Desde el comienzo del año 2000, cuando IMO (International Maritime Organization) definió a nivel mundial los límites de emisiones de óxidos de nitrógeno para motores marinos, la optimización de tales motores para conseguir niveles mínimos de contaminantes ha llegado a ser un objetivo primordial.
La Organización Marítima Internacional (IMO) y la Unión Europea (EU), también han establecido límites para disminuir el contenido de azufre en los combustibles pesados empleados en los motores marinos.
Por ello el Anexo VI del convenio Marpol 73/78 de la IMO, que a partir de mayo del año 2006 se hizo efectivo, establece que el límite de contenido de azufre en el combustible aceptado globalmente es del 4,5% y para ciertas áreas tales como el Mar Báltico y Mar del Norte (SECAS) el contenido permitido de azufre es de 1,5 %, buscando atenuar así la formación de SOx “óxidos sulfurosos”.
Cuando el combustible diesel con azufre se consume en la cámara de combustión de un motor, se forman óxidos de azufre que reaccionan con el vapor de agua para formar el ácido sulfúrico. Al igual que el sulfuro de hidrógeno, si estos vapores de ácidos se condensan, atacan químicamente las superficies de metal de las guías de válvula, de las camisas de los cilindros y pueden afectar a los cojinetes.
Por ejemplo, cuando la temperatura de las camisas de los cilindros sea inferior a la temperatura de rociado del ácido sulfúrico, y el aceite de lubricación no tenga suficiente reserva de alcalinidad (Número de Base) para neutralizar el ácido, las camisas se pueden desgastar diez veces más rápido.
Cuando se producen daños debido a la presencia de azufre en el combustible, habrá pocos cambios en la potencia del motor. Pero, con frecuencia, el desgaste corrosivo traerá consigo un consumo excesivo de aceite y escape de gases, causando la reconstrucción prematura del motor.
Las reglamentaciones mencionadas anteriormente han obligado a las casas constructoras de motores marinos a desarrollar diseños que permitan cumplir con la legislación y a la vez mantener el empleo de combustibles de bajo costo.
Sistema de Inyección commonrail
El último desarrollo para la inyección de combustible en un Motor Diesel es el conocido como Common Rail. Su principal característica es que no dispone de una bomba inyectora distribuidora, sino que la presión (que alcanza valores muy elevados, pudiendo llegar a ser de aproximadamente 1.400 bar) se genera en una bomba sin ningún tipo de sincronismo con el cigüeñal. La sincronización de los inyectores se logra por medios electrónicos (captadores, sondas, actuadores, etc.).
El conducto común, (common rail) es una tubería de la que parte una ramificación para cada inyector. La principal ventaja de este sistema es que la presión con que trabaja es casi independiente de las RPM del motor y de su carga; es decir, que aunque el motor gire despacio, es posible inyectar el gasoil a una presión muy alta y casi constante durante todo el proceso de inyección.
Este sistema ofrece una serie de ventajas con respecto a los sistemas de alimentación tradicionales, que se traduce en una mayor potencia específica, un menor consumo y menor emisión de gases contaminantes; además, los motores resultan menos ruidosos.
Al no haber un sistema mecánico que rija cuándo se debe inyectar el combustible, se puede elegir libremente cuándo inyectar, incluso realizar varias inyecciones en un mismo ciclo.
En los sistemas más avanzados hay hasta 5 inyecciones en vez de sólo la pre-inyección y la principal.
El calculador de inyección incorpora los siguientes parámetros:
- régimen motor
- temperatura del
agua
- temperatura del
aire
- temperatura del
combustible
- presión del
combustible
- presión
atmosférica
- posición del
acelerador
Y realiza las funciones siguientes:
- determinar la
duración de inyección a partir de la presión de combustible
- gobernar, una
pre-inyección y la inyección principal
- gobernar el
caudal de combustible inyectado
El sistema de control
electrónico asegura que el tiempo que dura la inyección, su comienzo y su final
(lo que se llama en términos técnicos el timing) sea calculado con
precisión de microsegundos para cada punto de la curva de potencia del motor.
Precisión en la producción
La característica común de
todos los componentes del sistema de inyección de combustible es el grado de
precisión con el que deben ser producidos.
Presiones de combustible,
que durante muchos años fueron incontrolables e inalcanzables, son ahora
fáciles de obtener.
Otro factor que hay que
tener en cuenta son los enormes esfuerzos mecánicos a que están sujetos los
inyectores. Son fabricados con unas tolerancias extremadamente pequeñas, que
requieren precisiones de milésimas de milímetro.
Uno de los componentes más
interesantes de un inyector, desde el punto de vista tecnológico, es la aguja
del mismo. Para que sea capaz de absorber hidráulicamente las fuerzas laterales
con ayuda del combustible, se mecanizan ranuras microscópicas helicoidales en
el eje de la aguja.
El combustible fluye a lo
largo de estas ranuras a alta presión, moviéndose así en espiral alrededor de
la aguja del inyector de forma que la acción de la menor fricción de la aguja
asegure un grado alto de fiabilidad operativa.
Otra
parte importante de los inyectores son las toberas de inyección y se puede ver
todo lo relacionado con ellas AQUI
.jpg "La postinyección")
.jpg "Geometría de la tobera")