Diapositivas commun rail

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Diapositivas commun rail

  1. 1.  INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR “CENTRAL TÉCNICO”“NIVEL TECNOLÓGICO”NOMBRE: DIEGO CABASCANGO          NIVEL: 6º “A”SISTEMA DE INYECCIÓN COMMON RAIL
  2. 2. SISTEMA DE INYECCIÓN COMMON RAIL• El sistema de inyección Common Rail es unsistema de inyección a alta presión paramotores diesel.También se le da el nombre de sistema deinyección con acumulador.• El término Common Rail significa conductocomún y simboliza un acumulador decombustible a alta presión, compartido paratodos los inyectores.• La generación de la presión y la inyección delcombustible son módulos separados en elsistema de inyección Common Rail.
  3. 3. HISTORIA DEL SISTEMA DE INYECCIÓN COMMON RAIL• historiaHablar de common-rail es hablar de Fiat ya que esta marca automovilística es laprimera en aplicar este sistema de alimentación en los motores diesel deinyección directa. Desde 1986 cuando apareció el Croma TDI, primer automóvildiesel de inyección directa del mundo. Se daba el primer paso hacia este tipo demotores de gasóleo que tenían una mayor eficacia de combustión.Gracias a este tipo de motores, que adoptaron posteriormente otros fabricantes,los automóviles diesel podían garantizar mayores prestaciones y menoresconsumos simultáneamente.
  4. 4. HISTORIA• El ruido excesivo del propulsor a bajos regímenes de giro y en los "transitorios".Y es aquí donde comienza la historia del Unijet o mejor dicho, el estudio de unsistema de inyección directa más evolucionado, capaz de reducir radicalmentelos inconvenientes del excesivo ruido de combustión. Esta búsqueda llevaráalgunos años más tarde al Unijet, alcanzando mientras tanto otras ventajasimportantes en materia de rendimiento y consumo.• Para resolver el problema, solamente existían dos posibilidades: conformarsecon una acción pasiva y aislar después el motor para impedir la propagación delas ondas sonoras, o bien, trabajar de modo activo para eliminar el inconvenienteen la fuente, desarrollando un sistema de inyección capaz de reducir el ruido decombustión.• Decididos por esta segunda opción, los técnicos del Grupo Fiat se concentraroninmediatamente en la búsqueda del principio del "Common-Rail", descartandodespués de análisis cuidadosos otros esquemas de la inyección a alta presión.
  5. 5. • Para resolver el problema, solamente existían dos posibilidades:conformarsecon una acción pasiva y aislar después el motor para impedir lapropagación delas ondas sonoras, o bien, trabajar de modo activo para eliminar elinconvenienteen la fuente, desarrollando un sistema de inyección capaz de reducir elruido decombustión.• Decididos por esta segunda opción, los técnicos del Grupo Fiat seconcentraroninmediatamente en la búsqueda del principio del "Common-Rail",descartandodespués de análisis cuidadosos otros esquemas de la inyección a altapresión.
  6. 6. FUNCIONES DEL SISTEMA DE INYECCIÓN COMMON RAIL• FuncionesEl sistema de inyección de acumulador "Common Rail" ofrece unaflexibilidad destacadamente mayor para laadaptación del sistema de inyección al funcionamiento motor, encomparación con los sistemas propulsados por levas (bombas rotativas).Esto es debido a que están separadas la generación de presión y lainyección.La presión de inyección se genera independientemente del régimen delmotor y del caudal de inyección.
  7. 7. • El combustible para la inyección esta a disposición en el acumulador decombustible de alta presión "Rail".• El conductor preestablece el caudal de inyección, la unidad de controlelectrónica (UCE) calcula a partir de campos característicos programados,el momento de inyección y la presión de inyección, y el inyector (unidadde inyección) realiza las funciones en cada cilindro del motor, a través deuna electroválvula controlada.
  8. 8. Partes del sistema de inyección common rail
  9. 9. • La instalación de un sistema "Common Rail" consta:- unidad de control (UCE),- sensor de revoluciones del cigüeñal,- sensor de revoluciones del árbol de levas,- sensor del pedal del acelerador,- sensor de presión de sobrealimentación,- sensor de presión de "Rail",- sensor de temperatura del liquido refrigerante,- medidor de masa de aire.La ECU registra con la ayuda de sensores el deseo del conductor (posicióndel pedal del acelerador) y elcomportamiento de servicio actual del motor y del vehículo.
  10. 10. Funciones básicas del sistema common rail• Las funciones básicas de un sistema "Common Rail" controlan lainyección del combustible en el momentopreciso y con el caudal y presión adecuados al funcionamiento delmotor.
  11. 11. • FUNCIONES ADICIONALES  DEL SISTEMA COMMON RAILEstas funciones sirven para la reducción de las emisiones de los gases deescape y del consumo de combustible, o bien sirven para aumentar laseguridad y el confort. Algunos ejemplos de estas funciones son:la retroalimentación de gases de escape (sistema EGR), la regulación de lapresión turbo, la regulación de la velocidad de marcha, el inmovilizadorelectrónico de arranque, etc..• El sistema CAN bus hace posible el intercambio de datos con otrossistemas electrónicos del vehículo .ejemplo: ABS, control electrónico de cambio). Una interfaz de diagnosticopermite al realizar la inspección del vehículo, la evaluación de los datos delsistema almacenado en memoria.
  12. 12. SISTEMA DE INYECCIÓN COMMON RAILLa bomba de alta presión, situada porseparado, genera la alta presión necesaria parala inyección.La alta presión se almacena en un acumulador yse suministra a los inyectores a través de tuboscortos.Ventajas del sistema de inyección Common Rail:– Presión de inyección casi librementeprogramable en la familia de características.– La posibilidad de inyectar a alta presión alfuncionar el motor a regímenes bajos y acarga parcial.– El comienzo flexible de la inyección con ciclosde preinyección e inyección principal.
  13. 13. Partes del sistema deinyección common rail
  14. 14. Sistema de combustibleEl sistema de combustible está dividido en doszonas:– la zona de baja presióncon la bomba en el depósito de combustible,el depósito de reservas y expansión delcombustible, el filtro de combustible y labomba de engranajes,– la zona de alta presióncon la bomba de alta presión, el acumuladorde alta presión (rail), los inyectores y laválvula limitadora de presión.
  15. 15. • En la zona de baja presión, elcombustible es extraído del depósito através del depósito de reservas yexpansión, por intervención de la bombade combustible y la bomba deengranajes, para ser impelido a través delfiltro de combustible hacia la bomba dealta presión.• Allí se genera la alta presión delcombustible que se necesita para lainyección y se alimenta hacia elacumulador de alta presión (rail).El combustible pasa del acumulador dealta presión hacia los inyectores,que se encargan de inyectar elcombustible hacia las cámaras decombustión.
  16. 16. LA BOMBA DE COMBUSTIBLELa bomba de combustible va situada en el depósito.Trabaja como bomba de preelevación y seencarga de alimentar a la bomba de engranajesque va integrada en la bomba de alta presión,para que en cualquier estado operativo recibasuficiente combustible.
  17. 17. FUNCIONAMIENTODE LA BOMBA DE COMBUSTIBLEFuncionamiento :Al conectar el encendido, la unidad de controlpara sistema de inyección directa diesel seencarga de excitar la bomba a través del reléde bomba de combustible.La bomba funciona durante unos 3 segundos yestablece así una presurización previa.En cuanto el motor marcha, la bomba alimentacontinuamente combustible hacia la zona de bajapresión.La bomba aspira combustible del depósito dereservas a través de un filtro.En la tapa de la bomba se divide la cantidadimpelida.
  18. 18. La bomba aspira combustible del depósito de reservas a través de un filtro.En la tapa de la bomba se divide la cantidad impelida.Una parte del combustible pasa al conducto deafluencia hacia la bomba de engranajes,mientras que la otra se utiliza para accionar eleyector.El eyector aspira combustible del depósito y loimpele hacia el depósito de reservas de labomba.
  19. 19. Filtro de combustibleDepósito de reservas y expansión delCombustible.El combustible impelido por la bomba seConduce al depósito de reservas yexpansión de Combustible.Desde allí pasa a la bomba de engranajes.El depósito de reservas y expansión seencarga De que la presión del combustiblese mantenga Casi invariable ante la bombade engranajes en Casi cualquier estadooperativo.
  20. 20. Filtro de combustible con calefacción eléctricaEl filtro de combustible está equipado con unacalefacción eléctrica.Esta calefacción se activa a través del relé paracalefacción del filtro de combustible.Calienta el combustible en el conducto dealimentación.De esa forma se evita que el filtro decombustible se pueda obstruir por partículas deparafina que se cristalizan a bajas temperaturasexteriores.
  21. 21. BOMBA DE ENGRANAJES• La bomba de engranajes es una bomba depreelevación que trabaja de un modonetamente mecánico.• Aumenta la presión del combustiblesuministrado por la bomba, al objeto deasegurar el abasto de la bomba de alta presiónen cualquier condición operativa.• La bomba de engranajes va situadadirectamente en conjunto con la bomba de altapresión.• Ambas bombas se accionan por medio de un ejecompartido.
  22. 22. ESTRUCTURAEstructura :En la carcasa de la bomba de engranajes haydos ruedas dentadas que giran en sentidorespectivamente opuesto.Una de ellas es accionada por el eje deimpulsión.
  23. 23. FuncionamientoFuncionamiento :Al girar las ruedas dentadas arrastrancombustible entre los huecos del dentado y lotransportan a lo largo de la pared interior de labomba hacia el lado impelente.Desde allí pasa a la carcasa de la bomba dealta presión.El ataque de los dientes de ambas ruedasimpide el retorno del combustible.
  24. 24. Zona de alta presión• Bomba de alta presiónTiene asignada la función de presurizar elcombustible a la intensidad necesaria para lainyección a alta presión. La alta presión segenera por medio de tres émbolos de la bomba,que se encuentran dispuestos en estrella, a unángulo de 120° ..• .
  25. 25. Ubicación de la bomba de altapresiónLa bomba de alta presión va atornillada a labrida intermedia del mando de engranajes y seacciona a través de ruedas dentadasintermediarias a partir del cigüeñal.En la bomba de alta presión se encuentratambién la bomba de engranajes y la válvulade regulación para la presión del combustible.
  26. 26. Partes de la bomba de altapresión
  27. 27. Funcionamientode la bomba de alta presiónFuncionamientoEl eje de impulsión para la bomba de altapresión posee una leva excéntrica.Es accionada por el eje de impulsión y, a travésdel disco de leva, se encarga de mover enascenso y descenso los émbolos de los treselementos de la bomba.
  28. 28. Carrera aspirantede la bomba de alta presiónCarrera aspirante :El movimiento descendente delémbolode la bomba conduce a un aumentode volumen de la cámara decompresión. Debido a ello se reducela presión del combustible que seencuentra en esa cámara.Debido a la presión ejercida por labomba de engranajes puede entrarcombustible en la cámara decompresión a través de la válvula deadmisión.
  29. 29. Partes de la Carrera aspirantede la bomba de alta presión
  30. 30. Carrera impelentede la bomba de alta presiónCarrera impelente :Con el comienzo del movimiento ascendente quedescribe el émbolo de la bomba aumenta lapresión en la cámara de compresión. A raíz deello se oprime hacia arriba el plato de la válvulade admisión y cierra la cámara de compresión.Con el movimiento ascendente del émbolo sesigue generando presión.En cuanto la presión del combustible en lacámara de compresión es superior a la de lazona de alta presión, la válvula de escape de labomba abre y deja pasar el combustible haciala zona de alta presión.
  31. 31. partes de la bomba de altapresión
  32. 32. Recorrido del combustible en la bomba dealta presión.• Recorrido del combustible en la bomba dealta presión• El combustible pasa primeramente a través de lazona de alimentación hacia la cámara interiorde la bomba.• Allí es conducido a través de conductos hacia labomba de engranajes.• Desde el lado impelente de la bomba deengranajes se transporta el combustible haciala válvula reguladora de la presión delcombustible.
  33. 33. ACUMULADOR DE ALTAPRESIÓN (RAIL)El acumulador de alta presión es un tuboforjado en acero.Asume la función de acumular a alta presión elcombustible que se necesita para la inyección entodos los cilindros.Aparte de ello, su gran volumen compensa lasfluctuaciones de presión que surgen a raíz de laalimentación procedente de la bomba de altapresión y de los ciclos de inyección.
  34. 34. ESTRUCTURA DEL ACUMULADOR DEALTA PRESIÓN (RAIL)Estructura :El acumulador de alta presión aloja el empalmepara alimentación de combustible procedentede la bomba de alta presión, los empalmeshacia los inyectores, el retorno al depósito decombustible, la válvula limitadora de presión yel sensor de presión del combustible.
  35. 35. FUNCIONAMIENTO DEL ACUMULADORDE ALTA PRESIÓN (RAIL)El combustible se encuentra sometido continuamente a alta presión en el acumulador.Al extraerse combustible del acumulador para efectos de inyección, la presión en elacumulador se mantiene casi constante, gracias a su gran volumen acumulable.Asimismo se compensan las fluctuaciones de la presión que surgen a raíz de laalimentación pulsátil hacia el acumulador de alta presión y a raíz del trabajo efectuadopor la bomba de alta presión.
  36. 36. Válvula limitadora de presión• Válvula limitadora de presión• La válvula limitadora de presión se encuentra directamente en elacumulador de alta presión.• Se encarga de limitar la presión máxima en el acumulador yprotegerlo de esta forma contra sobrecarga.
  37. 37. Estructura Válvula limitadora de presiónLa válvula limitadora de presión es uncomponente que trabaja de un modo netamentemecánico.A través de una pieza roscada se establece elempalme hacia el acumulador de alta presión.En el interior hay una válvula con taladros depaso, la cual es mantenida en su asiento por elefecto de un muelle de compresión.
  38. 38. Funcionamiento Válvula limitadora de presiónLa válvula abre sí la presión del combustibleen el acumulador de alta presión supera los1.450 bares.El combustible superfluo puede escaparentonces del acumulador de alta presión y salira través de los taladros de paso hacia el retorno.La presión en el acumulador disminuye.
  39. 39. • INYECCIÓNEl combustible se inyecta en las cámaras decombustión a través de inyectores gestionadoselectromagnéticamente.Para conseguir una combustión lo más eficazposible se ha dividido la inyección en un ciclo depreinyección y un ciclo de inyección principal.• PreinyecciónAntes de que el pistón alcance su punto muertosuperior se inyecta primeramente una pequeñacantidad de combustible en la cámara decombustión que corresponde. Esto provoca unaumento de temperatura y presión en lacámara.
  40. 40. InyectoresLos inyectores van montados en laculata.Tienen la misión de inyectar elcombustible a las cámaras decombustión en la cantidad correctay al momento correcto.Para esos efectos son excitados por launidad de control para sistema deinyección directa diesel.
  41. 41. Posición de reposo del inyectorPosición de reposoEl inyector se encuentra cerrado alestar en reposo.La electroválvula no está excitada.El inducido de la válvulaelectromagnética es oprimido contrasu asiento, respondiendo a la fuerzadel muelle de la electroválvula.La alta presión del combustible cierrala aguja del inyector, debido a que lasuperficie del émbolo de control esrelativamente más grandeque la de la aguja.
  42. 42. FUNCIONAMIENTO DEL INYECTORComienzo de la inyecciónEl comienzo de la inyección es puesto envigor por parte de la unidad de controlpara inyección directa diesel.A esos efectos excita la válvulaelectromagnética.En cuanto la fuerza magnética es superiora la fuerza de cierre del muelle de laelectroválvula,el inducido de ésta se desplaza haciaarriba, abriendo el estrangulador de salida.Sistema de inyección Common RailEstrangulador
  43. 43. FUNCIONAMIENTO DEL INYECTOREl combustible en la cámara de control del inyectorfluye a través del estrangulador de salida hacia elretorno.El estrangulador de entrada impide unacompensación rápida de las presiones entre lazona de alta presión del combustible y la cámarade control del inyector.La presión que actúa sobre el émbolo de controldel inyector es en este momento menos intensa quela alta presión del combustible que actúa sobre laaguja del inyector.Debido a ello se eleva la aguja del inyector ycomienza la inyección.
  44. 44. Fin de la inyecciónEl ciclo de la inyeccióntermina en cuanto laelectroválvula deja de serexcitada por launidad de control parainyección directa diesel.La electroválvula queda sincorriente.El muelle de la válvula vuelvea oprimir al inducido contra elasiento y cierra así elestrangulador de salida.
  45. 45. Fin de la inyección• En la cámara de control delinyector aumenta la• presión del combustible a lamagnitud que tiene• en el acumulador de altapresión.• La presión en la cámara decontrol del inyector• vuelve a tener de esa formanuevamente la• misma magnitud que lapresión en la aguja del• inyector.
  46. 46. SENSORES DEL SISTEMACOMMON RAIL
  47. 47. SENSORES DEL SISTEMA COMMONRAILSensor de régimen del motorEl sensor de régimen del motor esun sensorinductivo. Va fijado a la carcasa dedistribución.La rueda generatriz de impulsosva situada en el cigüeñal entre elvolante y la rueda dentada decontrol.Un hueco de segmento en larueda generatriz de impulsos sirvede marca de referencia para elsensor.
  48. 48. • El sensor Hall (CMP)va fijado a la tapa de la culata.Un sector dentado en el árbol de levas le sirve demarca de referencia.El sensor se utiliza para detectar la posición delárbol de levas.Aplicaciones de la señalLa señal es utilizada por la unidad de controlpara sistema de inyección directa diesel paradetectar la posición del primer cilindro alarrancar el motor.Efectos en caso de ausentarse la señalEl motor sigue primeramente en funcionamiento.La unidad de control para sistema de inyeccióndirecta diesel emplea a esos efectos la señalprocedente del sensor de régimen del motor
  49. 49. • Medidor de la masa de aire.El medidor de la masa de aire con detección deflujo inverso se encuentra en el colector deadmisión y detecta la masa de aire aspirada.Debido a la apertura y el cierre de las válvulas seproducen flujos inversos de la masa de aireaspirada en el colector de admisión.Aplicaciones de la señalLas señales se emplean en la unidad de controlpara sistema de inyección directa diesel paracalcular la cantidad a inyectar.Efectos en caso de ausentarse la señalSi se ausenta la señal del medidor de la masade aire, la unidad de control para sistema deinyección directa diesel calcula un valor supletoriofijo.
  50. 50. SENSOR DE TEMPERATURA DEL LÍQUIDOrefrigerante El sensor de temperatura del líquido refrigerantese encuentra en el empalme para líquidorefrigerante de la culata. El sensor informa a launidad de control para sistema de inyeccióndirecta diesel sobre la temperatura momentáneadel líquido refrigerante.Aplicaciones de la señalLa unidad de control para sistema de inyeccióndirecta diesel emplea la señal de temperatura dellíquido refrigerante como valor de corrección parael cálculo de la cantidad inyectada.Efectos en caso de ausentarse la señalSi se ausenta esta señal, la unidad de control parasistema de inyección directa diesel calcula un valorsupletorio fijo.
  51. 51. Conmutador de luz de freno F yconmutador de pedal de frenoEl conmutador de luz de freno y el conmutador depedal de freno se encuentran en un componentecompartido fijado al pedalier. Estos conmutadoressirven a la unidad de control para el sistema deinyección directa diesel para saber si ha sidoaccionado el pedal de freno.Aplicaciones de la señalAmbos conmutadores suministran a la unidad decontrol para sistema de inyección directa diesel laseñal de «freno accionado». Si se avería el sensorde posición del acelerador se procede a limitar elrégimen del motor por motivos de seguridad alser accionado el freno.Efectos en caso de ausentarse la señalSi se avería uno de los dos conmutadores, launidad de control para sistema de inyeccióndirecta diesel reduce la cantidad de combustible.
  52. 52. • Conmutador de pedal de embragueEl conmutador de pedal de embrague vainstalado en el pedalier y se acciona por mediodel pedal de embrague. Sirve para detectar laacción del embrague.Aplicaciones de la señalCon ayuda de esta señal, la unidad de controlpara sistema de inyección directa diesel detecta siel sistema está embragado o desembragado. Alser accionado el embrague se reduce brevementela cantidad inyectada.De esa forma se evitan sacudidas del motordurante los cambios de marchas.Efectos en caso de ausentarse la señalSi se ausenta la señal del conmutador de pedalde embrague puede haber golpes de acción delas cargas durante el ciclo de cambio de marcha.
  53. 53. • SENSOR DE POSICIÓN DEL ACELERADOREl sensor de posición del acelerador va situado enla aleta de aceleracion motor y comunicado con el pedalacelerador a través de un varillaje.Aplicaciones de la señalLa posición del acelerador es un parámetroprincipal para el cálculo de la cantidad a inyectar.El conmutador de ralentí señaliza a la unidad decontrol para sistema de inyección directa diesel siha sido accionado el pedal acelerador.Efectos en caso de ausentarse la señalSin esta señal, la unidad de control para sistemade inyección directa diesel no puede reconocerla posición momentánea del acelerador.
  54. 54. • Sensor de altitudEl sensor de altitud se encuentra en la unidad decontrol para sistema de inyección directa diesel.Aplicaciones de la señalEl sensor de altitud informa a la unidad de controlpara sistema de inyección directa diesel sobre lapresión atmosférica momentánea, la cual estásupeditada a la situación geográfica. Con ayudade esta señal se realiza una corrección de altitudpara la regulación de la presión desobrealimentación.Efectos en caso de ausentarse la señalEn zonas de altitud se emite humo negro.
  55. 55. • SENSOR DE PRESIÓN DEL COMBUSTIBLEEl sensor de presión del combustible va situadoen el acumulador de alta presión y detecta lapresión momentánea del combustible en la zonade alta presión.FuncionamientoLa presión del combustible actúa sobre elelemento sensor a través del empalme de altapresión.
  56. 56. Sensor de presión en el colector de admisiónSensor de presión en el colector de admisióny sensor de temperatura en el colector de admisiónAmbos sensores están unidos en un componentecompartido, instalado en el colector de admisión.El sensor de presión en el colector de admisión sededica, como dice su nombre, a detectar la presiónmomentánea en el colector de admisión.Aplicaciones de la señalLa señal del sensor se utiliza en la unidad decontrol para sistema de inyección directa dieselpara regular la presión de sobrealimentación.
  57. 57. Señales de entrada suplementariasSeñal de velocidad de marchaLa unidad de control para sistema de inyeccióndirecta diesel recibe esta señal del sensor develocidad de marcha.Se utiliza para las siguientes funciones:– limitación de la velocidad máxima,– amortiguación de sacudidas al cambiar demarchas y– verificación del correcto funcionamiento delprogramador de velocidad.Programador de velocidadCon ayuda de la señal procedente delconmutador para el programador de velocidad,la unidad de control para sistema de inyeccióndirecta diesel detecta que se encuentra activadoel programador de velocidad.Gestión del motor
  58. 58. • ACTUADORES
  59. 59. GRACIAS

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