Análisis de la rugosidad en las toberas de los inyectores en el sistema riel común (CRDI)

La Universidad Internacional SEK, líder en investigación, busca alternativas efectivas para predecir el desgaste en los sistemas de inyección a diésel, puesto que las averías inciden directamente en la eficiencia del consumo de los Motores de Combustión Interna (MCI).

En la investigación se evaluó el desgaste superficial del cono y vástago de la aguja de la tobera del inyector de los sistemas CRDI, mediante la Transformada Rápida de Fourier (TRF), para filtrar el ruido introducido por el rugosímetro garantizándose las mediciones de rugosidades.

Uno de los principales problemas que experimentan los vehículos con CRDI, son las averías en el sistema de alimentación (pérdida de potencia, alto consumo de combustible, exceso de humos negros, etc.), causados por el desgaste o daños en las superficies de la aguja del inyector, originados por depósitos orgánicos e inorgánicos y procesos de cavitación. El desgaste en los sistemas de inyección a diésel es una de las averías que inciden directamente en la eficiencia del consumo de los Motores de Combustión Interna (MCI). Los sistemas de inyección de Riel Común (common-rail CRDI) son en la actualidad los más empleados, uno de los elementos principales es la aguja del inyector.

El objetivo es evaluar el desgaste superficial del cono y vástago de la aguja de la tobera del inyector de los sistemas CRDI, mediante la Transformada Rápida de Fourier (TRF), para filtrar el ruido introducido por el rugosímetro portátil SHBLST241 garantizándose las mediciones de rugosidades.

La metodología utilizada es de tipo experimental, se toman valores en función de sus alturas y profundidades (La rugosidad está formada por surcos o marcas dejadas por los agentes que atacan la superficie de la tobera del inyector donde se puede obtener a Ra (rugosidad media aritmética), Rq (rugosidad media cuadrática), Rt (profundidad total de la rugosidad), Rz (rugosidad media), Rp (cresta mayor del perfil), Rv (valle más profundo), Rm (rugosidad máxima)); y la distancia media entre los picos locales del perfil validándose de forma analítica, se aplica un análisis descriptivo para verificar la normalidad de las observaciones y posteriormente se considera la Transformada Rápida de Fourier para la investigación del ruido, el mismo que será caracterizado por el tipo de distribución o función de densidad probabilística de las amplitudes presentes, la modelación de la señal es evaluada en términos de los datos proporcionados por el rugosímetro, para aplicar el análisis de la Transformada Rápida de Fourier a la señal adquirida por el rugosímetro, donde se determina el análisis de la rugosidad.

En la experimentación se consideró elementos nuevos que sirvieron como referencia para el análisis de las piezas usadas. Se elaboró una interfaz gráfica en Matlab para el estudio de Fourier. Los resultados obtenidos muestran que la rugosidad del cono y vástago de la aguja del inyector de los sistemas CRDI nuevo y usados, por medio del rugosímetro y cálculo analítico arrojan valores similares con bajo porcentaje de diferencia, permitiendo de este modo validar los datos obtenidos, también el Algoritmo de la Transformada Rápida de Fourier permite obtener una función en el domino de frecuencia a partir de otra función que está en dominio del tiempo, la misma, aplicada a la función del cálculo de la rugosidad, es un método que permite mejorar la precisión en los datos obtenidos al disminuir los ruidos producidos por el rugosímetro.

Leer investigación publicada en la Revista Scielo, aquí.

Autores:

MSc. Juan Carlos Rocha Hoyos

PhD. Edilberto Antonio Llanes Cedeño