El documento describe el sistema de alimentación de combustible diesel Cummins. Consiste en una bomba que suministra combustible a alta presión a los inyectores, los cuales lo inyectan en la cámara de combustión siguiendo las señales del árbol de levas. El sistema controla la cantidad de combustible inyectado variando la presión, el tiempo y el área de flujo a través de los inyectores.
3. OBJETIVO DEL SISTEMA DE ALIMENTACIÓN DE
COMBUSTIBLE
Su finalidad es suministrar
el combustible necesario,
en forma sincronizada y a
una presión determinada
para el funcionamiento
de un motor Cummins
4. Sistema Cummins PT
El concepto PT se debe a las
variables primarias que
afectan la cantidad de
combustible dosificado e
inyectado por cada ciclo del
pistón, estas variables son la
presión y el tiempo
La presión de combustible
entregado a los inyectores
El periodo de tiempo
mediante el cual el
combustible entra a estos.
5. Principio de Funcionamiento
En un sistema hidráulico simple
podemos variar la cantidad de
líquido recolectado, cambiando:
el área del pasaje de flujo, la
presión del liquido y al tiempo en
que al líquido le es permitido
circular o cualquier combinación
de los tres.
ESTA RELACIÓN ES LA ESENCIA
DEL SUMINISTRO DEL
COMBUSTIBLE EN EL
SISTEMA P.T
6. Características.
El Sistema de combustible PT se ha
distinguido por mas de 50 años por sus
características en los motores Cummins.
–Alta presión de inyección
–Diseño muy simple
–Confiable
–Costo Efectivo
7. Para aplicar este principio en el sistema de
Combustible PT, es necesario:
Una bomba de abastecimiento que absorba el
combustible del tanque y lo haga llegar a los inyectores
Un medio de controlar la presión del combustible que
esta siendo enviado por la bomba a los inyectores
Conductos para combustible del tamaño y tipo
apropiados
Inyectores para recibir el combustible a baja presión que
envía la bomba y descargarlo en la cámara de
combustión del cilindro a que pertenece, en el momento
adecuado, en cantidad uniforme y debidamente
atomizado para que se inflame.
8. Funcionamiento
La entrada de combustible a
los inyectores se controla
mediante la bomba de
inyección, mientras que el
tiempo se controla
mediante la velocidad de
rotación del árbol de levas
con el funcionamiento del
motor.
Utiliza inyectores sencillos
que se accionan
mecánicamente.
9. Cada inyector tiene un
orificio de dosificación
el cual lleva el
combustible a la
cámara de presión, el
embolo del inyector se
acciona desde el árbol
de levas a través de una
varilla de empuje y un
balancín.
10. En el sistema el recipiente dentro del cual el
combustible es suministrado es la copa del inyector. La
cantidad de combustible suministrado por ciclo es
controlada por las tres mencionadas variables
La Cantidad por Ciclo Depende de:
1. PRESIÓN del Combustible
2. TIEMPO de Flujo
3. ÁREA de Flujo
11. Funcionamiento
El combustible fluye a
través del orificio de
dosificación hacia la
cámara de presión
únicamente durante la
parte final de la carrera
del pistón del motor.
12. El combustible es suministrado a través de una bomba
de alimentación (de engranes) la cual eleva la presión a
un nivel intermedio y lo suministra a la galería en la
culata donde están: la zona del acelerador, el
regulador, el sistema de paro y el mecanismo de
Control de Aire Combustible (CAC) que modifica la
presión para adecuarla a las necesidades de la
velocidad del motor.
Aproximadamente el 70% del combustible circula a
través de los inyectores sin ser utilizado hacia la galería
de retorno, permitiendo la refrigeración del inyector y
evitando la precipitación de parafina y acumulación de
aire en el sistema.
13. Bomba de combustible
Básicamente las bombas de combustible, tanto PT- (tipo R)
“controlado por gobernador” como PT-(tipo G) “regulado
por presión” desempeñan las mismas funciones, pero en una
forma mecánica diferente.
La bomba de combustible está acoplado a la impulsión del
compresor o de la bomba de combustible, que forma parte
del tren de engranes.
El eje principal de la bomba de combustible gira a la misma
velocidad que el cigüeñal en la mayoría de los motores.
El eje principal impulsa a la bomba de engranes, el
gobernador y el eje del tacómetro.
14. Bomba de combustible CAPS.
El sistema de combustible CAPS es un sistema
de inyección de tipo distribuidor. Las siglas
CAPS significan “Sistema de Bombas del
Acumulador Cummins” (“Cummins
Accumulator Pump System”).
El acumulador se utiliza para almacenar el
combustible a presión hasta el momento de la
inyección. Son cuatro los componentes que
proporcionan datos de entrada al módulo de
control electrónico (ECM) o los reciben del
mismo.
Existen dos válvulas de control de bombeo (1)
controladas por el ECM. Dichas válvulas
controlan la presión del acumulador.
El sensor de la presión/temperatura del
combustible del acumulador (2) está ubicado
en el propio acumulador y proporciona
información de presión y temperatura al ECM.
La válvula de control de inyección (3) también
está controlada por el ECM y controla el
suministro de combustible y la sincronización.
15. Bomba de combustible CAPS.
La bomba de inyección CAPS puede dividirse en seis
unidades/módulos diferentes. Dichas unidades son la
bomba de engranaje, la leva y la caja, el pistón de
bombeo/acumulador, el tubo de ajuste de tasas, la
válvula de control de inyección (ICV) y el distribuidor.
El combustible circula por los módulos en el orden
siguiente :
1. Bomba del engranaje.
2. Leva y caja.
3. Acumulador.
4. Tubo de ajuste de tasas.
5. Válvula de control del inyector (ICV).
6. Distribuidor.
16. Bomba de combustible CAPS.
Para cebar las bombas en el arranque se utiliza una bomba
impelente. La bomba impelente funciona durante
aproximadamente 30 segundos luego de ser activada. Una vez que
se arranca el motor, la bomba del engranaje puede mantenerse
cebada sin necesidad de la bomba impelente.
1. Filtro del combustible.
2. Bomba impelente.
3. Tanque del combustible.
17. Bomba de combustible PT- (Tipo G)
La bomba de combustible PT (tipo G) puede ser
identificado por la ausencia del tubo de entorno en la
parte superior de la bomba de combustible. El conjunto
de bomba esta constituido por 3 unidades principales.
1. La bomba del tipo de engranes que absorbe el combustible del
tanque lo hace llegar a través de la malla de filtro de la bomba
hasta el gobernador.
2. El gobernador que controla la circulación de combustible
desde la bomba de engranes, así como las velocidades máxima
y mínima del motor.
3. El acelerador que suministra un control manuela de la
circulación de combustible hacia los inyectores en todas las
condiciones, dentro de los rangos de operación.
18. Bomba de Engranes y Amortiguadores de Pulsaciones.
La bomba de engranes es impulsado por el eje principal de la bomba
y contiene un solo juego de engranes que absorben y descargan
combustible en todo el sistema.
Un amortiguador de pulsaciones montado en la bomba de engranes
contiene un diafragma de acero que absorbe las pulsaciones y
suaviza la circulación de combustible por todo el sistema.
19. Bomba de Engranes y Amortiguadores de Pulsaciones.
Desde la bomba de engranes, el combustible pasa por la malla
filtrante y: En la bomba de combustible PT (tipo G), va hasta
el conjunto de gobernador.
Actualmente, las bombas de engranajes PT (tipo G) están
equipadas con un tubo de purga (hacia el tubo de retorno de
los inyectores o hacia el tanque), el cual evita temperaturas
del combustible dentro de la bomba.
En la bomba de engranes se utiliza una válvula de retención
y/o conexión especial para lograr la acción de purga
(“sangrado”).
20. Válvula de Presión
La válvula de presión se utiliza en las bombas de
combustible PT-(tipo G) con gobernador de velocidad
variable (¨VS¨).
La válvula está situada cerca del eje de impulsión de la
bomba de engranajes. Restringe el combustible dentro
de la cubierta.
21. Acelerador
En esta bomba el acelerador
suministra un dispositivo para que
el operador controle la velocidad
del motor más allá de la marcha
mínima, según las condiciones de
velocidad y carga.
En la bomba PT- (tipo G), el
combustible circula a través del
gobernador hacia el eje del
acelerador.
En marcha mínima, circula a
través del orificio en marcha
mínima en el barril del
gobernador, más allá del eje del
acelerador.
Para funcionamiento a más de
marcha mínima, el combustible
pasa a través del orificio del barril
principal del gobernador, hasta el
agujero de aceleración en el eje.
22. Válvula de paro
En las bombas de combustible Cummis se utiliza una válvula de paro ya sea manual o
electrónica.
En una válvula manual, la palanca de control debe estar totalmente hacia la derecha, o
sea abierta, para permitir la circulación de combustible a través de la válvula.
Con la válvula electrónica, la perrilla de control manual debe estar totalmente hacia la
izquierda para que el solenoide abra la válvula cuando se gira el interruptor de arranque
a “ON”.
Para el funcionamiento de emergencia en caso de una falla eléctrica, se gira la perrilla
manual hacia la derecha para que el combustible circule a través de la válvula.
23. Gobernador Mecánico para Marcha Mínima y
Alta Velocidad
El gobernador mecánico, llamado algunas veces “gobernador automotriz”, que es idéntico en las
bombas de combustible tanto PT-(tipo R) como PT-(tipo G), es accionado por un sistema de resortes
y contra pesos y tiene dos funciones.
Primera, el gobernador mantiene suficiente combustible para marcha mínima (en vacío)
cuando el acelerador está en posición de marcha mínima.
24. Segunda, corta el paso de combustible a los inyectores cuando se excede de las
revoluciones máximas gobernadas
25. Gobernador Mecánico para Marcha Mínima y Alta Velocidad
Este gobernador incluye el eje normal del acelerador de pie. La composición del eje
del acelerador puede ser utilizada para guardar la velocidad del motor entre las
RPM de marcha mínima y la velocidad máxima sin carga, siempre y cuando no
fluctúela carga sobre el motor.
Para condiciones de control constante de velocidad, tal como equipo impulsado
por tomas de fuerza utilizado para descargar líquidos, impulsar transportadores,
grúas, bombas hidráulicas para mover accesorios instalados en camiones, etc.
puede ser necesario utilizar un gobernador auxiliar, denominado comúnmente
Gobernador de Velocidad Variable (“VS”).
26. Tuberías, conexiones y válvulas de combustible
-Los motores para uso automotriz
tienen un tubo externo de derivación
desde el amortiguador de pulsaciones o
la bomba de engranes hasta el múltiple
de retorno de los inyectores o al tanque.
-Esto reduce las temperaturas de la
bomba porque retorna el combustible al
tanque en vez de que circule en la
bomba cuando se conduce en una
bajada con el acelerador cerrado.
27. Tuberías, conexiones y válvulas de combustible
Descripción del inyector
El inyector PT es una unidad mecánica sencilla que
recibe combustible desde la bomba de combustible bajo
presión y lo mide, inyecta y atomiza (pulveriza) a través
de agujeros muy pequeños en la copa, hacía dentro de la
cámara de combustión.
Los inyectores PT están separados en dos grupos básicos
los que son de forma cilíndrica sin brida para montarlos
y los que se-montan con una brida en la culata de
cilindros.
28. Tuberías, conexiones y válvulas de combustible
Inyectores PT con Brida de
Descarga Ajustable
Son inyectores que contienen un
tapón de orificio ajustable con el
conducto taladrado para
admisión, el cual se cambia para
ajustar el flujo (volumen o
circulación) dentro del inyector.
Los inyectores con brida se
utilizan en motores con
múltiples de combustible externo
y se montan con tornillos que
pasan por las áreas con brida del
cuerpo del inyector.
29. Tuberías, conexiones y válvulas de combustible
Piezas del inyector tipo con brida
Tapón de orificio ajustable
Es el tapón del orificio utilizado en el conducto de admisión en
los inyectores con brida y cilíndricos para ajustar la descarga de
combustible.
La descarga de combustible se ajusta cambiando el tapón de
orificio o bruñendo el tapón, instalado en su posición de
funcionamiento. Algunos tapones de orificio tienen una brida y
requieren un ajuste debajo de la brida.
Orificio de retorno
El orificio taladrado en el extremo del inyector en que está la
copa es el orificio de retorno.
Este orificio es de tamaño fijo y no se debe alterar en ninguna
forma.
30. Tuberías, conexiones y válvulas de combustible
Piezas del inyector tipo con brida
Orificio de medición
Es el orificio en el asiento del inyector en que esta la copa,
que permite que el combustible entre a la cavidad para el
émbolo y a la copa del inyector.
Este orificio es de tamaño fijo y no se debe alterar en
ninguna forma.
Junta para la copa
Cuando se instalan émbolos de sobremedida en los inyectores
del sistema de combustible PT, se deben usar juntas más
gruesas para la copa, para proveer la relación original entre el
émbolo y el orificio de medición.
31. Sistema de aspiración de aire
Para que el motor funcione con eficiencia, debe "respirar"
libremente y los sistemas de admisión y escape no deben estar
restringidos.
El aire del motor siempre debe pasar a través del filtro de aire.
El filtro puede estar montado sobre el motor o en equipo y
puede ser de baño de Aceite, de elemento de papel, o de tipo de
dos etapas, dependiendo de la aplicación del Motor.
32. Supercargador
El Super-Cargador obliga entrar aire adicional a las cámaras de
combustión para que el motor pueda quemar más combustible y
pueda desarrollar más potencia.
En algunos casos, el supercargador. Se utiliza para que el motor
retenga su eficiencia (relación equilibrada entre aire y combustible)
a alturas sobre el nivel del mar.
33. Conclusiones
Los motores Cummins son muy utilizados en vehículos
comerciales tales como camiones de reparto, semi
camiones, autobuses escolares y ambulancias constituyen
la mayoría de los vehículos equipados con un motor diesel
Cummins.
Vehículos recreativos y autobuses urbanos también ofrecen
la tecnología de Cummins. Debido a que este moto esta
hecho para realizar trabajos pesados.
El sistema de alimentación de los motores Cummins a
tenido un constante cambio para su mejora, obteniendo
actualmente un sistema de alimentación electrónico como
es el sistema CAPS.
