Tecnología de Inyector-Bomba (UIS) y Sistemas de Alimentación en Motores Diésel

Tecnología de Inyección con Inyector-Bomba (UIS)

Objetivo y Funcionamiento del Sistema Inyector-Bomba

El objetivo principal de los sistemas de inyección con inyector-bomba es generar una alta presión de inyección y controlar de forma precisa la cantidad de combustible inyectado, integrando la bomba y el inyector en un único conjunto.

Sistemas Relacionados: Bomba Unitaria (UPS)

Existe un sistema similar denominado Sistema de Bomba Unitaria (UPS - Unit Pump System), ilustrado en la Figura 11.109. Este sistema consta de una bomba de alta presión dedicada a cada cilindro, conectada mediante una tubería al portainyector correspondiente. La bomba es accionada por el árbol de levas del motor. En los sistemas más modernos, una electroválvula se encarga de permitir el paso de combustible hacia el inyector.

El Sistema Inyector-Bomba (UIS)

El Sistema de Inyector-Bomba (UIS - Unit Injector System), generalmente con control electrónico EDC, ha sido ampliamente utilizado en vehículos de turismo diésel con inyección directa. A continuación, se detallará este sistema basándose en el diseño desarrollado 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, el combustible atraviesa los siguientes elementos:

• Filtro: Para la purificación inicial.
• Válvula de Retención: Impide el retorno de combustible desde la bomba hacia el depósito cuando el motor está parado. Esta válvula se abre si la presión supera los 0,2 bares.

Regulación de Presión Interna de la Bomba

Dentro del cuerpo de la bomba se encuentran varios mecanismos de control:

• Válvula Limitadora de Presión de Alimentación: Comunica el lado aspirante con el lado impelente si la presión de combustible excede los 7,5 bares.
• Tamiz Interior: Se encarga de retener las burbujas de aire del combustible, las cuales son evacuadas por el estrangulador hacia el retorno.
• Válvula Limitadora de Presión de Retorno: Se fija en 1 bar con el fin de mantener una fuerza constante en la aguja de la electroválvula del inyector.

El by-pass es esencial 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, la cual posee conductos mecanizados para la alimentación y el retorno. En el circuito de retorno se instala un sensor de temperatura de combustible y un radiador que enfría el combustible, previniendo que llegue demasiado caliente al depósito.

Componentes Principales del Sistema de Alimentación

Bomba de Alimentación

La bomba se ubica en la culata, detrás del depresor. El árbol de levas mueve simultáneamente ambos elementos. La Figura 11.111 ilustra la ubicación del conjunto, los elementos del depresor y el funcionamiento de la bomba.

Depresor

Su función es generar el vacío necesario para diversos componentes del vehículo, destacando el servofreno. Está compuesto por una aleta que gira dentro de un cuerpo o estator de forma elíptica. Incluye:

• Una válvula de lámina metálica para limitar el flujo de aire desde la bomba hacia el motor.
• Otra válvula que regula la depresión generada.

El depresor contiene una pequeña cantidad de aceite para lubricar las superficies en contacto y mejorar la estanqueidad. Este aceite retorna al motor junto con el aire expulsado por la válvula de lámina metálica.

Bomba (Tipo Aletas)

Es una bomba de aletas con cierre integrado, donde las aletas se ajustan contra las paredes del rotor mediante la acción de un muelle. Esto le confiere capacidad de aspiración desde el arranque, a diferencia de las bombas rotativas convencionales que comenzaban a succionar a partir de un régimen de giro específico. El rotor permanece siempre inundado de combustible, garantizando la capacidad de aspiración. Cada aleta de cierre, en contacto con el rotor, crea dos celdas: una aspirante y otra impelente. El combustible es aspirado e impulsado de forma continua en cada celda.

Tubo Distribuidor

Este componente se inserta en el conducto de alimentación de la culata y su función es distribuir uniformemente el combustible hacia los inyectores-bomba. Su funcionamiento se explica mediante la Figura 11.112:

1. El combustible procedente de la bomba de alimentación fluye por el interior del tubo distribuidor.
2. Gracias a los taladros transversales, el combustible pasa a la ranura anular formada entre el tubo distribuidor y la culata.
3. En esta ranura, se mezcla con el combustible caliente proveniente del retorno de los inyectores-bomba.
4. De esta manera, se logra homogeneizar la temperatura del combustible, asegurando que sea la misma para todos los cilindros.