Sistema Common Rail: Que es, Función, Ventajas Tipos

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Cada vez son más los vehículos con opciones Diesel que se venden en el país, por lo que es cada vez más común escuchar que los motores vienen con Common Rail , pero nadie se detiene a explicar en qué influye eso sobre el motor, y que beneficios puede traer.

Alguna vez te has preguntado que significa que un motor sea Common Rail ? Sigue leyendo y tendrás algunas repuestas con respecto a este interesante y emociónate tema. En este particular hemos querido hacer énfasis en el Common Rail para explicar con detale de que se trata, esperemos que sea de tu agrado.

Índice de contenidos

¿Qué es el Sistema Common Rail?

El Sistema Common Rail es una tecnología utilizada en motores diésel que permite un control preciso de la dosificación del combustible y altas presiones de inyección. Funciona a través de una bomba de alta presión que suministra combustible a cada inyector.

Este sistema tiene ventajas como una mejor combustión, menor consumo de combustible y reducción de emisiones contaminantes. Se utiliza en varios modelos de vehículos y su correcto mantenimiento es crucial para su funcionamiento óptimo.

El funcionamiento del Sistema Common Rail

El Sistema Common Rail es una tecnología revolucionaria en la alimentación de combustible en motores diésel. En esta sección, exploraremos en detalle cómo funciona este sistema, centrándonos en tres elementos clave: la bomba de alta presión, los inyectores y la unidad de control.

Bomba de alta presión y su importancia en el sistema

La bomba de alta presión es uno de los componentes fundamentales del Sistema Common Rail. Su función principal es comprimir el combustible a una presión extremadamente alta antes de suministrarlo a los inyectores. Para lograr esto, la bomba utiliza un mecanismo de pistón o de engranaje, impulsado por el motor mismo.

La presión generada por la bomba de alta presión es crucial para asegurar una pulverización precisa y uniforme del combustible en la cámara de combustión. Además, esta alta presión permite alcanzar una mayor eficiencia en la combustión, mejorando el rendimiento del motor y reduciendo las emisiones contaminantes.

Rol de los inyectores en la dosificación del combustible

Los inyectores son responsables de suministrar el combustible en la cámara de combustión en la cantidad y en el momento preciso. Estos inyectores son controlados electrónicamente por la unidad de control del Sistema Common Rail.

Cada inyector está conectado a un conducto común a través del cual fluye el combustible a alta presión. Cuando la unidad de control lo indica, el inyector se activa y pulveriza el combustible en forma de finas partículas, permitiendo una mezcla homogénea con el aire en la cámara de combustión.

Esta dosificación precisa del combustible en cada cilindro garantiza una combustión eficiente y reduce el consumo de combustible, mejorando así la eficiencia global del motor.

Unidad de control y su función en el sistema

La unidad de control del Sistema Common Rail es el cerebro que supervisa y controla todos los aspectos de la inyección de combustible. Esta unidad recibe información de diversos sensores, como el sensor de presión de rail, y calcula la duración y el momento exacto de la inyección en cada cilindro.

Gracias a esta inteligencia artificial, la unidad de control ajusta constantemente la presión en el conducto común para mantenerla constante y garantizar así una dosificación precisa del combustible en todo momento. Además, también puede adaptarse a las condiciones de conducción, optimizando el rendimiento del motor en función de la demanda de potencia y eficiencia.

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Sensores Principales

  • Régimen o CKP para sincronizar las inyecciones a los ciclos del motor.
  • Sensor de fase o CMP para distinguir entre los cilindros gemelos, cuál de ellos está en fase de compresión y cuál en escape, para inyectar en el cilindro que corresponde.
  • Con pedal de acelerador, para detectar la carga requerida por el conductor y según la pendiente.
  • De presión de Rail o RPS, para detectar la presión en cada instante.

Sensores Secundarios

  • Sensor de temperatura del motor o ECT para compensar en el arranque en frío.
  • Sensor de temperatura del gasoil para compensar con gasóleo muy caliente.
  • Caudalímetro másico de aire o MAF para controlar el funcionamiento del EGR o Recirculación de gases de escape.
  • Sensor de presión de admisión del colector o MAP , para detectar la sobrealimentación del Turbo.

Actuadores Principales

  • Inyectores hidráulicos de mando electromagnético, o piezoeléctrico.
  • Regulador de presión del raíl.
  • Regulador de caudal de entrada a la bomba de alta presión.

Actuadores Secundarios

  • Electroválvula de regulación del EGR.
  • Relé de control de los precalentadores.
  • Mariposa de parada.

Ventajas del Sistema Common Rail en los motores diésel

El Sistema Common Rail ofrece numerosas ventajas en los motores diésel, lo que lo convierte en una tecnología cada vez más popular en la industria automotriz. A continuación, se detallan las principales ventajas que ofrece este sistema:

Mejor control de la inyección y la combustión

Una de las ventajas más destacadas del Sistema Common Rail es su capacidad para lograr un control preciso de la inyección de combustible en cada cilindro del motor.

Gracias a esto, se pueden ajustar la cantidad exacta de combustible a inyectar, así como el momento preciso en el que se lleva a cabo la inyección. Esto se traduce en una combustión más eficiente y una mejor respuesta del motor, lo que permite un rendimiento óptimo en diferentes condiciones de conducción.

Reducción del consumo de combustible y emisiones contaminantes

Otra ventaja significativa del Sistema Common Rail es su capacidad para ayudar a reducir tanto el consumo de combustible como las emisiones contaminantes.

Al proporcionar una inyección precisa y controlada, se logra una combustión más completa y eficiente, lo que disminuye la cantidad de combustible desperdiciado y reduce la emisión de gases nocivos al medio ambiente. Esto se traduce en un menor impacto ambiental y en un ahorro económico para los propietarios de vehículos diésel.

Incremento en la eficiencia y rendimiento del motor

El Sistema Common Rail también contribuye al incremento en la eficiencia y rendimiento del motor diésel. Al tener un control más preciso sobre la inyección de combustible, se optimiza la cantidad de energía generada en cada explosión dentro del cilindro. Esto se traduce en una mayor potencia y torque, lo que permite una mejor aceleración y una conducción más suave y placentera. Además, al reducir el consumo de combustible, se prolonga la autonomía del vehículo, brindando más kilómetros de viaje con el mismo tanque lleno.

Aplicaciones y uso del Sistema Common Rail en la actualidad

El Sistema Common Rail ha sido ampliamente implementado en diversas marcas y modelos de vehículos diésel, tanto en automóviles como en vehículos industriales. Su capacidad para ofrecer un control preciso de la inyección de combustible y alcanzar altas presiones de inyección lo convierte en una opción preferida en la industria automotriz.

Implementación del sistema en diferentes marcas y modelos de vehículos

Prácticamente todos los fabricantes de vehículos diésel han adoptado el Sistema Common Rail en sus motores. Marcas reconocidas como Volkswagen, BMW, Mercedes-Benz, Ford, Audi y muchas más, cuentan con modelos equipados con esta tecnología de inyección de combustible.

Desde automóviles compactos hasta vehículos de alto rendimiento, el Common Rail se ha convertido en una solución estándar en la industria.

Características que destacan en coches equipados con Common Rail

Los vehículos equipados con el Sistema Common Rail ofrecen numerosas ventajas y características sobresalientes. En primer lugar, destaca la respuesta rápida y suave del motor, que se traduce en una aceleración más eficiente y un mayor control del vehículo en situaciones de manejo exigentes. Además, esta tecnología permite una mejor adaptación a diferentes condiciones de conducción, asegurando un rendimiento óptimo en todo momento.

Otra característica destacada es la reducción del ruido y las vibraciones del motor, lo que se traduce en una experiencia de manejo más confortable y silenciosa. Además, el Sistema Common Rail contribuye a una combustión más eficiente, lo que se traduce en un menor consumo de combustible y, por ende, en un ahorro económico para los propietarios de estos vehículos.

Futuro del sistema y su impacto en el mundo de los motores

El Sistema Common Rail ha revolucionado la industria de los motores diésel, y su impacto continuará creciendo en el futuro. A medida que se desarrollan nuevas tecnologías y se establecen regulaciones más estrictas en cuanto a emisiones contaminantes, el Common Rail se posiciona como una solución clave para lograr motores más eficientes y respetuosos con el medio ambiente.

Se espera que en los próximos años el Sistema Common Rail siga evolucionando para enfrentar los desafíos futuros, como la electrificación de los vehículos y la incorporación de combustibles alternativos. Su versatilidad y capacidad de adaptación lo convierten en una opción prometedora para la generación de motores más sostenibles y eficientes en el futuro cercano.

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Consejos para el mantenimiento y cuidado del Sistema Common Rail

El Sistema Common Rail es una parte fundamental en el funcionamiento eficiente de los motores diésel. Para garantizar su rendimiento óptimo y prolongar su vida útil, es importante seguir algunos consejos de mantenimiento y cuidado. A continuación, se detallan algunas recomendaciones clave:

1.Importancia de utilizar combustible adecuado y de calidad

El tipo de combustible que se utiliza en el Sistema Common Rail juega un papel crucial en su desempeño. Es fundamental abastecer el vehículo con combustibles diésel de calidad y evitar el uso de combustibles adulterados o de baja calidad.

Estos combustibles pueden dañar los componentes del sistema, disminuir su eficiencia y generar problemas de funcionamiento. Además, se recomienda evitar mezclar diferentes tipos de combustible, ya que esto puede alterar la composición ideal y afectar negativamente al sistema.

2.Revisiones periódicas y limpieza de componentes del sistema

Realizar revisiones periódicas es esencial para asegurar el buen funcionamiento del Sistema Common Rail. Se recomienda seguir las pautas y cronogramas de mantenimiento establecidos por el fabricante del vehículo.

Durante estas revisiones, es importante inspeccionar y limpiar los componentes del sistema, como el filtro de combustible, el rail común y los inyectores. La acumulación de sedimentos o impurezas puede obstruir los conductos de combustible o dañar los inyectores, afectando el rendimiento del sistema.

Una limpieza regular de estos componentes contribuirá a mantener el funcionamiento óptimo del Sistema Common Rail.

3.Indicadores de posibles problemas en el sistema y soluciones recomendadas

Es importante estar atento a cualquier indicio de problemas en el Sistema Common Rail, ya que una detección temprana puede prevenir daños mayores. Algunos signos comunes de un mal funcionamiento incluyen dificultad para arrancar el motor, pérdida de potencia, humo excesivo o irregularidades en la marcha.

Ante estos síntomas, se recomienda acudir a un especialista o taller mecánico de confianza para realizar un diagnóstico preciso y aplicar las soluciones adecuadas. Estas soluciones pueden incluir desde la limpieza de componentes y ajustes menores, hasta la reparación o reemplazo de piezas defectuosas.

Un mantenimiento adecuado y una pronta atención a cualquier problema son clave para asegurar el correcto funcionamiento y prolongar la vida útil del Sistema Common Rail.

Common Rail en la Actualidad

Actualmente, casi todos los automóviles nuevos fabricados en Europa con motor diésel incorporan common rail identificados bajo distintas siglas según el fabricante (CDI, CDTI, CRDI, DCI, DTI, HDi, I-CTDI, I-DTEC, JTD, TDCI), actualmente se empieza a incorporar en todos los TDI, ....). Bosch, Siemens, Delphi y Denso son los fabricantes más importantes de estos sistemas.

Entre los sistemas mencionados existen diferencias considerables en cuanto a la regulación de la presión y el funcionamiento eléctrico de los inyectores, pero básicamente se rigen por la misma forma de trabajo mecánico.

Desde 2003, los automóviles comercializados por Fiat Group Automobiles disponen de una variante más sofisticada del sistema common rail denominada MultiJet. Esta tecnología desarrollada y patentada por Magneti Marelli (Fiat S.p.A.) permite un mejor control de la mezcla con hasta cinco inyecciones diferentes por ciclo, lo que conlleva mejoras en los consumos, prestaciones y menor impacto ambiental.

En 2009 se comenzaron a comercializar automóviles con tecnología MultiJet II, una segunda versión de este sistema con hasta 8 inyecciones, mejorando todos los parámetros de la anterior y sin tener que recurrir a filtros de partículas de escape, como en la gran mayoría del resto de marcas automotrices.

Estructura y Función de los Componentes del Common Rail

Parte de Alta Presión

Inyectores

El inyector utilizado en los sistemas common rail. Suele activarse de forma eléctrica a diferencia de los utilizados en sistemas que utilizan bomba rotativa que inyectan de forma mecánica. Con esto se consigue mas precisión a la hora de inyectar combustible lo cual hace que se simplifique el sistema de inyección.

common rail funciones básicas

Estructura

La estructura del inyector se divide en tres bloques funcionales:

  • El inyector de orificios.
  • El servosistema hidráulico.
  • La electroválvula.

El combustible de alta presión procedente del rail entra por "11" al interior del inyector para seguir por el canal de afluencia "9" hacia la aguja del inyector "10". Así como a través del estrangulador de entrada "6" hacia la cámara de control "12", la cámara de control "12" esta unida con el retorno de combustible "1" a través del estrangulador de salida "7" y la electroválvula "3".

La Electroválvula

Cuando la electroválvula "3" no esta activada, el combustible que hay en la cámara de control "12", al no poder salir por el estrangulador de salida "7" presiona sobre el embolo de control "8" que a su vez aprieta la aguja del inyector "10" contra su asiento por lo que no deja salir combustible. Como consecuencia no se produce la inyección.

Cuando la electroválvula esta activada entonces se abre y deja paso libre al combustible que hay en la cámara de control. El combustible deja de presionar sobre el embolo para irse por el estrangulador de salida hacia el retorno de combustible "1" a través de la electroválvula. La aguja del inyector al disminuir la fuerza del embolo que la apretaba contra el asiento del inyector, la misma es empujada hacia arriba por el combustible que la rodea por lo que se produce la inyección.

Como se ve la electroválvula no actúa directamente en la inyección sino que se sirve de un servomecanismo hidráulico. Este a su vez está encargado de generar la suficiente fuerza para mantener cerrada la válvula del inyector. Mediante la presión que se ejerce sobre la aguja que la mantiene pegada a su asiento.

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El Caudal de Combustible

El caudal de combustible utilizado para las labores de control dentro del inyector. Retorna al deposito de combustible a través del estrangulador de salida, la electroválvula y el retorno de combustible "1", además del caudal de control existen caudales de fuga en el alojamiento de la aguja del inyector y del embolo. Logrando que éstos caudales de control y de fugas se conducen otra vez al deposito de combustible, a través del retorno de combustible "1". Con una tubería colectiva a la que están acoplados todos los inyectores y también la válvula reguladora de presión.

Funcionamiento de Los Inyectores

La función del inyector puede dividirse en cuatro estados de servicio. Con el motor en marcha y la bomba de alta presión funcionando.

  • Inyector cerrado (con alta presión presente).
  • El inyector abre (comienzo de inyección)
  • Inyector totalmente abierto.
  • El inyector cierra (final de inyección).

Si el motor no esta en marcha la presión de un muelle mantiene el inyector cerrado

  • Inyector Cerrado (estado de reposo):

La electroválvula no esta activada (estado de reposo) y por lo tanto se encuentra cerrado el estrangulamiento de salida; que hace que la presión del combustible sea igual en la cámara de control, que en el volumen de cámara de la tobera por lo que la aguja del inyector permanece apretado. Sobre su asiento en la tobera empujada (la aguja) por el muelle del inyector; pero sobre todo la aguja se mantiene cerrada porque la presión en la cámara de control y en el volumen de cámara de la tobera (que son iguales) actúan sobre áreas distintas.

common rail inyectores y válvulas

La primera actúa sobre el émbolo de control y la segunda sobre la diferencia de diámetros de la aguja. Que es un área menor y por tanto la fuerza que empuja a la aguja contra el asiento es mayor que la fuerza en sentido contrario, que tendería a abrirla.
El muelle, aunque ayuda, aporta una fuerza muy pequeña.

  • El Inyector Abre (comienzo de inyección):

El inyector se encuentra en posición de reposo. Dicha electroválvula es activada con la llamada corriente de excitación que sirve para la apertura rápida de la electroválvula. Así mismo la fuerza del electroimán activado ahora es superior a la fuerza del muelle de válvula. Y el inducido abre el estrangulador de salida. En un tiempo mínimo se reduce la corriente de excitación aumentada a una corriente de retención del electroimán mas baja.

Con la apertura del estrangulador de salida puede fluir ahora combustible. De la misma manera sale del recinto de control de válvula hacia el recinto hueco situado por encima. Y volver al deposito de combustible a través de las tuberías de retorno, del mismo modo el estrangulador de entrada impide una compensación completa de la presión. Y disminuye la presión en la cámara de control de válvula; esto conduce a que la presión en la cámara de control. Sea menor que la presión existente en la cámara de la tobera.

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La presión disminuida en la cámara de control de la válvula. Conduce a una disminución de la fuerza sobre el émbolo de mando. Dando lugar a la apertura de la aguja del inyector. Comienza ahora la inyección.
La velocidad de apertura de la aguja del inyector, en este caso queda determinada por la diferencia de flujo. Entre el estrangulador de entrada y de salida.

  • Inyector Totalmente Abierto:

El émbolo de mando alcanza su tope superior y permanece allí sobre un volumen de combustible de efecto amortiguador. Este volumen se produce por el flujo de combustible que se establece entre el estrangulador de entrada y de salida. Finalmente la tobera del inyector esta ahora totalmente abierta y el combustible es inyectado en la cámara de combustión. A su vez con una presión que corresponde aproximadamente a la presión en el Rail.

La distribución de fuerzas en el inyector es muy similar a la existente durante la fase de apertura de la misma.

  • El Inyector Cierra (final de inyección)

Cuando deja de activarse la electroválvula, el inducido es presionado hacia abajo por la fuerza del muelle de válvula. Y la bola cierra el estrangulador de salida. El inducido presenta una ejecución de dos piezas. Aunque el plato del inducido es conducido hacia abajo por un arrastrador.  Es posible sin embargo moverse elásticamente hacia abajo con el muelle de reposición. Sin ejercer así fuerza hacia abajo sobre el inducido y la bola.

Al cerrarse el estrangulador de salida. Se forma de nuevo en el recinto de control una presión como en el Rail. A través del estrangulador de entrada. Este aumento de presión supone un incremento de fuerza ejercido sobre el embolo de mando. Finalmente esta fuerza del recinto de control de válvula y la fuerza del muelle. Superan ahora la fuerza del volumen de la cámara de tobera. Y se cierra sobre su asiento la aguja del inyector.

La velocidad de cierre de la aguja del inyector queda determinada por el flujo del estrangulador de entrada.

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  1. Rider Espinoza dice:

    Muy clara y concisa la información, para conocer un poco mas este sistema de riel común agradecido por ella ya que me despejo muchas dudas.

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