¿Qué es la inyección directa Common Rail (CRD)?

¿Qué es la inyección directa Common Rail (CRD)?

La tecnología del motor diesel ha avanzado al parecer años luz en las últimas dos décadas más o menos. Atrás quedaron los días de humo de diesel negro y cargado de azufre que salía de las pilas de camiones semi. Las pesadas y pesadas bestias que llenaban las carreteras y obstruían nuestras vías respiratorias ahora son solo un recuerdo.

Aunque los motores diésel siempre han sido muy eficientes en cuanto al consumo de combustible, las estrictas leyes de emisiones y las expectativas de rendimiento del público que compra automóviles han forzado desarrollos que han hecho que el bajo diésel de una vergüenza sea soportado hasta un aire más limpio y campeones económicos.

Noticias anteriores: Inyección mecánica indirecta

Los diésel de antaño se basaban en un método simple y efectivo, pero no del todo eficiente y preciso para distribuir combustible a las cámaras de combustión del motor. La bomba de combustible y los inyectores en los primeros motores diésel eran completamente mecánicos, y aunque mecanizados con precisión y de construcción robusta, la presión de trabajo del sistema de combustible no era lo suficientemente alta como para generar un patrón de rociado de combustible sostenido y bien definido.

Y en estos viejos sistemas mecánicos indirectos, la bomba tenía que hacer doble trabajo. No solo suministraba presión al sistema de combustible, sino que también actuaba como el dispositivo de distribución y sincronización. Además, estos sistemas elementales se basaban en entradas mecánicas simples (todavía no había componentes electrónicos), como revoluciones por minuto de la bomba de combustible (RPM) y la posición del acelerador para medir su suministro de combustible.

Posteriormente, a menudo entregaron una inyección de combustible con un patrón de rociado pobre y mal definido que era demasiado rico (la mayoría de las veces) o demasiado delgado. Eso resultó en un rico eructo de humo negro hollín o energía insuficiente y un vehículo en apuros.

Para empeorar las cosas, el combustible de baja presión tuvo que inyectarse en una cámara anterior para asegurar la atomización adecuada de la carga antes de que pudiera pasar a la cámara de combustión principal para hacer su trabajo. De ahí el término, inyección indirecta.

Y si el motor estaba frío y el aire exterior estaba frío, las cosas realmente se ponían letárgicas. Aunque los motores tenían bujías incandescentes para ayudarlos a arrancar, tomaría varios minutos de funcionamiento antes de que estuvieran suficientemente empapados en calor para permitir un funcionamiento suave.

¿Por qué un proceso tan voluminoso y de múltiples etapas? ¿Y por qué tantos problemas con las bajas temperaturas?

La razón principal es la naturaleza del proceso diesel y las limitaciones de la tecnología diesel temprana. A diferencia de los motores de gasolina, los motores diesel no tienen bujías para encender su mezcla de combustible. Los motores diesel dependen del calor generado por la intensa compresión del aire en los cilindros para encender el combustible cuando se rocía en la cámara de combustión. Y cuando hace frío, necesitan la ayuda de bujías incandescentes para reforzar el proceso de calentamiento. Además, dado que no hay chispa para iniciar la combustión, el combustible debe introducirse en el calor como una niebla extremadamente fina para que se encienda correctamente.

La Nueva Manera: Inyección Directa Electrónica Common Rail (CRD)

Los motores diésel modernos han debido su resurgimiento en popularidad a los avances en la entrega de combustible y los sistemas de gestión del motor que permiten que los motores devuelvan potencia, rendimiento y emisiones equivalentes a sus homólogos de gasolina, mientras que simultáneamente producen una economía de combustible superior.

Es el riel de combustible de alta presión y los inyectores electrónicos controlados por computadora que marcan la diferencia. En el sistema de riel común, la bomba de combustible carga el riel de combustible a una presión de hasta 25,000 psi. Pero a diferencia de las bombas de inyección indirecta, no está involucrado en la descarga de combustible. Bajo el control de la computadora de a bordo, esta cantidad y presión de combustible se acumula en el riel independientemente de la velocidad y la carga del motor.

Cada inyector de combustible está montado directamente sobre el pistón dentro de la culata (no hay precámara) y está conectado al riel de combustible mediante líneas rígidas de acero que pueden soportar la alta presión. Esta alta presión permite un orificio de inyector muy fino que atomiza completamente el combustible y evita la necesidad de una cámara previa.

El accionamiento de los inyectores se realiza a través de una pila de obleas de cristal piezoeléctrico que mueven la aguja del chorro en pequeños incrementos permitiendo la pulverización de combustible. Los cristales piezoeléctricos funcionan expandiéndose rápidamente cuando se les aplica una carga eléctrica.

Al igual que la bomba de combustible, los inyectores también son controlados por la computadora del motor y pueden dispararse en rápida sucesión varias veces durante el ciclo de inyección. Con este control preciso sobre los disparos del inyector, se pueden cronometrar cantidades más pequeñas y escalonadas de suministro de combustible (5 o más) en el transcurso de la carrera de potencia para promover una combustión completa y precisa.

Además del control de tiempo, las inyecciones de alta presión y corta duración permiten un patrón de pulverización más fino y preciso que también admite una atomización y combustión mejores y más completas.

A través de estos desarrollos y mejoras, el moderno motor diesel de inyección directa common rail es más silencioso, más eficiente en consumo de combustible, más limpio y más potente que las unidades de inyección mecánica indirecta que han reemplazado.