Inyector Common Rail

El inyector es un dispositivo utilizado en los motores electrónicos, para el caso de los motores diésel, los inyectores tienen unas particularidades que debemos conocer, tienen la capacidad de trabajar a unas presiones mayores que en gasolina y pueden ser reparados en laboratorio.

Son de un material diferente al de los inyectores de gasolina que son plásticos, debido a que manejan mayor tamaño y presión por el tipo de combustible utilizado.

Es esencialmente igual a la inyección multipunto de un motor gasolina, en la que también hay un conducto común para todos los inyectores, con la diferencia de que en los motores diesel se trabaja a una presión mucho más alta.

Vamos a explicar paso a paso cómo funcionan los inyectores common rail y qué debemos tener en cuenta para su reparación y diagnóstico.

¿Qué es y cómo trabaja un Inyector Common Rail?

La idea esencial que rige el diseño es lograr una pulverización mucho mayor que la obtenida en los sistemas de bomba inyectora anteriores, para optimizar el proceso de inflamación espontánea de la mezcla que se forma en la cámara al inyectar el combustible, principio básico del ciclo Diesel. Para ello se recurre a hacer orificios mucho más pequeños, dispuestos radialmente en la punta del inyector (tobera), compensando esta pequeña sección de paso con una presión mucho mayor.

En las nuevas generaciones de inyectores Common Rail, las presiones de inyección máximas son del orden de 1800 Bar. El esfuerzo que necesita vencer el inyector para levantar la aguja de salida es demasiado.

Teniendo en cuenta esto, es imposible pilotar directamente la aguja del inyector con ayuda de un actuador electromagnético, a menos, que se empleen corrientes altas cuyo tiempo de accionamiento no es compatible con el tiempo de reacción en inyecciones múltiples (Preinyección, Inyección Principal y Post-Inyección).

Por otra parte, la utilización de corrientes fuertes requiere una electrónica de potencia voluminosa lo que generaría un calentamiento de la bobina del inyector y del ECM o ECU.

¿Por qué un Inyector debe trabajar a tan alta presión?

El inyector del sistema Common Rail funciona para responder a las nuevas normas de Control de Emisiones y Contaminación. Por esto esta diseñado con características necesarias para cumplir su función como:

• Permitir Inyecciones Múltiples (hasta 5 inyecciones por ciclo).
• Permite inyectar cantidades cada vez más pequeñas (0,5mg/cp).
• Funcionamiento a presiones cada vez más elevadas (1800bar).
• Tener interacciones hidráulicas débiles entre 2 inyecciones sucesivas.
• Distribuir de manera homogénea la cantidad inyectada al cilindro.

Partes del inyector

Principalmente un inyector common rail se compone de los siguientes elementos:

• Una tobera con agujeros de salida y su aguja.
• Un cuerpo o carcasa del Inyector provisto de los orificios de alimentación y de retorno.
• Una bobina integrada en el cuerpo o carcasa del Inyector.
• Un conector eléctrico donde recibe la señal de apertura desde la ECU.
• Un filtro varilla implantado a nivel del orificio de alimentación del diesel.
• Una placa separador provista de una cámara de control y de los inyectores calibrados necesarios para asegurar el pilotaje de la aguja.
• Una válvula y su soporte.
• Una tuerca de ajuste con torque de fábrica.

¿Cómo se produce la Inyección en Common Rail?

La inyección se produce caída de presión que se generaliza en la cámara de control de la placa separador interno de cavidades del inyector common rail.

En efecto, la diferencia de presión ejercida en los 2 polos de la aguja genera su desequilibrio.

Esto último se traduce en una subida de la aguja ya que la presión a nivel de la tobera de la aguja es superior a la de la cámara de control de la placa separador.

El paso del diesel a través del orificio de alimentación de la tobera genera una pérdida de carga que depende de la presión del riel de inyectores.

Cuando la presión del riel es máxima, (1600 bar), esta pérdida de carga sobrepasa 100 bar.

La presión aplicada en el cono de la aguja, (la presión de inyección) es pues inferior a la presión del raíl.

Una vez que la ECU detiene la señal de alimentación de la bobina, la válvula se vuelve a cerrar ya que el esfuerzo de atracción se vuelve inferior al del muelle.

Después del cierre de la válvula, el circuito sube en presión. Sin embargo, la aguja permanece siempre levantada, el único medio de volverla a cerrar consiste en aplicar presiones diferentes en cada uno de estos extremos.

Esta diferencia de presión para volver a cerrar el inyector se crea por la pérdida de carga del inyector de llenado que se opone a la presión en la cámara de control que es sensiblemente igual a la presión riel de inyectores.

Cuando la presión en la cámara de control se vuelve superior a la presión aplicada en la tobera de la aguja, la inyección se para.

Principales ventajas del Common rail

• Inyección de combustible limpia y muy eficiente, debido a las cortísimas distancias de pulverización y a la inyección múltiple.
• Bajas emisiones y mayor potencia en el motor.
• Optimización del consumo de combustible.
• Se puede implementar en todos los vehículos debido a su diseño modular.

¿Cómo se clasifican los inyectores Common Rail?

Los inyectores Bosch para motores diesel se dividen en dos categorías: inyectores CRI e inyectores CRIN. El primero está diseñado para vehículos ligeros y el segundo para maquinaria industrial y vehículos pesados.

¿Cuántas inyecciones hace un inyector de Common Rail?

El inyector common rail cumple las nuevas normas sobre emisiones y contaminación. Por lo tanto, debe: permitir inyecciones múltiples (hasta 5 inyecciones por ciclo). Permitir la inyección de dosis cada vez más pequeñas (0,5 mg/cm3).

¿Cuánto es la vida útil de un inyector?

En general, los inyectores, si se mantienen correctamente, duran toda la vida del vehículo, es decir, aproximadamente 300.000 km o más. No obstante, en función del tipo de uso y mantenimiento, se recomienda sustituirlos a los 150.000 km para garantizar el rendimiento general del motor.

¿Qué presión necesita un Common Rail para arrancar?

La presión necesaria para la inyección, que varía entre 300 bares al ralentí y unos 1.600 bares a plena carga, se controla constantemente mediante un sensor de presión situado en el raíl.

¿Cómo saber si un inyector diésel está mal?

Los síntomas varían, pero en general:

• El motor se cala o se ahoga al ralentí.
• Las vibraciones del motor son innecesarias.
• La luz de revisión del motor se enciende en el salpicadero.
• Puede haber fugas de combustible.

¿Qué pasa cuando un inyector no tiene retorno?

Si hay demasiadas fugas en los inyectores, la bomba de combustible no puede crear suficiente presión para que el sistema funcione correctamente. El problema es más evidente al arrancar y al ralentí, ya que la presión del combustible está directamente relacionada con el régimen del motor.