jueves, 8 de octubre de 2015

¿Cómo funciona un inyector piezoeléctrico?

Actualmente los fabricantes utilizan más recursos en la aplicación de tecnología en los nuevos sistemas de inyección diésel (EDC), mejorando cada vez más la preparación del combustible. Esto es debido a que han de cumplir de forma estricta los valores indicados en la normativa Euro para que estén dentro de la competencia en el mercado automovilístico.

Cabe destacar que los sistemas de inyección diésel han evolucionado de la siguiente manera, primeramente fueron las bombas lineales, bombas rotativas, sistema Common-Rail e inyector-bomba.



En la actualidad el sistema más utilizado es el de  inyección Common-Raíl.

Los sistemas de inyección Common-Rail se pueden encontrar en diferentes marcas y tipos, como por ejemplo, Bosch EDC 15, EDC 16 y EDC 17, Delphi, Siemens y más marcas que son participe de utilizar dicho sistema.

En este post, se va a centrar en los inyectores piezoeléctricos utilizados en el sistema de Common-Raíl, se explicará tanto el principio de funcionamiento del elemento piezoeléctrico como el funcionamiento del inyector.
¿Cómo funciona un inyector piezoeléctrico? en Blogmecanicos
 Dichos inyectores se pueden encontrar a partir de las motorizaciones con sistema de inyección de tipo common-rail de 3era generación, con cuya fecha de producción desde 05-2003, cumpliendo con la normativa Euro 4.

Uno de los primeros inyectores piezoeléctricos, los fabricó Siemens y se instalaron en el motor diésel 1.4 HDI del grupo PSA.

¿Cómo es el principio de funcionamiento piezoeléctrico?


El principio de funcionamiento del inyector está basado en el efecto piezoeléctrico inverso. Dicho efecto consiste en aplicar tensión eléctrica a un conjunto de placas cristalinas, elemento piezoeléctrico -cuarzo o turmalina-, provocando de esta manera una dilatación del mismo. Al dilatarse se inicia el proceso hidráulico dentro del inyector.

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Se pueden encontrar dos tipos de principios:

¿Cómo funciona un inyector piezoeléctrico? en BlogmecanicosPrincipio piezoeléctrico
Si se comprime el cristal -cuarzo o turmalina-, se observa o genera una tensión en sus límites.
Si el material se estira se tendrá una tensión de sentido inverso.
Este tipo de principio se puede encontrar, por ejemplo, en los sensores de presión.



Principio piezoeléctrico inverso

Si se aplica una tensión polarizada al cristal -cuarzo o turmalina-, se produce un estiramiento del mismo.
Si la tensión aplicada sobre el material es de sentido inverso, se produce una compresión del cristal.




Al aplicar una tensión, las placas cristalinas realizan un recorrido de 0,03 mm. El actuador piezoeléctrico es excitado por la unidad de mando con una tensión continua de 70 a 140 Voltios en función del sistema y se inicia el proceso hidráulico dentro del inyector.

¿Cómo funciona un inyector piezoeléctrico?

Inyector cerrado – Inicio de inyección
Al no recibir excitación, el actuador piezoeléctrico se encuentra en estado de reposo y el inyector cerrado. Para iniciar la inyección, la unidad alimenta el actuador con positivo y negativo. Al recibir tensión y por efecto piezoeléctrico inverso, el actuador se  dilata y abre el inyector.

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Inyector abierto - Inyección
Una vez abierto, deja de ser excitado. El actuador funciona como un condensador, reteniendo la carga eléctrica, permaneciendo dilatado y el inyector abierto. Por este motivo no se debe desconectar un inyector piezoeléctrico con el motor en marcha, puesto que puede quedarse abierto produciendo graves daños en el motor.

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Inyector cerrado – Final de la inyección
Para cerrar el inyector la unidad actúa como un consumidor, descargando la tensión acumulada en el actuador.

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*Al realizar la descarga la intensidad se invierte como se puede observar en la gráfica. Una vez descargado el actuador, el elemento piezoeléctrico recupera su posición de reposo, cerrando el inyector.
Con los inyectores piezoeléctricos es posible controlar de una forma más flexible y exacta las fases y cantidades de inyección. De esta forma se adapta el desarrollo del ciclo de la inyección a las exigencias que plantean las diferentes condiciones operativas del motor y se alcanzan las exigentes normas antipolución.

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¿Qué ventajas tiene un inyector piezoeléctrico?

- Presión de inyección alta, de hasta 2000 bar.
- Los tiempos de conmutación muy cortos (sólo de 0,2 milisegundos como máximo).
- Son posibles varias inyecciones en cada ciclo de trabajo
- Cantidades de inyección exactamente dosificables.

¿Qué inconvenientes tiene un inyector piezoeléctrico?

- En caso de fallo del actuador piezoeléctrico, se puede quedar abierto el inyector provocando una avería grave de motor.
- Ruidos internos del inyector por elevada concentración de temperatura del actuador piezoeléctrico.
- Imposible su manipulación cuando está en funcionamiento.

En la actualidad, los fabricantes optan por equipar en sus sistemas de inyección inyectores electromagnéticos (con bobina), debido a los problemas que están teniendo al  ser más delicados y no rendir completamente al 100%.

Para más información, podéis consultar el siguiente post: http://www.blogmecanicos.com/2014/07/averia-en-el-inyector-piezoelectrico.html,

En dicho post, se refleja una avería de la marca Mercedes con este tipo de inyectores y nos facilita perfectamente las instrucciones para realizar una correcta comprobación.




10 comentarios:

  1. Hola me ha resultado de mucha ayuda y muy interesante tu post, tengo un problema con mi coche y me pregunto si me podrias ayudar, tango dos inyectores de mi ford tourneo que pierden presion y chapapote donde asientan con el bloque, si los extraigo, limpio y conpruebo ¿tendre algun problema de tipo electronico a la hora de montarlos?
    Muchas gracias de antemano.

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  2. Buenas tardes Alfonso, sobre tu caso, no debes tener problema a la hora desmontarlo... Si que te voy a mencionar lo siguiente... Los inyectores no se pueden intercambiar entre ellos debido a que están codificados con la unidad de mando del motor y tampoco pueden trabajar en vacío debido a que se pueden clavar internamente las agujas del inyector...Espero que esta información te sirva de gran ayuda... Saludos!

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  3. Gracias por la informacion, es until, practica y muy consisa, me sivio de mucho

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  4. Grasias por la informacion me fue muy clara y consisa

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  5. Que tal, muy buena explicación clara y concisa, tengo unos Inyectores Piezoelectricos de una amarok 2011 estos no regulan en baja rpm se detiene el motor y no parte, tengo que esperar un rato y funciona. Que puede ser??? Este motor trabajo con la egr en mal estado..gracias

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  6. Hola hay formas de calibrar un inyector piezoelectrico de una ranger 3.2 sin descinfigurarlos y de ser asi me gustaria saber si alguien me puede responder como se configuran??

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  7. Hola queria preguntar como se calibra un inyector oiezoelectrico para una ranger 3.2

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  8. Hola buenas tarde tengo una amarok 2013 de 140cv y tengo problemas en los inyectores y me gustaría remplazarlos a los 4. Le podré Poner inyectores de una amarok 2017 .2018.o 2019? Porque me dijeron q los q trae mi modelo son bobinados y los de las versiones mas nuevos son piesoelectrico. Alguien me saca las dudas

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  9. Tengo una VW caravelle 2016 cabbie junta culata monte Todo no se phone en Marchand loses inyectores se quedaron unos 20 dias arrimados cmo ponerlo en marcha

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  10. hola qtal buenas noxes tengo unos inyectores piezo electrico q no los puedo aser trabajar

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