No cabe duda de que la alta presión ha sido el talón de Aquiles del rendimiento y la baja emisión de gases y partículas del motor diesel. Desde finales de la década de los noventa, cuando Magneti Marelli junto a Fiat desarrollaron el sistema de inyección de alta presión Common Rail, podemos decir que se produjo la segunda evolución del motor diesel. Por primera vez se había vinculado la inyección de alta la presión con la electrónica y con ello se había independizado el funcionamiento de la inyección del motor. Algo que había acompañado a los motores de ciclo diesel por casi 100 años. Y no sólo eso, también se permitió transformar la explosión a una combustión, del diesel, gracias a las múltiples inyecciones.
Hoy esta tecnología es algo familiar, pero la evolución aún no se ha detenido. Los avances y los requerimientos de las nuevas normas en materia de contaminación, exigen no quedarse detenido en el tiempo. Es así que Delphi ha dado un paso más, utilizando la tecnología de alta presión para los nuevos sistemas Common Rail, en este caso de 4ta generación. Por lo que ya se está hablando de sistemas Common Rail de más 3.000 bares de presión, lo que permitiría que las gotas pulverizadas del diesel viajen a una velocidad de casi el doble de la velocidad del sonido, algo increíble, que requerirá no sólo de tecnología electrónica y de sincronización, sino de una alta resistencia de materiales.
Pulverizar tan finamente un combustible y a esa velocidad, permitiría aumentar la compresión del aire, y con ello lograr una quema del combustible de casi el 100%, a temperaturas controladas y así se reduciría fuertemente la emisión de particular y el de gases tóxicos. Es posible también como consecuencia del aumento de la presión de combustión, de más de 200 bares, algo impensado hace tan sólo algunos años. Pero que requiere sí o sí de pistones o émbolo de acero especiales. No cabe duda que el Common Rail es y será el único sistema de inyección que exista en el mercado, por las soluciones efectivas que ha aportado a los motores diesel. Que en el caso de este sistema de inyección, no han requerido de grandes transformaciones técnicas para su implementación, lo que ha abaratado la construcción de los nuevos motores. Los sistemas de inyección de alta presión, han permitido aumentar la potencia y disminuir el consumo, con muy bajas vibraciones. Este como consecuencia de las múltiples inyecciones previas de en algunos casos 7 veces, antes de la principal. Esto producido por los nuevos inyectores electrónicos, que tiene apertura y cierre de válvulas, a ultra alta velocidad.
Así y como se explicó, se transforma la combustión tipo explosión, característica de un motor diesel y en una combustión, por deflagración, muy similar a la de un automóvil de gasolina. Las inyecciones previas, aumentan la temperatura y la presión, logrando así la atmósfera propicia para la inyección principal y la quema de la totalidad del combustible. Delphi ha lanzado dos sistemas nuevos de ultra alta presión, que arranca en 2.700 bares de presión de inyección y puede superar más de 3.000 bares. Estos actúan controlados por su propio cerebro electrónico ECU, no dependiendo más de una única bomba de alta presión. Ahora el Common Rail, posee bombas individuales o inyectores bombas, que están controlados por el cerebro electrónico que es independiente del motor. El beneficio es poder eliminar los elementos de post tratamiento de gases de escape que son muy costosos, de alto mantenimiento y encarecen el costo del camión.
Delphi ha presentado dos modelos de Common Rail de ultra alta presión, el F2 y F2e, que están diseñados para diferentes arquitecturas de construcción de motores de camión de 7 a 16 litros. Un sistema, es para ser adosado al bloque del motor (F2) y el otro actúa en la misma culata del impulsor (F2e). El F2, consiste básicamente en un Common Rail, con inyectores electrónicos y bombas individuales de alta opresión que son accionadas por el árbol de levas del motor y que son controladas por la ECU. Independizar el funcionamiento de la bomba de alta presión del motor, permite controlar o modular mejor la inyección y presión conforme la potencia que requiera el motor. Así se reduce fuertemente la emisión de gases de escape y el consumo del motor.
Los sistemas Common Rail Delphi están preparados tanto para las normas EURO V COMO EURO VI, EPA 10, 13 así como las TIER IV para maquinas viales y mineras, y las normas japonesas NCTR, así como para las futuras normas mundiales de emisiones de gases. El Common Rail de alta presión F2e, consiste en un sistema de funcionamiento combinado de Common Rail con inyector bomba. Es el primero en su tipo y en este caso los inyectores bombas, actual como inyector de alta presión y como bomba alimentadora del Common Rail. Así ya no es obligatorio contar con un inyector bomba por cada cilindro. Este sistema permite una mejora en el diseño de la culata y así disminuir la emisión de gases. Se puede instalar por primera vez en la culata o tapa de cilindro. Y con ello se logra modular mejor la presión de inyección que también superan los 3.000 bares de presión. Delphi así se adelanta a las nuevas normas que controlarán muy severamente la emisión de CO2.
Finalmente los motores diesel y el sistema Common Rail, tienen un larga vida, debido a la nueva exigencias de emisiones de CO2, que requerirá la disminución de cilindrada o cubicaje de los motores diesel, tantos de vehículos de pasajeros como los de camión, para emitir una menor cantidad de este gas. Y la única forma de lograr potencia y torque será con la inyección de ultra alta presión. El único inconveniente de la inyección de alta presión, será su vida útil, que para el caso de Delphi asegura no menos de 1,6 millones de kilómetros. Aunque es cierto que estos sistemas requiere de un mantenimiento controlado, cambios de filtros, el uso de combustible no contaminado, para no generar averías en el sistema. Y lo que más preocupa es la alta temperatura que alcanza el combustible cuando se inyecta a muy alta presión, de aproximadamente 500 grados centígrados y que puede provocar contaminación del combustible por condensación de agua en el tanque.
EL COMMON RAIL Y EURO V
Las normas EURO V, las más modernas fuera de Europa, ya que en Argentina desde este año ya se aplica la EURO VI. Se han caracterizado por una disminución drástica del Óxido Nitroso (NOx,) generado por las altas temperatura de combustión y por el azufre contenido en el diesel. Es por ello que una de las condiciones necesarias para los motores EURO V, es la utilización de sistemas de inyección de alta presión, un diesel de ultra bajo azufre y un sistema de post tratamiento de gases, mediante un sistema SCR. Aunque hay motores que logran las emisiones con un sistema EGR. El combustible que es utilizado en los motores EURO V contiene no más de 15 ppm de azufre aunque también existe diesel con 10 ppm y también de 8 ppm. Como ocurre en países como Noruega, Suecia, Argentina, Chile, entre otros. Este diesel es necesario para disminuir al mínimo los NOx, un gas terriblemente perjudicial para el medio ambiente, ya que es uno de los generadores del temible Smog. De no utilizar este combustible, se arruinaría el catalizador, un elemento muy costo del motor.
