Common-rail

Alfa Romeo 156 JTD, primer automóvil del mundo con motorcommon-rail

El sistema de common-rail o conducto común es unsistema electrónico de inyección de combustible paramotores diésel de inyección directa en el que el gasóleo esaspirado directamente del depósito de combustible a unabomba de alta presión y ésta a su vez lo envía a un con-ducto común para todos los inyectores y por alta presiónal cilindro.En 1998 recibió el Premio “Paul Pietsch Preis” paraBosch y Fiat por el sistema Common Rail como inno-vación técnica para el futuro.Este sistema fue desarrollado por el grupo industrial ita-liano Fiat Group, en el Centro Ricerche Fiat en colabo-ración con Magneti Marelli, filial del grupo especializadaen componentes automovilísticos y electrónicos. La in-dustrialización la llevó a cabo Bosch. El primer vehículodel mundo en equipar este sistema fue el Alfa Romeo 156con motor JTD en 1997.[1]

1 Concepto

La idea esencial que rige el diseño es lograr una pulve-rización mucho mayor que la obtenida en los sistemasde bomba inyectora anteriores, para optimizar el proce-so de inflamación espontánea de la mezcla que se formaen la cámara al inyectar el diesel, principio básico del ci-clo Diesel. Para ello se recurre a hacer unos orificios mu-cho más pequeños, dispuestos radialmente en la punta delinyector (tobera), compensando esta pequeña sección depaso con una presión mucho mayor.Es esencialmente igual a la inyección multipunto de unmotor de gasolina, en la que también hay un conductocomún para todos los inyectores, con la diferencia de queen los motores diésel se trabaja a una presión mucho más

Esquema básico common rail

alta.

2 Funcionamiento

El combustible almacenado en el depósito de combusti-ble a baja presión es aspirado por una bomba de transfe-rencia accionada eléctricamente y enviado a una segundabomba, en este caso, de alta presión que inyecta el com-bustible a presiones que pueden variar desde unos 300 barhasta entre 1500 y 2000 bar al cilindro, según las condi-ciones de funcionamiento.La bomba de transferencia puede ir montada en la pro-pia bomba de alta presión, accionada por el mecanismode distribución y sobre todo en el interior del depósito decombustible. El conducto común es una tubería o “ram-pa” de la que parte una ramificación de tuberías para cadainyector de cada cilindro.La principal ventaja de este sistema es que nos permitecontrolar electrónicamente el suministro de combustiblepermitiéndonos así realizar hasta 5 pre-inyecciones antesde la inyección principal, con lo que conseguimos prepa-rar la mezcla para una óptima combustión. Esto generaun nivel sonoro mucho más bajo y un mejor rendimientodel motor.

1

2 7 VENTAJAS DEL COMMON-RAIL

3 Sensores principales

• Sensor de régimen o CKP para sincronizar las in-yecciones a los ciclos del motor.

• Sensor de fase o CMP para distinguir entre los cilin-dros gemelos (por.ej. el 2 y el 3) cuál de ellos está enfase de compresión y cuál en escape, para inyectaren el cilindro que corresponde.

• Sensor de pedal de acelerador, para detectar la cargarequerida por el conductor y según la pendiente.

• Sensor de presión de Rail o RPS, para detectar lapresión en cada instante.

4 Sensores secundarios

• Sensor de temperatura del motor o ECT para com-pensar en el arranque en frío.

• Sensor de temperatura del gasoil para compensarcon gasóleo muy caliente.

• Caudalímetro másico de aire o MAF para controlarel funcionamiento del EGR o Recirculación de gasesde escape.

• Sensor de presión de admisión del colector o MAP, para detectar la sobrealimentación del Turbo.

5 Actuadores principales

• Inyectores hidráulicos de mando electromagnético,o piezoeléctrico.

• Regulador de presión del raíl.

• Regulador de caudal de entrada a la bomba de altapresión.

6 Actuadores secundarios

• Electroválvula de regulación del EGR.

• Relé de control de los precalentadores.

• Mariposa de parada.

7 Ventajas del common-rail

La principal ventaja de este sistema es que se puede re-gular la presión en los inyectores en función de la cargamotor, de una manera muy precisa, con que se obtieneuna regulación del caudal óptima. Por ejemplo al circular

Bomba de alta presión radial

Inyector Common rail

el vehículo subiendo a 2000 rpm por una ligera pendien-te, la necesidad de par motor y por tanto de potencia =par motor x rpm es mayor que cuando el vehículo circulaa las mismas 2000 rpm cuando baja la pendiente. En lossistemas mecánicos anteriores de inyección por bomba,la presión era prácticamente la misma y había que va-riar el caudal mediante variación del tiempo de inyecciónactuando sobre el tiempo de compresión de la bomba in-yectora.Valores típicos de presión son 250 bar a ralentí, hasta2000 bar a plena carga (no necesariamente a revolucionesmáximas).La óptima atomización del combustible por parte de losinyectores hidráulicos de mando electrónico, controlados

3

por una centralita de inyección electrónica, y la alta pre-sión a la que trabaja el sistema hacen que se aumente elpar y por tanto la potencia en todo el rango de revolucio-nes, se reduzca el consumo de combustible y se dismi-nuya la cantidad de emisiones contaminantes, en especiallos óxidos de nitrógeno, el monóxido de carbono y loshidrocarburos sin quemar.Al no haber un mecanismo mecánico que rija cuándo sedebe inyectar el combustible, se puede elegir librementecuándo inyectar, incluso realizar varias inyecciones en unmismo ciclo. Esto permite la preinyección que se producejusto antes de la principal, aumentando la presión y tem-peratura dentro del cilindro, lo que mejora la combustióny disminuye el ruido característico de los diésel.

8 Common-rail en la actualidad

Actualmente, casi todos los automóviles nuevos fabrica-dos en Europa con motor diésel incorporan common-rail identificados bajo distintas siglas según el fabricante(CDI, CDTI, CRDI, DCI, DTI, HDi, I-CTDI, I-DTEC,JTD, TDCI), actualmente se empieza a incorporar en to-dos los TDI, ....). Bosch, Siemens, Delphi y Denso son losfabricantes más importantes de estos sistemas. Entre lossistemas mencionados existen diferencias considerablesen cuanto a la regulación de la presión y el funcionamien-to eléctrico de los inyectores, pero básicamente se rigenpor la misma forma de trabajo mecánico.Desde 2003, los automóviles comercializados por FiatGroup Automobiles disponen de una variante más sofisti-cada del sistema common-rail denominada MultiJet. Estatecnología desarrollada y patentada por Magneti Marelli(Fiat S.p.A.) permite un mejor control de la mezcla conhasta cinco inyecciones diferentes por ciclo, lo que con-lleva mejoras en los consumos, prestaciones y menor im-pacto ambiental. En 2009 se comenzaron a comercializarautomóviles con tecnología MultiJet II, una segunda ver-sión de este sistema con hasta 8 inyecciones, mejorandotodos los parámetros de la anterior y sin tener que recurrira filtros de partículas de escape, como en la gran mayoríadel resto de marcas automotrices.

9 Véase también

• Centro Ricerche Fiat

• Motores Fiat Group Automobiles

10 Referencias bibliográficas

[1] «New Powertrain Technologies Conference» (en inglés).Automotive News. Consultado el 27 de noviembre de2010.

• Manual de la Técnica del Automóvil BOSCH ISBN3-934584-82-9 5ª edición 2005.

11 Enlaces externos

4 12 TEXTO E IMÁGENES DE ORIGEN, COLABORADORES Y LICENCIAS

12 Texto e imágenes de origen, colaboradores y licencias

12.1 Texto• Common-rail Fuente: https://es.wikipedia.org/wiki/Common-rail?oldid=84389346 Colaboradores: Robbot, Zwobot, Triku, Sms,Tano4595, Jsanchezes, Carlos Quesada~eswiki, Txuspe, Jhoropopo, GuillermoP, Rembiapo pohyiete (bot), Diego Buendia, RobotQuist-nix, Yrbot, Morini, Maleiva, YurikBot, Raidentk, CEM-bot, Rosarinagazo, Resped, Thijs!bot, Diosa, Botones, JAnDbot, Muro de Aguas,Erwin, TXiKiBoT, NaBUru38, Rei-bot, Albertogreino, Keres, AlleborgoBot, Muro Bot, SieBot, PaintBot, BOTarate, Mel 23, Manwë,Marianof100, Leonpolanco, Poco a poco, Misigon, Dagane, Lampsako, Luckas-bot, 16JAE, Elcapellan, Ptbotgourou, DiegoFb, Local he-ro~eswiki, Mcapdevila, ArthurBot, SuperBraulio13, Ortisa, Xqbot, Jmcastano, Rubinbot, Dreitmen, PatruBOT, Dinamik-bot, SurfAst,Foundling, EmausBot, KLBot, WikitanvirBot, Sixtroll, Speedevil~eswiki, UAwiki, MetroBot, Invadibot, Elvisor, Addbot, Jarould, Tte2 yAnónimos: 64

12.2 Imágenes• Archivo:Alfa_Romeo_156.jpg Fuente: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/88/Alfa_Romeo_156.jpg Licencia:CC-BY-SA-3.0 Colaboradores: ? Artista original: ?

• Archivo:Bosch_common_rail_injector.JPG Fuente: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/e2/Bosch_common_rail_injector.JPG Licencia: CC BY-SA 3.0 Colaboradores: Trabajo propio Artista original: Panoha

• Archivo:Common_Rail_Scheme.png Fuente: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/2f/Common_Rail_Scheme.png Li-cencia: Public domain Colaboradores: by User:AndiF Artista original: Eric Polk

• Archivo:VDO_Siemens_Common-Rail_Hochdruckpumpe.jpg Fuente: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/50/VDO_Siemens_Common-Rail_Hochdruckpumpe.jpg Licencia: CC-BY-SA-3.0 Colaboradores: Trabajo propio Artista original:Stahlkocher

12.3 Licencia de contenido• Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0