Sistemas de Inyección Diésel y Tecnologías de Control de Emisiones Euro 6

Evolución de los Sistemas de Inyección de Combustible

Tipos de Sistemas de Inyección

• 1. Bombas en línea: Actualmente en desuso.
• 2. Bombas rotativas (Euro 2): Desarrolladas por fabricantes como Lucas o Bosch. Introducen la gestión electrónica básica y requieren sensores y actuadores esenciales como el sensor de RPM, el sensor de temperatura y el sensor de presión de admisión.
• 3. Inyector bomba (Euro 5): Sistema que dejó de montarse en el año 2012. Se caracteriza por disponer de una unidad de bomba independiente para cada inyector, logrando presiones de inyección de hasta 2000 bares. Los inyectores pueden ser piezoeléctricos o electromecánicos. Dentro de este sistema destaca la bomba Tándem, encargada de suministrar una presión menor (en torno a 7 bares), la cual va ubicada y es accionada por una leva adicional del motor.
• 4. Common Rail (Euro 6): Sistema moderno que trabaja a presiones muy elevadas de entre 1500 y 2000 bares. Utiliza la misma arquitectura de sensores que un sistema de inyección directa de gasolina.

Arquitectura del Circuito de Combustible

El circuito se divide internamente en tres secciones básicas: Circuito de baja presión, Circuito de alta presión y Circuito de retorno. Sus elementos principales integrados son:

1. Depósito de combustible.
2. Bomba eléctrica de alimentación (baja presión).
3. Filtro de combustible.
4. Calentador de combustible dotado de un regulador de baja presión.
5. Bomba de alta presión.
6. Regulador de alta presión.
7. Desactivador del tercer pistón (para optimizar el rendimiento de la bomba).
8. Rampa de inyección (acumulador de alta presión).
9. Sensor de temperatura del combustible.
10. Sensor de presión de combustible (instalado en la rampa).
11. Inyectores: Identificados individualmente mediante la referencia del inyector y el Código IMA para la compensación electrónica en la ECU.
12. Enfriador de combustible: Ubicado en el circuito de retorno hacia el depósito.

Clasificación de Emisiones y Sustancias Químicas

• Categoría de Sustancia: Sustancias inocuas, inocuas con impacto ambiental y sustancias tóxicas.
• Componentes Químicos: Nitrógeno (N₂), Oxígeno (O₂), Vapor de Agua (H₂O), Dióxido de carbono (CO₂), Monóxido de carbono (CO), Óxidos nítricos (NOx), Dióxido de azufre (SO₂), Plomo (Pb), Hidrocarburos no quemados (HC) y Material particulado (MP / partículas de hollín).
• Impacto / Efecto:
  • No perjudiciales: Sustancias que no dañan la salud ni el medio ambiente.
  • Efecto invernadero: No es tóxico directamente, pero contribuye directamente al calentamiento global.
  • Altamente nocivos: Sustancias críticas para la salud humana y el entorno ecológico.

Sistemas de Tratamiento de Gases de Escape

Inyección de Aire Secundario en el Escape

Es un sistema de precombustión térmica de vital importancia en motores de gasolina antiguos. Introduce oxígeno directamente en el colector de escape mediante una bomba de aire secundario, aprovechando las altas temperaturas de los gases de salida. Esto produce una postcombustión que quema los residuos de combustible no inflamados en el motor, transformando el monóxido de carbono (CO) y los hidrocarburos (HC) en dióxido de carbono (CO₂) y agua (H₂O) antes de llegar al catalizador.

Convertidores Catalíticos o Catalizadores

• Catalizador de dos vías (de oxidación): Trata exclusivamente el CO y los HC mediante un proceso de oxidación. Requiere un exceso de oxígeno para funcionar, por lo que es intrínseco de los motores diésel (que trabajan con mezcla pobre) y de motores de gasolina antiguos equipados con la inyección de aire secundario.
• Catalizador de tres vías con regulación Lambda: Es el más utilizado en los vehículos de gasolina. Transforma simultáneamente las tres principales sustancias nocivas (HC, CO y NOx). Para lograr la máxima eficiencia, el motor debe trabajar estrictamente en la relación estequiométrica (λ = 1). Esto se monitoriza mediante la sonda lambda (sensor de oxígeno), colocada antes del catalizador, la cual mide el oxígeno en los gases de escape para que la ECU corrija continuamente la mezcla.

Filtros de Partículas

• Filtros sin aditivo: Se montan extremadamente cerca del motor para aprovechar de forma directa las altas temperaturas de los gases de escape, facilitando la regeneración pasiva. El catalizador de oxidación y el filtro forman un bloque compacto único.
• Filtros con aditivo: Utilizan un compuesto químico mezclado en el combustible para disminuir la temperatura necesaria para el quemado del hollín.