Cómo afectan las arandelas de calibración al AHE, la holgura de aire, el recorrido de la aguja y la cantidad inyectada

Durante la reparación de un inyector common rail, sustituir una arandela de calibración puede modificar a la vez los recorridos internos, la precarga de los muelles y la respuesta de inyección. Antes de elegir una arandela, hay que identificar su posición, el componente sobre el que actúa y la medición correspondiente.

Este artículo trata principalmente de inyectores common rail controlados por electroválvula para los que existe un procedimiento de reparación. La información pública sobre Bosch CRI/CRIN sirve como principal referencia estructural. Los inyectores piezoeléctricos y otros diseños requieren sus propios procedimientos. Aquí se explican las relaciones entre parámetros sin dar espesores, tolerancias ni magnitudes de ajuste universales para distintos modelos.

1. Identificar qué ajusta cada arandela

El folleto oficial de arandelas Stage-3 de Bosch enumera componentes de ajuste distintos para el recorrido del inducido, la holgura de aire residual, el recorrido de la aguja de la tobera y la fuerza de los muelles, e indica las series de inyectores aplicables. Componentes de aspecto similar pueden cumplir funciones completamente diferentes. Fuente: folleto de arandelas Bosch CRI/CRIN Stage-3

Esta tabla identifica funciones. No permite decidir si una arandela concreta debe ser más gruesa o más fina. El sentido del ajuste se determina a partir del diseño y los datos de reparación específicos.

2. ¿Qué indica el AHE?

AHE, también escrito AHe, procede del alemán Ankerhub elektrisch y suele referirse al recorrido del inducido medido bajo activación eléctrica. Un estudio sobre inyectores Bosch CRI1 distingue el AH medido mecánicamente del AHe medido con activación eléctrica; en el diseño estudiado, la medición está relacionada con el recorrido de la bola de la válvula de control. Fuente: estudio de pruebas de inyectores common rail, terminología y descripción de la medición

Al interpretar el AHE conviene distinguir tres aspectos:

• El recorrido del inducido o de la válvula de control y el recorrido de la aguja de la tobera son mediciones diferentes.
• El recorrido expresa una distancia; el tiempo de respuesta expresa cuánto tarda una acción. Uno no sustituye al otro.
• Una medición con activación eléctrica debe interpretarse según las condiciones de su procedimiento. No representa directamente el movimiento real a todas las presiones del rail.

Un componente de ajuste del recorrido del inducido establece el margen de desplazamiento del mecanismo correspondiente al modificar las relaciones dimensionales del conjunto. Una patente de Bosch sobre este ajuste describe la selección de una arandela a partir de las dimensiones realmente medidas de los componentes y de un recorrido objetivo, considerando las condiciones prescritas de carga y sujeción. Fuente: patente Bosch EP1744054B1 sobre ajuste del recorrido del inducido

Si el valor medido queda fuera del objetivo, se comprueban primero el útil, el cero de medición, el método de carga y el estado de montaje. Después se selecciona el componente conforme al procedimiento aplicable. Sin datos del modelo no existe una fórmula general fiable del tipo «variar el espesor exactamente en la diferencia medida».

3. La holgura de aire influye en las condiciones de funcionamiento del inducido

Al hablar de holgura de aire hay que indicar el estado en que se mide. El espacio con el inducido en posición de cierre no debe confundirse con la holgura de aire residual que permanece cuando llega a la posición final de atracción especificada. Bosch utiliza RLS para la holgura de aire residual, definida por la posición relativa del inducido y el núcleo magnético en el estado prescrito. Fuente: patente Bosch EP3317890B1 sobre el conjunto magnético

Los componentes relacionados con esta holgura también pueden influir en la repetibilidad. Otra patente de Bosch describe un disco flotante de holgura de aire que, en una configuración concreta, puede presentar adherencia hidráulica y modificar los tiempos de cierre del inducido y la cantidad inyectada. Por ello, el espesor, el estado de las superficies de contacto y la posición de la pieza son puntos de inspección pertinentes. Fuente: patente Bosch EP3014109B1 sobre el conjunto magnético

Estas patentes explican mecanismos estructurales; no establecen límites de reparación para todos los modelos. Durante la reparación se debe restablecer la holgura especificada y volver a comprobar los recorridos afectados y el rendimiento de inyección.

4. Comprobar por separado el recorrido de la aguja y la precarga del muelle

El recorrido de la aguja describe cuánto se separa esta de su asiento en la tobera. En un diseño con un componente de ajuste que limita ese recorrido, cambiar la dimensión de la pieza correspondiente puede modificar el recorrido máximo permitido. La arandela del muelle de la tobera ajusta la precarga del muelle una vez montado. Los esquemas y la información de piezas de Bosch señalan estas funciones por separado. Fuente: esquema del inyector Bosch CRI2

También hay que distinguir el recorrido máximo permitido del recorrido realmente alcanzado en cada inyección. Con un tiempo de activación breve, la aguja puede empezar a cerrar antes de llegar a su recorrido máximo. Un estudio experimental de un inyector diésel de electroválvula observó un comportamiento no lineal de la inyección con pulsos cortos y lo relacionó con el hecho de que la aguja no alcanzaba su elevación completa. Fuente: estudio de las interacciones hidráulicas en inyecciones múltiples con un inyector de electroválvula

Por tanto, cumplir la especificación de recorrido máximo no demuestra por sí solo que la preinyección, el ralentí y la inyección principal cumplan sus límites. Aumentar el recorrido máximo permitido tampoco garantiza una mayor cantidad inyectada en todos los puntos de ensayo.

5. Por qué no es fiable afirmar «más espesor equivale a más combustible»

La cantidad suministrada en una inyección depende de cómo varía el caudal durante todo el evento. Una arandela de calibración puede afectar a la apertura, al cierre o al margen de recorrido. La presión del rail, las condiciones de accionamiento y la hidráulica interna también influyen en el resultado.

Un estudio experimental sobre inyectores common rail Denso de electroválvula analizó la relación entre las arandelas de calibración y la cantidad inyectada al ralentí, utilizando un modelo no lineal para describir los resultados. Este trabajo respalda el análisis de cada ajuste según el diseño y las condiciones de ensayo concretas; una tendencia observada en un modelo no puede trasladarse directamente a otro. Fuente: estudio experimental sobre el ajuste de la cantidad inyectada

Durante la reparación deben evitarse estas conclusiones automáticas:

• Una cantidad baja en un punto de ensayo significa necesariamente que el recorrido de la aguja es insuficiente.
• Si la inyección principal cumple, la preinyección y el ralentí también cumplen.
• Si el AHE cumple, ya no hacen falta las pruebas de retorno, estanqueidad y cantidad inyectada.
• Si un punto mejora después de cambiar una arandela, la reparación ya está terminada.

El desgaste, los daños en el asiento de la válvula y las anomalías de los muelles requieren atención propia. La información de reacondicionamiento de Bosch indica que el estado del conjunto de válvula y de los muelles afecta al funcionamiento de la inyección y al retorno. Cambiar una arandela no sustituye la inspección y reparación de estos defectos. Fuente: folleto Bosch eXchange sobre sistemas common rail

6. ¿Cómo organizar las mediciones y las nuevas pruebas?

La siguiente secuencia de trabajo se ha elaborado a partir de la información estructural y los estudios de ensayo anteriores. El procedimiento del modelo exacto de inyector sigue siendo el que rige el trabajo.

1. Confirmar el modelo y el alcance de la reparación

Anote la referencia completa. Confirme qué elementos se pueden reparar, qué piezas corresponden y qué métodos de medición y programas de prueba se requieren. Un aspecto parecido o la misma marca no sustituyen estos datos.

2. Conservar una referencia previa al ajuste

En las condiciones prescritas, registre la cantidad inyectada, el retorno y los resultados eléctricos y de estanqueidad pertinentes. Durante el desmontaje, registre la posición y la dimensión real de cada componente de ajuste, junto con las mediciones de recorrido correspondientes. Trate primero las piezas visiblemente dañadas conforme al procedimiento.

3. Medir y seleccionar arandelas con el método prescrito

Utilice un útil adecuado, instrumentos de medición apropiados y las condiciones prescritas de accionamiento y carga. Limpie las superficies de contacto y compruebe el cero antes de medir. No dé por hecho que la medida indicada en el embalaje coincide con la dimensión real de una arandela usada, ni equipare la resolución de la pantalla del instrumento con la precisión de medición.

4. Volver a comprobar los parámetros relacionados tras el ajuste

Realice el ajuste y el apriete en el orden indicado por el fabricante y documente cada cambio. Tras sustituir un componente relacionado con el recorrido del inducido o la holgura de aire, vuelva a comprobar las dimensiones afectadas según el procedimiento. Revise más parámetros que el único que acaba de ajustar.

5. Completar las pruebas de banco prescritas

Repita las pruebas de inyección, retorno, estanqueidad y demás ensayos exigidos para esa referencia, cubriendo las presiones del rail y duraciones de accionamiento prescritas. Si los resultados varían, investigue la causa y confirme la repetibilidad en lugar de conservar una sola lectura conforme.

Conclusión

Las arandelas de calibración relacionan las dimensiones del montaje con el rendimiento de inyección. Una reparación fiable requiere identificar la función de cada componente de ajuste, recuperar las dimensiones y fuerzas exigidas para el modelo y verificar el rendimiento de inyección en el banco de pruebas.

El AHE, la holgura de aire residual, el recorrido de la aguja y la cantidad inyectada deben interpretarse conjuntamente. Las mediciones dimensionales orientan el ajuste; las pruebas en distintas condiciones de funcionamiento verifican el resultado de la reparación.