Este blog es con la idea de terminar siendo de utilidad a la gente y practico para terminar entrando en detalle para el diagnóstico y reparación de vehículos o preparaciones o modificaciones, los temas que he explicado son mas teóricos de lo que me gusta pero creo que sin tener una idea general para empezar difícil puede alguien entender el porque de otras cosas que vendran luego, y creo que hay que empezar por eso, primero entender como funciona todo en su conjunto para despues ir entrando en detalles.
Pero si alguien le interesa que explique como funciona, se diagnostica y repara un motor de arranque, alternador, mejorar la frenada, que amortiguadores poner, para que sirve, que sintomas tiene si falla y como se comprueba cualquier componente si lo pide lo explicaré en cuanto tenga un rato
viernes, 31 de octubre de 2014
Normas anticontaminación, su porque y sus consecuencias (Nivel medio-Alto)
Año a año se intenta reducir la contaminación y los motores, sobretodo lo diesel, has sufrido en sus carnes estas leyes, hasta el punto de basar todo su diseño en las leyes anticontaminación.
Principal problema de contaminación
El principal problema de la contaminación viene de los oxidos de nitrogeno (compuestos NxOy) que se forman en la combustión, a alguno le sonará de N2O que es el oxido nitrosos (utilizado como plus en motores o el gas de la risa). El otro gran problema son las partículas que expulsa el motor y que a largo plazo quedan retenidas en los pulmones y puden provocar diversas enfermedades (como muchas otras partículas de tamaño parecido, fabricas de madera por ejemplo) hay mas problemas de contaminación pero que los catalizadores han solucionado casi sin consecuencias negativas y por lo tanto no tiene lugar su debate.
Debido a estos dos problemas pasamos a explicar cada uno por separado.
OXIDOS NITROSOS
Se forman debido a la presencia de nitrogeno y oxigeno del aire a elevadas temperaturas en el interior del motor. Los metodos de anticontaminación tratan de reducir esas temperaturas con dos sistemas:
- Recirculación de los gases de escape (valvula EGR): consiste en llevar parte de los gases de escape de nuevo al motor con el fin de limitar la presencia tanto de nitrogeno como de oxigeno, fundamentalmente la segunda. Limitando la concentración de oxigeno lo que se logra es que con menos oxigeno la combustión sea mas lenta, alcanzandose picos de temperatura mas bajos en la combustión y se reduce la cantidad de oxidos nitrosos a la salida del tubo de escape.
Aclaración
En muchos sitios dicen que metiendo gases calientes en el motor se reduce la temperatura de combustión algo que no es facilmente comprensible, ¿si metes gases a 500ºC en vez de a 20ºC como se va a reducir la temperatura? lo que se reduce es la temperatura que alcanza la combustión, es decir casi un instante porque la combustión es mas lenta y no tan de golpe y la temperatura que alcanzan algunos punto pues baja significativamente.
Consecuencias de este sistema
- La mas notable los gases de escape llevan carbonilla y si los metemos de nuevo en la admisión pues lo que termina haciendo es llenando de carbonilla todos los conductos. Esto es lo que lleva a muchos a anularla
- Otra consecuencia de esto es que mientras metes aire sucio en vez de limpio reduces la cantidad de oxigeno y por lo tanto reduce la potencia, debido a esto la EGR solo se abre cuando vamos acelerando poco o sin acelerar. De aquí se desmontan muchos mitos acerca de anularla
1- Que sin la EGR aumenta la potencia máxima, NO, aumenta la potencia siempre que no estemos acelerando mucho, ya que si aceleramos mucho la EGR se cerrará y potencia máxima no va a dar, lo que si podemos notar es que sin la EGR aceleremos un 10% y el coche responda como lo hace si aceleras un 15% con la EGR conectada, es decir necesitas acelerar menos y puedes notar el coche mas sueltos, pero potencia máxima no te da.
2- Si anulas la EGR no pasas la prueba de humos de la ITV, NO, la ITV la prueba de humos aceleran a fondo el motor y como hemos dicho la EGR se cierra y por lo tanto un coche pasa la prueba de humos igual con la EGR anulada que sin anular.
Ventajas de la EGR
- Menores emisiones de oxidos nitrosos
- Introduciendo aire caliente al motor, este llega a la temperatura normal de trabajo antes y esto es un sintoma que todos ven al anularla (no es una incompatibilidad con que disminuya la temperatura de la combustión ya que como dijimos anteriormente allí hablamos de un pico de temperatura, esto hablamos de la temperatura media del motor)
Formas de anular la EGR
- Por reprogramación o software: en algunos coches como los del grupo VAG sobre el año 2000 y anteriores con EGR con el propio programa del fabricante se podría anular casi totalmente el sistema EGR, en el resto tiene que hacerse con una reprogramación igual que la que se usa para aumentar la potencia. Es la forma mas correcta.
- Mecanicamente: poniendo una chapa ciega para que obstruya el paso de gases de la EGR o desconectando el maguito de vacio (el manguito de vacio hay que bloquearlo despues) si la EGR es de accionamiento neumático, esta medida es eficaz para los primeros coches con EGR pero sin embargo para los mas modernos salta la luz de aviso de averia y en ocasiones da lugar a vibraciones y sonido mas brusco del motor.
- Reducción de la relación de compresión
Es otra forma de reducir los oxidos nitrosos.
Esto ha generado bastantes cambios y afectado mucho al diseño de motores. Se sabe por leyes de la termodinámica que aumentando la relación de compresión se logran mejores consumos, mejor rendimiento y mayor potencia, tambien se reduce la fiabilidad y aumenta el esfuerzo al que se somete el motor. Sin embargo los motores de hace muchos años con relaciones de compresión mayores de 20 son eternos el diseño fue sobredimensionado generalmente y se hicieron motores que soportaban perfectamente esas condiciones. Sin embargo al coger mayores presiones tambien alcanzan mayores temperaturas y por lo tanto favorece la formación de oxidos nitrosos.
La relación de compresión ha pasado de 21 o incluso mas hasta valores de entorno al 12, una reducción pequeña hasta 19 o incluso 18 puede ser comprensible por tema de fiabilidad si metemos en un motor turbocompresores potentes, el resto es todo por normativa anticontaminación.
Hace poco creo que Honda sacó un motor con la misma relación de compresión que su motor de gasolina, yo lo primero que pensé es como serán capaces de arrancar el motor (los diesel viejos con menos de 19 ya era un milagro con los nuevos sistemas de inyección se facilita el arranque mejorando la pulverización pero aún así esto era demasiado), pues llevan calentadores cerámicos especiales que estan activados no solo antes del arranque sino tambien en la fase de calentamiento, dicen que el motor vibra y no va fino hasta que calienta. Otro dato a tener en cuenta es que el peso del motor con esa relación de compresión se reducía mucho con respecto al tradicional.
Ya hemos comentados sus ventajas he inconvenientes pero las resumimos:
Ventajas: Menos emisiones, mayor fiabilidad ó menor peso del motor.
Desventajas: Rendimiento, consumo y potencia disminuidos
PARTÍCULAS
El modo de expulsar menos partículas es generando menos, para lo cual hay que pulverizar mejor el diesel, esto es junto con la reducción de la relación de compresión lo que exige nuevos sistemas de inyección y provocó que se desarrollaran tanto los nuevos sistemas de inyección.
Fundamentalmente con la mejor pulverización se consigue que el oxigeno se mezcle con el diesel homogeneamente y sea una combustión limpia sin que haya zonas donde el combustible se acumule y tenga poco oxigeno y se queme formando hollín.
Y otra forma es con el famoso FAP o DPF o filtro antipartículas, su funcionamiento es muy sencillo tiene un ramiz o rejilla muy fino que retiene las partículas que emite el motor, se van acumulando hasta que el motor detectan que esas partículas están haciendo demasiado tapón (mas tecnicamente generan demasiadas perdidas de carga) y activa la regeneración que es simplemente un software de inyección especial que junto con la conducción a altas rpm que debe llevar el usuario se caliente el FAP lo suficiente para terminar de quemar correctamente todas esas partículas. Sin embargo ya sabemos lo molestos que pueden llegar a ser estas salidas a regenerar cuando solo te mueves en ciudad y hay incluso el que opta por quitarlo.
Otra ventaja del FAP es que no manchan tanto los parachoques traseros con hollín, el motivo es lógico.
FUTURO
El futuro parece que va encaminado a reducir el tamaño de los motores para reducir emisiones, reduciendo incluso el numero de cilindros y logrando la potencia a base de turbocompresores mas potentes o incluso varios para mitigar el turbo lag de los turbos grandes (lo explicaré mas adelante), conocido como downsizing.
Principal problema de contaminación
El principal problema de la contaminación viene de los oxidos de nitrogeno (compuestos NxOy) que se forman en la combustión, a alguno le sonará de N2O que es el oxido nitrosos (utilizado como plus en motores o el gas de la risa). El otro gran problema son las partículas que expulsa el motor y que a largo plazo quedan retenidas en los pulmones y puden provocar diversas enfermedades (como muchas otras partículas de tamaño parecido, fabricas de madera por ejemplo) hay mas problemas de contaminación pero que los catalizadores han solucionado casi sin consecuencias negativas y por lo tanto no tiene lugar su debate.
Debido a estos dos problemas pasamos a explicar cada uno por separado.
OXIDOS NITROSOS
Se forman debido a la presencia de nitrogeno y oxigeno del aire a elevadas temperaturas en el interior del motor. Los metodos de anticontaminación tratan de reducir esas temperaturas con dos sistemas:
- Recirculación de los gases de escape (valvula EGR): consiste en llevar parte de los gases de escape de nuevo al motor con el fin de limitar la presencia tanto de nitrogeno como de oxigeno, fundamentalmente la segunda. Limitando la concentración de oxigeno lo que se logra es que con menos oxigeno la combustión sea mas lenta, alcanzandose picos de temperatura mas bajos en la combustión y se reduce la cantidad de oxidos nitrosos a la salida del tubo de escape.
Aclaración
En muchos sitios dicen que metiendo gases calientes en el motor se reduce la temperatura de combustión algo que no es facilmente comprensible, ¿si metes gases a 500ºC en vez de a 20ºC como se va a reducir la temperatura? lo que se reduce es la temperatura que alcanza la combustión, es decir casi un instante porque la combustión es mas lenta y no tan de golpe y la temperatura que alcanzan algunos punto pues baja significativamente.
Consecuencias de este sistema
- La mas notable los gases de escape llevan carbonilla y si los metemos de nuevo en la admisión pues lo que termina haciendo es llenando de carbonilla todos los conductos. Esto es lo que lleva a muchos a anularla
- Otra consecuencia de esto es que mientras metes aire sucio en vez de limpio reduces la cantidad de oxigeno y por lo tanto reduce la potencia, debido a esto la EGR solo se abre cuando vamos acelerando poco o sin acelerar. De aquí se desmontan muchos mitos acerca de anularla
1- Que sin la EGR aumenta la potencia máxima, NO, aumenta la potencia siempre que no estemos acelerando mucho, ya que si aceleramos mucho la EGR se cerrará y potencia máxima no va a dar, lo que si podemos notar es que sin la EGR aceleremos un 10% y el coche responda como lo hace si aceleras un 15% con la EGR conectada, es decir necesitas acelerar menos y puedes notar el coche mas sueltos, pero potencia máxima no te da.
2- Si anulas la EGR no pasas la prueba de humos de la ITV, NO, la ITV la prueba de humos aceleran a fondo el motor y como hemos dicho la EGR se cierra y por lo tanto un coche pasa la prueba de humos igual con la EGR anulada que sin anular.
Ventajas de la EGR
- Menores emisiones de oxidos nitrosos
- Introduciendo aire caliente al motor, este llega a la temperatura normal de trabajo antes y esto es un sintoma que todos ven al anularla (no es una incompatibilidad con que disminuya la temperatura de la combustión ya que como dijimos anteriormente allí hablamos de un pico de temperatura, esto hablamos de la temperatura media del motor)
Formas de anular la EGR
- Por reprogramación o software: en algunos coches como los del grupo VAG sobre el año 2000 y anteriores con EGR con el propio programa del fabricante se podría anular casi totalmente el sistema EGR, en el resto tiene que hacerse con una reprogramación igual que la que se usa para aumentar la potencia. Es la forma mas correcta.
- Mecanicamente: poniendo una chapa ciega para que obstruya el paso de gases de la EGR o desconectando el maguito de vacio (el manguito de vacio hay que bloquearlo despues) si la EGR es de accionamiento neumático, esta medida es eficaz para los primeros coches con EGR pero sin embargo para los mas modernos salta la luz de aviso de averia y en ocasiones da lugar a vibraciones y sonido mas brusco del motor.
- Reducción de la relación de compresión
Es otra forma de reducir los oxidos nitrosos.
Esto ha generado bastantes cambios y afectado mucho al diseño de motores. Se sabe por leyes de la termodinámica que aumentando la relación de compresión se logran mejores consumos, mejor rendimiento y mayor potencia, tambien se reduce la fiabilidad y aumenta el esfuerzo al que se somete el motor. Sin embargo los motores de hace muchos años con relaciones de compresión mayores de 20 son eternos el diseño fue sobredimensionado generalmente y se hicieron motores que soportaban perfectamente esas condiciones. Sin embargo al coger mayores presiones tambien alcanzan mayores temperaturas y por lo tanto favorece la formación de oxidos nitrosos.
La relación de compresión ha pasado de 21 o incluso mas hasta valores de entorno al 12, una reducción pequeña hasta 19 o incluso 18 puede ser comprensible por tema de fiabilidad si metemos en un motor turbocompresores potentes, el resto es todo por normativa anticontaminación.
Hace poco creo que Honda sacó un motor con la misma relación de compresión que su motor de gasolina, yo lo primero que pensé es como serán capaces de arrancar el motor (los diesel viejos con menos de 19 ya era un milagro con los nuevos sistemas de inyección se facilita el arranque mejorando la pulverización pero aún así esto era demasiado), pues llevan calentadores cerámicos especiales que estan activados no solo antes del arranque sino tambien en la fase de calentamiento, dicen que el motor vibra y no va fino hasta que calienta. Otro dato a tener en cuenta es que el peso del motor con esa relación de compresión se reducía mucho con respecto al tradicional.
Ya hemos comentados sus ventajas he inconvenientes pero las resumimos:
Ventajas: Menos emisiones, mayor fiabilidad ó menor peso del motor.
Desventajas: Rendimiento, consumo y potencia disminuidos
PARTÍCULAS
El modo de expulsar menos partículas es generando menos, para lo cual hay que pulverizar mejor el diesel, esto es junto con la reducción de la relación de compresión lo que exige nuevos sistemas de inyección y provocó que se desarrollaran tanto los nuevos sistemas de inyección.
Fundamentalmente con la mejor pulverización se consigue que el oxigeno se mezcle con el diesel homogeneamente y sea una combustión limpia sin que haya zonas donde el combustible se acumule y tenga poco oxigeno y se queme formando hollín.
Y otra forma es con el famoso FAP o DPF o filtro antipartículas, su funcionamiento es muy sencillo tiene un ramiz o rejilla muy fino que retiene las partículas que emite el motor, se van acumulando hasta que el motor detectan que esas partículas están haciendo demasiado tapón (mas tecnicamente generan demasiadas perdidas de carga) y activa la regeneración que es simplemente un software de inyección especial que junto con la conducción a altas rpm que debe llevar el usuario se caliente el FAP lo suficiente para terminar de quemar correctamente todas esas partículas. Sin embargo ya sabemos lo molestos que pueden llegar a ser estas salidas a regenerar cuando solo te mueves en ciudad y hay incluso el que opta por quitarlo.
Otra ventaja del FAP es que no manchan tanto los parachoques traseros con hollín, el motivo es lógico.
FUTURO
El futuro parece que va encaminado a reducir el tamaño de los motores para reducir emisiones, reduciendo incluso el numero de cilindros y logrando la potencia a base de turbocompresores mas potentes o incluso varios para mitigar el turbo lag de los turbos grandes (lo explicaré mas adelante), conocido como downsizing.
Motores diesel evolución
Desde que salieron los motores diesel hasta ahora los distintos tipos de sistemas que se han utilizado para inyectar el diesel en el interior del cilindro han evolucionado mucho.
El corazón del motor diesel es su sistema de inyección, el diesel debe ser inyectado y pulverizado en el punto muerto superior (luego veremos que no es exactamente así pero de momento en la teoría es así) ya que la combustión del diesel es espontánea sin necesidad de chispa.
INYECCIÓN INDIRECTA
En los primeros motores diesel la presión que se lograba era mucho mas baja que la actual, eso hacía que no se pudiera lograr una pulverización buena y por ello se recurrió a las precámaras, llamandose motores de combustión indirecta. Una bomba de diesel que gira en una posición determinada con respecto al motor manda presión en el momento justo a unos inyectores mecánicos, estos inyectores cuando pasa la presión del diesel de un valor abren inyectando el diesel.
Se puede ver que en la precámara se logra un turbulencia que ayuda a que el diesel se distribuya mejor, la inyección se inicia en la precámara pero por la corriente generada llega al pistón para realizar la combustión completa y la expansión. Esto, en su dia permitia reducir el ruido, vibraciones y alcanzar mayores revoluciones al acelerar la combustión, con esto se empezó a montar en vehículos, pero es en su día ahora mismo no tiene esas ventajas.
La razón de esto es que combustible no se quema instantaneamente, cuanto mayor concentración de oxigeno, mayor presión, mayor temperatura y mejor pulverización mas rápida es la combustión pero tarda un tiempo en hacer la combustión, el diesel se va quemando poco a poco hasta lograr la combustión completa. Es por esto que la combustión se inicia antes del PMS para conseguir que la explosión mas fuerte se produzca justo pasado el PMS, pero si tenemos un tiempo de combustión muy grande tenemos que iniciarla muy pronto y eso obliga a que parte de la combustión se haga antes del PMS provocando el ruido característco del diesel. Esto fue lo que se mejoró con las precámaras.
Otro efecto de este tiempo que tarda la combustión hace que desde que a bajas rpm y en frio haga falta inyectar antes porque el tiempo de retardo es mayor, y a altas rpm al ir el motor mas rápido hace falta inyectar antes el diesel. Para esto todos los motores diesel rápidos tienen un dispositivo que hace variar el momento de inyección ajustandose a cada situación.
Otra característica de estos motores es que al tener una pulverización pobre hace necesario el uso de calentadores para arrancar en frio a cualquier temperatura.
Otra evolución de este sistema fue el TCI que llamaron algunos, son los mismos motores pero con gestión electronica tenian sensores en el cigüeñal y en un inyector de forma que compara cuando se produce la inyección y lo que tiene programado el segun cada situación para ajustarlo, es una mejora importante.
INYECCIÓN DIRECTA BOMBA ROTATIVA
La siguiente generación fue la inyección directa con bomba de inyección, se consiguieron mayores presiones y se podía pulverizar mejor e inyectar directamente en el cilindro, esto aumenta el rendimiento ya que no se pierde calor hacia las paredes de la precamara, siendo la camara de combustión mas reducida, lograndose menor contaminación y menor expulsión de partículas por el tubo de escape, y para mi es el sistema ideal en el momento por fiabilidad y rendimiento. Los inyectores siguieron siendo mecánicos abriendo a mas presión. Los calentadores son menos necesarios al lograrse mejor pulverización.
BOMBA-INYECTOR
La mejora en el sistema de inyección siempre era conseguir mas presión, de ahí surgio el inyector bomba, en el mismo inyector se produce la presión, una leva acciona el inyector dando presión. Pero el cambio fue importante.
El inyector bomba necesita que una bomba de baja presión le lleve el diesel a una presión determinada, al accionarlo mediante el arbol de levas algunos casos termino con el desgaste de los arboles de levas, y lo mas importante para mi se elimino la necesidad de una bomba inyectora, ahora la electronica se lleva en el inyector siendo este el que mide y regula el cauda, aqui ya si se puede considerar la inyección electronica. La bomba ya no iba en la distribución como en el caso anterior y los inyectores abría y cerraban independientemente de la presión, esto otorga mucha mas libertad en reprogamaciones. En estos motores hay una normativa de aceite propia para que el cableado de los inyectores que va en la culata no se dañe por el aceite.
COMMON RAIL
Y el último que se ha impuesto y tecnicamente es el mejor sistema, aunque luego veremos los pros y contras. Common rail es un sistema totalmente independiente del motor, no va calado con ninguna parte del motor, el motor mueve una leva que produce una presión constante en el motor llevando ese diesel a una rampa, llamada rampa común, desde esa rampa se lleva cada inyector tiene una toma, y son los inyectores los que abren y cierran cuando quieren independientemente de la presión, hay gasoil a presión en todo momento. Las reprogramaciones aquí dejan muchisima libertan, haciendo el loco se pueden subir muchos cv. Las presiones que se llegan son mas elevadas, y se pueden porducir preinyecciones (en el anterior tambien pero en este con mayor facilidad). Cambiando totalmente la respuesta y permitiendo obtener mayores rendimientos.
El control de cuando inyectar lo hace a traves de sensores, uno en el arbol de levas y otro en el cigüeñal son los que utiliza la centralita para saber cuando está inyectando.
Como se puede ver antes de llegar arriba al PMS se hace una pequeña inyección para calentar el cilindro para la explosión principal, y despues hacer la principal, despues de la principal se pueden hacer postinyecciones.
En el futuro se habla de combinar un common rail y los inyectores inyector bomba para conseguir mayor presión.
Motores de cada tipo:
Indirecta los TD y los D
Directa TDI 90/100/110 SDI y los motores de esos años
Bomba inyector solo lo sacaron VAG los motorse 1.9 tdi de 130 y Land Rover en el TD5
Common Rail los tdi CR JTD TDCI....
Contaminación y sistemas de inyección. Las normativas anticontaminación han ido de la mano de los sistemas de inyección y yo diría que la principal razón de esto.
Cuanto mayor presión mejor pulverización y mejor combustión, pero tambien permite reducir la relación de compresión del motor (en uno de inyección indirecta una relación de compresion de menos de 18 no arrancaba, ahora estamos en 16 o menos) al reducir la relación de compresión se reduce la contaminación pero tambien se perjudica bastante el rendimiento. Y es la razón por la que se ha impuesto el common rail, es obligatoria para cumplir las normativas.
Fiabilidad: para mi es el tema mas importante, raramente fallaba un td del sistema de inyección, cuando se trabaja a presiones bajas los conductos para pasar el mismo diesel deben ser mas grandes, la erosión que provoca sobre el sistema el diesel es menor que a alta presión y los inyectores eran mecánicos.
Cuanto mas se eleve la presión tendremos conductos mas pequeños hasta el punto de que si dejas un inyector common rail al aire y seca el diesel que lleva dentro se habrá atascado, algo que es impensable en un td, la suciedad perjudica mucho a los common rail, y se hace necesario mejor mantenimiento y tener cuidado de que diesel se echa.
La erosión que provoca la presión es mucho mayor, de ahí que encontrar una gota de agua, echar algun aditivo que no lubrique correctamente puede terminar en avería, y una averia si genera virutas pueden romper el filtro y acabar con todos el sistema de inyección destrozado, sobretodo en el caso de la bomba que no tiene que pasar por el filtro.
La electronica y componentes electricos no se llevan muy bien con la temperatura, hay mucho inyectores en los que le falla su sistema electrico o electrónico debido en parte a la temperatura, y al llevar la electrónica en el propio inyector pasamos de valer un inyector en desguace 30-50 a valer 200 euros de segunda y no ser recomendable comprarlo de segunda porque pueden no haber tenido cuidado con la suciedad o que la electrónica esté mal igual que el tuyo, piezas que se averian compradas de segundas es una autentica lotería.
Y otra parte muy importante la dificultad de revisar un coche averiado, en determinados usos, viajes lejos a países no desarrollados, si un dia no te arranca un td ó tdi, la comprobación es muy sencilla abres el latiguillo de un inyector y miras si hay presión, y localizas el problema, en un common rail un mal contacto, un sensor, hace que no arranque sin poder hacer nada hasta pasar maquina de diagnosis.
Este tema creo que es importante a la hora de hacer caso a las recomendaciones de quitar los coches de mas de 10 años, no es el gasto de comprarlo, los coches nuevos requieren mejor mantenimiento y son menos robustos, y para determinados usos puede que no merezca la pena. A cambio pues menor contaminación y los td pues peor rendimiento, no tanto los tdi, la reducción de la relación de compresión compensa la mejora del sistema de inyección.
Espero que al menos al que no sepa nada le guie.
El corazón del motor diesel es su sistema de inyección, el diesel debe ser inyectado y pulverizado en el punto muerto superior (luego veremos que no es exactamente así pero de momento en la teoría es así) ya que la combustión del diesel es espontánea sin necesidad de chispa.
INYECCIÓN INDIRECTA
En los primeros motores diesel la presión que se lograba era mucho mas baja que la actual, eso hacía que no se pudiera lograr una pulverización buena y por ello se recurrió a las precámaras, llamandose motores de combustión indirecta. Una bomba de diesel que gira en una posición determinada con respecto al motor manda presión en el momento justo a unos inyectores mecánicos, estos inyectores cuando pasa la presión del diesel de un valor abren inyectando el diesel.
Se puede ver que en la precámara se logra un turbulencia que ayuda a que el diesel se distribuya mejor, la inyección se inicia en la precámara pero por la corriente generada llega al pistón para realizar la combustión completa y la expansión. Esto, en su dia permitia reducir el ruido, vibraciones y alcanzar mayores revoluciones al acelerar la combustión, con esto se empezó a montar en vehículos, pero es en su día ahora mismo no tiene esas ventajas.
La razón de esto es que combustible no se quema instantaneamente, cuanto mayor concentración de oxigeno, mayor presión, mayor temperatura y mejor pulverización mas rápida es la combustión pero tarda un tiempo en hacer la combustión, el diesel se va quemando poco a poco hasta lograr la combustión completa. Es por esto que la combustión se inicia antes del PMS para conseguir que la explosión mas fuerte se produzca justo pasado el PMS, pero si tenemos un tiempo de combustión muy grande tenemos que iniciarla muy pronto y eso obliga a que parte de la combustión se haga antes del PMS provocando el ruido característco del diesel. Esto fue lo que se mejoró con las precámaras.
Otro efecto de este tiempo que tarda la combustión hace que desde que a bajas rpm y en frio haga falta inyectar antes porque el tiempo de retardo es mayor, y a altas rpm al ir el motor mas rápido hace falta inyectar antes el diesel. Para esto todos los motores diesel rápidos tienen un dispositivo que hace variar el momento de inyección ajustandose a cada situación.
Otra característica de estos motores es que al tener una pulverización pobre hace necesario el uso de calentadores para arrancar en frio a cualquier temperatura.
Otra evolución de este sistema fue el TCI que llamaron algunos, son los mismos motores pero con gestión electronica tenian sensores en el cigüeñal y en un inyector de forma que compara cuando se produce la inyección y lo que tiene programado el segun cada situación para ajustarlo, es una mejora importante.
INYECCIÓN DIRECTA BOMBA ROTATIVA
La siguiente generación fue la inyección directa con bomba de inyección, se consiguieron mayores presiones y se podía pulverizar mejor e inyectar directamente en el cilindro, esto aumenta el rendimiento ya que no se pierde calor hacia las paredes de la precamara, siendo la camara de combustión mas reducida, lograndose menor contaminación y menor expulsión de partículas por el tubo de escape, y para mi es el sistema ideal en el momento por fiabilidad y rendimiento. Los inyectores siguieron siendo mecánicos abriendo a mas presión. Los calentadores son menos necesarios al lograrse mejor pulverización.
BOMBA-INYECTOR
La mejora en el sistema de inyección siempre era conseguir mas presión, de ahí surgio el inyector bomba, en el mismo inyector se produce la presión, una leva acciona el inyector dando presión. Pero el cambio fue importante.
El inyector bomba necesita que una bomba de baja presión le lleve el diesel a una presión determinada, al accionarlo mediante el arbol de levas algunos casos termino con el desgaste de los arboles de levas, y lo mas importante para mi se elimino la necesidad de una bomba inyectora, ahora la electronica se lleva en el inyector siendo este el que mide y regula el cauda, aqui ya si se puede considerar la inyección electronica. La bomba ya no iba en la distribución como en el caso anterior y los inyectores abría y cerraban independientemente de la presión, esto otorga mucha mas libertad en reprogamaciones. En estos motores hay una normativa de aceite propia para que el cableado de los inyectores que va en la culata no se dañe por el aceite.
COMMON RAIL
Y el último que se ha impuesto y tecnicamente es el mejor sistema, aunque luego veremos los pros y contras. Common rail es un sistema totalmente independiente del motor, no va calado con ninguna parte del motor, el motor mueve una leva que produce una presión constante en el motor llevando ese diesel a una rampa, llamada rampa común, desde esa rampa se lleva cada inyector tiene una toma, y son los inyectores los que abren y cierran cuando quieren independientemente de la presión, hay gasoil a presión en todo momento. Las reprogramaciones aquí dejan muchisima libertan, haciendo el loco se pueden subir muchos cv. Las presiones que se llegan son mas elevadas, y se pueden porducir preinyecciones (en el anterior tambien pero en este con mayor facilidad). Cambiando totalmente la respuesta y permitiendo obtener mayores rendimientos.
El control de cuando inyectar lo hace a traves de sensores, uno en el arbol de levas y otro en el cigüeñal son los que utiliza la centralita para saber cuando está inyectando.
Como se puede ver antes de llegar arriba al PMS se hace una pequeña inyección para calentar el cilindro para la explosión principal, y despues hacer la principal, despues de la principal se pueden hacer postinyecciones.
En el futuro se habla de combinar un common rail y los inyectores inyector bomba para conseguir mayor presión.
Motores de cada tipo:
Indirecta los TD y los D
Directa TDI 90/100/110 SDI y los motores de esos años
Bomba inyector solo lo sacaron VAG los motorse 1.9 tdi de 130 y Land Rover en el TD5
Common Rail los tdi CR JTD TDCI....
Contaminación y sistemas de inyección. Las normativas anticontaminación han ido de la mano de los sistemas de inyección y yo diría que la principal razón de esto.
Cuanto mayor presión mejor pulverización y mejor combustión, pero tambien permite reducir la relación de compresión del motor (en uno de inyección indirecta una relación de compresion de menos de 18 no arrancaba, ahora estamos en 16 o menos) al reducir la relación de compresión se reduce la contaminación pero tambien se perjudica bastante el rendimiento. Y es la razón por la que se ha impuesto el common rail, es obligatoria para cumplir las normativas.
Fiabilidad: para mi es el tema mas importante, raramente fallaba un td del sistema de inyección, cuando se trabaja a presiones bajas los conductos para pasar el mismo diesel deben ser mas grandes, la erosión que provoca sobre el sistema el diesel es menor que a alta presión y los inyectores eran mecánicos.
Cuanto mas se eleve la presión tendremos conductos mas pequeños hasta el punto de que si dejas un inyector common rail al aire y seca el diesel que lleva dentro se habrá atascado, algo que es impensable en un td, la suciedad perjudica mucho a los common rail, y se hace necesario mejor mantenimiento y tener cuidado de que diesel se echa.
La erosión que provoca la presión es mucho mayor, de ahí que encontrar una gota de agua, echar algun aditivo que no lubrique correctamente puede terminar en avería, y una averia si genera virutas pueden romper el filtro y acabar con todos el sistema de inyección destrozado, sobretodo en el caso de la bomba que no tiene que pasar por el filtro.
La electronica y componentes electricos no se llevan muy bien con la temperatura, hay mucho inyectores en los que le falla su sistema electrico o electrónico debido en parte a la temperatura, y al llevar la electrónica en el propio inyector pasamos de valer un inyector en desguace 30-50 a valer 200 euros de segunda y no ser recomendable comprarlo de segunda porque pueden no haber tenido cuidado con la suciedad o que la electrónica esté mal igual que el tuyo, piezas que se averian compradas de segundas es una autentica lotería.
Y otra parte muy importante la dificultad de revisar un coche averiado, en determinados usos, viajes lejos a países no desarrollados, si un dia no te arranca un td ó tdi, la comprobación es muy sencilla abres el latiguillo de un inyector y miras si hay presión, y localizas el problema, en un common rail un mal contacto, un sensor, hace que no arranque sin poder hacer nada hasta pasar maquina de diagnosis.
Este tema creo que es importante a la hora de hacer caso a las recomendaciones de quitar los coches de mas de 10 años, no es el gasto de comprarlo, los coches nuevos requieren mejor mantenimiento y son menos robustos, y para determinados usos puede que no merezca la pena. A cambio pues menor contaminación y los td pues peor rendimiento, no tanto los tdi, la reducción de la relación de compresión compensa la mejora del sistema de inyección.
Espero que al menos al que no sepa nada le guie.
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