El sistema de combustible está dividido en una parte de baja presión y en otra de alta presión.
- El sistema de combustible de baja presión: esta formado por un deposito (1), en su interior y sumergida una bomba eléctrica (2) eleva el combustible hacia un filtro (3) que se encarga de limpiarlo de impurezas, una vez filtrado el combustible se dirige a la bomba de alta presión (6). La presión del combustible en funcionamiento normal es de 3 bares y durante el arranque en caliente es de 5,8 bares como máximo.
Consta de:1.- el depósito de combustible2.- la bomba eléctrica de combustible3.- el filtro de combustible4.- la válvula de dosificación de combustible5.- el regulador de presión del combustible (caída de presión)
- El sistema de combustible de alta presión: la bomba de alta presión (6) bombea el combustible hacia la rampa de inyección (8). La presión del combustible es medida allí por el sensor (9) correspondiente y la válvula reguladora se encarga de regularla desde 50 hasta 100 bares.La inyección corre a cargo de los inyectores de alta presión (11)
Consta de:6.- la bomba de combustible de alta presión7.- tubería de alta presión8.- rampa de inyección9.- el sensor de presión del combustible10.- la válvula reguladora para presión del combustible11.- los inyectores de alta presión
Dentro del sistema de combustible encontramos como elemento secundario el depósito de carbón activo o Canister (12). Sirve para tratar los gases que genera el combustible en su almacenamiento en el depósito.
La bomba de combustible de alta presión
Tiene la función de suministrar el combustible a presión a la rampa de inyección. La bomba va atornillada a la carcasa del árbol de levas. Se trata de una bomba radial de 3 cilindros accionada por el árbol de levas de admisión (5). Con los tres elementos de bomba decalados a 120° se mantienen reducidas las fluctuaciones de la presión en la rampa de inyección de combustible.
Asume la función de establecer una presión de hasta 100 bares en el sistema de combustible de alta presión.
Accionamiento
El eje de accionamiento de la bomba de combustible de alta presión es impulsado por el árbol de levas de admisión.
En el eje de accionamiento hay una leva excéntrica, que soporta un anillo de leva. Al girar el eje de accionamiento, la leva excéntrica con el anillo de leva establece los movimientos de ascenso y descenso del émbolo de la bomba.
- Durante el movimiento descendente se aspira el combustible del sistema de baja presión.
- Durante el movimiento ascendente se bombea el combustible hacia la rampa de inyección..
Funcionamiento
El combustible pasa del sistema de baja hacia la bomba de alta presión. Allí recorre el émbolo hueco de la bomba hacia la válvula de admisión.
- Carrera aspirante: Durante el movimiento descendente del émbolo de la bomba aumenta el volumen en su cilindro y la presión desciende. En cuanto la presión en el émbolo hueco es superior a la del cilindro de labomba, la válvula de admisión abre y permite que el combustible refluya.
- Carrera de bombeo: Con el comienzo del movimiento ascendente que efectúa el émbolo de la bomba aumenta la presión en su cilindro y la válvula de admisióncierra. Si la presión en el cilindro de la bomba es superior a la de la rampa de inyección , la válvula de escape abre y el combustible es bombeado hacia la rampa de inyección.
Válvula reguladora de presión de combustible
Se encuentra atornillada entre la rampa de inyección y el tubo de retorno de combustible hacia el depósito.
Tiene la la función de controlar la presión en la rampa de inyección, independientemente de la cantidad inyectada y de la cantidad de combustible suministrado por la bomba.
Funcionamiento
Si se presentan diferencias con respecto a la presión teórica, la unidad de control del motor excita la válvula reguladora de la presión del combustible por medio de una señal modulada en anchura de los impulsos. A raíz de ello se crea un campo magnético en la bobina y la válvula con la bola de cierre despega de su asiento. En función de la magnitud de la señal se modifica de esta forma la sección de paso hacia el tubo de retorno y, con ésta, la cantidad de combustible que retorna, regulándose la presión correspondientemente.
Efectos en caso de avería
La válvula reguladora se encuentra cerrada al no tener la corriente aplicada. De ese modo se tiene establecido de que siempre esté disponible una presión suficiente del combustible.
Para proteger los componentes contra presiones excesivas se incorpora en la válvula reguladora de presión del combustible un limitador mecánico de la presión a través de un sistema de muelle. Abre al tener el combustible una presión de 120 bares.
Sensor de presión de combustible
El sensor de presión del combustible se encuentra atornillado en la rampa de inyección de combustible. Tiene la función de medir la presión del combustible en la rampa de inyección. Con esta medida la unidad de control del motor regula la presión del combustible en el sistema de alta presión, en función de una familia de curvas características.
Funcionamiento
A partir de la rampa de inyección fluye combustible hacia el sensor de presión.
- A baja presión del combustible sólo se deforma levemente la membrana de acero. De esa forma es alta la resistencia eléctrica que oponen las resistencias extensometricas y la tensión de la señal es baja.
- Si la presión del combustible es de alta magnitud, la membrana de acero se deforma en una medida intensa. Debido a ello es baja la resistencia eléctrica en las resistencias extensométricas y la tensión de la señal es correspondientemente alta.
La tensión de las señales se intensifica en el circuito electrónico y se transmite a la unidad de control del motor. La regulación de la presión del combustible se lleva a cabo con ayuda de la válvula reguladora de presión del combustible.
Efectos en caso de avería
Si se ausenta la señal del sensor de presión en el colector de admisión, la unidad de control del motor procede a excitar la válvula reguladora de la presión del combustible por medio de un
valor fijo.
Los inyectores de alta presión
Los inyectores van fijados a la culata e inyectan el combustible a alta presión directamente al interior del cilindro (inyección directa).
La misión de los inyectores es inyectar el combustible en un tiempo mínimo, adecuadamente pulverizado y de forma específica según el modo operativo momentáneo.
Así por ejemplo, en el modo estratificado se posiciona el combustible de forma concentrada en la zona de la bujía, mientras que en los modos homogéneo-pobre y homogéneo se pulveriza de un modo
uniforme en toda la cámara de combustión.
Con un ángulo de proyección del chorro de 70° y un ángulo de inclinación del chorro de 20° se tiene dada un posicionamiento exacto del combustible, sobre todo en el modo estratificado.
Funcionamiento
Durante el ciclo de la inyección se excita el bobinado electromagnético en el inyector y se genera una campo magnético. A raíz de ello se atrae el inducido con la aguja, con lo cual abre el inyector y proyecta el combustible.
Al dejarse de excitar el bobinado se neutraliza el campo magnético y la aguja es oprimida por el muelle de compresión contra su asiento en el inyector. El flujo del combustible queda interrumpido.
Nota: podemos decir que los sistemas de inyección directa frente a los sistemas de inyección en el colector de admisión (inyección indirecta), tienen que trabajar con presiones de inyección mas altas y el tiempo disponible para hacer la inyección es notablemente menor. Sin embargo el mismo volumen de combustible puede ser inyectado en menos tiempo si se incrementa la presión de inyección. Como ejemplo orientativo diremos que en la inyección directa, el tiempo de inyección para 6.000 r.p.m. es de 5 ms frente a los 20 ms se los sistemas de inyección en el colector de admisión.
Excitación de los inyectores de alta presión
Los inyectores de alta presión se excitan por medio de un circuito electrónico en la unidad de control del motor.
Para que el inyector abra lo más rápidamente posible se le da una breve premagnetización y se le aplica una tensión de aprox. 90 voltios. De ahí resulta una intensidad de corriente de hasta 10 amperios. Al estar el inyector abierto al máximo resulta suficiente una tensión de 30 voltios y una intensidad de 3 a 4 amperios para mantenerlo abierto.
Efectos en caso de avería
Un inyector averiado es reconocido por la detección de fallos de encendido/combustión y deja de ser excitado.
La válvula dosificadora de combustible
Esta situada en el tubo de alimentación hacia la bomba de combustible de alta presión y hacia el regulador de presión del combustible. Va fijada a la torreta de la suspensión.
Funcionamiento
Durante el funcionamiento normal, la válvula se encuentra abierta y libera el paso hacia el regulador de presión del combustible.
Si durante el ciclo de arranque del motor la temperatura del líquido refrigerante supera los 110 °C y la temperatura del aire aspirado es superior a 50 °C se trata de un arranque en caliente. En ese caso, la unidad de control del motor excita la válvula durante unos 50 segundos y cierra así el paso hacia el regulador de presión
A raíz de ello aumenta la presión en el sistema de baja presión hasta alcanzar la presión de bombeo máxima de la bomba eléctrica. Por intervención de una válvula interna para la limitación de la presión, alcanza 5,8 bares como máximo.
Este aumento de presión impide que se produzcan burbujas de vapor en el lado aspirante de la bomba de alta presión y garantiza una alta presurización fiable.
Efectos en caso de avería
Si se avería la válvula dosificadora de combustible, un muelle de compresión la mantiene cerrada todo el tiempo. De esa forma aumenta la presión en el sistema de baja presión hasta 5,8 bares y se impide la inmovilización del vehículo durante el ciclo de arranque en caliente.
El depósito de carbón activo (canister)
Este dispositivo se necesita para cumplir con los requisitos legales planteados a las emisiones de hidrocarburos (HC). Evita que los vapores de combustible del depósito puedan pasar al medio ambiente. Los vapores de combustible se almacenan en el depósito de carbón activo y se conducen de forma sistemática hacia la cámara para su combustión.
- En los modos homogéneo-pobre y homogéneo: la mezcla capaz de ignición se encuentra distribuida de un modo uniforme en la cámara. La combustión tiene lugar en toda la extensión de la cámara, y el combustible procedente del depósito de carbón activo se quema en esa ocasión.
- En el modo estratificado: la mezcla capaz de ignición se encuentra concentrada solamente en la zona de la bujía. Una parte del combustible procedente del depósito de carbón activo se encuentra sin embargo en la zona exterior, no directamente inflamable. Esto puede provocar una combustión incompleta y aumentar las emisiones de HC en los gases de escape. Por tal motivo sólo se habilita el modo estratificado si el sistema calcula que el depósito de carbón activo tiene una carga baja.
La unidad de control del motor calcula la cantidad de combustible que se puede agregar procedente del depósito de carbón activo. Acto seguido se excita la electroválvula, efectuándose una adaptación de la cantidad inyectada y el reglaje de la mariposa. A esos efectos, la unidad de control del motor necesita la siguiente información:
- la carga del motor, procedente del medidor de la masa de aire por película caliente ,
- el régimen del motor, procedente del sensor de régimen del motor,
- la temperatura del aire aspirado, procedente del sensor de temperatura del aire aspirado y
- el estado de carga del depósito de carbón activo, procedente de la sonda Lambda
