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Inyección directa de gasolina, Bosch Motronic

Indice curso

 

Sistema de combustible, alimentación e inyección

El sistema de combustible está dividido en una parte de baja presión y en otra de alta presión.

 


 

Dentro del sistema de combustible encontramos como elemento secundario el depósito de carbón activo o Canister (12). Sirve para tratar los gases que genera el combustible en su almacenamiento en el depósito.

 

La bomba de combustible de alta presión
Tiene la función de suministrar el combustible a presión a la rampa de inyección. La bomba va atornillada a la carcasa del árbol de levas. Se trata de una bomba radial de 3 cilindros accionada por el árbol de levas de admisión (5). Con los tres elementos de bomba decalados a 120° se mantienen reducidas las fluctuaciones de la presión en la rampa de inyección de combustible.
Asume la función de establecer una presión de hasta 100 bares en el sistema de combustible de alta presión.

 


Accionamiento
El eje de accionamiento de la bomba de combustible de alta presión es impulsado por el árbol de levas de admisión.
En el eje de accionamiento hay una leva excéntrica, que soporta un anillo de leva. Al girar el eje de accionamiento, la leva excéntrica con el anillo de leva establece los movimientos de ascenso y descenso del émbolo de la bomba.

Funcionamiento
El combustible pasa del sistema de baja hacia la bomba de alta presión. Allí recorre el émbolo hueco de la bomba hacia la válvula de admisión.

 

Válvula reguladora de presión de combustible
Se encuentra atornillada entre la rampa de inyección y el tubo de retorno de combustible hacia el depósito.
Tiene la la función de controlar la presión en la rampa de inyección, independientemente de la cantidad inyectada y de la cantidad de combustible suministrado por la bomba.

Funcionamiento
Si se presentan diferencias con respecto a la presión teórica, la unidad de control del motor excita la válvula reguladora de la presión del combustible por medio de una señal modulada en anchura de los impulsos. A raíz de ello se crea un campo magnético en la bobina y la válvula con la bola de cierre despega de su asiento. En función de la magnitud de la señal se modifica de esta forma la sección de paso hacia el tubo de retorno y, con ésta, la cantidad de combustible que retorna, regulándose la presión correspondientemente.


Efectos en caso de avería
La válvula reguladora se encuentra cerrada al no tener la corriente aplicada. De ese modo se tiene establecido de que siempre esté disponible una presión suficiente del combustible.
Para proteger los componentes contra presiones excesivas se incorpora en la válvula reguladora de presión del combustible un limitador mecánico de la presión a través de un sistema de muelle. Abre al tener el combustible una presión de 120 bares.

 

Sensor de presión de combustible
El sensor de presión del combustible se encuentra atornillado en la rampa de inyección de combustible. Tiene la función de medir la presión del combustible en la rampa de inyección. Con esta medida la unidad de control del motor regula la presión del combustible en el sistema de alta presión, en función de una familia de curvas características.

Funcionamiento
A partir de la rampa de inyección fluye combustible hacia el sensor de presión.

La tensión de las señales se intensifica en el circuito electrónico y se transmite a la unidad de control del motor. La regulación de la presión del combustible se lleva a cabo con ayuda de la válvula reguladora de presión del combustible.

Efectos en caso de avería
Si se ausenta la señal del sensor de presión en el colector de admisión, la unidad de control del motor procede a excitar la válvula reguladora de la presión del combustible por medio de un
valor fijo.

 

Los inyectores de alta presión
Los inyectores van fijados a la culata e inyectan el combustible a alta presión directamente al interior del cilindro (inyección directa).
La misión de los inyectores es inyectar el combustible en un tiempo mínimo, adecuadamente pulverizado y de forma específica según el modo operativo momentáneo.
Así por ejemplo, en el modo estratificado se posiciona el combustible de forma concentrada en la zona de la bujía, mientras que en los modos homogéneo-pobre y homogéneo se pulveriza de un modo
uniforme en toda la cámara de combustión.

Con un ángulo de proyección del chorro de 70° y un ángulo de inclinación del chorro de 20° se tiene dada un posicionamiento exacto del combustible, sobre todo en el modo estratificado.

 

Funcionamiento
Durante el ciclo de la inyección se excita el bobinado electromagnético en el inyector y se genera una campo magnético. A raíz de ello se atrae el inducido con la aguja, con lo cual abre el inyector y proyecta el combustible.
Al dejarse de excitar el bobinado se neutraliza el campo magnético y la aguja es oprimida por el muelle de compresión contra su asiento en el inyector. El flujo del combustible queda interrumpido.

Nota: podemos decir que los sistemas de inyección directa frente a los sistemas de inyección en el colector de admisión (inyección indirecta), tienen que trabajar con presiones de inyección mas altas y el tiempo disponible para hacer la inyección es notablemente menor. Sin embargo el mismo volumen de combustible puede ser inyectado en menos tiempo si se incrementa la presión de inyección. Como ejemplo orientativo diremos que en la inyección directa, el tiempo de inyección para 6.000 r.p.m. es de 5 ms frente a los 20 ms se los sistemas de inyección en el colector de admisión.

Excitación de los inyectores de alta presión
Los inyectores de alta presión se excitan por medio de un circuito electrónico en la unidad de control del motor.
Para que el inyector abra lo más rápidamente posible se le da una breve premagnetización y se le aplica una tensión de aprox. 90 voltios. De ahí resulta una intensidad de corriente de hasta 10 amperios. Al estar el inyector abierto al máximo resulta suficiente una tensión de 30 voltios y una intensidad de 3 a 4 amperios para mantenerlo abierto.


Efectos en caso de avería

Un inyector averiado es reconocido por la detección de fallos de encendido/combustión y deja de ser excitado.

 

La válvula dosificadora de combustible
Esta situada en el tubo de alimentación hacia la bomba de combustible de alta presión y hacia el regulador de presión del combustible. Va fijada a la torreta de la suspensión.


Funcionamiento
Durante el funcionamiento normal, la válvula se encuentra abierta y libera el paso hacia el regulador de presión del combustible.
Si durante el ciclo de arranque del motor la temperatura del líquido refrigerante supera los 110 °C y la temperatura del aire aspirado es superior a 50 °C se trata de un arranque en caliente. En ese caso, la unidad de control del motor excita la válvula durante unos 50 segundos y cierra así el paso hacia el regulador de presión
A raíz de ello aumenta la presión en el sistema de baja presión hasta alcanzar la presión de bombeo máxima de la bomba eléctrica. Por intervención de una válvula interna para la limitación de la presión, alcanza 5,8 bares como máximo.
Este aumento de presión impide que se produzcan burbujas de vapor en el lado aspirante de la bomba de alta presión y garantiza una alta presurización fiable.

Efectos en caso de avería
Si se avería la válvula dosificadora de combustible, un muelle de compresión la mantiene cerrada todo el tiempo. De esa forma aumenta la presión en el sistema de baja presión hasta 5,8 bares y se impide la inmovilización del vehículo durante el ciclo de arranque en caliente.

 

El depósito de carbón activo (canister)
Este dispositivo se necesita para cumplir con los requisitos legales planteados a las emisiones de hidrocarburos (HC). Evita que los vapores de combustible del depósito puedan pasar al medio ambiente. Los vapores de combustible se almacenan en el depósito de carbón activo y se conducen de forma sistemática hacia la cámara para su combustión.

La unidad de control del motor calcula la cantidad de combustible que se puede agregar procedente del depósito de carbón activo. Acto seguido se excita la electroválvula, efectuándose una adaptación de la cantidad inyectada y el reglaje de la mariposa. A esos efectos, la unidad de control del motor necesita la siguiente información:

 

 



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