UN POCO DE HISTORIA

Un poco de historia

Hablar de common-rail es hablar de Fiat ya que esta marca automovilística es la primera en aplicar este sistema de alimentación en los motores diesel de inyección directa. Desde 1986 cuando apareció el Croma TDI, primer automóvil diesel de inyección directa del mundo. Se daba el primer paso hacia este tipo de motores de gasóleo que tenían una mayor eficacia de combustión.

Gracias a este tipo de motores, que adoptaron posteriormente otros fabricantes, los automóviles diesel podían garantizar mayores prestaciones y menores consumos simultáneamente. Quedaba un problema: el ruido excesivo del propulsor a bajos regímenes de giro y en los "transitorios".

Y es aquí donde comienza la historia del Unijet o mejor dicho, el estudio de un sistema de inyección directa más evolucionado, capaz de reducir radicalmente los inconvenientes del excesivo ruido de combustión. Esta búsqueda llevará algunos años más tarde al Unijet, alcanzando mientras tanto otras ventajas importantes en materia de rendimiento y consumo.Para resolver el problema, solamente existían dos posibilidades: conformarse con una acción pasiva y aislar después el motor para impedir la propagación de las ondas sonoras, o bien, trabajar de modo activo para eliminar el inconveniente en la fuente, desarrollando un sistema de inyección capaz de reducir el ruido de combustión. Decididos por esta segunda opción, los técnicos del Grupo Fiat se concentraron inmediatamente en la búsqueda del principio del "Common-Rail", descartando después de análisis cuidadosos otros esquemas de la inyección a alta presión. Estos sistemas no permitían gestionar la presión de modo independiente respecto al número de revoluciones y a la carga del motor, ni permitían la preinyección, que son precisamente los puntos fuertes del Unijet.

Disposicion de un motor unijet

Nacido del trabajo de los investigadores de la Universidad de Zurich, nunca aplicado anteriormente en un automóvil, el principio teórico sobre el que se inició el trabajo era simple y genial al mismo tiempo. Continuando con la introducción de gasóleo en el interior de un depósito, se genera presión dentro del mismo depósito, que se convierte en acumulador hidráulico ("rail"), es decir, una reserva de combustible a presión disponible rápidamente.

Tres años después, en 1990, comenzaba la prefabricación del Unijet, el sistema desarrollado por Magneti Marelli, Centro de Investigación Fiat y Elasis sobre el principio del "Common Rail". Una fase que concluía en 1994, cuando Fiat Auto decidió seleccionar un socio con la máxima competencia en el campo de los sistemas de inyección para motores diesel. El proyecto se cedió posteriormente a Robert Bosch para la parte final del trabajo, es decir, la conclusión del desarrollo y la industrialización.

Ahora llega la segunda generación de los motores JTD, en los Multijet. El principio técnico sobre el que se basa el desarrollo del Multijet es simple. En los motores de tipo "Common Rail" (Unijet) se divide la inyección en dos fases una preinyección, o inyección piloto, que eleva la temperatura y la presión en el cilindro antes de hacer la inyección principal para permitir así una combustión más gradual, y resultando un motor más silencioso.

El sistema Multijet evolución del principio "Common Rail" que aprovecha el control electrónico de los inyectores para efectuar, durante cada ciclo del motor, un número mayor de inyecciones respecto a las dos del Unijet. De este modo, la cantidad de gasóleo quemada en el interior del cilindro sigue siendo la misma, pero se reparte en más partes; de esta manera, se obtiene una combustión más gradual. El secreto del Multijet se basa en las características del diseño de centralita e inyectores que permiten realizar una serie de inyecciones muy próximas entre sí. Dicho proceso de inyección, desarrollado por los investigadores de Fiat Auto, asegura un control más preciso de las presiones y de las temperaturas desarrolladas en la cámara de combustión y un mayor aprovechamiento del aire introducido en los cilindros.

disposicion de un motor multijet

Estos sistemas tienen cierto parecido con un sistema de inyección de gasolina, se hace llegar el combustible a alta presión a una rampa de inyección (de ahí el nombre de common rail) de esta salen los conductos hacia los inyectores mandados electrónicamente y que se encuentran justo encima de cada cilindro.

La presión de trabajo es muy elevada comparada con los apenas 6 Kg. /cm2 de un sistema de gasolina llegando a 1350 Kg. /cm2, entrando el combustible finamente pulverizado, mejorando el proceso de combustión y reduciendo el ruido, que son las causas por las que se abandono este sistema de inyección al introducir estas mecánicas en los automóviles.

Las preinyección y la alta presión mejoran el proceso de quemado y la reducción de la superficie de la cámara (al prescindir de la precámara) y mejora el rendimiento térmico.

Elementos de que se compone:

· Inyectores que se conectan a la rampa
· Regulador de presión que controla la presión en l a rampa
· Sensor de presión en la rampa de inyectores de tipo piezoeléctrico, que informa de la presión a la centralita de inyección
· Unidad de control que actúa sobre el tiempo de apertura de los inyectores, y sobre el regulador de presión tomando en consideración todos los datos
· Sensor de temperatura en la rampa de inyección para informar a la centralita
· Bomba de transferencia de gasoil (eléctrica)desde el tanque hasta la bomba de alta presión

Además de estos se dispone de elementos tradicionales en los sistema de inyección como:

· Caudalímetro de aire de entrada, Normalmente de hilo caliente
· Temperatura del aire de entrada
· Captador de presión del aire de admisión en el colector
· Sensor de revoluciones y posición del cigüeñal informa del régimen y del P.M.S.
· Temperatura del motor
· Posición del acelerador normalmente electrónico , ya que no se precisa unión física ni mariposa, como en un motor Otto
· Filtro que limpia de impurezas muy importante por lo declinado de las piezas

En el filtro se dota de una válvula que regula la presión de la bomba de transferencia a 2.5 Kg. /cm2 y de una válvula termostática que en caso de baja temperatura (15º) desvía el gasoil para su calentamiento a la bomba de agua del motor, de esta forma se evita la congelación del gasoil a bajas temperaturas y se favorece la vaporización del mismo al entrar en la cámara.

Los retornos desde el filtro y la bomba de alta presión se refrigeran, para mantener el gasoil con las propiedades adecuadas de lubricación debido a los esfuerzos que se generan en la bomba para elevar la presión, hay que considerar que con presiones tan elevadas la mayor fluidez del gasoil al elevarse la temperatura incide en piezas con tolerancias tan ajustadas, es curioso la preocupación por mantener el gasoil no solo caliente para evitar el problema de las parafinas, sino refrigerado para no exceder unos valores adecuados.

La bomba de alta presión se ve accionada por el motor y suministra el combustible entre 200 a 1500 bares, este tipo de bomba no tiene que distribuir el gasoil solo elevar la presión, por lo que no se precisa del calado entre motor y bomba

La rampa tiene la misión de amortiguar las pulsaciones creadas por las aperturas de los inyectores, debiendo adaptarse su volumen en el diseño con la cilindrada del motor.