¿Inyector bomba o Common Rail?

Los dos sistemas de inyección conviven en la actualidad cada uno presentando sus soluciones, ventajas y desventajas. Aquí, un pormenorizado análisis y conclusiones.

Dos tecnologías utilizadas en inyección del motor Diesel, que conviven y tienen su razón de ser. Ambos sistemas que hicieron elevar la presión de inyección en más de doce veces (1200%), tienen gran importancia en la mejora de al eficiencia de la combustión y ello es fundamental en el rendimiento del motor, reducción del consumo de combustible y menor emisión de gases contaminantes; de allí que convivan y sean un gran aporte al motor Diesel. El inyector bomba se desarrolló en motores industriales y a fines del siglo pasado se aplicó en los de automóviles, camiones livianos y de carga media; actualmente también se implementó en los motores de camión de gran potencia. Cómo su nombre lo indica, la bomba esta incorporada al inyector en la cámara de combustión de cada cilindro, la acciona una leva que puede pertenecer a un eje de levas específico, o estar incorporadas al encargado de mover las válvulas. El inicio de inyección y el volumen inyectado lo determina una electro válvula según resuelve el módulo del computador, de acuerdo a las RPM del motor, posición del acelerador y presión de admisión (llenado de cilindros).

El botador que empuja al émbolo de la bomba tiene apoyo por rodillo en la leva, por la alta exigencia que resulta de generar presiones del orden de los 2000 Kg./cm2. El circuito interno entre bomba e inyector esta controlado por la electro válvula que comanda la ECU, produce una doble etapa, la de pre inyección y la de inyección principal. En la primera que se inicia a una presión próxima a 200 Kg./cm2 inyecta una pequeña cantidad de combustible que aumenta la temperatura del aire en final de carrera de compresión del pistón, evitando el llamado inter tiempo de los primeros motores Diesel con inyección directa y que generaba intensas vibraciones. Posteriormente se inyecta el volumen de gasoil principal de acuerdo a la potencia requerida y con el avance a la inyección que corresponde al régimen del motor, lo que también determina la electro válvula de mando computado. Fue este sistema el primero en poder aplicar inyección de gasoil con presiones hasta superiores a los 2000 bares, que permitieron obtener los beneficios destacados. Si bien el mecanismo de acción es numeroso y complejo, además de aumentar el costo industrial, el resultado en relación a los sistemas de bombas lineales es muy superior en rendimiento (potencia por cilindrada), consumo y emisión. Razones más que valederas para que esté tan generalizado en los motores de media y gran potencia que se utilizan en camiones, barcos y la industria. El sistema Common Rail, riel común, conducto común, denominado así en la inyección de los motores Diesel, no es otro que el de la inyección multi punto del motor a nafta; la diferencia está en que en el motor a explosión la presión del combustible en el conducto común no llega a 10 Kg./cm2, mientras que en el Diesel se aproxima a los 2000 Kg./cm2. La tecnología Common Rail al igual que la del inyector bomba, cuenta con una bomba de alimentación de baja presión que trae el gasoil del tanque, para alimentar a la bomba de alta presión. La primera suele ser del tipo bi engranajes o del tipo rotor, la segunda presenta dos soluciones, dos pistones convergentes con cámara comprendida entre los planos de acción y la denominada axial de tres pistones con leva central. Se encargan de enviar el combustible al conducto común (Common Rail) con presión próxima a 2000 Bares, desde donde se alimentan los inyectores. La última generación de inyectores electrónicos es del tipo piezoeléctricos, que permiten eyectar el combustible entre tres y siete descargas; no solo que eliminan el «inter tiempo Diesel», sino además asemejan la inflamación del gasoil a la combustión progresiva de la nafta en el motor a explosión. El resultado es, menores vibraciones, funcionamiento más suave, combustión más completa, menor emisión contaminante, menor consumo y mejor rendimiento. Para que se entienda, en el motor Diesel la combustión es casi instantánea, se asemeja a una explosión; en el motor a explosión, la combustión de la nafta es una inflamación progresiva. El sistema Common Rail además de ser constitutivamente más simple, permite mantener la alta presión constante independiente del régimen del motor y tiene menor costo industrial. Pero la exigencia en los componentes mecánicos de la bomba de presión es sensiblemente mayor, además somete a múltiples cañerías, uniones y juntas a valores de presión que de alguna manera comprometen su función.
Si bien el sistema inyector bomba a priori parece más robusto y confiable, las nuevas generaciones de Common Rail han alcanzado resultados muy satisfactorios. De hecho conviven en el mercado de motores de camión, incluso en algunos casos, hasta en diferentes modelos de la misma marca. De lo que no hay duda, es que son la solución para motores Diesel de buen rendimiento, bajo consumo y reducida emisión de gases contaminantes. El futuro, que es presente en algunos países del primer mundo, es un sistema de inyección que trata de reunir los beneficios del inyector bomba y del Common Rail, cómo así también minimizar sus posibles inconvenientes. Les adelanto, consigue aumentar la presión de inyección hasta 3000 Kg./cm2, será motivo de información en otro númerpo de PC.

OPINION DEL AUTOR

Que convivan ambos sistemas en los motores Diesel de camión es la mejor muestra de que ambos son válidos. Aunque si se me permite opinión, teniendo en cuenta los valores de presión que propone el inyector bomba, eliminando acoples y cañería a esa exigencia, me inclino por éste, dejando de lado el costo industrial.
La mayor presión, está íntimamente ligada con el rendimiento de la combustión (economía de combustible) y a la menor emisión si el motor cuenta además con el sistema SCR (urea) para controlar el Nox generado por la alta temperatura de combustión. Sin dejar de reconocer la importancia de la alta presión de valor constante que asegura el Common Rail. De hecho la tecnología a futuro, que ya utilizan en algunos motores, reúne los beneficios de ambos sistemas y minimiza los que no lo son.