Sistemas de combustible diésel y configuraciones de inyectores

Jun 08, 2023

No es ningún secreto para todos los fabricantes de motores y entusiastas acérrimos que el aire y el combustible son dos factores muy importantes para el rendimiento, especialmente en el mundo del diésel hoy en día. Recientemente, descubrí que no sabes realmente cuán importante es algo como tu sistema de combustible hasta que te sientas y charlas con un tipo como Lavon Miller de Firepunk Diesel. Hace poco hice precisamente eso y me instruí sobre todo lo relacionado con los sistemas de combustible y las combinaciones de inyectores, para poder transmitir esa excelente información a todos los fanáticos del diésel.

La salsa secreta para sacar todo lo que puedas de tu motor reside en el sistema de combustible. Es el corazón de un diésel. Produce más aire, necesita más combustible y genera más energía. Lavon y Firepunk Diesel han estado jugando a este juego de alto rendimiento desde 2005, cuando para ellos comenzó como un pasatiempo. En 2009, se convirtió en un negocio y, hoy en día, Firepunk es sinónimo de innovación diésel que marca tendencias y de ayudar a otros a alcanzar sus metas y sueños dentro de un camión.

Firepunk Diesel tiene muchas capacidades, pero los sistemas de combustible y los datos detrás de lo que funciona y lo que no se han convertido en algo que Lavon y su equipo dominan. Antes de profundizar en los detalles, hay una información importante que todos deberían saber.

"El combustible bueno y limpio es muy importante en un sistema common rail", dice Miller. “Basta con un pedacito de suciedad de dos micras para empezar a causar daños en la varilla de control interna del cuerpo del inyector. Mucha gente viene de la mentalidad de las bombas P de la vieja escuela, donde prácticamente se podía poner aceite vegetal en el tanque de combustible y funcionaba. Los nuevos sistemas common rail son mucho más complicados. El combustible de buena calidad, la buena filtración y la buena lubricidad son claves”.

Los tratamientos y aditivos para el combustible pueden ayudar a mantener el combustible en óptimas condiciones, pero cuando se trata de lograr que el sistema de combustible funcione al máximo rendimiento, todo se trata de una mejor presión del combustible, mejores patrones de rociado, atomización del combustible y generación de calor. Ahí es donde se genera el poder.

Al analizar un sistema de combustible diésel típico, en realidad hay tres componentes principales: el inyector, la bomba de combustible de alta presión o CP3 y la bomba de elevación. Un sistema de combustible original en un motor diésel de 325 hp con un turbo no original puede generar 550 hp maximizando el sistema de combustible original. A medida que aumenta el tamaño del inyector, aumenta el flujo de la boquilla.

"Mucha gente pasa de un inyector de flujo de stock a un 60 %, un 100 % más, un 200 % más, hasta un 400 % más, dependiendo de cuál sea su objetivo de potencia final", dice Miller. “Muchos de los chicos de la UCC están funcionando entre un 400% y un 600% por encima de los inyectores. Obviamente, necesitas una bomba CP3 que pueda soportarlo. La bomba CP3, dependiendo del tamaño de su inyector y sus rpm, dependerá de cuánta bomba necesite.

“Es toda una lata de gusanos cuando empiezas a hablar de estas cosas, porque estamos encontrando una gran diferencia entre si utilizas un inyector grande, digamos un 500% más, y luego mantienes el ancho de pulso del inyector corto. El CP3 tiene más tiempo para recuperar la presión del riel entre ciclos de inyector de un inyector al siguiente. El mismo CP3 puede soportar más potencia con un inyector más grande que con un inyector más pequeño y con un ancho de pulso del inyector muy extendido. El siguiente inyector se activa antes de que el otro se apague y al CP3 le resulta mucho más difícil recuperar la presión del riel”.

A medida que pasó el tiempo, los inyectores se hicieron más grandes, el ancho de pulso de los inyectores y el ajuste se hicieron más cortos, y la industria del diésel ha descubierto cómo hacer que los motores sean lo más eficientes posible para que se puedan generar más caballos de fuerza con la misma cantidad de combustible que antes. – simplemente agregue nitroso o aumente la relación aire/combustible. Los motores diésel pueden generar mucha más potencia inclinándolos hacia afuera.

"Lo que estábamos haciendo con nuestro motor de palanquilla cuando estábamos en el banco de pruebas del motor era configurar el motor a 300 miligramos de combustible", dice Miller. “Producimos 1.390 caballos de fuerza con 300 miligramos de combustible con un turbocompresor de 91 mm. Luego, comenzamos a agregar nitroso sin cambiar el combustible, lo cual es similar a agregar aire, por lo que cambió nuestra relación aire/combustible. Comenzamos con una proporción de aire/combustible de aproximadamente 17:1, luego agregamos un kit de nitroso y obtuvimos 100 caballos de fuerza. Terminamos agregando nitroso hasta llegar a 1.970 caballos de fuerza con la misma cantidad de combustible. Todo lo que hicimos fue pasar de una relación aire/combustible de 17:1 a 30:1. Esos mismos 300 miligramos de combustible que entregaba el sistema de combustible en un camión callejero podrían haber hecho pensar que la bomba y los inyectores tenían un máximo de 1390 caballos de fuerza. Pero, si agrega la configuración correcta de aire/nitroso, esos mismos 300 miligramos de combustible soportarían más de 1,900 caballos de fuerza”.

Firepunk repitió la misma prueba en una camioneta completamente original con un turbo no original y maximizó el sistema de combustible. Generaba 549 caballos de fuerza. Luego, agregaron nitroso y más nitroso hasta que obtuvo 905 caballos de fuerza, todavía utilizando el inyector original, el CP3 original y la bomba de elevación original.

"Se utiliza la misma cantidad de combustible, pero se es mucho más eficiente con el mismo", afirma. “En realidad estás quemando ese combustible. El nitroso simplemente asegura que haya una gran cantidad de aire rico en oxígeno allí, y quemará hasta el último pedacito de combustible que hay allí”.

Lavon admite que esto no es necesariamente seguro en un camión de serie. En un sistema de combustible original, el ancho del pulso del inyector se extiende a 3000 microsegundos, por lo que el tiempo de funcionamiento del inyector es bastante largo y el pistón dispara durante bastante tiempo. Siempre que las revoluciones del motor no sean demasiado altas (menos de 4000 rpm), probablemente puedas hacerlo durante un par de carreras. Pero, si ejecuta ese ancho de pulso del inyector alto a 4500-5000 rpm, es casi seguro que derretirá un pistón.

"Por esa razón, si el objetivo fuera 900 caballos de fuerza, generalmente llegaríamos a al menos un 100% de sobreinyección para reducir el ancho del pulso del inyector a 1.800-1.900 microsegundos", dice. “Eso estaría más cerca del ancho de pulso del inyector original y la cantidad de combustible se entregaría en el mismo período de tiempo. Obtendrá más combustible antes del punto muerto superior y la temperatura de la corona del pistón no aumentará tanto porque no rociará combustible a alta presión sobre el pistón durante tanto tiempo, cada vez que se dispara el inyector”.

Por supuesto, al igual que con los números de caballos de fuerza, la gente se centra en el tamaño de los inyectores, pero la bomba CP3 también es un componente crítico a considerar.

"Un CP3 de fábrica tiene una carrera de 8,2 mm", dice Miller. “Los CP3 comunes tienen una carrera de 10 mm, 12 mm y 14 mm. Muchos de los fabricantes de CP3 de alta presión no están dispuestos a aumentar el tamaño del orificio del CP3 porque Bosch ha hecho un excelente trabajo al hacer que el espacio entre el orificio y el pistón sea tan estrecho que el mundo del mercado de repuestos casi no puede igualarlo. . Es por eso que, en el mundo del mercado de repuestos, se ve a Exergy, S&S y las compañías de sistemas de combustible de renombre simplemente modificando la leva y aumentando la carrera en los CP3 para aumentar el volumen de combustible”.

Si está buscando actualizar su sistema de combustible, Lavon dice que seleccionar primero un inyector suele ser la mejor manera de hacerlo.

“Nueve de cada 10 veces, el inyector es lo primero”, afirma. “Siempre puedes colocar un inyector más grande y con el ajuste personalizado que está disponible, puedes volver a ajustar el inyector hasta que tu CP3 original pueda seguir el ritmo. Aún verás una ganancia. Es posible que un CP3 original solo pueda soportar 550 caballos de fuerza de combustible con el inyector original hasta que esté al máximo. Bueno, ahora pasa al 100% del inyector y reduce el ancho de pulso del inyector de 3000 microsegundos a 2000 microsegundos, y el CP3 tiene más tiempo para reconstruir la presión del riel entre carreras del inyector. Ese mismo CP3 que alcanzó un máximo de 550 caballos admitirá 650 caballos de fuerza de combustible simplemente acortando el ancho del pulso del inyector.

“Es por eso que generalmente hacemos que los muchachos hagan el inyector primero y compren el tamaño de inyector que se ajuste a su objetivo final de potencia máxima. Solo cambiamos el tamaño del inyector según los objetivos de potencia máxima. Una vez que puedan recuperarse financieramente de eso, podrán ponerle un impulso. A partir de ahí, puedes volver a ajustarlo y aumentar el resto de la cantidad de combustible y, de hecho, obtener la cantidad de combustible que desean al final si no pueden permitirse el lujo de hacer ambas cosas al mismo tiempo”.

Como se mencionó, hace apenas unos años, cuando los inyectores y las bombas no eran tan buenos como lo son hoy, la gente pensaba que varias bombas CP3 eran la respuesta para obtener más combustible. Lavon y Firepunk solían ejecutar tres CP3 en 2016. Hoy en día, la tecnología CP3 ha mejorado mucho.

"Empresas como Exergy tienen una bomba de carrera de 14 mm, y dos bombas de carrera a 5500 rpm producirán suficiente combustible para 3000 caballos de fuerza", dice. “La cantidad de CP3 necesarios depende de sus objetivos, pero generalmente nos fijamos en el total de miligramos de combustible entregados. Calculamos cuánta cantidad de combustible necesitamos por caballo de fuerza y ​​luego calculamos que, basándonos en querer producir 2500 caballos de fuerza, necesitarás dos bombas. Hemos generado más de 2000 caballos de fuerza con un solo CP3 de 14 mm con 100 % de sobreinyectores y tres etapas de nitroso”.

Obviamente, no todos los propietarios de camiones diésel pueden tener o necesariamente quieren generar más de 2000 caballos de fuerza. Por esa razón, Firepunk tiene varios niveles de sistema de combustible sugeridos para los clientes de camionetas para todas las configuraciones de carrera.

"Las versiones más comunes estarían en el rango de 800 a 900 caballos de fuerza, porque eso es todo lo que se puede obtener sin hacer el trabajo final", señala Miller. “El teléfono suena con mayor frecuencia entre los tipos que no quieren tirar del motor y ponerle varillas. Quieren poder usar tornillos y generar tanta potencia como quieran sin tener que excavar en el motor. Una configuración muy común es utilizar una bomba de carrera de 12 mm, un inyector 100% superior y un turbo S472 para obtener una camioneta de calle de 850 caballos de fuerza.

“El siguiente paso serían los muchachos que toman un motor original y sacan los pistones y las varillas para obtener varillas de palanquilla y vuelven a colocar los pistones originales. Mejoran los pernos de la cabeza y pasan a un inyector de 250% con una bomba de 14 mm. . Pueden ejecutar un conjunto de turbos compuestos (un 468 sobre un 488 compuesto) y tener una camioneta de calle de 1.200 caballos de fuerza. Esa sería la segunda plataforma de camiones callejeros más común que vemos.

“Más allá de eso, una configuración muy común que hemos estado instalando en muchos camiones de carreras es una sola bomba de carrera de 14 mm con un 400% de sobreinyectores. Puede utilizar un gran conjunto de compuestos o puede utilizar un solo turbo con un par de kits de nitroso. Esa combinación puede generar entre 1.350 y 1.800 caballos de fuerza de manera bastante consistente, dependiendo de cuál sea su configuración de aire”.

Al igual que con cualquier actualización de motor o compra de componentes, el mejor consejo es hacerlo bien la primera vez, y Lavon está de acuerdo.

“Con los sistemas de combustible diésel, hay que pagar ahora o pagar después”, afirma. “Veo que muchos muchachos colocan boquillas más grandes en inyectores originales desgastados y es posible que la inyección finalice tarde y ni siquiera lo sepan. Siempre recomendaría que, si va a colocar boquillas en un conjunto de inyectores, las envíe a un taller de sistemas de combustible acreditado para que fluyan y las prueben, solo para asegurarse de que no tenga un inyector problemático antes de colocarlo. tu camión y te costará un motor”.EB