Common rail Conferencia Prof J.A. Guillen

29/03/2014
IMCEA J A GUILLÉN jorgeprofguillen@gmail.com
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SISTEMA COMMON RAIL
ENCUENTRO DE ACTUALIZACIÓN 2014

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Existen distintos Sistemas de Inyección Common
Rail los cuales son:
BOSCH CR
SIEMENS CR
DELPHI CR
DENSO CR

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Sistema Bosch
Según el tipo de versión, utiliza bomba de transferencia eléctrica (CP1).
-En otros casos la transferencia es mecánica e incorporada a la bomba de Alta
Presión. (CP2 y CP3).
-La Bomba de alta presión es de 3 lóbulos a 120 grados.
-Siempre utiliza Válvula IPR (en la bomba de AP. o en el Rail).
-El sensor de presión de gas oíl está montado en la rampa.
-En algunas versiones de CP1 (Peugeot) utiliza una Válvula de Inhibición
del tercer pistón.
-Utiliza inyectores bobinados. Resistencia del inyector: 0,5 - 0,8 Ohm
Los inyectores trabajan con una tensión de acometida de 70-80 V y una corriente
de 20-12A.
-La ECU controla el LADO ALTO y el LADO BAJO por lo que hay pulsos en
los 2 cables del inyector.
-La presión de inyección es de: 220 bares (mín.) a 1350 bares (máx.).
Regulada a lazo cerrado (ICP-IPR).

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Sistema Siemens
Utiliza una Bomba de AP de 3 lóbulos a 120 grados.
La bomba tiene incorporados al Regulador de Caudal SCV (Suction Control
Valve) y al Regulador de Presión del Rail IPR (Injectión Pressure Regulator).
La válvula SCV regula la cantidad de combustible que se envía a comprimir en
la etapa de alta presión.
Sensor de presión de gas oíl está montado en la rampa común.
La transferencia es mecánica e incorporada a la Bomba de Alta Presión.
Utiliza Inyectores Piezo eléctricos. Trabajan con un voltaje de alrededor de
100V y tiempos de inyección muy cortos (0,3 ms).
Puede realizar hasta 2 pre-inyecciones, una inyección principal y 2 post-
inyecciones.
Presiones de inyección: 250 bares (mín.) y 1600 bares (máx.).

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BOMBA DE ALTAPRESIÓN SIEMENS
1. Bomba
2. Regulador de PresiónIPR
3. Regulador de Caudal SCV
4. Salida AP al Rail
5. Entrada gas oil
6. Retornoal tanque

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Sistema Delphi
Utiliza una bomba de Alta Presión de 2 elementos radiales tipo CAV con Anillo de levas.
-Tiene transferencia mecánica incorporada a la bomba de Alta Presión.
-En algunas versiones el acumulador de presión o RAIL es de tipo Esférico.
-La bomba tiene incorporados un sensor de temperatura de Gas Oíl y una Válvula de
Control de Succión (SCV).
No tiene IPR.
-El control de la presión de inyección se realiza mediante los mismos inyectores, los cuales
además de inyectar el gas oíl son actuados para regular presión.
-Trabaja con una presión de 250 bares (mín.) a 1600 bares (máx.).
-Los inyectores son tipo lápiz, muy finos y de tipo bobinados, encontrándose la bobina
arrollada en el interior el cuerpo de inyector.
Diámetro = 17 mm.
-La resistencia de los inyectores es de 0,2 Ohm aproximadamente.
Lo que les da una muy rápida respuesta de operación permitiendo inyecciones múltiples.
-Los inyectores trabajan con pulsos de 12V y tienen Lado Alto y Lado Bajo.
Una corriente de apertura de 12A y una corriente de mantenimiento de 6A.

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DELPHI CR Fuel System
Injector Individual Calibration
CII for A/SCII for
production
-Diámetro del inyector = 17 mm
-La bobina está colocada dentro del cuerpo del inyector.
-Se debe programar en el PCM el Código del Inyector.

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Sistema DENSO
Utiliza una bomba de AP de 2 elementos radiales sin anillo de levas.
Los elementos son accionados por un eje con excéntrica.
La bomba incorpora una Válvula de Control de Succión (SCV) y un sensor de
temperatura de gas oíl.
Utiliza inyectores de tipo bobinados.
Los inyectores tienen una resistencia de 0,8 a 1 Ohm.
Tiene PCM e IDM. El PCM controla al IDM y este acciona a los inyectores.
El IDM recibe del PCM la señal Injection Time y le retorna la señal InjF.
La bomba regula la presión del rail de 20MPa a 180MPa.
El sistema realiza pre inyección e inyección principal hasta las 3000RPM.
Los tiempos de inyección son de 0,4 ms a 1,5 ms.

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Inyectores para motores Common Rail
Esquema interno de un inyector common rail
1.- Retorno de combustible a deposito
2.- Conexión eléctrica
3.- Electroválvula
4.- Muelle
5.- Bola de válvula
6.- Estrangulador de entrada
7.- Estrangulador de salida
8.- Émbolo de control de válvula
9.- Canal de afluencia
10 Aguja del inyector
11.- Entrada de combustible a presión
12.- Cámara de control.

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Estructura
La estructura del inyector se divide en tres bloques funcionales:
• El inyector de orificios.
• El servosistema hidráulico.
• La electroválvula.
Funcionamiento
La función del inyector puede dividirse en cuatro estados de servicio, con el
motor en marcha y la bomba de alta presión funcionando.
• Inyector cerrado (con alta presión presente).
• El inyector abre (comienzo de inyección)
• Inyector totalmente abierto.
• El inyector cierra (final de inyección).
Si el motor no esta en marcha la presión de un muelle mantiene el inyector
cerrado.

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Inyector cerrado (estado de reposo):
La electroválvula no esta activada (estado de reposo) y por lo tanto se encuentra
cerrado el estrangulamiento de salida que hace que la presión del combustible
sea igual en la cámara de control que en el volumen de cámara de la tobera por lo
que la aguja del inyector permanece apretado sobre su asiento en la tobera
empujada (la aguja) por el muelle del inyector, pero sobre todo la aguja se
mantiene cerrada porque la presión en la cámara de control y en el volumen de
cámara de la tobera (que son iguales) actúan sobre áreas distintas.
La primera actúa sobre el émbolo de control y la segunda sobre la diferencia de
diámetros de la aguja, que es un área menor y por tanto la fuerza que empuja a la
aguja contra el asiento es mayor que la fuerza en sentido contrario, que tendería
a abrirla.
El muelle, aunque ayuda, aporta una fuerza muy pequeña.

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El inyector abre (comienzo de inyección):
El inyector se encuentra en posición de reposo.
La electroválvula es activada con la llamada corriente de excitación que
sirve para la apertura rápida de la electroválvula.
La fuerza del electroimán activado ahora es superior a la fuerza del muelle
de válvula, y el inducido abre el estrangulador de salida.
En un tiempo mínimo se reduce la corriente de excitación aumentada a
una corriente de retención del electroimán mas baja.
Con la apertura del estrangulador de salida puede fluir ahora combustible,
saliendo del recinto de control de válvula hacia el recinto hueco situado por
encima, y volver al deposito de combustible a través de las tuberías de
retorno.
El estrangulador de entrada impide una compensación completa de la
presión, y disminuye la presión en la cámara de control de válvula.

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El inyector abre (comienzo de inyección):
Esto conduce a que la presión en la cámara de control sea
menor que la presión existente en la cámara de la tobera.
La presión disminuida en la cámara de control de la válvula
conduce a una disminución de la fuerza sobre el émbolo de
mando y da lugar a la apertura de la aguja del inyector.
Comienza ahora la inyección.
La velocidad de apertura de la aguja del inyector queda
determinada por la diferencia de flujo entre el estrangulador
de entrada y de salida.

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Inyector totalmente abierto:
El émbolo de mando alcanza su tope superior y permanece allí
sobre un volumen de combustible de efecto amortiguador.
Este volumen se produce por el flujo de combustible que se
establece entre el estrangulador de entrada y de salida.
La tobera del inyector esta ahora totalmente abierta y el
combustible es inyectado en la cámara de combustión con una
presión que corresponde aproximadamente a la presión en el Rail.
La distribución de fuerzas en el inyector es similar a la existente
durante la fase de apertura.

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El inyector cierra (final de inyección)
Cuando deja de activarse la electroválvula, el inducido es presionado hacia abajo
por la fuerza del muelle de válvula y la bola cierra el estrangulador de salida.
El inducido presenta una ejecución de dos piezas.
Aunque el plato del inducido es conducido hacia abajo por un arrastrador, puede
sin embargo moverse elásticamente hacia abajo con el muelle de reposición, sin
ejercer así fuerza hacia abajo sobre el inducido y la bola.
Al cerrarse el estrangulador de salida se forma de nuevo en el recinto de control
una presión como en el Rail, a través del estrangulador de entrada.
Este aumento de presión supone un incremento de fuerza ejercido sobre el embolo
de mando.
Esta fuerza del recinto de control de válvula y la fuerza del muelle, superan ahora
la fuerza del volumen de la cámara de tobera y se cierra sobre su asiento la aguja
del inyector.
La velocidad de cierre de la aguja del inyector queda determinada por el flujo del
estrangulador de entrada.

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En reposo

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Las fuerzas se equilibran y
el inyector permanece cerrado

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23 Se energiza la bobina

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Se eleva el núcleo
Despega la válvula
de su asiento

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La presión sobre la cara
del vástago desaparece
La presión ejercida
levanta la aguja

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Se produce la inyección

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La inyección finaliza
cuando se deja de
energizar la bobina y
el núcleo, baja cerrando
la válvula esférica.

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Las fuerzas se equilibran y
La aguja cierra las toberas.
Final de inyección

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¡ GRACIAS POR SU ASISTENCIA !
A T E N T A M E N T E
INSTITUTO MEXICANO DE CAPACITACIÓN PARA LA EXCELENCIA AUTOMOTRIZ
PROFESOR JORGE A.GUILLÉN

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