conveniente desconectar los inyectores para que no encienda el motor..

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Regulador de presión Regulador de presión IPRIPR

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El regulador de presión de inyección, controlado por la computadora deja retornar el combustible al tanque cuando alcanza la presión de trabajo necesaria para un momento en particular, permitiendo que se eleve o baje la presión de acuerdo a requerimientos del sistema.

Señales de la Señales de la SCVSCV

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VerificacióVerificación de la alta n de la alta

presiónpresión Estas variaciones de presión se las puede detectar a través del escáner o por medio del sensor de presión de combustible verificando los valores que muestre el voltímetro y comparándolos con la tabla. Un bar equivale a 14,5 Psi y 145 Psi equivalen a 1 Mpa.

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Bomba HP2 DENSOBomba HP2 DENSO

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SCV apagada

SCV encendida

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Bomba de alta presión Bomba de alta presión HP3HP3 La bomba HP3 se diferencia de la HP2, por que

lleva una sola válvula SCV, pero aún cuenta con dos pistones o émbolos, la bomba es mas pequeña y compacta, su bomba alimentadora está en la parte trasera y no se sincroniza con el eje de levas, por que no lleva sensor de PMS.

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Bomba de alta presión Bomba de alta presión HP4HP4 La diferencia entre la HP3 y la HP4, está

principalmente en el hecho de que la HP4 tiene tres émbolos o pistones y la otra solo dos, luego la posición de la SCV y del sensor de temperatura de combustible es diferente, pero el principio de funcionamiento es el mismo.

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InyectoresInyectoresExisten dos tipos de inyectores:1)Los que tienen un embobinado para activar al inyector.2)Los que tienen un dispositivo piezoeléctrico para activar al inyector. Para distinguirlos podemos medir la resistencia entre los terminales del inyector: Si es de tipo bobina, la resistencia está entre 0,2 a 2 ohmnios aproximadamente. Si es de tipo piezoeléctrico debe medir cerca de 200.000 o mas ohmnios y midiendo con un capacímetro que sería lo correcto, el valor debe ser aproximadamente de 6,5 µF.

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InyectorInyectoreses

Denso usa los inyectores tipo bobina, en la mayoría de los automóviles, solo en los últimos modelos usa los piezoeléctricos, por lo tanto nos referiremos inicialmente a los de tipo bobina.

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Funcionamiento Funcionamiento básicobásico

de los Inyectores de los Inyectores El principio de funcionamiento del inyector se basa en el equilibrio de la alta presión entre la cámara de control y la cámara de la tobera, por lo tanto, es solo el resorte con una tensión de 3 bares, el que se encarga de mantener cerrado el inyector.

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InyectoresInyectores

Combustible con

alta presiónCombustible

conbaja presión

Aguja de la Tobera

Válvula móvil

Embobinado

Cámara de control

El sistema Denso usa tres tipos de inyectores:1) El tipo X1.2) El tipo X2.3) El tipo G2.

1)El tipo X1 tiene dos válvulas: La válvula interior que permanece fija y la válvula exterior es la que se mueve (nótese la salida de baja presión hacia la parte superior).

TIPO TIPO X1X1

Cámara de la Tobera

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Válvula fija

2) En el inyector de tipo X2, es solo una válvula electromagnética la encargada de dejar salir el combustible de la cámara de control hacia el lado de baja presión y también se ocupa de cerrar este conducto una vez desactivado el inyector (nótese la salida de baja presión hacia la parte lateral).

TIPO TIPO X2X2

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2) En el inyector de tipo X2, es solo una válvula electromagnética la encargada de dejar salir el combustible de la cámara de control hacia el lado de baja presión y también se ocupa de cerrar este conducto una vez desactivado el inyector.

TIPO TIPO G2G2

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1.- La presión de combustible en la cámara de control y en la cámara de la tobera esta igualada. 2.- Por lo tanto es el resorte, el que mantiene presionado a la aguja de la tobera contra su asiento y no permite la inyección de combustible.

Bobina sin energía

Cámara de control

Cámara de la tobera

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Resorte de 3 bar empujando a la aguja

de la tobera Combustible con alta presión desde la riel

1.- Se energiza la bobina y el campo magnético atrae al núcleo que presionaba a la válvula de tipo esfera contra su asiento, esta válvula de tipo esfera bloque la salida de combustible de la cámara de control hacia el conducto de retorno.

Bobina con energía eléctrica

Núcleo es atraído hacia la bobina comprimiendo el

resorte

Válvula de tipo esfera

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1.- La presión en la cámara de control disminuye, por que el combustible se va por el retorno, a través de la válvula del solenoide. La presión no entra fácilmente| a la cámara de control por que el orificio de entrada es muy restringido. 2.- Como la presión en la cámara de la tobera es mayor, empuja a la aguja de la tobera comprimiendo al resorte y permite que el combustible salga pulverizado a elevada presión por los orificios del inyector

La presión de la cámara de control desaparece

La presión de la cámara de la tobera levanta la aguja

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El resorte que empujaba a la aguja queda comprimido

Orificio restring

ido

Se produce la inyección

El volumen de combustible que puede entrar a al cámara de control es muy pequeño por que tiene un orificio muy reducido en la entrada (orificio de estrangulación) y el volumen de combustible en la cámara de la tobera es grande, por lo tanto el desequilibrio persiste.

Orificio deestrangula

ción

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La inyección finaliza cuando la bobina deja de recibir energía, el núcleo retrocede empujado por el resorte y empuja a la válvula de esfera contra su asiento, cierra el paso calibrado de salida y la presión de la cámara de control se iguala con la presión de la cámara de la tobera. Entonces el resorte de la aguja de la tobera se encarga de empujar a la aguja contra su asiento.

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Pulso de los inyectores de Pulso de los inyectores de la primera generaciónla primera generación

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Pulso de los inyectores de Pulso de los inyectores de la segunda generaciónla segunda generación

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Controlador de los inyectores Controlador de los inyectores separado de la computadoraseparado de la computadora

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Controlador de los inyectores Controlador de los inyectores integrado en la computadoraintegrado en la computadora

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Toyota Hilux 1KD-FTV

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Motor Toyota 1KD-FTVMotor Toyota 1KD-FTV

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