Alimentación de combustible (parte de alta presión)

Presión de un sistema UIS lo forma la unidad bomba-inyector que tiene la misión de inyectar el combustible, en el interior del cilindro del motor en el momento determinado por la unidad de control en una cantidad exacta y a la presión necesaria. Con esta unidad se elimina las tuberías que unen la bomba de alta presión con los inyectores, con esto se gana en perdidas de presión de inyección en las tubería y permite trabajar con presiones mas altas La parte de un brazo en el cual esta integrada la electroválvula de alta presión. El cuerpo establece las comunicaciones internas mediante unos conductos que unen la cámara de alta presión (llamada también recinto del elemento) con la electroválvula y el inyector. La parte exterior de la unidad bomba-inyector esta dispuesta de tal forma que sea posible la fijación mediante garras en la culata del motor. El muelle de reposición presiona el embolo de la bomba contra el balancín, y este contra la leva de accionamiento. De este modo se evita durante el servicio la separación del embolo, el balancín y la leva. Una vez concluida la inyección, el muelle presiona el embolo de vuelta a la posición inicial. La entrada de combustible a la unidad bomba inyector el retorno de combustible.

La unidad bomba-inyector se divide en las siguientes unidades funcionales

Generación de alta presión

Los componentes principales a la generación de alta presión son el cuerpo de la bomba con el embolo de la bomba y el muelle de reposición.

Electroválvula de alta presión

Tiene la misión de determinar el momento de inyección y la duración de la inyección. Consta de los componentes principales bobina, aguja de electrovalvula, inducido, núcleo magnético y muelle de electroválvula

Inyector

El inyector pulveriza y distribuye el combustible exactamente dosificado en la cámara de combustión y conformar así el desarrollo de la inyección. El inyector esta adosado al cuerpo de la unidad bomba-inyector mediante la tuerca de fijación (12)

Funcionamiento

• Inyección principal

El funcionamiento de los sistemas de bomba-inyector puede dividirse en cuatro estados de servicio:

Carrera de aspiración

El émbolo de la bomba es movido hacia arriba mediante el muelle de reposición. El combustible, que se encuentra permanentemente bajo sobrepresión, fluye desde la parte de baja presión de la alimentación de combustible, a través de los taladros de entrada integrados en el bloque del motor y el canal de entrada de combustible, a la cámara de baja presión también llamada cámara de electroválvula. La electroválvula está abierta. El combustible llega a través de un taladro de comunicación a la cámara de alta presión (llamada también recinto del elemento).

Carrera previa

El émbolo de bomba baja debido al giro de la leva de accionamiento. La electroválvula está abierta y el combustible es presionado por el émbolo de bomba, a través del canal de retorno de combustible, a la parte de baja presión de la alimentación de combustible.

Carrera de alimentación y proceso de inyección

La unidad de control suministra corriente a la bobina del electroimán en un momento determinado, de modo que la aguja de la electroválvula es atraída al asiento, cortándose la comunicación entre la cámara de alta presión y la parte de baja presión. Este momento se denomina «comienzo de inyección eléctrico». El cierre de la aguja de la electroválvula se traduce en un cambio de la corriente de la bobina. Esto lo detecta la unidad de control (detección BIP). De este modo se puede averiguar el comienzo de suministro real, teniéndolo en cuenta para calcular el siguiente proceso de inyección. La presión del combustible en la cámara de alta presión aumenta debido al movimiento del émbolo de la bomba. Debido a ello aumenta también la presión en el inyector. Al alcanzarse la presión de apertura de inyector de aprox. 300 bar se levantará la aguja del inyector y el combustible se inyecta en la cámara de combustión («comienzo de inyección real») o comienzo de alimentación. A causa del elevado caudal de alimentación del émbolo de bomba sigue aumentando la presión durante todo el proceso de inyección.

Carrera residual

Si se desconecta la bobina del electroimán (7), la electroválvula se abre después de un breve tiempo de retardo y habilita nuevamente el paso a través de la comunicación entre la cámara de alta presión y la parte de baja presión. En la fase de transición entre la carrera de alimentación y la carrera residual se alcanza la presión punta. Esta varía, según el tipo de bomba, entre /800 y 2050 bar como máximo. Después de estar abierta la electroválvula, la presión cae rápidamente. Al haberse quedado debajo del valor de la presión de cierre de inyector, el inyector se cerrará y finalizará el proceso de inyección.

El combustible restante, suministrado por el elemento de bomba hasta la cúspide de la leva de accionamiento, es presionado hacia la parte de baja presión a través del canal de retorno.

Los sistemas de bomba-inyector son seguros intrínsecamente, o sea que en caso de un fallo, sumamente improbable, no se podrá producir más que una sola inyección descontrolada:

Si la electroválvula permanece abierta no se podrá inyectar, puesto que el combustible fluirá de vuelta a la parte de baja presión, no siendo posible formar presión alguna. Ya que el llenado de la cámara de alta presión se efectúa exclusivamente a través de la electroválvula, el combustible no puede llegar a la cámara de alta presión si la electroválvula está permanentemente cerrada. En este caso a lo sumo se podrá inyectar una sola vez. Puesto que la unidad de bomba-inyector está montada en la culata, está expuesta a temperaturas elevadas. Para mantener en el nivel más bajo posible las temperaturas en la unidad de bomba-inyector, se refrigera mediante el combustible que retorna a la parte de baja presión.

Mediante unas medidas idóneas en la entrada en la unidad bomba-inyector se asegura que las diferencias de temperatura del combustible de cilindro a cilindro sean mínimas.

Inyección previa (turismos)

En la unidad de bomba-inyector para turismos se ha integrado una inyección previa con activación mecánico-hidráulica para la disminución de los ruidos y contaminantes.

La inyección previa se divide en cuatro estados de servicio

Posición de reposo

La aguja del inyector y el émbolo del acumulador se encuentran en su asiento. La electroválvula esta abierta, siendo imposible el aumento de presión.

Comienzo de la inyección previa

Si se cierra la electroválvula, comienza el aumento de presión. Al alcanzarse la presión de apertura del inyector, se levanta la aguja del inyector y la «inyección previa» comienza. Durante esta fase se limita hidráulicamente la carrera de la aguja del inyector mediante una unidad de amortiguación.

Fin de la inyección previa

Si la presión sigue aumentando, el émbolo acumulador se levantara de su asiento. Se establece una comunicación entre la cámara de alta presión y la cámara acumuladora. La disminución de presión así originada y el aumento simultáneo de la tensión previa del muelle de compresión  hacen que la aguja del inyector se cierre. La inyección previa esta concluida El caudal de inyección previa que asciende a unos 1,5 (milímetros cúbicos) es determinado esencialmente por la presión de apertura del émbolo acumulador.

Comienzo de la inyección principal

Debido al movimiento continuo del émbolo de bomba sigue aumentando la presión en la cámara de alta presión. Al alcanzarse la presión de apertura, ahora mas alta, en el inyector empieza la inyección principal. A su vez aumenta la presión durante la presión hasta llegar a los 2050 bar.

La inyección principal termina al abrirse la electroválvula. La aguja del inyector y el émbolo acumulador regresan a su posición inicial.