ESCUELA ESPECIALIZADA EN INGENIERÍA ITCA-FEPADE ESCUELA DE INGENIERÍA AUTOMOTRIZ TÉCNICO EN MECÁNICA AUTOMOTRIZ MÓDULO: “SISTEMAS DE INYECCIÓN ELECTRÓNICA DIÉSEL DEL AUTOMÓVIL” ACTIVIDAD SUMATIVA: “Tarea sobre investigacion sobre SCR: Hidráulica y Neumática el Sistema de inyección Common Rail fabricado por Bosch.” DOCENTE: TEC. MANUEL DE JESUS SOSA MONTERROSA ESTUDIANTES: Nombre Carnet Quintanilla Rivas Javier Enrique 236819 GRUPO: AU- “_13_” SANTA TECLA, _10 de noviembre_DE 2023. Contenido INTRODUCCION .................................................................................................................. 3 RESULTADOS DE APRENDIZAJE .................................................................................... 4 Resultados de aprendizaje general:..................................................................................... 4 Resultados de aprendizaje especificos:............................................................................... 4 JUSTIFICACION DEL PROYECTO .................................................................................... 5 ALCANCES Y LIMITACIONES .......................................................................................... 5 ANTECEDENTES ................................................................................................................. 6 MARCO TEORICO ............................................................................................................... 7 Definicion: .......................................................................................................................... 7 Funcion: .............................................................................................................................. 7 Caracteristicas:.................................................................................................................... 7 Fallas, causas y soluciones. ................................................................................................ 9 ¿Qué es turbo geometria variable? ..................................................................................... 9 CONCLUSIONES ................................................................................................................ 11 RECOMENDACIONES ...................................................................................................... 12 BIBLIOGRAFIAS ................................................................................................................ 13 ANEXOS .............................................................................................................................. 13 INTRODUCCION El sistema Common Rail es empleado en motores diesel, que utiliza un riel comun como se traduce de las palabras en ingles el nombre del sistema. Esto para llevar el combustible del tanque directamente hacia los inyectores del motor, de esta manera se genera una presion mayor para ser repartido por igual, asi tambien se evita la instalacion de dispositivos para ajustar la presion del combustible para cada inyector de manera individual. Generalmente el combustible del tanque esta almacenado a una baja presion lo que hace dificil que a los inyectores llega una alta presion de combustible. Gracias al sistema common rail, el combustible es trasferido de manera que pasa a travez de una bomba de alta presion para que este pueda llegar con altas presiones hacia los inyectores. Esto siempre en funcion del vehiculo y las necesidades del motor en cada momento. Claro que existen dos bombas, una bomba del combustible ubicada en el tanque de combustible y una bomba de alta presion que se direcciona hacia el riel comun y este los reparte a los inyectores. Las ventajas de este sistema es que al ser electronicas estas bombas estas pueden tener una pre-inyeccion, que hace el que el motor tenga un mejor funcionamiento en cuanto a rendimiento y disminucion en la contaminacion acustica. Para un buen funcionamiento, aparte de los elementos antes mencionados tambien se necesitan de sensores, de actuadores, que se deben sincronizar con la computadora del automotor, para enviar y recibir señales digitales, esto para sincronizar las distintas inyecciones, presiones ejercidas en el pedal del acelerador. RESULTADOS DE APRENDIZAJE Resultados de aprendizaje general: - Reconocer y comprender el sistema de inyeccion Common Rail fabricado por Bosch, ya sea del mecanismo hidraulico y/o neumatico. Resultados de aprendizaje especificos: - Determinar las ventajas que conlleva tener un sistema hidraulico y neumatico el sistema Common Rail fabricado por Bosch. - Conocer los componentes que tiene el sistema Common Rail fabricado por Bosch. JUSTIFICACION DEL PROYECTO Esta investiagcion esta hecha para adquirir conocimientos y ponerlos en practica, sobre el sistema Common Rail de Bosch sobre hidraulica y neaumatica. Esto con el fin de facilitar el aprendizaje y ejecuciones de los automotores que tengan estos sistemas. ALCANCES Y LIMITACIONES Alcances: Investigar el funcionamiento hidraulico de alta y baja presion en el sistema Common Rail de Bosch. Invenstigar diferentes causas que podrian afectar el funcionamiento eficaz en este sistema. Investicar sobre el aporte que tuvo el turbo de geometrica variable en estos sistemas. Limitaciones: Realizar pruebas debidas debido a falta de equipo y automotores. ANTECEDENTES En 1937, Prosper L'Orange desarrolló ideas para la inyección directa en motores Diésel . El common-rail surgió, entre otras cosas, de una investigación en la ETH de Zúrich entre 1976 y 1992, pero no se utilizó en ningún vehículo. Un departamento de desarrollo del dispositivo de inyección Aken, las empresas WTZ Dieselmotoren Roßlau y SKL Magdeburg, trabajaron en un sistema de inyección Diésel controlado electrónicamente (EDES) para motores Diésel estacionarios en los años 1970. Dado que la presión del conducto común apenas cambia durante la duración de una inyección, inicialmente se utilizó el término inyección a presión constante. En la feria de Leipzig de 1981, SKL presentó al público el motor completo 6 VDS 26/20 ALE-2 como un sistema common rail después de pruebas de resistencia exitosas durante varias miles de horas. Esta documentación muestra que el motor también puede funcionar con "fuel oil" pesado ligero (36 cSt). El consumo de combustible se redujo en 9 g (0,3 onzas) / kWh y la opacidad de los gases de escape al 60%. El control electrónico funcionó con notable velocidad y precisión. El primer motor Diésel common rail del mundo para un vehículo de carretera, fue el MN 106 de VEB IFA Motorenwerke Nordhausen, que se instaló en un camión IFA W 50 modificado. El 16 de mayo de 1985, el W50 circuló por primera vez en una vía pública en Chemnitz. En 1986 se habían recorrido 17 000 km (10 600 millas). En la República Democrática Alemana, el sistema se llamaba EDES ("Sistema electrónico de inyección Diésel"). Debido a la falta de recursos financieros, el desarrollo fue cancelado. Después de una restauración, el motor se exhibió en el Museo August Horch hasta marzo de 2014 . El motor está cedido en el Museo IFA de Nordhausen desde 2014. En los años 1980, sobre la base de los resultados de la ETH, comenzó la preparación del sistema common rail Unijet. El sistema fue desarrollado por Magneti Marelli, Centro Ricerche Fiat y Elasis hasta 1993. Sin embargo, problemas con las tolerancias de los inyectores impidieron inicialmente la producción en serie planificada. Bosch compró las patentes a finales de 1993 y desarrolló todavía más el sistema common rail hasta que estuvo listo para la producción en serie. Diez años después del primer coche con inyección directa, que fue el Fiat Croma TD id, en octubre de 1997 salió al mercado el primer vehículo de carretera con inyección common rail: el Alfa Romeo 156 JTD.5 Poco antes, en septiembre de 1997, el MTU serie BR4000 para aplicaciones ferroviarias y fuera de carretera con un sistema common rail de L'Orange en serie. En 1998, Daimler-Benz fue el primer fabricante alemán en seguir con el OM 611. BMW también ofreció un motor common rail con el BMW M57. En el mismo año, Citroën también comenzó a desarrollar e introdujo su propio sistema con el C6. El Groupe PSA-Peugeot-Citroën, en cooperación con Siemens AG, lanzó al mercado los primeros inyectores piezoeléctricos. Con los tiempos de reacción cortos de la tecnología piezoeléctrica,6 en los que los tiempos de inyección se pueden controlar con mayor precisión y rapidez, son posibles hasta ocho inyecciones por proceso de combustión. Esto mejora todavía más el proceso de combustión y las propiedades acústicas de funcionamiento, el motor logra menores valores de emisión y menor consumo con la misma potencia. Los proveedores más importantes de sistemas common rail en la actualidad son Bosch, L'Orange, Delphi, Denso MARCO TEORICO Definicion: La idea principal sobre el common rail es lograr la pulverizacion de mucho mayor que la obtenida en los sistemas de bomba inyectora anteriores. Para ello se requiere de unos orificios muy pequeños, dispuestos radialmente en la punta del inyector. A diferencia de los motores convencionales estos trabajan a una presion mucho mas alta. Funcion: El combustible almacenado en el depósito de combustible a baja presión es aspirado por una bomba de transferencia accionada eléctricamente o mecánicamente y enviado a una segunda bomba, en este caso de alta presión, que inyecta el combustible a presiones, que pueden variar desde unos 250 bares (3553 psi) hasta entre 1000 a 2000 bares (14 214 a 28 427 psi) al cilindro, según las condiciones de funcionamiento. La bomba de transferencia puede ir montada en la propia bomba de alta presión cuanto es mecánica y es llamada bomba de engranajes, accionada por el mecanismo de distribución y sobre todo en el interior del depósito de combustible. El conducto común es una tubería o "rampa" de la que parte una ramificación de tuberías para cada inyector de cada cilindro. Caracteristicas: Su principal característica es el uso de un único riel de combustible para todos los inyectores de combustible, el cual funciona como un acumulador en el que el combustible es almacenado a alta presión (300 mPa). El combustible se suministra al riel por medio de una bomba de alta presión. Desde allí es suministrado a los inyectores y luego pasa a ser inyectado directamente en los cilindros del motor. La sincronización de la inyección, la dosificación del combustible y el número de inyecciones por ciclo se controla a través de la unidad de control del motor (ECU). Funcionamiento de componentes hidraulicos de common rail de Bosch 1. Bomba de combustible eléctrica Se encuentra dentro del tanque de combustible trabaja como una bomba de succión y alimenta la bomba de engranaje integrada en la bomba de alta presión. 2. Filtro de combustible Como su nombre lo indica se encarga de filtrar el combustible proveniente del tanque puede estar equipado con un calentador de combustible controlado por la computadora. 3. 3. Válvula de sobrecarga Se encarga de regular la presión en el circuito de baja presión 4. Colector de retorno Se trata de un empalme donde se conectan todas las líneas de retorno de combustible hacia el tanque. 5. Bomba de alta presión Tiene la función de generar presión necesaria para la pulverización del combustible, la alta presión es generada por tres elementos que están en un Angulo de 120º entre sí, la bomba de alta presión tiene una brida y es accionada traves de engranaje en la bbomba de alta presión, también puede estar conectada a la bomba de engranaje y la válvula reguladora de presión de combustible. 6. Válvula reguladora de alta presión Se encarga de regular la presión en el riel de inyección la cual es controlada electrónicamente por medio del computador del motor. 7. Sensor de presión de riel El sensor de presión trabaja con una resistencia eléctrica la cual es aplicada en capas sobre la membrana del sensor, esta resistencia varía si cambia su forma. Este cambio de forma (aprox. 1 mm a 1500 bar) que se establece por la presión del sistema, origina una variación de la resistencia eléctrica y genera un cambio de tensión en el puente de resistencia abastecido con 5 V la señal del sensor. Esta tensión es del orden de 0 mV a 70 mV (conforme a la presión existente) y es amplificada por el circuito evaluador hasta un margen de 0,5V a 4,5 V. La medición exacta de la presión en el Rail es muy importante para el funcionamiento del sistema. Por este motivo son también muy pequeñas las tolerancias admisibles para el sensor de presión en la medición de presión. 8. Riel de inyección Es un acumulador de presión, situado después de la bomba de alta presión constituye una reserva e combustible a alta presión para suministro de los inyectores. 9. Inyectores Son componentes de alta precisión diseñados para tolerar altas presiones y temperaturas su funcionamiento es controlado completamente por el computador del vehículo para realizar la inyección del Diesel según el vehículo lo requiera Fallas, causas y soluciones. Fallas Causas Humo negro cuando esta Ocurre principalmente parqueado cuando el filtro de aire esta obstruido, la valvula EGR siempre esta abierta o hay un problema con la bujia incandecente. Pontencia del motor Falla posible en el sistema insuficiente. de inyeccion pueden ser por: obstrucciones del filtro, falla del inyector, falla de la bomba de presion o ruptura de la tuberia de presion. Vehiculo no arranca o se Falla en la valvula apaga en el momento. reguladora de alta presion o en su conexión electrica. Vehiculo vibra o cascabelea Soluciones Verificar el catalizador, el tubo de escape, verificar el estado del inyector, revisar la valvula EGR y el calentador. Verificar el estado de los filtros, verificar el funcionamiento normal del inyector, circuito de combustible y bomba. Revisar con scanner la falla para ver datos en vivo. Para ver si esta relacionado con el componente la falla. Falla en el presion de riel, Utilizar scanner para baja presion con falla o filtro verificar fallas por perdida de combustible obstruido. de presion en el riel. ¿Qué es turbo geometria variable? Los turbos de geometría variable (VTG) nacen para solucionar uno de los principales problemas que presentan los turbos convencionales. Este problema consiste que a bajas revoluciones los gases del escape son expulsados con muy poca velocidad de los cilindros, y apenas tienen fuerza para impulsar la turbina y comprimir el aire de admisión. Por tanto, a bajos regímenes el motor actúa como si de un atmosférico se tratase. Por el contrario, a muy altas revoluciones, los gases salen con muchísima energía, y hacen girar tan rápido la turbina que se alcanza la presión máxima en el colector de admisión y entra en funcionamiento la válvula de descarga del turbo, haciendo que parte de esos gases de escape no pasen por la turbina. Así pues, la solución que plantean los turbos de geometría variable es variar la sección de entrada de la turbina. A baja carga, esta sección es menor que en un turbo convencional, de forma que para que los gases de escape puedan pasar por ella al ritmo que se requiere deben aumentar su velocidad, por tanto, aumentan la velocidad de giro de la turbina y del compresor. Así, a medida que aumenta la carga la sección de paso es mayor. Esto provoca que a altas revoluciones dicha sección sea más grande que en un turbo convencional y los gases de escape entren más despacio, por lo que la presión máxima de admisión de alcanzará a un régimen mayor. Ventajas e inconvenientes que representen La gran ventaja de este tipo de turbocompresor es que se consigue un motor que trabaja de forma más progresiva y menos brusca. Por el contrario, presenta los inconvenientes de ser más complejos, y por tanto más caros, que los turbos convencionales, además de poseer más elementos móviles, por lo que su lubricación juega un papel más importante si cabe. Por último, su implantación en motores gasolina resulta más complicada, puesto que los gases de escape salen a unos 250° C más que en los motores diesel, por lo que la fiabilidad y operatividad de ese mecanismo móvil para variar la sección se ve comprometida. CONCLUSIONES 1. El sistema common rail parte de una idea muy sencilla y tiene pocos elementos, aunque su desarrollo fue muy caro debido a las elevadas presiones y la complejidad que implica el control de los parámetros necesarios para la inyección. Su principal ventaja es que permite un control muy preciso de la dosificación del combustible y, además, una elevada presión de inyección para pulverizar mejor el combustible y aprovechar mejor su energía. 2. Las primeras generaciones de common rail permitieron alcanzar presiones de inyección de más de 1.000 bar, algo que en aquel momento sólo se conseguía con el sistema de inyectores-bomba de Volkswagen, mucho más complicados, caros y con más limitaciones técnicas que el common rail. 3. En la actualidad, las presiones de inyección conseguidas por los common rail están ya por encima de los 2.000 bar y la rapidez de respuesta de los inyectores ha aumentado tanto que son capaces de hacer hasta 10 inyecciones en cada ciclo. 4. Con la etapa de inyección la mejora radica en el uso de solenoides para que el computador controle la inyección de combustible haciéndolo más eficiente y ecológico de igual formo su sistema hidráulico es más simplificado ya que utiliza menos piezas móviles para su funcionamiento. 5. Al implementar un turbo de geometría variable aumento el rendimiento a bajas revoluciones ya que mejora el área de presión de la turbina, reduciendo el turbo lag y dando una entrega de potencia más estable y controlada. RECOMENDACIONES 1. El sistema de combustible al ser más eficiente tiene que tener más cuidados aumentando los mantenimientos al llevar más componentes en este. 2. En la etapa de la bomba de igual forma que en el punto anterior necesita más cuidados ya que la bomba al tener tolerancias más pequeñas necesita un sistema de filtrado de combustible mejor para prolongar la vida útil de la bomba. 3. En la etapa de inyección siempre está de la mano con los mantenimientos adecuados, así como estar más pendiente del sistema eléctrico del vehículo ya que un mal funcionamiento eléctrico puede afectar a los inyectores afectando su vida útil. 4. Los turbos de geomteria variable, son muchos mas delicados al tener mas piezas en ellos y requieren de servicio mas propensamente con respecto a tiempos, ya que podrian sufrir un atasque mecanicode levas o direccionador dando como resultado una peridad de potencia. BIBLIOGRAFIAS https://es.wikipedia.org/wiki/Common-rail https://club.autodoc.es/magazin/el-common-rail-caracteristicas-ventajas-y-desventajas https://www.diariomotor.com/que-es/adblue-diesel/ https://www.autocasion.com/diccionario/que-es-commonrail#:~:text=Qu%C3%A9%20ventajas%20tiene%20el%20common%20rail&text=Su%20pr incipal%20ventaja%20es%20que,y%20aprovechar%20mejor%20su%20energ%C3%ADa. ANEXOS 1. Origen del término La palabra diésel originalmente hacía referencia a cierto tipo de motor, en honor de su inventor Rudolf Diesel. Con el tiempo, se designó así a los vehículos que utilizan este tipo de motor y al carburante que utilizan. 2. Su composición El diésel, compuesto aproximadamente de un 75% de hidrocarburos saturados (principalmente parafinas) y un 25% de hidrocarburos aromáticos. 3. Precio El diésel es más barato de producir que la gasolina por ser más sencillo de refinar. Por otra parte, la demanda de gasolina es mayor, lo que disminuye el precio del diésel. 4. Ciclo diésel En los motores a diésel, la combustión no requiere de la chispa de una bujía para encender la mezcla. La explosión se produce mediante el aumento de presión y -en consecuencia- de temperatura, que se produce en el segundo tiempo del motor de combustión interna. 5. Mayor fuerza El combustible diésel tiene más fuerza en términos de energía por unidad de peso que la gasolina. Por lo tanto, aunque a menudo cuesta más que la gasolina, contiene más energía potencial y, en consecuencia, se requiere menos diésel que gasolina para lograr la misma cantidad de trabajo (en este caso, de distancia de manejo). 6. Consumo Un motor diésel, frente a uno de gasolina con potencia similar, consume entre un 15 y un 20% menos, gracias a su sistema de inyección (más eficiente). 7. Tecnología limpia La tecnología ha avanzado y ha hecho estos motores más limpios que nunca.