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Inyección
directa de gasolina, Bosch Motronic
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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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