Sistemas de inyección diésel y alimentación de combustible

Sistemas de inyección con inyector bomba

El objetivo de los sistemas de inyección con inyector-bomba es generar una alta presión de inyección y controlar de forma precisa la cantidad inyectada, instalando la bomba y el inyector en un único conjunto. Otro sistema parecido es el llamado sistema de bomba unitaria UPS (Unit Pump System), mostrado en la Figura 11.109, que consiste en una bomba de alta presión para cada cilindro, conectada mediante una tubería al portainyector correspondiente. La bomba es accionada por el árbol de levas del motor y, en los sistemas más modernos, una electroválvula se encarga de permitir el paso de combustible hacia el inyector.

El sistema de inyector-bomba UIS (Unit Injector System), con control electrónico EDC, es el que más se ha empleado en vehículos de turismo diésel con inyección directa. A continuación se va a explicar este sistema basándose en el diseñado por la marca Bosch y el grupo VAG.

Sistema de alimentación de combustible

La Figura 11.110 muestra el esquema general del sistema de alimentación de combustible. El combustible es aspirado del depósito por una bomba mecánica accionada por el motor. Antes de llegar a la bomba, pasa por el filtro y por una válvula de retención que impide el retorno de combustible desde la bomba hacia el depósito, estando el motor parado. Esta válvula se abre cuando la presión supera 0,2 bar. Dentro del cuerpo de la bomba, la válvula limitadora de presión de alimentación comunica el lado impelente con el aspirante cuando la presión de combustible supera 7,5 bares. El tamiz interior se encarga de retener las burbujas de aire del combustible, para ser evacuadas por el estrangulador hacia el retorno. En el interior de la bomba se instala también una válvula limitadora de presión de retorno, que se fija en 1 bar, con el fin de mantener la misma fuerza en la aguja de la electroválvula del inyector. El by-pass es necesario para evacuar el aire en caso de necesitar cebar el circuito, por ejemplo, si el depósito se ha quedado sin combustible. La bomba introduce el combustible en la culata, que lleva mecanizados los conductos de alimentación y de retorno. En el retorno se instala un sensor de temperatura de combustible y un radiador que lo enfría, evitando que llegue demasiado caliente al depósito.

Componentes principales del sistema de alimentación de combustible

• Bomba de alimentación: la bomba se instala en la culata, detrás del depresor, siendo el árbol de levas el que mueve simultáneamente ambos elementos. La Figura 11.111 muestra la ubicación del conjunto, los elementos del depresor y de la bomba, así como el funcionamiento de la misma.
• Depresor: se encarga de generar el vacío necesario para diversos componentes del vehículo, destacando el servofreno. Está formado por una aleta que gira dentro de un cuerpo o estator con forma elíptica, que incluye una válvula de lámina metálica para limitar el flujo de aire desde la bomba hacia el motor y otra que regula la depresión. En el depresor se introduce una pequeña cantidad de aceite que lubrica las superficies en contacto y mejora la estanqueidad entre las mismas. El aceite vuelve al motor con el aire expulsado por la válvula de lámina metálica.
• Bomba: es de aletas con cierre integrado, ya que se ajustan contra las paredes del rotor por la acción de un muelle. Con esto se consigue que tenga capacidad de aspiración desde el arranque, ya que las convencionales de las bombas rotativas empezaban a succionar a partir de un determinado régimen de giro. El rotor siempre está inundado de combustible, lo que asegura la capacidad de aspiración. Cada aleta de cierre, en contacto con el rotor, genera dos celdas, una aspirante y otra impelente. El combustible se aspira y se impulsa en cada celda de forma continua.
• Tubo distribuidor: este componente se inserta en el conducto de alimentación de la culata y su función es la de distribuir uniformemente el combustible hacia los inyectores-bomba. Su funcionamiento se explica por medio de la Figura 11.112. El combustible procedente de la bomba de alimentación fluye por el interior del tubo distribuidor. Gracias a los taladros transversales, pasa a la ranura anular que se genera entre el tubo distribuidor y la culata, mezclándose con el combustible caliente del retorno de los inyectores-bomba. Así, se homogeneiza la temperatura del combustible, siendo la misma para todos los cilindros.