ESCUELA POLITÉCNICA DEL EJÉRCITO
BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL.
INTRODUCCIÓN
Con el contenido de esta, no amplia pero si concreta monografía, yó
expreso de forma rápida el funcionamiento del Sistema de Alimentación de
los Motores Diesel, tanto con el empleo de una bomba de inyección en
Línea como también con el empleo de una Bomba de Inyección
Rotativa. Pero me basaré en un estudio muy a fondo sobre las bombas
de inyección en donde les explicaré el funcionamiento sobre cada uno de
los sistemas auxiliares y los nombres de sus componentes.
Desde luego lo que motiva de estos temas es su estudio complejo, para
conocer su funcionamiento. Además de que cada parte de las bombas de
inyección, por muy pequeñas que sean deben ser construidas con la mayor
precisión, ya que si un elemento no coincide con otro que lo mantiene se
podría perder presión para una buena inyección, habría fugas de diesel y
por consiguiente el motor no trabajaría debidamente.
Y aunque en algunos países ya hayan desaparecido los sistema de
inyección diesel con bombas de inyección en línea y rotativas que son de
tipo mecánicas, es preciso que conozcamos las partes y funcionamiento de
estas bombas de inyección ya que en nuestro país por ser tercer mundista,
todavía poseemos esta antigua tecnología. Además en este informe
monográfico podemos encontrar el sistema de inyección Common Rail que
es una patente de la casa constructora Bosch. Con esto consigo que
conozcamos el presente y nos preparemos para la tecnología que no muy
tarde llegará al Ecuador pero tampoco digo que el sistema de inyección
Common Rail sea la mejor y la tecnología de punta, no ya que en otros
países industrializados este sistema ya mismo desaparece ya que se de
mayor crédito a los sistemas EDC.
Ingeniería Automotriz. 1 Séptimo “A”.
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OBJETIVOS.
GENERAL:
Estudio y comparación de cada uno de los componentes de las Bombas de
Inyección en Línea y Rotativa. Además un estudio de las partes
constituyentes del Sistema de Inyección Common Rail.
ESPECÍFICOS:
Diferenciar a las bombas de inyección en Línea y Rotativas para
sacar nuestras propias conclusiones.
Identificar de forma específica a las partes más importantes de las
bombas de inyección.
Realizar una diferencia entre las bombas de inyección rotativa tanto
del modelo Bosch como CAV.
Constatar el recorrido del combustible en un sistema de inyección
Common Rail diferenciarlo del sistema de inyección de gasolina.
Ingeniería Automotriz. 2 Séptimo “A”.
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1.- SISTEMA DE ALIMENTACIÓN DIESEL CON BOMBA DE INYECCIÓN
EN LÍNEA.
Este circuito de alimentación el cual lo podemos apreciar en la figura1 tiene
el siguiente recorrido y se pone en funcionamiento cuando la bomba
auxiliar ubicada en la misma bomba de inyección, empieza a succionar el
combustible que se encuentra en el tanque, luego el diesel pasa por un
prefiltro que se encuentra en el mismo tanque, para pasa por una trampa
de agua en la cual se acumulará parte del agua y sustancias sólidas que
contiene el diesel, hasta llegar a esta bomba auxiliar, luego el diesel pasa a
los filtros los que tienen la misión de obturar el paso a sustancias sólidas
mas finas, el diesel ingresa al interior de las cámaras de compresión de la
bomba de inyección, y que finalmente va a ser impulsado debidamente
dosificado hacia los inyectores en un orden específico donde se
encargaran de pulverizarlo. Hay que recalcar que en este sistema se utiliza
cañerías de alta y baja presión para transportar el diesel, además de que
los inyectores son mecánicos.
Figur
a 1. Circuito de alimentación de un motor diesel con bomba de inyección
en línea.
Ingeniería Automotriz. 3 Séptimo “A”.
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2.- BOMBAS DE TRANSFERENCIA, AUXILIAR O DE ALIMENTACIÓN.
Este tipo de bombas son las que succionan el combustible, debido a que el
depósito de combustible se encuentra a un nivel inferior con respecto al
motor, y lo hace llegar a la bomba principal a una presión entre 1.5bar a
8bar. Esta bomba auxiliar puede formar parte de la bomba de inyección,
puede estar ubicada al interior de aquella; como en el caso de las bombas
de inyección rotativa, al interior de esta se encuentra la bomba de
alimentación de paletas. O puede estar ubicada al exterior de las bombas
de inyección; como en el caso de las bombas de inyección en línea que
utiliza una excéntrica de su árbol de levas para poder accionar la bomba de
alimentación. Además estas bombas que se encuentran al exterior de la
bomba de inyección deben tener un mando que se accione con la mano, y
que nos servirá para purgar el aire que se encuentra en el interior del
sistema de alimentación.
Cuando la distancia entre la bomba de inyección rotativa y el depósito de
combustible es muy larga, observaremos que se encuentra intercalado una
bomba de membrana entre el filtro principal y el depósito. Esta bomba de
membrana es accionada por una excéntrica del árbol de levas del motor, y
además puede ser accionada a mano por medio de una palanca, en este
caso es innecesario la bomba de cebado del filtro.
2.1.- BOMBA DE PIÑONES.
Este tipo de bombas son accionadas mediante un engranaje que conecta
con otro que se encuentra en el árbol de levas de la bomba de inyección.
Este tipo de bombas ofrecen una presión un poco más elevada que las
otras bombas de alimentación, estas son montadas en las bombas de
inyección en línea. En la figura2 se observa el funcionamiento y además
dos tipos de bombas de alimentación por piñones. El combustible ingresa
por la válvula 5, debido al movimiento producido por los piñones, que a su
vez uno de estos son accionados por el árbol de levas de la bomba de
inyección. El combustible al ingresar por el espacio que queda entre los
dientes de los piñones y en su alojamiento, se crea una presión en el
combustible el cual saldrá por la válvula 6. Cuando la presión en el
combustible aumenta considerablemente vencerá la fuerza del muelle 3
con lo que se levantará la válvula 4 de su asiento, para que la presión
disminuya y el combustible regrese de nuevo para ser sometido a la
presión que se crea en los piñones.
Ingeniería Automotriz. 4 Séptimo “A”.
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2.2.- BOMBA DE MEMBRANA.
El funcionamiento de este tipo de bomba de alimentación es muy parecido
a la (bomba de gasolina), y lo podemos apreciar en la figura3. La bomba de
membrana, es accionada por una excéntrica del árbol de levas del motor 1,
que con su giro va a mover a la palanca de mando 10 de esta bomba y en
consecuencia va a comprimir el muelle impulsor 8, bajando así la
membrana 4 absorbiendo el diesel del depósito. En algunas bombas de
membrana puede existir un filtro de malla y un vaso de decantación, donde
se acumulará parte del agua y las impurezas sólidas que contiene el diesel,
el agua y las impurezas caerán al vaso de decantación por su propio peso.
Luego que el diesel a pasado por el conjunto anterior llega al interior de la
bomba. Cuando no ataca la excéntrica del árbol de levas del motor, el
muelle impulsor debe tener la fuerza suficiente para impulsar el diesel
hacia la bomba de inyección con una presión aproximadamente de 1,5bar.
2.3.- BOMBA DE ÉMBOLO.
Este tipo de bombas de alimentación van unidas conjuntamente con las
bombas en línea, estas van fijas mediante dos tornillos. Como podemos
observar en la figura4. El émbolo 10 de esta bomba de alimentación es
accionado, a través de un taqué de rodillo 12 y un vástago empujador
mediante la excéntrica del árbol de levas de la bomba de inyección 14.
Estas bombas de alimentación, pueden ser de simple o de doble efecto.
Por otra parte estas dos clases de bombas de émbolo tienen una bomba
manual en su parte superior 4, que sirve para sangrar o purgar el aire que
se encuentra en el sistema de alimentación. Esta bomba manual de
sangrado está compuesta por un cilindro 3 dentro del cual se desliza un
pistón 5, este conjunto cilindro pistón se encuentra ubicado en la cámara
de aspiración sobre la cámara de entrada de combustible. Además del
pistón sale un vástago 2 que, termina en una tuerca redonda con el borde
grafilado 1. Esta tuerca grafilada tiene la misión de inmovilizar al pistón
cuando se la rosca en su extremo superior del cilindro. Luego para
accionar esta bomba manual primero se debe desenroscar la tuerca y
después se bombea. Al bombear, el pistón sube y baja, produciendo
sucesivas depresiones y presiones en la cámara, y a través de las mismas
válvulas de la bomba auxiliar aspira combustible y lo manda a la bomba de
inyección. Estas bombas tienen en su carcaza una flecha que nos indica su
posición; de la siguiente manera:
Bomba de mano. Tapón de salida de combustible.
Ingeniería Automotriz. 5 Séptimo “A”.
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Figura 2. Tipos de bombas de alimentación por piñones. 1) Carcaza.
2) Tuerca de alojamiento de la válvula. 3) Muelle de válvula. 4) Válvula de
sobre presión. 5) Válvula de admisión. 6) Válvula de salida. 7) Piñones.
Figura 3. Bomba de alimentación de membrana. 1) Excéntrica del
árbol de levas. 2) Entrada de combustible. 3) Válvula de entrada.
4) Diafragma. 5) Válvula de salida. 6) Salida de combustible. 7) Cámara de
presión de combustible. 8) Muelle impulsor. 9) Varilla. 10) Palanca de
mando. 11) Muelle de retorno de palanca.
Ingeniería Automotriz. 6 Séptimo “A”.
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2.3.1.- BOMBA DE ÉMBOLO DE SIMPLE EFECTO.
Estas bombas de émbolo de simple efecto tienen dos fases de
funcionamiento que son: fase intermedia y fase de aspiración–impulsión.
Estas fases de funcionamiento de una bomba de simple efecto podemos
observar en la figura5.
• La fase intermedia; se produce cuando la excéntrica del árbol de levas
11 está en su máxima elevación, atacando al taqué 10 que es de rodillo
para disminuir el rozamiento, en consecuencia empuja al vástago impulsor
12 y al émbolo 6, de esta manera se comprime al muelle 5. Este
desplazamiento del émbolo, produce una presión en el combustible que se
encuentra en la cámara 4 y una depresión en la cámara 7. La presión
producida en la cámara 4 refuerza al muelle de la válvula 3 y la mantiene
cerrada, por otra parte esta misma presión vence la fuerza del muelle de la
válvula 8 abriéndola, entonces sale el combustible a llenar el vacío de la
cámara 7.
• Fase de aspiración–impulsión; cuando a pasado la máxima elevación de
la excéntrica de árbol de levas, la fuerza del muelle 5 hace retornar al
émbolo que va a comprimir en esta ocasión al combustible que se
encuentra en la cámara 7, al mismo tiempo que crea una depresión en la
cámara 4. La presión producida en la cámara 7 impulsa al combustible
para que salga por el conducto 9 hacia la bomba de inyección. Al mismo
tiempo que la depresión de la cámara 4 vence la fuerza del muelle de la
válvula 3 abriéndola, en consecuencia absorbe combustible del depósito
que ingresa a esta bomba de alimentación por la entrada 1 luego pasa por
el tamiz filtrante 2 y debe llenar la cámara 4, para que se pueda repetir
consecutivamente estas fases.
La presión de la salida del combustible la origina el muelle impulsor 5 más
no la fuerza de la excéntrica del árbol de levas 11 sobre el émbolo 6. La
presión de salida oscila entre 1 y 1,5 bar.
2.3.2.- BOMBA DE ÉMBOLO DE DOBLE EFECTO.
Una gran diferencia que existe entre las bombas de simple y de doble
efecto es que; en la bomba de simple efecto solo envía combustible a la
bomba de inyección en la fase de impulsión, mientras que la bomba de
doble efecto envía combustible a la bomba de inyección en las dos fases
que tiene la bomba de alimentación.
Su funcionamiento podemos observar en la figura6. Estas bombas tienen
dos fases de funcionamiento que son: fase de aspiración–impulsión
descendente y fase de aspiración–impulsión ascendente.
Ingeniería Automotriz. 7 Séptimo “A”.
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• Fase de aspiración–impulsión descendente; esta fase se produce
cuando la excéntrica del árbol de levas de la bomba de inyección 1 se
encuentra en su máxima elevación, en consecuencia: el taqué 2, el vástago
3, y el émbolo 4, son empujados. En la cámara situada sobre el émbolo se
produce una depresión, la cual vence la fuerza del muelle de la válvula 5.1,
la abre y absorbe combustible del depósito que pasa por el prefiltro y llena
la cámara superior, esta misma depresión mantiene cerrada la válvula 6.1.
Simultáneamente en la cámara inferior se comprime el combustible, debido
a esta presión se mantiene cerrada la válvula 5, y por otra parte esta
presión vence la fuerza del muelle de la válvula 6, entonces el combustible
es enviado a la bomba de inyección.
• Fase de aspiración–impulsión ascendente; cuando va dejando de atacar
la excéntrica del árbol de levas 1, la fuerza del muelle impulsor 9 empuja al
pistón, creando una presión en la cámara superior y una depresión en la
cámara inferior. La presión creada mantendrá cerrada la válvula 5.1 y
vencerá la fuerza del muelle de la válvula 6.1 abriéndola, enviando el
combustible hacia la bomba de inyección. Mientras que la depresión en la
cámara inferior, provocará que se abra la válvula 5 y en consecuencia se
llene de combustible la cámara inferior además esta depresión mantendrá
cerrada la válvula 6.
2.4.- BOMBA DE PALETAS.
Estos tipos de bombas de paletas van instaladas en las bombas de
inyección rotativas, se alojan en el extremo posterior del cabezal hidráulico.
En este tipo de alimentación con bomba de inyección rotativa,
observaremos que a esta bomba de inyección, le antecede una bomba de
alimentación de membrana accionada por el árbol de levas del motor, que
succiona el combustible del depósito y lo manda hacia la bomba de
transferencia de paletas para luego ser enviado el combustible al cabezal
hidráulica de la bomba rotativa. Sus partes podemos observar en la figura7.
El rotor 5 donde se alojan las paletas 4, en forma de cruz, va roscado en el
rotor distribuidor de la bomba de inyección. El anillo excéntrico o estator 2
que tiene una ranura de posición 3, está precedido de un empaque o junta
de goma 1. Esta ranura del anillo excéntrico, sirve para que coincidan las
zonas de admisión y de presión con la entrada y salida de la placa
extremo. Cabe recalcar que todo este conjunto de; rotor, junta de goma,
anillo excéntrico, paletas, van situados en el interior del cabezal hidráulico
6. Su funcionamiento es el siguiente y lo podemos constatar con la
figura8. Las paletas van a girar a la misma velocidad de la bomba de
inyección. El combustible entra por la lumbrera de admisión 7 a la presión
de alimentación, y sale por la lumbrera 8 hacia los conductos del cabezal
Ingeniería Automotriz. 8 Séptimo “A”.
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hidráulico de la bomba de inyección y hacia su regulación a la presión de
transferencia.
Figura 4. Bomba de alimentación de émbolo. 1) Tuerca grafilada.
2) Vástago. 3) Bomba de mano para cebado. 4) Émbolo de la bomba de
mano. 5) Válvula de aspiración. 6) Prefiltro con vaso de decantación.
7) Cámara de aspiración. 8) Muelle de émbolo. 9) Émbolo.
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10) Válvula de salida. 11) Taqué de rodillo. 12) Cámara de presión.
13) Excéntrica del árbol de levas.
Figura 5. Esquema de funcionamiento de la bomba de alimentación de
émbolo de simple efecto. 1) Entrada de combustible. 2) Prefiltro.
3) Válvula de aspiración. 4) Cámara de aspiración. 5) Muelle impulsor.
6) Émbolo. 7) Cámara de presión. 8) Válvula de salida. 9) Salida de
combustible. 10) Taqué de rodillo. 11) Excéntrica de árbol de levas
de la bomba de inyección. 12) Vástago empujador.
Figura 6. Esquema de funcionamiento de la bomba de
alimentación de émbolo de doble efecto. 1) Excéntrica del árbol de levas
dela bomba de inyección. 2) Taqué de rodillo. 3) Vástago empujador.
4) Émbolo. 5) y 5.1) Válvulas de aspiración. 6) y 6.1) Válvulas de
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salida. 7) Cámara de aspiración. 8) Cámara de presión.
9) Muelle impulsor.
Figura 7 Despiece de la bomba de transferencia de paletas. 1) Junta
De goma. 2) Estator excéntrico. 3) Ranura de posición. 4) Paletas.
5) Rotor. 6) Cabezal hidráulico. 7) Lumbrera de entrada. 8)
Lumbrera de salida.
Figura 8. Funcionamiento de la bomba de transferencia de paletas.
Los numerales de las partes coincide con la figura 7.
A).- El combustible que ingresa por la lumbrera de admisión 7, es
arrastrado por la paleta con el número 2.
B).- Ese combustible se comprime elevando su presión.
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C).- Aquel combustible es enviado hacia la bomba de inyección a una
mayor presión.
3.- BOMBA DE INYECCIÓN EN LÍNEA.
Este tipo de bombas de inyección son utilizadas en los vehículos pesados
que requieren de gran potencia, como: camiones, buses, vehículos y
máquinas industriales, grúas, tractores, etc. Pero hay algunos motores de
turismo que instalan este tipo de bombas de inyección. A continuación en
la figura9 se observa una bomba de inyección en línea para un motor de
seis cilindros.
3.1.- PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO.
Observamos en la figura10 el esquema del funcionamiento de las bombas
en línea. El funcionamiento de este tipo de bombas de inyección esta
basado en el deslizamiento o carrera de un émbolo 5, desde un punto
muerto inferior hasta un punto muerto superior, en el interior de un cilindro,
al cual está perfectamente ajustado para impedir fugas de combustible.
Para que el émbolo comprima el combustible en la cámara 11, primero la
leva del árbol 1 empuja al taque de rodillo 2 y en consecuencia a su
empujador 3, además comprimirá al muelle 4. Cuando la presión en la
cámara 11 es mayor que la fuerza del muelle 7 de la válvula de
reaspiración 6 el combustible saldrá por su respectiva tubería hacia el
inyector. Estas bombas de inyección, tienen tantos elementos de bombeo
como cilindros tenga el motor y van situados uno tras de otro, en línea,
formando un solo cuerpo. Cabe decir que algunas bombas de inyección en
línea necesitan aceite para su lubricación. Este sistema de lubricación de la
bomba de inyección, puede formar parte del mismo circuito de lubricación
del motor. Pero hay otras bombas en las cuales se puede introducir aceite
en el interior de esta, para que se lubrique por el simple movimiento que se
produce al interior de la bomba.
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Figura 9. Partes de una bomba de inyección en línea de un motor de 6
cilindros. 1) Cuerpo de la bomba. 2) Bomba de alimentación de émbolo.
3) Árbol de levas. 4) Elementos de bombeo. 5) Entrada de combustible.
6) Colector de admisión. 7) Racor de salida a los inyectores. 8) Tornillo
de purga. 9) Palanca de mando. 10) Regulador de velocidad.
11) Variador de avance a la inyección.
Figura 10. Esquema del
funcionamiento de la bomba de
inyección en línea. 1) Árbol de levas.
2) Taque de rodillo. 3) Empujador.
4) Muelle. 5) Émbolo. 6) Válvula
de reaspiración. 7) Muelle de la
válvula de reaspiración. 8) Tobera.
9) Aguja del inyector. 10) Entrada de
combustible. 11) Cámara de presión.
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3.2.- IDENTIFICACIÓN DE LA PLACA.
La identificación de la placa es muy necesario e importante para poder
realizar algún trabajo en las bombas de inyección en línea. Existen varias
empresas que fabrican las bombas en línea tales son el caso de: Bosch,
Zeyel, Nippondenso, DieselKiri, CAV, DouWAN. A continuación
observaremos el significado de cada número y letras, de una placa de la
constructora Nippondenso:
ND – PES 4 A 75 B321 R ND 064
Condiciones de fábrica.
Marca.
Sentido de giro.
Código de fábrica.
Diámetro del pistón o émbolo.
Sentido de Hilex.
Número de cilindros.
Tipo de regulador.
Marca.
Sentido de giro de las bombas en línea.
• Japoneses. (R = derecha; L = izquierda)
• Alemanes. (Rs = derecha; Ls = izquierda)
Diámetro del pistón o émbolo. (55; 65; 75; 80; 85; 90; 100; 105;
110;120;130) milímetros (mm).
Número de cilindros. (4; 5; 6; 8; 10; 12; 24)
3.3.- PARTES DE LA BOMBA EN LÍNEA.
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Las bombas de inyección en línea tienen muchísimas partes, de las cuales
yo he tomado solo las más importantes y que se puede observar en la
figura11.
Figura 11. Partes internas de una bomba de inyección en línea. 1)
Conducto de presión. 2) Entrada de combustible hacia la cámara de
compresión de la bomba de inyección 3) Cilindro. 4 y 16) Corona dentada.
5) Émbolo. 6) Leva. 7) Tuercas de regulación del avance. 8) Martillo de
arrastre del pistón en su giro. 9) Casquillo de giro. 10 y 15)Cremallera. 11)
Cámara de presión. 12) Válvula de reaspiración. 13) Muelle de la válvula
de reaspiración. 14) Entrada de combustible hacia la bomba de inyección.
17) Muelle del émbolo. 18) Plato de anclaje del muelle. 19) Taque de
rodillo. 20) Árbol de levas. 21) Racor de salida. 22) Tapón de vaciado de
aceite.
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A continuación observamos la figura12. A un cilindro con su respectivo
émbolo, de un elemento de bombeo. Cuando el émbolo 5 baja hasta el
PMI, entrará combustible al interior del cilindro 3 por los taladros 4. Pero
cuando la leva del árbol empiece a atacar, el émbolo empezará a subir
comprimiendo el combustible que se encuentra en la cámara de presión
hasta llegar a su PMS, y cuando la presión del combustible es mayor que
la fuerza del muelle de la válvula de reaspiración, entonces se levantará la
válvula 2 y el combustible saldrá hacia el inyector por su respectiva
cañería. La cremallera 7 la cual va a estar unida a la palanca de mando del
acelerador, va a ser la que regule la cantidad de combustible que requiera
el motor en un determinado tiempo.
En la figura13. Observamos el comienzo y fin de la inyección, además de la
regulación de máximo y mínimo caudal de combustible, del elemento
anterior. a, b y c) El émbolo está en máximo suministro de combustible. a)
Llenado de la cámara de presión. El pistón baja por que la leva no está
atacando y la lumbrera de combustible permanece abierta. b) Comienzo
de la inyección. Empieza a atacar la leva y en consecuencia el émbolo
empieza a subir comprimiendo al combustible y además la lumbrera
permanece cerrada. c) Fin de la inyección. Ya a pasado la elevación
máxima de la leva y la lumbrera ya está abierta. d) El émbolo está en
media carga. (mitad de la carrera útil). e) Marcha en vacío. (muy poca
carrera útil). f) Posición de parada (motor está apagado). Si el émbolo o el
cilindro están desgastados, se perderá presión de inyección ya que habrá
fugas de combustible. Se deberá cambiar todo esto en conjunto, ya que su
ajuste es tan preciso y delicado, son piezas que van siempre hermanadas y
ajustadas en par con un juego inferior a las 3 micras.
La válvula de reaspiración que se encuentra ubicada en la parte superior
del cilindro, sirve para que cuando ya a finalizado la inyección , esta válvula
por acción de su muelle consiga desaparecer la presión que existe en el
conducto entre la bomba de inyección y el inyector, con esto se evita que
haya goteos en el inyector. El juego que debe existir en estas válvulas de
reaspiración deben ser inferiores a las tres micras, por lo que si un
elemento se desgasta, se debe cambiar todo esto en conjunto, como el
émbolo y cilindro de la bomba de inyección. Además hay dos tipos de
válvulas de reaspiración de bola y de asiento, como podemos observar en
la figura14, también observamos sus partes.
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Yo me basaré solo en las válvulas de asiento ya que estas son las más
comunes y se las puede encontrar en muchas bombas de inyección en
línea.
Su funcionamiento podemos observarlo en la siguiente figura15.
A) La válvula de reaspiración está cerrada. Esta válvula permanece
cerrada mientras el combustible empieza a ser comprimido por el émbolo,
cuando este va cerrando la lumbrera de admisión.
B) La válvula de reaspiración está abierta. Cuando la presión que produce
el émbolo sobre el combustible es mayor a la fuerza del muelle de esta
válvula, el collarín empezará a desplazarse de su guía, permitiendo tan
solo en este instante el paso del combustible hacia el inyector.
C) Explicación del efecto de reaspiración del volumen Vd al bajar. Cuando
la rampa del émbolo ha llegado a descubrir la lumbrera de alimentación,
disminuye notablemente la presión en la cámara de compresión. Además
ya que existe otra presión más grande en el tubo de inyección, más la
fuerza del resorte, obligarán a que el vástago de esta válvula baje. Cuando
el collarín llega a su guía, este cerrará el paso del combustible. Este
collarín seguirá bajando hasta que la válvula llegue a su asiento, con lo
cual se produce un aumento de volumen Vd, el cual disminuirá la presión
en el conducto de inyección y en consecuencia evita que haya un goteo en
el inyector, además ese mismo volumen de combustible, bajará a la
cámara de presión el cual se irá por la lumbrera de alimentación.
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Figura 12. Partes de un
elemento de bombeo. 1) Racor de
salida. 2) Válvula de reaspiración.
3) Cilindro. 4) Entradas de
combustible. 5) Émbolo. 6) Corona
dentada. 7) Cremallera.
8) Manguito de regulación.
9) Guía del émbolo.
Figura 13. Explicación del comienzo y fin de la inyección. a) Llenado de la
cámara. (lumbrera abierta). b) Comienzo de la inyección. (lumbrera
cerrada). c) Fin de la inyección. (lumbrera abierta). d) Posición de
media carga. (mitad de carrera útil). e) Marcha en vacío. (muy poca
carera útil). f) Posición de paro. (Cortocircuito constante).
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Figura 14. Válvulas de reaspiración. 1) Salida al inyector. 2) Muelle.
3) Cono de cierre. 4) Cuerpo de válvula. 5) Vástago. 6) Collarín.
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Figura 15. Funcionamiento de la válvula de reaspiración de asiento.
A) Cerrada. B) Abierta.
C) Explicación del efecto de reaspiración. Vd al bajar.
3.4.- VARIADOR AUTOMÁTICO A LA INYECCIÓN.
Este variador automático de la inyección, va ubicado en la parte delantera
de la bomba de inyección, es el que recibe el movimiento del motor y lo
transmite al árbol de levas. Sus partes las podemos apreciar en la figura16
A ,su funcionamiento es el siguiente y lo podemos apreciar en la figura16 B
y 16 C. Cuando el motor está parado o a bajas revoluciones los muelles 8
presionan al disco 10, que a su vez a través de los rodillos mantienen
replegados a los contrapesos 1. Pero cuando el motor empieza a girar a
elevadas revoluciones también lo hace este variador, y consigo los
contrapesos que por la fuerza centrífuga estos se expanden, comprimiendo
así a los muelles 8 y mediante los rodillos 4 que van a rodar sobre el disco
10, los contrapesos se desplazan en sentido del giro del motor. Como el
árbol de levas, el disco variador y el cubo 3, están fijamente unidos y son
solidarios; esto quiere decir si el disco avanza 5 grados el árbol de levas
tiene que avanzar la misma distancia en grados, como podemos observar
en la figura16 C. El avance máximo de inyección es de 80
, (grados).
3.5.- REGULADOR DEL NÚMERO DE REVOLUCIONES.
En los motores gasolina, el número de revoluciones y la potencia, es
controlada y regulada con la entrada de aire. Actuando sobre el pedal del
acelerador el cual pondrá en determinada posición a la mariposa que
permitirá el ingreso de la mezcla aire-gasolina. En cambio en los motor
diesel el número de revoluciones y la potencia es controlada con el ingreso
de combustible, por lo que el acelerador actuará directamente sobre la
bomba de inyección. En el motor diesel, para una misma posición del
acelerador, cuando la resistencia al movimiento es mayor (en una subida)
el motor pierde revoluciones y por lo tanto también pierde potencia, pero
cuando está en una (bajada) se pierde la resistencia al movimiento y
aumenta considerablemente las revoluciones. Por lo que el regulador,
debe corregir estas variaciones, manteniendo constante el número de
revoluciones y en consecuencia la velocidad. Pero como estos motores
tienen sus partes más pesadas y robustas, por lo que al aumentar las
revoluciones aumenta peligrosamente la fuerza centrífuga y la fuerza de
inercia, es aquí donde también este regulador debe actuar y debe limitar el
régimen máximo de giro del motor.
Este regulador actúa directamente sobre la cremallera, corrigiendo su
posición independientemente de la posición del pedal de acelerador. Según
Ingeniería Automotriz. 20 Séptimo “A”.
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el principio de funcionamiento se puede apreciar dos tipos de reguladores
en las bombas de inyección en línea y son: centrífugos y neumáticos.
A B C
Figura 16. Partes del variador automático a la inyección. 1) Peso
centrífugo. 2) Carcaza. 3) Cubo. 4) Rodillo. 5)Cazoleta oscilante. 6) Tapa
de cierre. 7) Pernos de guía. 8) Muelles helicoidales. 9) Junta. 10) Disco
variador. (firmemente unido con la cazoleta oscilante). A.- Partes del
variador automático a la inyección. B.- Posición de reposo. C.- Posición de
funcionamiento.
Ingeniería Automotriz. 21 Séptimo “A”.
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3.5.1.- REGULADOR CENTRÍFUGO. (FUNCIONAMIENTO)
En la figura17 A y B observamos a un regulador centrífugo con sus
respectivas partes. Este regulador centrífugo se encuentra ubicado en la
parte posterior de la bomba de inyección. El principio de funcionamiento de
estos reguladores de revoluciones está basado en la utilización de la fuerza
centrífuga producida por la bomba de inyección que gira al par con el
motor, para hacer desplazar a unos contrapesos, el cual por medio de
palancas logrará reducir el caudal del combustible y en consecuencia
también reduce las revoluciones de giro.
FUNCIONAMIENTO DEL REGULADOR DE REVOLUCIONES
CENTRÍFUGO.
En la figura17 C. Al pisar el pedal del acelerador 16 a fondo se propagará
ese movimiento hacia la palanca de accionamiento 14 la cual se debe
mover entre dos topes 15, dicha palanca 14 está unida regidamente con la
palanca de mando 12 a través del eje 13. Entonces la palanca 12 debido a
su movimiento logrará bajar a la corredera 14, la cual hará bascular a la
palanca de regulación 10 sobre la horquilla 17 entonces también logrará
desplazar a la cremallera 18 en el sentido de consumo máximo de
combustible, también con este movimiento se logrará retroceder a la pieza
8 por su eje 9. Esta pieza 8, tirará tanto a la barra 7 con su collarín 6 y
además a las palancas acodadas 4 que bascularán sobre sus ejes 5,
entonces los contrapesos se encontrarán comprimidos por la fuerza de los
muelles 3.
Con respecto de la figura17 D. Cuando el motor se encuentra en posición
de ralentí, habrá un leve desplazamiento de los contrapesos 2 debido a
que ya está presente una fuerza centrífuga no muy potente. Aquí se podría
decir que tanto fuerza centrífuga como la fuerza del resorte mantienen un
equilibrio.
Cuando se ha llegado al máximo régimen de revoluciones como se
observa en la figura17 E. Se observa que el pedal del acelerador 16 está
pisado a fondo con lo que se logra el máximo número de revoluciones,
entonces los contrapesos 2 que van girando conjuntamente con el árbol de
levas 1 de la bomba de inyección, se expanden totalmente por que existe
una mayor fuerza centrífuga, venciendo entonces la fuerza de los muelles
Ingeniería Automotriz. 22 Séptimo “A”.
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3. Al desplazarse los contrapesos moverán a las palancas 4 que basculan
en sus ejes 5 atrayendo así al collarín 6 que a su vez con la ayuda de la
barra 7 tira a la pieza 8 que se desliza sobre su eje 9. Entonces la palanca
10 basculará sobre esta pieza 8,con lo que se consigue que esta palanca
mueva a la cremallera 18 en sentido de mínimo consumo, con lo que se
reduce las revoluciones.
Figura 17 A Partes del regulador del número de revoluciones centrífugo. 2)
Contrapesos. 3) Muelles. 4) Palancas acodadas. 5) Ejes. 7) Barra. 8) Pieza
deslizante. 9) Eje guía. 10) Palanca de regulación. 11) Cilindro interior. 12)
Palanca de mando. 14) Palanca de accionamiento. 15) Tornillo de tope. 17)
Horquilla. 18) Barra de regulación. 20) Tuerca de regulación. 21) Tapón de
nivel de aceite. 22) Tapón de llenado de aceite. 23) Tope. Se muestra las
partes externas e internas del regulador centrífugo de revoluciones.
Ingeniería Automotriz. 23 Séptimo “A”.
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BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL.
Figura 17 B. Esquema del regulador del número de revoluciones
centrífugo. 1) Árbol de levas de la bomba de inyección. 6) Collarín. 13) Eje.
16) Pedal acelerador. 19) Tope. Se muestra las partes internas del
regulador centrífugo de revoluciones. Las demás numeraciones coinciden
con la figura 17 A.
Figura 17 C. Posición de puesta en marcha. Mando con el pedal de
acelerador a fondo. En esta figura se muestra como funcionan las
palancas y en qué posición permanece el regulador de revoluciones, al
pisar el pedal del acelerador a fondo.
Ingeniería Automotriz. 24 Séptimo “A”.
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Figura 17 D. Se muestra como funciona el regulador de revoluciones,
cuando el motor se encuentra en ralentí.
Figura 17 E. Se muestra el funcionamiento del regulador centrífugo de
revoluciones, cuando el motor se encuentra en el máximo régimen de
revoluciones.
Ingeniería Automotriz. 25 Séptimo “A”.
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Figura 18. Ajuste de los muelles reguladores. 1) Platillo. 2) Tornillo.
3) Tuerca. A) Límite de aflojamiento de los muelles. B) Límite de apriete de
los muelles
Para una perfecta regulación del combustible es necesario colocar al
muelle de regulación en una posición de tensión determinada y precisa.
Como observamos en la figura18. En la figura18 A se observa el límite
máximo de aflojamiento de los muelles de regulación, la tuerca 3 no debe
de sobrepasar a la altura del tornillo 2. Mientras que en la figura18 B, se
observa el régimen máximo de apriete de los muelles de regulación, que no
debe ser mayor de 2 a 2,5 mm ó de 3 a 3,5 mm, claro está que esto va a
depender del modelo del automóvil que sea.
3.5.2.- REGULADOR NEUMÁTICO. (FUNCIONAMIENTO)
El principio de funcionamiento de los reguladores neumáticos están
basados en las variaciones de depresiones producidas en el colector de
admisión. Estas depresiones son creadas por la posición de la mariposa y
el número de revoluciones con los que gira el motor, las mismas que son
transmitidas hacia el conjunto neumático ubicado en la parte posterior de la
bomba de inyección. Entonces este regulador controlará las revoluciones
haciendo desplazar a la cremallera hacia mayor o menor consumo de
combustible. Cabe destacar que las bombas que poseen este tipo de
regulador no tiene un mando directo de la dosificación del combustible al
pisar el pedal del acelerador, sino que está gobernado por las depresiones
y la posición de la mariposa en el colector de admisión. Las partes de este
Ingeniería Automotriz. 26 Séptimo “A”.
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regulador se pueden apreciar en la figura19 A. En la entrada del colector
de admisión se aprecia a un venturi 2, a una mariposa 3, que son idénticas
a las de los carburadores de los motores de gasolina, por otra parte
también observamos el regulador neumático 8 que en su interior se
encuentra el muelle 15, la membrana 18 que estarán unidos a la cremallera
13.
FUNCIONAMIENTO DEL REGULADOR NEUMÁTICO.
Para comprender de mejor manera su actuación le dividí en tres fases de
funcionamiento:
B.- Marcha en vacío o ralentí del motor.
C.- Marcha con el máximo número de revoluciones del motor.
D.- Paro del motor.
En la figura19 B, se puede apreciar el funcionamiento de este regulador,
cuando el motor se encuentra en ralentí. El pedal del acelerador 5 se
encuentra en reposo por lo tanto la mariposa estará totalmente cerrada.
Debido a la absorción de aire por parte del motor y como la mariposa se
encuentra cerrada, entonces el motor succionará aire por el destaje 16 que
posee la mariposa y también lo hará con el aire que se encuentra en el
equipo neumático a través del conducto 17. Este aire absorbido pasará por
un venturi 12. Debido a la succión y como al interior de la cámara 14 se
encuentra la membrana 18 se creara un cierre hermético, con lo que se
produce una depresión en esta cámara. Esta depresión vence la fuerza del
muelle 15, con lo que la membrana 18 y la cremallera 13 se desplazaran
hacia la posición de mínimo consumo de combustible reduciendo las
revoluciones y en consecuencia su velocidad. Pero si pierde algunas
revoluciones el motor tenderá a querer apagarse, entonces esta depresión
que fue creada se disminuirá y en consecuencia la fuerza del muelle 15
logrará desplazar a la membrana 18 conjuntamente con la cremallera 13
hacia la posición de máximo consumo. Entonces el motor se acelerará
hasta permanecer en un punto medio de regulación.
En la figura19 C. Se observa cual es la posición del regulador neumático
cuando el motor se encuentra en el régimen máximo de revoluciones. Su
funcionamiento es el siguiente; al pisar el pedal del acelerador a fondo
abrimos totalmente la mariposa, con lo que el aire que succiona el motor
va a pasar por el venturi 2 y también por el 12 pero a mayor velocidad, en
consecuencia se crea una depresión que ayudará en esta ocasión a la
fuerza del muelle 15 para desplazar a la cremallera a una posición de
máximo suministro de combustible. En este proceso las revoluciones solo
deben llagar hasta un máximo determinado ya que luego la palanca 22
Ingeniería Automotriz. 27 Séptimo “A”.
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llegará a topar en el tope 21 el cual no lo dejará seguirse desplazando para
que aumente sus revoluciones.
Y por último observamos la posición de paro del motor que se observa en
la figura19 D. Al tirar del botón 11, y por medio de palancas en especial la
22, se reduce la cámara de depresión 14 y en consecuencia la cremallera
13 se desplaza hacia la posición de suministro nulo, entonces no se
inyectará combustible y el motor se apaga.
Ingeniería Automotriz. 28 Séptimo “A”.
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BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL.
Figura 19 A. Esquema del equipo del regulador neumático. Partes
componentes de este regulador neumático. 1) Filtro de aire. 2) Venturi.
3) Mariposa de admisión. 4) Cuerpo mariposa. 5) Pedal del acelerador.
6) Piso. 7) Tubo comunicador de las depresiones en la aspiración.
8) Regulación neumática. 9) Bomba de inyección. 10) Palanca de
regulación. 11) Botón tirador de paro. 12) Paso de aire permanente.
(pequeño venturi). 13) Cremallera. 14) Cámara de depresión. 15)
Muelle. 16) Mariposa con corte para paso de mínimo. 17) Tubo de
conexión. 18) Membrana. 20) Racor. 21) Tope de la barra de
regulación. 22) Palanca reguladora.
Ingeniería Automotriz. 29 Séptimo “A”.
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Figura 19 B. Régimen de marcha en vacío o ralentí del motor. Posición
del regulador neumático en ralentí. 3) Mariposa de admisión.
12) Paso de aire permanente. (pequeño venturi). 13) Cremallera.
14) Cámara de depresión. 15) Muelle.
Ingeniería Automotriz. 30 Séptimo “A”.
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Figura 19 C. Régimen máximo de revoluciones. 3) Mariposa de
admisión. 5) Pedal del acelerador. 12) Paso de aire permanente.
(pequeño venturi). 14) Cámara de depresión 16) Mariposa con
corte para paso de mínimo. 17) Tubo de conexión.
Figura 19 D. Regulador neumático en posición de paro. 11) Botón
tirador de paro.
Ingeniería Automotriz. 31 Séptimo “A”.
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3.6.- LUBRICACIÓN.
Primeramente la lubricación del émbolo y cilindro de la bomba de
inyección está asegurado ya que el mismo combustible sirve como
lubricante.
En las demás partes de las bombas de inyección en línea como el árbol de
levas, cremallera, regulador, muelles, empujadores, etc., necesitan de
lubricación con aceite para ello existen dos posibilidades de lubricación y
que son;
• Formando parte del mismo circuito de lubricación del motor, o lubricación
a presión.
• Independientemente, con una reserva de aceite para la bomba y para el
regulador. Entonces su lubricación será por simple salpicadura.
LUBRICACIÓN A PRESIÓN.
Este sistema de lubricación de la bomba de inyección, se aprovecha del
sistema de lubricación a presión del motor. El aceite filtrado del motor llega
a la bomba de inyección a través de un conducto por donde llega el aceite
a una presión igual a la que se genera en el motor, para lubricar al árbol de
levas, que luego pasa a las cámaras de los muelles por sus respectivos
empujadores de rodillo o a través de una válvula especial de admisión,
hasta que el aceite llega al regulador de revoluciones, ya que en el árbol de
levas no va a existir un retenedor, mientras que su retorno se realiza a
través de otro conducto. Antes de ponerla en funcionamiento y por ende en
comunicación con el circuito de lubricación del motor nosotros debemos
rellenarlas de aceite idéntico al que se utiliza en dicho motor.
LUBRICACIÓN POR SALPICADURA.
Este sistema de lubricación basado en el simple movimiento de las piezas
interiores de la bomba de inyección en especial del árbol de levas, por el
cual se produce una salpicadura constante cuando está en continuo
funcionamiento. Este sistema se debe rellenar con aceite igual al que se
utiliza en el motor por un tapón de relleno de aceite que se encuentra
ubicado sobre el regulador de número de revoluciones centrífugo o por el
filtro de aire de un regulador de número de revoluciones neumático. Se
debe chequear el aceite cada vez que se cambia el aceite del motor o sea
aproximadamente cada 5000km. Si se observa que el aceite aumenta
significa que existen fugas en el conjunto cilindro émbolo de la bomba. Por
otra parte el cambio de aceite se debe realizar cada vez que se desmonta
la bomba de inyección o el regulador de revoluciones y cuando se realiza
una revisión general del motor predispuesta por el fabricante,
aproximadamente cada 100000km.
Ingeniería Automotriz. 32 Séptimo “A”.
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4.- SISTEMA DE ALIMENTACIÓN DIESEL CON BOMBA ROTATIVA
CAV–DPA, CON REGULADOR DE NÚMERO DE REVOLUCIONES;
HIDRÁULICO Y MECÁNICO.
Este sistema de alimentación con bomba de inyección rotativa CAV–DPA
con regulador mecánico lo podemos apreciar en la figura20. Este
circuito empieza cuando el combustible procedente del depósito 1,
pasa por el Prefiltro2, por la bomba de cebado 3, por el filtro 4, por
la válvula reguladora de presión 6 con una presión de
aproximadamente 1,5bar a 3bar, hasta llegar hacia la bomba de
transferencia de paletas 7, la cual enviará el combustible a una
presión de 6bar a 15bar hacia la válvula dosificadora 10, por medio
de taladros que existen en el cabezal hidráulico. El combustible será
comprimido por dos émbolos y el combustible saldrá hacia cada
inyector 9 en un tiempo determinado a una presión de
aproximadamente unos 130bar a 140bar. El retorno es a gravedad.
Este sistema de alimentación con bomba de inyección rotativa CAV–DPA
con regulador hidráulico lo podemos apreciar en la figura21, este
circuito realiza el mismo recorrido de la bomba con regulador
mecánico antes mencionado. Lo único que la diferencia es el tipo de
regulador; ya que el regulador mecánico aprovecha la velocidad de
giro del motor para regular las revoluciones del motor y por
consiguiente aumentar o disminuir el suministro de combustible,
además ya que su válvula dosificadora va a realizar la regulación
girando. Por otra parte las bombas con regulador hidráulico
aprovecha la presión sobre el combustible para regular las
revoluciones del motor, además la válvula dosicadora realiza su
función desplazándose de abajo hacia arriba.
5.- SISTEMA DE ALIMENTACIÓN DIESEL CON BOMBA ROTATIVA BOSCH
EP/VE.
El sistema de alimentación con bomba rotativa Bosch EP/VE, lo podemos
apreciar en la figura23. Este circuito empieza en el depósito 1 donde se
almacena combustible, el mismo que va a pasar por el filtro2, hasta llegar
hacia la bomba de transferencia 3, la cual es de paletas y que al funcionar
con el giro del motor succiona el combustible hacia esta y lo impulsa al
interior de la bomba de inyección para alimentar al rotor 9, para que este
comprima al combustible. Para que el rotor 9, comprima al combustible
antes se deben de poner en contacto el plato de levas 6, y el aro porta
rodillos 5, para poder desplazar al rotor hacia la posición de compresión, y
por consiguiente vencer la fuerza del muelle de la válvula de reaspiración
10, con lo que se consigue enviar el combustible hacia los inyectores 15
Ingeniería Automotriz. 33 Séptimo “A”.
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para alimentar al motor. Este combustible que se encuentra la interior de la
bomba de inyección no solo sirve para alimentar al motor sino que también
sirve para lubricar las partes móviles interiores de esta bomba.
Ingeniería Automotriz. 34 Séptimo “A”.
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BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL.
Figura 20. Circuito de alimentación de la bomba rotativa CAV–DPA
con regulador mecánico. 1) Tanque. 2) Prefiltro. 3) Bomba de
cebado. 4) Filtro. 5) Cañerías de retorno. 6) Válvula reguladora
de presión. 7) Bomba de transferencia. 8) Conjunto del
distribuidor. 9) Inyectores. 10) Válvula dosificadora. 11) Conjunto
del regulador mecánico. 12) Palanca del acelerador. 13) Palanca de
paro. 14) Cañerías de alta presión. 15) Cañería de baja
presión.
Ingeniería Automotriz. 35 Séptimo “A”.
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Figura 21. Circuito de alimentación de la bomba rotativa CAV–DPA
con regulador hidráulico. 1) Tanque. 2) Bomba de cebado. 3) Filtro.
4) Cañería de retorno. 5) Bomba de transferencia. 6) Válvula reguladora de
presión. 7) Conjunto de la válvula dosifcadora y regulador hidráulico.
8) Conjunto del distribuidor. 9) Inyector. 10) Palanca del acelerador.
11) Cañería de alta presión. 12) Cañería de baja presión.
6.- BOMBA DE INYECCIÓN ROTATIVA.
Ingeniería Automotriz. 36 Séptimo “A”.
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6.1.- PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO.
A este tipo de bombas también se las denomina de distribuidor rotativo.
Tienen un solo elemento de bombeo para comprimir, distribuir y dosificar el
combustible para que luego sea enviado hacia los inyectores, estas
bombas a lo igual que las de en línea giran a la mitad de revoluciones a
que lo hace el motor. Además estas bombas no necesitan de ningún tipo
de lubricación ni de refrigeración ya que el mismo combustible cumple
estas funciones.
6.2.- IDENTIFICACIÓN DE LA PLACA.
Es necesario conocer que significa de cada número y letras, componentes
de una placa rotativa, para poder realizar algún trabajo y comprar el
repuesto necesario y preciso que esta bomba lo requiera. A continuaciones
observamos una placa con sus respectivas cualidades:
NP–VE4/11F1700LNP2336
NP – VE 4 / 11 F 1700 L NP 2336
asdsd
Accesorios.
asasddwqdqw
Marca.
assadasdas
Sentido de giro.
asdasasds
R.P.M.
asdasdwqda
Regulador centrífugo.
asdasdqwd
Diámetro del elemento.
asdasdqw
Número de cilindros.
asdasdqw
Tipo de regulador.
asdasdw
Marca.
6.3.- PARTES DE LA BOMBA ROTATIVA.
A igual que las bombas en línea, estas bombas rotativas tienen muchas
partes de las cuales yo he tomado las más importantes. En la figura22, se
observa las partes de una bomba de Inyección Rotativa tipo CAV–DPA y
en la figura23, se observa el Circuito de alimentación y partes de la Bomba
de Inyección Rotativa Bosh EP/VE.
Ingeniería Automotriz. 37 Séptimo “A”.
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BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL.
Figura 22. Partes de la Bomba de Inyección Rotativa CAV–DPA.
1) Estría maestra. 2) Estriado del eje de transmisión. 3) Racor de retorno
de combustible. 4) Aro de levas. 5) Placas de reglaje. 6) Palanca del
acelerador. 7) Válvula de dosificación. 8) Regulador hidráulico.
9) Palanca de paro. 10) Lumbrera de dosificación. 11) Lumbreras de
llenado. 12) Cabezal hidráulico. 13) Entrada de combustible. 14) Placa
extremo de la bomba. 15) Lumbrera de carga. 16) Bomba de
transferencia. (paletas). 17) Orificio de regulación. 18) Émbolo de
regulación. 19) Salidas a los inyectores. 20) Lumbrera de cebado.
21) Lumbrera de distribución. 22) Lumbreras de salida. 23) Racor
de combustible parar el avance automático. 24) Ranura anular. 25) Rotor.
26) Avance automático. 27) Rodillos. 28) Émbolos de bombeo.
29) Placa de arrastre. 30) Brida de anclaje al motor.
Ingeniería Automotriz. 38 Séptimo “A”.
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Figura 23. Circuito de alimentación y partes de la Bomba de
Inyección Rotativa Bosh EP/VE. 1) Tanque de combustible. 2) Filtro.
3) Bomba de transferencia. 4) Piñón de accionamiento del regulador
mecánico. 5) Aro porta rodillos. 6) Plato de levas. 7) Variador automático
de avance. 8) Manguito de control. 9) Rotor. 10) Válvula de reaspiración.
11) Palanca de arranque. 12) Válvula electromagnética de paro.
13) Resorte de sobrecarga de arranque. 14) Palanca del regulador.
15) Inyector. 16) Tornillo regulador del caudal. 17) Palanca de tensión.
18) Racor de sobrante y purga. 19) Palanca de paro manual. 20) Muelle
del regulador. 21) Mando del acelerador. 22) Piñón de arrastre del
regulador. 23) Válvula reguladora de presión. 24) Lumbrera de entrada
Ingeniería Automotriz. 39 Séptimo “A”.
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de combustible a la bomba de transferencia. 25) Lumbrera de salida de
combustible de la bomba de transferencia.
6.4.- CONJUNTO DE BOMBEO Y DISTRIBUCIÓN.
6.4.1.- CONJUNTO DE BOMBEO Y DISTRIBUCIÓN DE LA BOMBA
CAV-DPA
El rotor de esta bomba CAV-DPA, solo funciona como distribuidor de
combustible hacia cada uno de los inyectores, ya que tiene dos émbolos
que bombean el combustible para la inyección. Como podemos observar
en la figura24. El cabezal hidráulico 2, aloja en su interior al rotor 1,que a
su ves aloja en uno de sus extremos a los émbolos 3 que están situados
uno frente del otro con lo que crean una cámara 4, es rotor va situado
después de la bomba de transferencia que se aloja en 13. Este rotor
además posee una ranura anular 7 que mantendrá una comunicación entre
el conducto de alimentación 8 y la lumbrera de alimentación 6, también
tiene un taladro axial 5 por donde se mantendrá un contacto entre la
cámara de bombeo 4, la lumbrera de llenado 10 y la lumbrera de
distribución 12. Además tendrá tantos taladros de llenado 10 como cilindros
tenga el motor y formarán ángulos igual entre ellos, estos taladros 10 van
coincidiendo sucesivamente con la lumbrera de dosificación 9, y por último
la lumbrera de distribución 12, se irá encarando con cada una de las
salidas 11 hacia los inyectores, que también habrá tantas salidas 11 como
cilindros haya en el motor.
FUNCIONAMIENTO DEL CONJUNTO DE BOMBEO Y DISTRIBUCIÓN
DE LA BOMBA CAV-DPA.
El funcionamiento del conjunto de bombeo y distribución de una bomba
CAV–DPA lo podemos aprecia en la figura25. En donde el detalle A nos
muestra como el combustible luego de pasar por la bomba de
transferencia, por la ranura anular y por la lumbrera de alimentación llega a
la lumbrera de dosificación en donde está coincidiendo con la lumbrera de
llenado y la lumbrera de distribución no coincide con ninguna de sus
salidas, entonces el combustible llena todo el taladro axial y la cámara de
bombeo ya que ninguna leva del aro de levas 6 está atacando a los rodillos
5 que se encuentran ubicados por encima de cada émbolo 3, pero entre
estos se interponen una zapata porta rodillos 4 que servirá para darle
ubicación al rodillo, en este caso.
En el detalle B observamos que, luego de seguir girando el rotor la
lumbrera de llenado deja de coincidir con la lumbrera de dosificación. Las
levas del aro 6 empiezan a atacar a los rodillos 5 y por ende los émbolos 3
empiezan a comprimir el combustible que se encuentra en la cámara de
Ingeniería Automotriz. 40 Séptimo “A”.
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bombeo. Cuando los émbolos 3 han comprimido lo máximo entonces ahora
coincide la lumbrera de salida con uno de los taladros de salida para que el
combustible se dirija hacia los inyectores.
El aro de levas que podemos apreciar en la figura26, tiene una
construcción especial en la cual se observa una curva de retención que va
luego de la cresta de máxima compresión. Esta curva de retención sirve
para que luego de la impulsión del combustible hacia los inyectores el
émbolo retroceda un poco para que pierda una pequeña porción de presión
en las cañerías de inyección, para que no exista un goteo de combustible
en el inyector, esta curva de retención, realiza la función de la válvula de
reaspiración que hay en las bombas en línea.
6.4.2.- CONJUNTO DE BOMBEO Y DISTRIBUCIÓN DE LA BOMBA
BOSCH EP/VE
El rotor de esta bomba realiza la función de distribuidor y de bombeador
gracias a los rodillos y al plato de levas que gira a la misma velocidad del
rotor. El conjunto de bombeo y distribución de la bomba Bosch EP/VE, lo
podemos observar en la Figura27 y consta de las siguientes partes. El eje
de transmisión1 transmite el movimiento giratorio hacia el plato de levas4
que este a su ves lo transmite al rotor5. El plato4 tiene tantos lóbulos
frontales como cilindros tenga el motor, estos lóbulos serán atacados por
los rodillos3 que se encuentran en su aro2, este plato4 podrá mantenerse
contra el aro porta rodillos2 por medio del muelle16. Por otra parte el
rotor5, posee un taladro axial 14, una lumbrera de fin de la inyección 15,
una lumbrera de distribución 13 y tantas ranuras de entrada 12 como
cilindros tenga el motor. Las ranuras 12 se comunican con la cámara de
presión11 y con el taladro axial 14. Además sobre el rotor5 se encuentra y
se desliza el manguito de control 7 a través de la palanca6 del acelerador y
del regulador. Además el cabezal hidráulico9 posee tantas salidas8 de
combustible hacia los inyectores como cilindros tenga el motor, y una
lumbrera de alimentación10.
FUNCIONAMIENTO CONJUNTO DE BOMBEO Y DISTRIBUCIÓN DE LA
BOMBA BOSCH EP/VE
El funcionamiento de este conjunto de bombeo y distribución empieza
cuando el combustible ingresa al interior de la bomba luego de pasar por la
bomba de transferencia, el combustible pasa a la lumbrera de alimentación
10 y cuando los rodillos 3 no atacan a las levas del plato 4, entonces
también sucederá que una ranura 12 coincidirá con la lumbrera de entrada
10, y en consecuencia el combustible pasa a llenar la cámara de presión
Ingeniería Automotriz. 41 Séptimo “A”.
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11 y al taladro axial 14, pero también sucederá que la lumbrera de
distribución no coincidirá con alguna salida hacia los inyectores. En esta
fase se nota que el muelle 16 mantiene al plato 4 firme contra el aro 2, y el
rotor se encuentra en su PMI.
Cuando el rotor sigue girando llegará un momento en el que los rodillos
atacarán a los lóbulos del plato 4 y en consecuencia el rotor se desplaza
hacia su PMS comprimiendo el muelle 16 y lo más importante al
combustible que se encuentra en la cámara 11. Entonces con el giro del
rotor 5, la ranura 12 ya no coincide con la lumbrera 10, y en esta ocasión la
ranura de distribución es la que coincide con una de las salidas 8 hacia los
inyectores.
Luego el rotor deja al descubierto a la lumbrera de fin de la inyección 15
con lo que culmina la inyección. La distancia L que se observa en la
figura27, es tan solo la carrera útil del rotor y en consecuencia la duración
de la inyección. Esta distancia está manipulada por la posición del
manguito 7 el cual va a variar cuando se acelere o cuando sobre el actúe el
regulador, de manera de que cuanto mayor sea la distancia L mayor será la
dosis de combustible.
En la figura28, se observa tres posiciones de funcionamiento del conjunto
de bombeo y distribución de la bomba Bosch EP/VE; en la figura28 A se
encuentra en ralentí y se nota que la distancia L es muy pequeña y en
consecuencia la cantidad de combustible también lo será. Cuando la
lumbrera de fin de la inyección queda totalmente abierta durante toda la
carrera del rotor entonces nos damos cuenta que el motor se encuentra en
paro. En la figura28 B el manguito 7 se desplaza hacia la derecha con lo
que la distancia L aumenta y entonces también aumenta la cantidad de
combustible, cuando se encuentra en esta posición será cuando el motor
se encuentra en una marcha normal. Y finalmente en la figura28 C se
observa el fin de la inyección y esto ocurre cuando el rotor sobrepasa la
posición del manguito 7 y en consecuencia deja al descubierto a la
lumbrera 15 por donde se pierde la presión. En esta figura también se
observa las válvulas de reaspiración 17 las cuales van ubicadas en cada
racor de salida a los inyectores.
Ingeniería Automotriz. 42 Séptimo “A”.
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Figura 24 Esquema del
conjunto de bombeo y distribución
de la bomba CAV-DPA. 1) Rotor.
2) Cabezal Hidráulico. 3) Émbolos
de bombeo. 4) Cámara de
bombeo. 5) Taladro axial. 6)
Lumbrera de alimentación. 7)
Ranura anular. 8) Conducto de
alimentación. 9) Lumbrera de
dosificación. 10) Lumbrera de
llenado. 11) Salidas a los
inyectores. 12) Lumbrera de
distribución. 13) Alojamiento de la
bomba de transferencia. 14)
Salida de combustible de la
bomba de transferencia.
Figura 25. Funcionamiento
del conjunto de bombeo y
distribución de la bomba CAV-
DPA. 1) Rotor. 2) Cabezal
Hidráulico. 3) Émbolos. 4) Zapatas
porta rodillos. 5) Rodillos. 6) Aro
de levas.
Figura 26. Sección del aro de
levas de la bomba CAV-DPA. 1)
Rotor. 2) Aro de levas. 3) Émbolo.
4) Zapata porta rodillos. 5) Cuerpo
de la bomba. A) Cresta de la leva.
Ingeniería Automotriz. 43 Séptimo “A”.
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Figura 27. Esquema de funcionamiento del conjunto de bombeo y
distribución de la bomba Bosch EP/VE. 1) Eje de transmisión. 2) Aro porta
rodillos. 3) Rodillos. 4) Plato de levas. 5) Rotor. 6) Palanca de control. 7)
Manguito de control. 8) Salida a los inyectores. 9) Cabezal hidráulico. 10)
Lumbrera de alimentación. 11) Cámara de presión. 12) Ranura de entrada.
13) Lumbrera de distribución. 14) Taladro axial. 15) Lumbreras de fin de
inyección. 16) Muelle.
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Figura 28. Fases de dosado. A) Ralentí. B) Marcha normal. C) Fin de
inyección. 7) Manguito de control. 10) Lumbrera de alimentación.
11) Cámara de presión. 12) Ranura de entrada. 13) Lumbrera de
distribución. 14) Taladro axial. 15) Lumbreras de fin de inyección.
17) Válvula de reaspiración.
6.5.- REGLAJE DEL CAUDAL MÁXIMO DE LA BOMBA CAV–DPA.
Mecánica Automotriz. 45 Sexto Curso “A2”.
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Para regular el caudal máximo de la bomba lo único que realizamos es
limitar el recorrido de los émbolos. Este proceso lo realizamos con la placa
de reglaje 8 del aro de levas. Primero aflojamos los tornillos 5 para poder
mover la placa 8. En nuestra figura29 para dar mayor caudal debemos girar
la placa 8 hacia la derecha ya que ahí se aumentará el recorrido 3 de los
émbolos 4. Al girar la placa hacia la izquierda reducimos el recorrido de los
émbolos y por ende el caudal. En esta figura se observa a las zapatas
porta rodillos 2 que tienen una parte plana en donde hace contacto con el
émbolo y otra parte semicilíndrica en la cual se encuentra el rodillo 1,
también se observa los talones de las zapatas 6 estos están a cada lado y
sirven para encajar en las ventanas excéntricas 7.
6.6.- CONJUNTO DE LA VÁLVULA REGULADORA DE PRESIÓN DE LA
BOMBA CAV–DPA.
Esta válvula reguladora de presión de la bomba CAV–DPA, tiene dos
funciones que son; la primera es de regular la presión del combustible
mediante una relación entre la presión de transferencia y la velocidad de
rotación de la bomba, la segunda función es de permitir el paso
directamente del combustible a los circuitos del cabezal hidráulico sin tener
que pasar por la bomba de transferencia, cuando se realiza la función de
sangrado en la bomba de inyección.
En la figura30, se observa tres posiciones de la válvula reguladora de
presión y son las siguientes:
La figura30 A se encuentra en la posición de reposo, se observa el racor
11 va roscado sobre la placa extremo 12, este racor mantendrá presionado
al muelle 1 contra el manguito de regulación 4 para que el manguito se
encuentre sobre su asiento. Al interior del manguito de regulación 4 se
encuentra el muelle de regulación 3, el pistón 5 que estará situado sobre su
muelle 6. en esta ocasión el pistón 5 se encuentra tapando la lumbrera de
cebado y regulación 7.
La figura30 B En esta oportunidad la válvula se encuentra en la posición
de cebado o sangrado manual. El combustible proveniente de la bomba de
alimentación pasa al racor 11, luego pasa por el filtro 2 hasta que
finalmente llega al manguito 4. La presión que se genera en este proceso e
bombeo manual, se aplica sobre el pistón 5 que a su vez debido a esa
presión vence la fuerza del muelle 6, dejando al descubierto la lumbrera 7
para que el combustible ingrese al interior de los circuitos del cabezal
hidráulico. El combustible no podrá ingresar por la lumbrera 9, ya que el
motor se encuentra parado y para que el combustible pueda pasar por
aquella lumbrera la bomba debe estar girando, ya que ese combustible
ingresa por la acción de la bomba de transferencia de paletas.
Mecánica Automotriz. 46 Sexto Curso “A2”.
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La figura30 C En esta ocasión la válvula reguladora se encuentra en la
posición de regulación. Cuando el motor se encuentra acelerado en
consecuencia la bomba gira a las mismas revoluciones del motor con lo
que por el funcionamiento de la bomba de transferencia se aumenta el
caudal de combustible y también la presión sobre este combustible. Pero
como la lumbrera 7 se encuentra comunicada con la salida del combustible
de la bomba de transferencia, entonces aquella presión se ejercerá bajo el
pistón 5 el cual subirá hasta asentarse en el muelle 3, al cual lo comprimirá,
con lo que el combustible pasará por el orificio de regulación 8 para
regresar de nuevo hacia la lumbrera 9 y en consecuencia hacia la bomba
de transferencia para que sea nuevamente impulsado para ser inyectado.
6.7.- VARIADOR AUTOMÁTICO DEL AVANCE A LA INYECCIÓN.
Con este mecanismo se consigue adelantar progresivamente la inyección
con respecto al aumento de la velocidad del motor.
6.7.1.- VARIADOR AUTOMÁTICO DEL AVANCE A LA INYECCIÓN
DE LA BOMBA CAV–DPA.
Este variador automático del avance a la inyección que lo podemos
apreciar en la figura31 se encuentra situado transversalmente con respecto
a la bomba de inyección y además debajo del aro de levas. Este
mecanismo está constituido por un cilindro 7 que en su interior contiene a
dos pistones; el 9 que se moverá de acuerdo a la presión que le transmita
el combustible que se encuentra en la cámara 10, y el 11 el cual realiza la
función de tope móvil y que esta presionado por las fuerzas de los muelles
12. El avance máximo a la inyección será de aproximadamente de unos 90
.
Cuando el motor aumenta la velocidad, también aumenta la presión de
transferencia del combustible en la cámara 10, con lo que será suficiente
para desplazar al pistón 9, a la palanca 8 y al tope móvil 11, y en
consecuencia se comprimirán a los muelles 12. Al mover a la palanca 8
también se logrará girar al aro de levas 2, ya que esta palanca está
roscada al aro de levas. Entonces se conseguirá girar al aro de levas en
sentido contrario al giro del rotor 3, con lo que los rodillos 5 lograrán
contactarse antes con las levas 6, y en consecuencia se adelanta a la
inyección. Cuando el motor disminuye sus revoluciones también disminuirá
la presión de transferencia con lo que las fuerzas de los muelles 12
lograrán retroceder a los pistones y a la palanca de avance, para que en
esos instantes se logre retardar la inyección. Para controlar las
necesidades del avance a la inyección de cada motor, se puede lograr con
tan solo variar el espesor de las arandelas de ajuste 13.
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Figura 29. Regulación del
caudal máximo. 1) Rodillos.
2) Zapatas porta rodillos. 3) Recorrido
del émbolo. 4) Émbolos. 5) Tornillos.
6) Talones de la zapata.
7) Ventanas excéntricas.
8) Placas de reglaje. 9) Rotor.
Figura 30. Esquema de funcionamiento de la válvula reguladora de
presión de la bomba CAV–DPA. 1) Muelle de posicionamiento. 2) Filtro.
3) Muelle de regulación. 4) Manguito de regulación. 5) Pistón
regulador. 6) Muelle de retención. 7) Lumbrera de cebado y regulación.
8) Orificio de regulación. 9) Lumbrera de entrada de combustible hacia la
bomba de transferencia. 10) Guía de muelle. 11) Racor de entrada de
combustible.
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Figura 31. Variador
automático del avance a la
inyección de la bomba
CAV–DPA. 1) Cuerpo de la
bomba. 2) Aro de levas.
3) Rotor. 4) Émbolos.
5) Rodillos. 6) Leva. 7) Cilindro.
8) Palanca de avance. 9) Pistón
de avance. 10) Cámara de
combustible. 11) Tope móvil.
12) Muelles. 13) Arandelas de
ajuste.
Figura 32. Esquema de
un variador automático del
avance a la inyección de la
bomba Bosch EP/VE.
1) Palanca. 2) Rótula.
3) Orificio calibrado. 4) Cámara.
5) Émbolo. 6) Muelle.
7) Arandelas de calibración.
8) Cilindro. 9) Anillo porta
rodillos. 10) Rodillos.
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6.7.2.- VARIADOR AUTOMÁTICO DEL AVANCE A LA INYECCIÓN
DE LA BOMBA BOSCH EP/VE.
Sus partes lo podemos apreciar en la figura32. De igual manera este
variador también está situado transversalmente con respecto a la bomba
de inyección, debajo del aro porta rodillos. Este variador consta de un
cilindro 8 que va a acoger en su interior a un muelle 6 y a un pistón 5, que
este pistón a su vez tendrá un orificio 2 donde irá situado la palanca 1 que
va unida al aro porta rodillos por medio de un pasador, además también
tiene un orificio calibrado 3 por donde ingresa el combustible hacia la
cámara 4. La misión de este orificio 3 es de frenar las variaciones bruscas
que se puedan realizar en el pistón 5 al aumentar o disminuir la velocidad,
regulando y restringiendo el paso del combustible. El variador automático
del avance a la inyección funciona de la siguiente manera; cuando el motor
aumenta la velocidad también aumenta la presión del combustible que
viene de la bomba de transferencia hacia el variador, el combustible
ingresa por el taladro 2, para luego pasar por el orificio calibrado 3 hasta
llegar finalmente hacia la cámara 4, en donde con la entrada de
combustible se comprime al muelle 6 y forzara al pistón 5 para que se
desplace hacia la izquierda y consigo también lo haga la palanca 1, con
esto se logra también girar al aro porta rodillos en sentido contrario al giro
de la bomba de inyección, con lo que se logra que se encuentre un poco
antes los rodillos con las levas y en consecuencia se obtiene el avance a la
inyección.
6.8.- REGULADOR DEL NÚMERO DE REVOLUCIONES DE LA BOMBA
CAV-DPA.
6.8.1.- REGULADOR HIDRÁULICO.
Como podemos apreciar en la figura33, se observa un regulador hidráulico,
el cual es accionado por las levas que poseen los ejes de cada palanca de
mando ya sea de paro o de aceleración. Al acelerar el motor por medio de
la palanca 6, se pondrán en contacto la leva del eje de la palanca del
acelerador 5 con la guía 15 con lo que se consigue bajar al vástago y a la
válvula dosificadora, (que en este caso es de pistón hueco y además su
funcionamiento lo realizará deslizándose), con esto se logra que ingrese el
combustible hacia su lumbrera. Entonces se consigue aumentar la
velocidad del motor y por ende también aumentar la presión de
transferencia sobre el combustible, con lo que la presión del combustible
obligará a subir a la válvula dosificadora comprimiendo al muelle 9, y en
consecuencia se reduce el ingreso del combustible hacia la lumbrera de
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dosificación y por ende hacia el rotor para que luego sea inyectado. Con
este funcionamiento se reduce el número de revoluciones y por ende el
motor no tendrá una aceleración muy excesiva. Existe la posición de paro
del motor, en la cual al aplicar una fuerza sobre la palanca 16 se consigue
levantar a la válvula dosificadora, la cual sobrepasa la posición del tope de
ralentí y comprime a su muelle 4, también se comprime al muelle de
regulación 9. La válvula de dosificación se levanta por medio de la arandela
de paro 2 en donde actuará la media leva del eje 1 de la palanca de paro
16, y a través del vástago de la válvula de dosificación, con esto se cierra
la comunicación entre la válvula dosificadora, por medio de su orificio por
donde ingresa combustible, con la lumbrera de dosificación. Cuando el
motor se encuentre en la posición de ralentí se notará que el vástago de la
válvula hará tope con el vástago de ralentí, entonces es cuando se
equilibran las fuerzas del muelle de ralentí 4 con la presión de
transferencia. Además en esta figura33, también se observa dos
posiciones de la válvula dosificadora que son de máximo y de mínimo
suministro de combustible hacia la lumbrera de dosificación.
También existen los reguladores hidráulicos accionados por piñón y
cremallera que lo podemos apreciar en la figura34, este mecanismo
funciona cuando al accionar la palanca 6, se logra girar al piñón 19 y
consigo al manguito 22 además se comprime al muelle 3 y con esto se
consigue que el motor se acelere. Al aumentar la velocidad del motor
también aumenta la presión de transferencia en el combustible, con lo que
esta presión puede desplazar hacia arriba a la válvula dosificadora 18, que
es un pistón hueco para que pueda por allí pasar el combustible hacia su
lumbrera y además es deslizante, al desplazarse la válvula 18 se consigue
obturar un poco el paso del combustible hacia la lumbrera de dosificación y
con esto se logra reducir las revoluciones y además se consigue que el
motor no se acelere en exceso. Para que el motor se encuentre en la
posición de ralentí, el manguito 22 debe comprimir al muelle 20, con esto,
la válvula dosificadora se desplaza hacia arriba y se mantendrá estable ya
que se equilibrarán las fuerzas entre el muelle 20 y el muelle 9 con la
ayuda de la presión de transferencia. Al tirar de un accionador de paro
situado en el puesto de conducción, se transmite ese movimiento hacia la
palanca 16 la cual logra girar al eje que posee una leva de medio punto 21,
con lo que la leva va a actuar bajo la arandela de paro 2 y hará subir a la
válvula dosificadora 18 cerrando o tapando totalmente a la lumbrera 17 con
lo que el motor se para.
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Figura 33 . Regulador del número de revoluciones hidráulico de la bomba
CAV-DPA. 1) Eje de paro. 2) Arandela de paro. 3) Ajuste de ralentí. 4)
Resorte de ralentí. 5) Limitador de dosado. 6) Palanca de mando del
acelerador. 7) Tope de carga. 8) Tope de mínimo. 9) Muelle regulador. 10)
Rotor. 11) Presión reguladora; de transferencia. 12) Lumbrera de
alimentación. 13) Posición de regulación de revoluciones mínimo. 14)
Platillo de amortiguación. 15) Guía del resorte. 16) Palanca de mando de
paro.
Figura 34. Esquema del regulador hidráulico de accionamiento por piñón
y cremallera. 2) Arandela de paro. 6) Palanca de mando del acelerador. 9)
Muelle del regulador. 14) Platillo de amortiguación. 16) Palanca de mando
de paro. 17) Lumbrera de dosificación. 18) Válvula dosificadora. 19) Piñón
del acelerador. 20) Muelle de ralentí. 21) Leva de paro. 22) Manguito de
control con cremallera.
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6.8.2.- REGULADOR MECÁNICO.
En la figura35, observamos las partes que constituyen un regulador de
revoluciones mecánico de la bomba de inyección CAV–DPA. Observamos
unos contrapesos 6 los cuales van a estar sobre el manguito 7 y este sobre
el rotor 5. El manguito transmitirá el movimiento longitudinal hacia la placa
4 que a su vez tirará al brazo y muelle 9 hasta llegar a tirar a la palanca 12
la cual es encargada de regular a la válvula dosificadora 10 para que el
combustible pase hacia la lumbrera 11, este movimiento longitudinal será
proporcionado por los contrapesos que se van a expandir mediante la
fuerza centrífuga. También apreciamos a la palanca de paro 15 con su
respectiva excéntrica 16, que sirve para tirar a la horquilla 1 y esta a su vez
a la palanca 12 y en consecuencia a la válvula dosificadora 10. Otra
particularidad que apreciamos es que la válvula dosificadora ya no es un
pistón deslizante como los de los reguladores hidráulicos sino que es un
pistón giratorio
Cuando aceleramos al motor observar la figura35 A, tiramos de la
palanca 13, para que esta hale al muelle 14 y consigo a la placa 4, y en
consecuencia esta placa también tira al brazo y muelle 9 para que este a
su vez logre girar a la palanca de mando 12 y consigo a la válvula
dosificadora hacia una posición de máximo caudal de combustible.
En la figura35 B, se aprecia al regulador en la posición de marcha
normal en la que se observa que los contrapesos se empiezan a expandir
por efecto de la fuerza centrífuga que le proporciona las revoluciones a la
que gira la bomba de inyección. Al expandirse los contrapesos mueven
hacia adelanta al manguito 7 hasta equilibrar fuerzas con el muelle 14, y
este manguito a su vez empuja a la placa 4, la cual hará pivote en su
soporte para que entonces la palanca hale al brazo y muelle 9 y en
consecuencia este haga girar a la palanca 12 y a la válvula dosificadora
hacia una posición de menor suministro de combustible. Todo esto ocurre
sin variar la posición del acelerador. En conclusión al aumentar las
revoluciones del motor los contrapesos se expanden lo cual permite que se
reduzca el suministro de combustible y por el contrario si se reduce las
revoluciones en el motor los contrapesos se contraen permitiendo un
mayor suministro de combustible.
Y finalmente observamos en la figura35 C, la posición de paro del
motor. En la cual el conductor tira de un accionamiento ubicado en la
posición de conducción, el cual logra accionar a la palanca 15, con lo que
también lo hace la excéntrica de la palanca de paro que está unida a la
horquilla 1, con lo que logra halar a su palanca y en consecuencia esta
también hace girar a la palanca de mando 12 y por ende a la válvula de
dosificación hacia la posición de suministro de combustible nulo.
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Figura 35. Regulador del número de revoluciones mecánico de la bomba
de inyección CAV–DPA. 1) Horquilla de paro. 2) Guía del muelle antiparo.
3) Muelle antiparo. 4) Placa del regulador. 5) Rotor. 6) Contrapesos. 7)
Manguito de empuje. 8) Muelle. 9) Brazo y muelle de la horquilla del
regulador. 10) Válvula dosificadora. 11) Lumbrera de dosifición. 12)
Palanca de mando. 13) Palanca del acelerador. 14) Muelle del regulador.
15) Palanca de paro. 16) Eje excéntrico de la palanca de paro.
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Figura 35 A. Posición de arranque del regulador mecánico. 4) Placa del
regulador. 9) Brazo y muelle de la horquilla del regulador. 12) Palanca de
mando. 13) Palanca del acelerador. 14) Muelle del regulador.
Figura 35 B. Posición de marcha normal del regulador mecánico. 4) Placa
del regulador. 7) Manguito de empuje. 9) Brazo y muelle de la horquilla del
regulador. 12) Palanca de mando. 14) Muelle del regulador.
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Figura 35 C. Posición de paro del regulador mecánico. 1) Horquilla de
paro. 10) Válvula dosificadora. 11) Lumbrera de dosifición. 12) Palanca de
mando. 15) Palanca de paro.
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6.9.- REGULADOR DEL NÚMERO DE REVOLUCIONES DE LA BOMBA
BOSH EP/VE.
El giro del rotor de la bomba de inyección es transmitido hacia el piñón 2 de
la figura36 A, que sostiene a la caja 5, y esta a su vez a los contrapesos 1,
que por efecto de la fuerza centrífuga estos se expanden, deslizando al
manguito 3 hacia una nueva posición, la cual es esta figura es la distancia
X, todas estas partes están sobre el eje del regulador 4. La distancia X
varía de acuerdo a la velocidad que se tenga en la bomba de inyección.
El regulador de número de revoluciones de la bomba de inyección Bosch
EP/VE, consta de varias partes que las podemos apreciar en la figura36 B.
Su funcionamiento lo vamos a expresar en tres partes que son:
• Funcionamiento en el arranque.- al arrancar el motor los contrapesos 1
se encuentran contraídos por lo que el muelle de lámina 25 empuja a la
palanca 11 hasta que esta llegue a tocar con el manguito deslizante 3. Esta
palanca 11 va a vascular en el eje 26 con lo que el manguito de control 29
va a ocupar la posición de mayor suministro de combustible.
• Funcionamiento al ralentí.- luego de haber arrancado el motor los
contrapesos 1 se expanden ligeramente por efecto de la fuerza centrífuga,
con lo que el manguito deslizante 3 se mueve hacia delante, empujando a
la palanca 11 y por efecto del muelle de lámina 25 también lo logra con la
palanca 14 la cual comprime al muelle 24. Luego esta palanca 11 pivotea
en el eje 26 logrando desplazar al manguito de control 29 hacia una
posición de menor suministro de combustible. Hasta llegar a equilibrar las
fuerzas tanto del muelle 24 como la fuerza centrífuga de los contrapesos 1,
con lo que se conseguirá un giro de revoluciones estable.
• Funcionamiento en marcha normal.- al acelerar el motor, se aplica una
fuerza sobre la palanca del acelerador la cual actúa directamente sobre el
muelle 20, el cual hala hacia la izquierda a la palanca 14 y claro
comprimiendo al muelle 24, con lo que también se logra empujar a la
palanca 11 que vascula sobre el eje 26 con lo cual el manguito de control
29 pasa a la posición de mayor suministro de combustible, aumentando la
velocidad del motor rápidamente. Al aumentar la velocidad aumenta la
fuerza centrífuga con lo que los contrapesos 1 se expanden hasta llegar a
equilibrar fuerzas con el muelle 20, que determina la velocidad del motor.
Mecánica Automotriz. 57 Sexto Curso “A2”.
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• Funcionamiento del régimen máximo de revoluciones.- al pisar el pedal
del acelerador a fondo se consigue sobrepasar el número de revoluciones
del motor con lo que los contrapesos 1 se expanden totalmente y logra
empuja al manguito 3 hacia la derecha, el cual a su vez empuja a las
palancas 11 y 14, que consiguen halar al muelle de regulación 20. Luego la
palanca 11 pivotea en el eje 26 con lo que se consigue que el manguito de
control 29 se desplace hacia la izquierda disminuyendo la cantidad de
suministro de combustible y por ende disminuyendo las revoluciones del
motor.
En la figura 36 C, se observa con mayor detalle al manguito deslizante, en
el cual se aprecia sus orificios por donde ingresa el combustible para
ayudar a la regulación y además para lubricar las piezas, como el
distribuidor 9, y al mismo manguito 3. También se aprecia el conducto por
donde ingresa el combustible 5, el orificio de descarga 8, el conducto de
aspiración 6.
Y finalmente se aprecia en la figura36 D, las palancas de regulación de la
bomba de inyección Bosch EP/VE.
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Figura 36 A. Desplazamiento del manguito en función de la velocidad de
giro. 1) Contrapesos. 2) Piñón del regulador. 3) Manguito deslizante. 4) Eje
del regulador. 5) Caja de contrapesos.
Figura 36 B. Esquema del regulador del número de revoluciones de la
bomba Bosh EP/VE. 1) Contrapesos. 3) Manguito deslizante. 10) Tope
solidario del cuerpo de la bomba. 11) Palanca de arranque. 14) Palanca de
tensión. 16) Tornillo de reglaje del caudal. 17) Palanca de corrección. 19)
Palanca de paro manual. 20) Muelle del regulador. 24) Muelle regulador de
ralentí. 25) Muelle de lámina de sobrecaudal. 26) Eje de la palanca de
paro. 28) Rotor bombeador y distribuidor. 29) Manguito de control. 30)
Muelle. 31) Punto de articulación de la palanca de corrección.
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Figura 36 C. Detalle del manguito deslizante. 1) Contrapesos. 2) Piñón
del regulador. 3) Manguito deslizante. 4) Servoasistencia. 5) Llegada de la
presión de regulación. 6) Presión de aspiración. 7) Palanca reguladora. 8)
Orificio de descarga. 9) Distribuidor. 10) Tope solidario del cuerpo de la
bomba.
Figura 36 D. Detalle de las palancas de la figura anterior. 10) Tope
solidario del cuerpo de la bomba. 11) Palanca de arranque. 14) Palanca de
tensión. 16) Tornillo de reglaje del caudal. 17) Palanca de corrección. 19)
Palanca de paro manual. 20) Muelle del regulador. 24) Muelle regulador de
ralentí. 25) Muelle de lámina de sobrecaudal. 26) Eje de la palanca de
paro. 27) Rótula de dosado. 31) Punto de articulación de la palanca de
corrección.
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7.- SISTEMA DE INYECCIÓN DIESEL ACUMULADORA “COMMON RAIL”.
CONCEPTO:
Las palabras “Common Rail” se puede traducir como: “Rampa de
inyección”. El funcionamiento del sistema de inyección acumuladora
Common Rail de los motores diesel están basado en los sistemas de
inyección de gasolina, claro está que los componentes son fabricados y
adaptados para las características del motor diesel de inyección directa. La
principal diferencia que existe entre estos sistemas de inyección es el
funcionamiento con mayores presiones; así en un motor diesel con sistema
de inyección Common Rail funciona aproximadamente con 1350bar,
mientras que en los sistemas de inyección de gasolina funcionan con
aproximadamente 5bar.
La función primordial de un sistema de inyección Common Rail, es la de
controlar la inyección de combustible e inyectarlo en el momento preciso,
con una respectiva presión y caudal de acuerdo al funcionamiento del
motor en esos instantes. Además tiene otras funciones que son las de
disminuir el consumo de combustible, también la de disminuir la emanación
de los gases de escape.
PARTES:
Para la alimentación de un motor que posee el sistema de inyección
Common Rail debe de constar de varias partes, las cuales iré describiendo
con respecto de la figura55 y también hablaré sobre otras partes que no se
encuentran en esa figura pero que sin duda son importantes para la
alimentación de combustible en el motor.
- Tanque de combustible.
- Prefiltro o filtro previo.
- Bomba previa.
- Tuberías de combustible de baja presión.
- Filtro de combustible.
- Tuberías de retorno de combustible.
- Bomba de alta presión.
- Rail o acumulador de presión.
- Inyector.
- Unidad de control electrónica (UCE).
- Sensor de revoluciones del cigüeñal.
- Sensor de revoluciones del árbol de levas.
- Sensor del pedal del acelerador.
- Sensor de presión de sobrealimentación.
- Sensor de presión de "Rail".
- Sensor de temperatura del liquido refrigerante.
- Medidor de masa de aire.
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Tanque De Combustible.
Es donde se almacena el combustible para la alimentación respectiva del
motor. El tanque de combustible contiene en su interior al prefiltro y a la
bomba previa o de alimentación.
Prefiltro O Filtro Previo.
Este prefiltro es el encargado de no dejar pasar a las sustancias sólidas
muy grandes que posee el diesel, para que el circuito de alimentación
funcione sin ningún problema.
Bomba Previa.
La bomba previa es la encargada de enviar el combustible y mantener
siempre alimentada a la bomba de alta presión a una presión necesaria. En
este sistema de inyección Common Rail se puede utilizar bombas
eléctricas, celulares de rodillos o también las de engranajes.
En la figura37, se observa a una bomba de alimentación eléctrica. Este tipo
de bombas funciona independientemente del régimen del motor, por lo que
siempre estará enviando combustible de forma continua a la bomba de alta
presión, pero si se excede en la cantidad de combustible actuará una
válvula de sobrepresión y este retornará al tanque por medio de una
cañería de retorno. Además estas electrobombas pueden ir instaladas al
interior del tanque de combustible, situadas en un soporte especial, o bien,
pueden estar fuera de este con lo que estará conectada a través de
cañerías y se situará entre el tanque de combustible y el filtro principal. Por
otra parte esta bomba de alimentación consta de tres partes fundamentales
que son; elemento de la bomba A, electromotor B y la tapa de conexión C.
El elemento de la bombaA en sí, se trata de la bomba celular de rodillos
que la podemos apreciar en la figura38, esta absorbe el combustible del
tanque y lo hace pasar al interior de la electrobomba. El funcionamiento de
esta bomba celular de rodillos es idéntico al funcionamiento de la bomba
de transferencia de paletas. Se observa la carcaza4 de la bomba de
rodillos que en su interior del elemento de bombeo es de forma excéntrica,
también al disco del rotor2 que posee a los rodillos3. El combustible
procedente del tanque entra por el conducto1, ya que por el giro del rotor
los rodillos3 van a salir de su posición hacia la pista de rodaje con lo que
irán arrastrando al combustible a una determinada presión hasta hacerlo
salir por el conducto5 hacia el electromotor. Por otra parte el electromotorB
consta de un sistema de imán inducido, el electromotor y el elemento de la
bomba se encuentran en un solo cuerpo común, además estos se
encuentran rodeados y bañados de combustible lo que les permite
refrigerarse continuamente, para dar una mayor potencia al motor. Mientras
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que la tapa de conexiónC, contiene las conexiones eléctricas para el
funcionamiento de la bomba.
El funcionamiento de este tipo de bomba es el siguiente y nos basaremos
en la figuras37. Su funcionamiento empieza cuando se acciona el
interruptor de la electrobomba con el contacto de la llave de encendido.
Entonces el electromotor empieza a girar y consigo la bomba celular de
rodillos3, la cual succiona el combustible del tanque e ingresa por el
conducto1 y lo impulsa hacia la cámara donde se aloja el electromotor
hasta que finalmente sale por el conducto6 hacia el filtro y luego irá hacia la
bomba de alta presión. Si la presión del combustible al interior de la
cámara del electromotor se excede se pondrá en funcionamiento la válvula
de alivio2 para reducir esta presión dejando salir el combustible para que
nuevamente sea impulsado por la bomba de rodillos3.
También puede existir la posibilidad de que la bomba de alimentación sea
una bomba de engranajes su funcionamiento lo podemos apreciar en la
figura2, estas son accionadas mecánicamente y van situadas
conjuntamente con la bomba de alta presión o pueden ir solas, el caudal de
suministro de combustible que entrega esta bomba de engranajes a la
bomba de alta presión tiene relación con el número de revoluciones del
motor.
Tuberías De Combustible De Baja Presión.
Estas cañerías son las que se utilizan para transportar el combustible del
tanque hacia la bomba de alimentación, luego de la bomba hacia el filtro y
finalmente del filtro hacia la bomba de alta presión, si es el caso de que la
bomba de alimentación se ubicase fuera del depósito de combustible.
Filtro De Combustible.
El filtro es el encargado de no dejar pasar las impurezas del diesel ya que
si estas pasan producirán un deterioro muy rápido de la bomba de alta
presión y los inyectores. Además también debe de retener el agua que
contiene el diesel, ya que si no lo hace se producirá una grave corrosión en
el interior de los elementos del circuito de alimentación del motor. Además
existen algunos filtros que tiene un calentador eléctrico de combustible, en
el que, el combustible pasa por una niquelina que está alimentada de
corriente eléctrica, por lo que la niquelina se pone al rojo vivo.
Tuberías De Retorno De Combustible.
Estas cañerías también son de baja presión y son utilizadas para retornar
el exceso de combustible hacia el tanque.
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Figura 37. Partes de una bomba de alimentación eléctrica.
(Electrobomba). A Elemento de bomba. B Electromotor. C Tapa de
conexión. 1) Entrada de combustible. 2) Válvula de alivio o de
sobrepresión. 3) Bomba celular de rodillos. 4) Inducido. 5) Válvula de
retención. 6) Salida de combustible. 7) Carbones. 8) Imán permanente.
Figura 38. Bomba Celular de Rodillos. 1) Lado de aspiración.
2) Disco del rotor. 3) Rodillo. 4) Carcaza de la electrobomba.
5) Lado de presión.
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Bomba De Alta Presión.
La función primordial de esta bomba de alta presión es la de mantener
siempre suministrando combustible comprimido hacia el acumulador de
presión o Rail. Esta bomba se encuentra ubicada entre la cañería del filtro
y la del acumulador de presión o rail. Esta bomba de alta presión está
compuesta por varías partes y las podemos observar en la figura39, el
combustible procedente de la bomba de alimentación pasa por el filtro
hasta llegar a esta bomba de alta presión y específicamente el combustible
ingresa por la válvula de seguridad11, después de haber vencido la fuerza
de su muelle, luego el combustible pasa por un conducto de la bomba de
alta presión y este conducto es de baja presión12, para llegar al elemento
de la bomba donde será comprimido. Al girar el motor y como el árbol de
accionamiento1 está unido a este, por una rueda dentada o mediante una
cadena o correa dentado, logra consigo girar y también lo hace la leva
excéntrica2, la cuál debe ir accionado a los elementos de la bomba de alta
presión, y que por cierto son tres elementos y además también son tres
levas. Las levas excéntricas van a ser las que le desplacen al émbolo hacia
arriba hasta su PMS, mientras que el muelle de este émbolo va a ser quien
lo baje hasta su PMI cuando ninguna de las levas lo ataque. Cuando las
levas excéntricas no atacan al émbolo3 es cuando su muelle lo obliga a
bajar a su PMI, con lo que el combustible que se encuentra en el
conducto12 a una presión de aproximadamente de 0,5bar a 1,5bar, vence
la fuerza de muelle13 (ver la figura40) de la válvula de aspiración5, y en
consecuencia el combustible ingresa a la cámara de compresión4. Al girar
el árbol de accionamiento1 y consigo las levas2, empezarán estas a atacar
al émbolo3 con lo que le obliga a subir a su PMS y en consecuencia
comprime el combustible que se encuentra en la cámara4, al comprimirlo
muy fuertemente logrará vencer a la válvula7, con lo que el combustible
sale a una presión aproximadamente de 1350bar hacia el acumulador o
Rail.
En la figura41, se observa la desconexión de un elemento, esto nos sirve
para disminuir el caudal de combustible hacia el Rail, ya que al activarse la
desconexión, el inducido3 obliga a la varilla2 a bajar a la válvula de
aspiración5 y con esto permanecer comprimiendo a su muelle con lo que
esta válvula se encuentra continuamente abierta, y por ende no se cumplirá
la fase de compresión del combustible por parte del émbolo6.
Cuando el motor se encuentra en ralentí o en carga parcial, en el circuito
de alimentación existe un exceso de combustible comprimido por lo que es
necesario que la bomba de alta presión y el acumulador o Rail posean una
válvula reguladora de presión. En la figura42 observamos a una válvula
reguladora, situada en la bomba de alta presión, ahí se constata su
funcionamiento ya que la alta presión de color rojo vence la fuerza del
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muelle de la válvula reguladora de presión con lo que el combustible pasa
por la válvula de bola para ir a la cañería de retorno al tanque de
combustible se aprecia que el circuito de retorno es de color verde.
Además cabe recalcar que este funcionamiento de la válvula reguladora es
de tipo mecánico–hidráulico, expreso esto ya que esta misma válvula
reguladora posee otro circuito que es eléctrico el cual explicaré su
funcionamiento con respecto a la figura43, que en cambio la válvula
reguladora de presión se encuentra ubicada en el Rail. La corriente
eléctrica llega a la conexión5 para pasar luego al inducido2, el cual por
efecto del electroimán3 va a levantar al vástago de la válvula comprimiendo
a su muelle4, el cual es diseñado para soportar aproximadamente unos
100bar, con lo que deja una abertura entre la válvula de bola y su asiento
para que el combustible pueda salir a la cañería de retorno al tanque de
combustible.
Mientras que, cuando se necesita una cierta presión en el circuito de
alimentación la válvula reguladora de presión por efecto del inducido y la
corriente eléctrica va a hacer que la válvula se encuentre cerrada y que no
permita el paso de combustible hacia la cañería de retorno, hasta que se
hayan equilibrado las fuerzas entre la presión del combustible y la suma de
fuerzas tanto elástica que posee el muelle de la válvula y eléctrica aplicada
a la válvula.
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Figura 39. Esquema de una bomba de alta presión.
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Figura 40. Accionamiento del émbolo de la bomba de alta presión
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Figura 41. Esquema de la válvula de desconexión de un elemento. 1)
Conexión eléctrica. 2) Varilla de empuje. 3) Inducido. 4) Válvula de salida
de bola. 5) Válvula de aspiración. 6) Émbolo.
Figura 42. Esquema de la válvula reguladora de presión de la bomba de
alta presión.
Figura 43. Esquema de la válvula reguladora de presión del acumulador
de alta presión o Rail. 1) Válvula de bola. 2) Inducido. 3) Electroimán. 4)
Muelle. 5) Conexión eléctrica.
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Rail o Acumulador De Presión.
Este Rail sirve para almacenar combustible a presión, para la alimentación
de un motor y debe mantener dicha presión constante en todo momento e
incluso cuando a consumido grandes cantidades de combustible, para el
momento cuado el inyector se empiece abrir para la inyección. En la
figura44 se observa al Rail, el cual posee un sensor de presión2, una
válvula reguladora de presión3 la cual va unida a la cañería de retorno de
combustible al tanque, y limitadores de flujo4 según el número de cilindros
que posea un motor, estos limitadores van a dar paso al combustible para
que salga hacia cada inyector en un momento determinado.
Inyector.
Los inyectores utilizados en el sistema de inyección Common Rail
funcionan de forma eléctrica esto aumenta la precisión al momento de la
inyección, mientras que en los otros sistemas de alimentación con bomba
de inyección en línea o rotativa, los inyectores funcionan de forma
mecánica.
En la figura45 se puede observar las partes constitutivas de un inyector
para el sistema de inyección Common Rail. El combustible procedente del
Rail llega a la entrada11 del inyector, para llenar la cámara de afluencia9
luego el combustible pasa por el extrangulador6 y pasa a llenar a la cámara
de control12, ahí se observa al combustible con una fuerte presión y en el
gráfico esta es de color verde, en este momento el combustible que se
encuentra en la cámara12 mantiene presionado al émbolo de control8 y por
ende a la aguja10 del inyector, sobre su asiento ya que la electroválvula3
no está en funcionamiento. Cuando la electroválvula3 empieza a funcionar
deja que el combustible que se encuentra en la cámara12 que pase hacia
el extrangulador7 y luego que pase hacia la cañería de retorno al tanque de
combustible1, con esto el combustible que se encontraba en la cámara12
ha dejado de presionar al émbolo8 y por ende la aguja10 se levanta de su
asiento por dicha depresión en la cámara12 y por la presión existente en el
canal9, entonces la aguja10 deja que el combustible pase, para que sea
inyectado en la cámara de combustión. En la figura46 observamos con
mayor detalle la aguja del inyector y como reposa sobre su asiento, este
inyector es utilizado en el sistema de inyección Common Rail.
Como hemos apreciado la electroválvula no actúa directamente en la
inyección sino que se vale de un servomecanismo hidráulico.
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Figura 44. Esquema de un acumulador de presión o Rail. 1) Rail.
2) Sensor de presión Rail. 3) Válvula limitadora de presión.
4) Limitador de flujo.
Figura 46. Detalle y partes de la tobera de
inyección directa. 1) Espiga de presión. 2)
Superficie tope de
carrera. 3) Taladro de
afluencia. 4) Reborde
apoyo de presión.
5) Vástago de aguja.
6) Casquete del
inyector. 7) Vástago
del cuerpo del
inyector. 8)
Reborde del cuerpo
del inyector.
9) Cámara de
presión.10) Guía de
aguja. 11) Unidad
combinada del cuerpo
del inyector.
12) Taladro de
fijación. 13) Superficie
estanqueizada.
14) Apoyo del perno
de presión.
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Figura 45. Esquema de un inyector: 1) Retorno de combustible a
deposito. 2) Conexión eléctrica. 3) Electroválvula. 4) Muelle. 5) Bola de
válvula. 6) Estrangulador de entrada. 7) Estrangulador de salida. 8) Émbolo
de control de válvula. 9) Canal de afluencia. 10) Aguja del inyector.
11) Entrada de combustible a presión. 12) Cámara de control.
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Unidad De Control Electrónica (ECU).
Como podemos observar en la figura47, la ECU recibe todas las señales a
través de sensores tales como; Velocímetro2, Sensor de rpm del
cigüeñal3, Sensor de fase4,Sensor de sobrepresión5, Conducto de paso
de combustible6, Sensor de control de la temperatura del gasoleo7, Sensor
de la temperatura del liquido refrigerante8, Caudalimetro9, Rampa de
inyección con sensor de presión del combustible10, Interruptores del pedal
de freno y de embrague11, Potenciometro del pedal del acelerador12,
Cajetín electrónico de precalentamiento13. Y de acuerdo a estas señales
percibidas pone en funcionamiento más normal al motor en cualquier
estado, ya que la ECU al recibir estos datos de entrada a través de los
sensores empezarán a funcionar y a calcular los microprocesadores y
según los datos característicos almacenados en la memoria la ECU
actuará sobre las siguientes actuadores; Toma de diagnosis14, Equipo de
cierre antirrobo15, Regulador de presión en la bomba16, Bomba de alta
presión17, Inyectores18, Bujías de espiga incandescente (calentadores)19,
Luz testigo de aviso de calentadores funcionando20, Electrobomba de
combustible de baja presión21, Compresor de AC22, Válvula EGR23, Luz
testigo de funcionamiento del equipo electrónico24, Electroventilador25.
Así por ejemplo cuando recién se va a arrancar el motor, este se encuentra
frío por lo que el sensor de temperatura envía una señal hacia la ECU
manifestando que el motor se encuentra frío por lo que la ECU obliga a las
bujías de incandescencia a calentar el aire para una buena combustión,
además también obliga a inyectar mayor cantidad de combustible. Otro
ejemplo puede ser cuando el motor se encuentra con una elevada
temperatura el sensor de esta función envía la señal respectiva a la ECU y
esta realiza los cálculos respectivos y obliga a funcionar al
electroventilador.
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Figura 47. Esquema de entrada y salida de señales a la ECU: 1) Batería.
2) Velocímetro. 3) Sensor de rpm del cigüeñal. 4) Sensor de fase.
5) Sensor de sobrepresión. 6) Conducto de paso de combustible. 7) Sensor
de control de la temperatura del gasoleo. 8) Sensor de la temperatura del
liquido refrigerante. 9) Caudalimetro. 10) Rampa de inyección con sensor
de presión del combustible. 11) Interruptores del pedal de freno y de
embrague. 12) Potenciometro del pedal del acelerador. 13) Cajetín
electrónico de precalentamiento. 14) Toma de diagnosis. 15) Equipo de
cierre antirrobo. 16) Regulador de presión en la bomba. 17) Bomba de alta
presión. 18) Inyectores. 19) Bujías de espiga incandescente (calentadores).
20) Luz testigo de aviso de calentadores funcionando. 21) Electrobomba de
combustible de baja presión. 22) Compresor de AC. 23) Válvula EGR.
24) Luz testigo de funcionamiento del equipo electrónico.
25) Electroventilador.
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Figura 48. Esquema de ubicación de sensores en el sistema de inyección
Common Rail. 1) Bomba de alta presión. 2) Válvula de desconexión del
elemento. 3) Válvula reguladora de presión. 4) Filtro. 5) Depósito de
combustible con filtro previo y bomba previa. 6) Unidad de control. 7)
Batería. 8) Acumulador de alta presión o Rail. 9) Sensor de presión Rail.
10) Sensor de temperatura de combustible. 11) Inyector. 12) Sensor de
temperatura de líquido refrigerante. 13) Sensor de revoluciones del
cigüeñal. 14) Senson de pedal de acelerador. 15) Sensor de revoluciones
del árbol de levas. 16) Medidor de masa de aire. 17) Sensor de presión de
sobrealimentación. 18) Sensor de temperatura del aire aspirado. 19)
Turbocompresor.
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Sensor De Revoluciones Del Cigüeñal.
Este sensor sirve para que la ECU conozca la posición de los pistones en
cada uno de los cilindros y así poder inyectar combustible en el momento
preciso.
En la figura49, este sensor consta de un imán permanente1 y de un núcleo
de hierro dulce3 con un devanado4 de cobre, mientras que en el cigüeñal
existe una rueda transmisora ferromagnética con 60 menos 2 dientes. Los
dos dientes menos dejan en hueco, el cual nos sirve para identificar la
posición del pistón del cilindro uno. Al girar el cigüeñal con su rueda
dentada y al pasar cada diente y los espacios entre los dientes por el
sensor, se produce alteraciones magnéticas con lo que se induce una
tensión alterna senoidal. Al aumentar el número de revoluciones aumenta
también esta tensión senoidal.
Por ejemplo para calcular el momento de inyección de cada uno de los
cilindros de un motor de cuatro cilindros, primero conocemos que un ciclo
de funcionamiento se produce cuando el cigüeñal a girado dos vueltas o
sea 720grados, con lo que cada tiempo de inyección comprende a
720grados dividido para los 4cilindros y el resultado es de 180grados en
consecuencia el sensor de revoluciones debe de detectar 30 dientes para
cada inyección ya que la rueda del cigüeñal posee 60dientes esto es a
360grados pero como es de 180grados entonces equivale a 30dientes.
Sensor De Revoluciones Del Árbol De Levas.
Este sensor sirve para indicar la posición del pistón al momento de
arrancar el motor ya que con el sensor de revoluciones no sabríamos en
que tiempo se encuentra el pistón cuando asciende a su PMS, puede ser
que se encuentre en el tiempo de compresión o de escape. El árbol de
levas tiene un diente ferromagnético el cual al ponerse en contacto con el
sensor envía una señal a la ECU avisando que el pistón se encuentra en la
carrera de compresión.
Sensor Del Pedal Del Acelerador.
A diferencia de los sistemas de inyección con bomba de inyección en línea
o rotativa en las cuales en acelerador actúa directamente sobre las bombas
de inyección, en el sistema Common Rail no es así ya que el pedal posee
un sensor (se lo denomina pedal acelerador electrónico), el cual envía una
señal de posición en ese momento a la ECU, la cual debe de calcular las
diferentes señales enviadas por los otros sensores y dependiendo del
estado del motor esta lo acelera o desacelera satisfaciendo las
necesidades del conductor.
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Sensor De Presión De Sobrealimentación.
Este sensor va situado sobre el tubo de admisión y mide la presión
absoluta del tubo de admisión de 0,3 a 0,5 bar. Este sensor esta dividido
en una célula de presión con dos elementos sensores y un recinto para el
circuito evaluador. Los elementos sensores y el circuito evaluador se
encuentran sobre un substrato cerámico común. Un elemento sensor
consta de una membrana de capa gruesa en forma de campana, que
encierra un volumen de referencia con una presión interior determinada. El
funcionamiento está basado en la deformación y la resistencia al paso de la
corriente eléctrica. Es por eso que la membrana al deformarce por la
magnitud de la presión de sobrealimentación pierde resistencia a la
corriente eléctrica, por lo que a cada deformación le corresponde un valor
en la ECU.
Sensor De Presión De "Rail".
Este sensor es de mucha importancia ya que va a ser el que mida la
presión existente en el rail. Las partes de este sensor lo podemos apreciar
en la figura50, y su funcionamiento es el siguiente; la presión existente en
el rail es comunicada al empalme de alta presión4 el cual va actuar sobre
la membrana metálica con elemento sensor3 la cual enviará la información
adquirida hacia el circuito evaluador2 y este la enviará hacia la ECU. El
Funcionamiento de este sensor está basado en la deformación
(aproximadamente 1mm a 1500bar) y la resistencia al paso de la corriente
eléctrica, este circuito está abastecido por 5Voltios. En caso de fallar este
sensor, la ECU pondrá a funcionar con valores preestablecidos a la válvula
reguladora de presión como una función de emergencia (a ciegas).
Sensor De Temperatura Del Liquido Refrigerante.
Este sensor de temperatura puede ser aplicado en el circuito de
refrigeración para medir la temperatura del refrigerante, en el tubo de
admisión para medir la temperatura del aire, en el circuito de lubricación
para medir la temperatura del aceite, en la cañería de retorno de
combustible, estos dos últimos son opcionales.
En la figura51 se observa un sensor de temperatura de líquido refrigerante,
el cual posee una resistencia NTC ( Coeficiente Negativo de Temperatura)
en el cual la resistencia presenta un coeficiente negativo de temperatura y
forma parte de un circuito divisor de tensión que es alimentado con 5 V. Al
estar el motor frío aumenta la resistencia y no da paso a la corriente
mientras que al aumentar la temperatura disminuye la resistencia y da paso
a la corriente enviando una señal a la ECU.
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Medidor De Masa De Aire.
El motor debe cumplir ciertos valores de emanación de gases de escape
preestablecidos, ya que la emanación de gases de escape dependerá de la
cantidad de aire que ingrese para la combustión. Es por eso que el sensor
medidor de masa de aire, tiene la misión de medir la cantidad de aire que
ingresa para la combustión. En la figura52, podemos observar el sensor
medidor de masa de aire con sus respectivos componentes; el aire que
ingresa para la combustión debe pasar por el elemento sensor3 que es
micromecánico, el cual pasará la información que se cree entre este sensor
y el aire, hacia la electrónica de evaluación2 y esta información se irá hacia
la ECU, para el óptimo funcionamiento del motor y para cumplir los valores
permitidos de emanación de gases de escape.
FUNCIONAMIENTO.
El sistema de inyección Common Rail consta de tres circuitos de
combustible para su funcionamiento y que le denominamos; circuito de
baja presión, circuito de alta presión y circuito de retorno de combustible.
Yo hablaré sobre los circuitos de baja y de alta presión ya que el circuito de
retorno en sí no requiere de mucho estudio ya que el combustible retorna a
gravedad hacia el tanque de combustible.
El circuito de baja presión consta de:
- Depósito de combustible con prefiltro o filtro previo.
- Bomba previa.
- Filtro de combustible.
- Tuberías de combustible de baja presión.
Mientras que el circuito de alta presión consta de:
- Bomba de alta presión con válvula reguladora de presión.
- Tuberías de combustible de alta presión.
- Rail como acumulador de alta presión con sensor de presión del Rail,
válvula limitadora de la presión y limitador de flujo.
- Inyectores.
- Tuberías de retorno de combustible.
Circuito de baja presión.
El circuito de baja presión envía y pone a disposición el combustible
suficiente para el circuito de alta presión, podemos apreciar su circuito en
la figura54.
Circuito de alta presión.
Este circuito es el encargado de generar la alta presión, también la
distribución y la dosificación de combustible, observamos en la figura55 su
circuito.
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Figura 49. Figura 50.
Figura 52.
Figura 51.
Figura 49. Esquema del sensor de revoluciones del cigüeñal (CKP).
1) Imám permanente. 2) Caja del motor. 3) Núcleo de hierro dulce.
4) Devanado. 5) Rueda fónica.
Figura 50. Esquema del sensor de presión de Rail. 1) Conexiones
eléctricas. 2) Circuito evaluador. 3) Membrana metálica con elemento sensor.
4) Empalme de alta presión. 5) Rosca de fijación.
Figura 51. Sensor de temperatura del líquido refrigerante (CTS).
1) Conexión eléctrica. 2) Cuerpo. 3) resistencia NTC. 4) Agua refrigerante.
Figura 52. Esquema del sensor medidor de masa de aire de película
caliente (MAF).1) Conexión eléctrica. 2) Electrónica de evaluación.
3) Elemento sensor (Niquelina).
Mecánica Automotriz. 79 Sexto Curso “A2”.
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LUIS ALFREDO MICHO GUAMINGA. BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL.
Figura 53. Componentes de un sistema de inyección Common Rail de
Bosch.1) Medidor de masa de aire. 2) Unidad de control ECU. 3) Bomba de
alta presión. 4) Acumulador de presión o Rail. 5) Inyectores. 6) Sensor de
RPM. 7) Sensor de temperatura del motor. 8) Filtro. 9) Sensor pedal del
acelerdor.
Mecánica Automotriz. 80 Sexto Curso “A2”.
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Figura 54. Esquema de funcionamiento del circuito de baja presión. 1)
Depósito de combustible. 2) Prefiltro. 3) Bomba previa. 4) Filtro de
combustible. 5) Tuberías de combustible de baja presión. 6) Sector de baja
presión insertado en la bomba de alta presión. 7) Tubería de retorne de
combustible. 8) Unidad de control ECU
Figura 55. Esquema de funcionamiento del circuito de alta presión. 1)
Bomba de alta presión. 2) Válvula de desconexión del elemento. 3)
Regulador de presión. 4) Tuberías de combustible de alta presión. 5)
Acumulador de presión o Rail. 6) Sensor de presión del Rail. 7) Válvula
limitadora de presión. 8) Limitador de flujo. 9) Inyector. 10) Unidad de
control ECU:
Mecánica Automotriz. 81 Sexto Curso “A2”.
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LUIS ALFREDO MICHO GUAMINGA. BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL.
A continuación en la figura56, podemos apreciar el esquema del circuito de
alimentación de un motor con sistema de inyección Common Rail de
Bosch. En esta figura constan los tres circuitos tanto de baja y de alta
presión como también el de retorno.
Funcionamiento.
Al encender el motor de un automóvil cualquiera, también se pone en
funcionamiento al circuito eléctrico de alimentación, entonces la bomba
previa3 succiona el combustible del tanque1, el cual debe pasar por el
prefiltro2 hasta llegar a esta electrobomba3 la cual envía el combustible a
través de la cañería de baja presión5 hacia el filtro principal4 hasta llegar
finalmente hacia la bomba de alta presión6 la cual es la encargada de
comprimir al combustible y de enviarlo por la cañería de alta presión7 hacia
el rail8 donde se acumula el combustible a presión. Luego de acuerdo a los
cálculos realizados por la ECU11 con los datos ingresados por los
sensores, la ECU procede a poner en funcionamiento a la electroválvula
del inyector9 para que el combustible sea inyectado en la cámara de
combustión del cilindro que le corresponda. El combustible sobrante del
inyector, o expulsado del rail, de la bomba de alta presión y del filtro pasan
a la cañería de retorno10, hasta llegar al depósito de combustible1.
Mecánica Automotriz. 82 Sexto Curso “A2”.
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LUIS ALFREDO MICHO GUAMINGA. BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL.
Figura 56. Esquema del circuito de alimentación de un motor con sistema
de inyección Common Rail Bosch. 1) Depósito de combustible. 2) Prefiltro.
3) Bomba previa. 4) Filtro de combustible. 5) Tuberías de combustible de
baja presión. 6) Bomba de alta presión. 7) Tuberías de combustible de alta
presión. 8) Acumulador de presión o Rail. 9) Inyector. 10) Tubería de
retorno de combustible. 11) Unidad de control ECU.
Mecánica Automotriz. 83 Sexto Curso “A2”.
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LUIS ALFREDO MICHO GUAMINGA. BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL.
CONCLUSIONES:
En un sistema con bomba de inyección en línea el motor puede tener
mayor potencia pero también tendrá menor revoluciones. En cambio en un
sistema con bomba de inyección rotativa se puede obtener mayor
velocidad pero el motor posee menor potencia.
Las bombas de inyección en línea tiene tantos elementos de
inyección como cilindros tenga el motor, mientras que las bombas de
inyección rotativas tienen un solo elemento de inyección distribución.
Las bombas CAV tienen un rotor distribuidor, y el que produce la
presión de inyección son dos émbolos que son accionados por el aro de
levas, mientras que las Bosch tienen un rotor que produce la presión de
inyección y además es distribuidor, este rotor es accionado por un plato de
levas.
La diferencia más notoria que podemos sacar en un sistema de
inyección Common Rail frente a un sistema de inyección electrónica de
gasolina; es la presión que deben producir y soportar sus componentes así:
en el sistema de inyección de gasolina se puede producir una presión de
hasta aproximadamente de 5bar, mientras que en un sistema de inyección
diesel Common Rail la presión puede llegar hasta aproximadamente
1350bar.
RECOMENDACIONES:
Se recomienda a todas las personas que vayan a trabajar en un
sistema de inyección diesel que por nada del mundo metan las manos
cuando un inyector realiza la pulverización del combustible, ya que por la
piel ingresa fácilmente las partículas de diesel y pueden producir
descamación de la piel y lo que es peor puede producir cáncer a la piel
esto a largo plazo, esto ocurre si son inyectores mecánicos. Pero si los
inyectores son de un sistema EDC, cuando metamos las manos no se va a
penetrar el diesel a la sangre, sino que la presión del combustible será muy
elevada que nos puede perforar cualquier parte del cuerpo.
Para realizar trabajos en un sistema de inyección diesel, se debe
utilizar el correcto ropaje esto por Seguridad Personal.
Cuando se realice las reparaciones de una bomba de inyección, la
debemos realizar en un lugar muy limpio libre de polvo, limallas, etc.., ya
que las partes de la bomba de inyección son muy delicadas y por que el
sistema de inyección es muy sensible.
Mecánica Automotriz. 84 Sexto Curso “A2”.
ESCUELA POLITÉCNICA DEL EJÉRCITO
LUIS ALFREDO MICHO GUAMINGA. BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL.
BIBLIOGRAFÍA
MANUAL CEAC DEL AUTOMÓVIL, EDITORIAL CEAC S.A. 2003
BARCELONA ESPAÑA.
CAMIONES Y VEHÍCULOS PESADOS REPARACIÓN Y
MANTENIMIENTO EDITORIAL CULTURA S.A. MADRID ESPAÑA, 2003
TOMO I.
MOTOR DIESEL INYECCIÓN Y COMBUSTIÓN, JUAN MIRALLES DE
IMPERIAL EDICIONES CEAC S.A. BARCELONA ESPAÑA, 1984
MANUAL DEL AUTOMÓVIL EDITORIAL CULTURA S.A. MADRID
ESPAÑA, 2001 TOMO II,
DEUTSCHE GESELLSCHAFT für TECHNISCHE ZUSAMMENARBEIT
TECNOLOGÍA DEL AUTOMÓVIL EDITORIAL REVERTÉ S.A.
BARCELONA, BOGOTÁ, BUENOS AIRES, CARACAS, MÉXICO, 1985
INTERNET:
www.km77.com
www.iespa.es/ Cursos de mecánica y electricidad del automóvil.
Mecánica Automotriz. 85 Sexto Curso “A2”.
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LUIS ALFREDO MICHO GUAMINGA. BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL.
ANEXOS:
Con un ejemplo demostraré del porque las Bombas de Inyección deben ser
construidas con la mayor precisión posible.
• En un motor de seis cilindros con una cilindrada de 2.4 litros, nos
daremos cuenta que cada cilindro cubica:
2.4 l
= 0.4 l
6
Pero nosotros conocemos que un motor diesel trabaja con un exceso de
aire del 25%. Y además que cada litro de aire pesa 1.29g entonces
obtendremos lo siguiente:
0.4 l * 0.75% = 0,3 l de aire. 0.3 l * 1.29 g/l = 0.387g de aire.
Además sabemos que la relación estequiométrica es de unos 15:1,
entonces: 15 gramos de aire y 1gramo de combustible, para saber que
proporción de combustible existe y para saber cuantas dosis se puede
obtener de un gramo de combustible realizamos lo siguiente:
0.387g
= 0.0258 gramos de combustible. 1g : 0.0258g = 39 dosis.
15
Si el motor gira a 4500 rpm. y en cada vuelta se producen 3 inyecciones,
entonces seis inyecciones en dos vueltas. O lo que es lo mismo:
4500rpm * 3 inyecciones por cada revolución = 13500 inyecciones por
minuto.
13500rpm : 60 segundos = 225 inyecciones por cada segundo.
Mecánica Automotriz. 86 Sexto Curso “A2”.

Bombas

  • 1.
    ESCUELA POLITÉCNICA DELEJÉRCITO BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL. INTRODUCCIÓN Con el contenido de esta, no amplia pero si concreta monografía, yó expreso de forma rápida el funcionamiento del Sistema de Alimentación de los Motores Diesel, tanto con el empleo de una bomba de inyección en Línea como también con el empleo de una Bomba de Inyección Rotativa. Pero me basaré en un estudio muy a fondo sobre las bombas de inyección en donde les explicaré el funcionamiento sobre cada uno de los sistemas auxiliares y los nombres de sus componentes. Desde luego lo que motiva de estos temas es su estudio complejo, para conocer su funcionamiento. Además de que cada parte de las bombas de inyección, por muy pequeñas que sean deben ser construidas con la mayor precisión, ya que si un elemento no coincide con otro que lo mantiene se podría perder presión para una buena inyección, habría fugas de diesel y por consiguiente el motor no trabajaría debidamente. Y aunque en algunos países ya hayan desaparecido los sistema de inyección diesel con bombas de inyección en línea y rotativas que son de tipo mecánicas, es preciso que conozcamos las partes y funcionamiento de estas bombas de inyección ya que en nuestro país por ser tercer mundista, todavía poseemos esta antigua tecnología. Además en este informe monográfico podemos encontrar el sistema de inyección Common Rail que es una patente de la casa constructora Bosch. Con esto consigo que conozcamos el presente y nos preparemos para la tecnología que no muy tarde llegará al Ecuador pero tampoco digo que el sistema de inyección Common Rail sea la mejor y la tecnología de punta, no ya que en otros países industrializados este sistema ya mismo desaparece ya que se de mayor crédito a los sistemas EDC. Ingeniería Automotriz. 1 Séptimo “A”.
  • 2.
    ESCUELA POLITÉCNICA DELEJÉRCITO BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL. OBJETIVOS. GENERAL: Estudio y comparación de cada uno de los componentes de las Bombas de Inyección en Línea y Rotativa. Además un estudio de las partes constituyentes del Sistema de Inyección Common Rail. ESPECÍFICOS: Diferenciar a las bombas de inyección en Línea y Rotativas para sacar nuestras propias conclusiones. Identificar de forma específica a las partes más importantes de las bombas de inyección. Realizar una diferencia entre las bombas de inyección rotativa tanto del modelo Bosch como CAV. Constatar el recorrido del combustible en un sistema de inyección Common Rail diferenciarlo del sistema de inyección de gasolina. Ingeniería Automotriz. 2 Séptimo “A”.
  • 3.
    ESCUELA POLITÉCNICA DELEJÉRCITO BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL. 1.- SISTEMA DE ALIMENTACIÓN DIESEL CON BOMBA DE INYECCIÓN EN LÍNEA. Este circuito de alimentación el cual lo podemos apreciar en la figura1 tiene el siguiente recorrido y se pone en funcionamiento cuando la bomba auxiliar ubicada en la misma bomba de inyección, empieza a succionar el combustible que se encuentra en el tanque, luego el diesel pasa por un prefiltro que se encuentra en el mismo tanque, para pasa por una trampa de agua en la cual se acumulará parte del agua y sustancias sólidas que contiene el diesel, hasta llegar a esta bomba auxiliar, luego el diesel pasa a los filtros los que tienen la misión de obturar el paso a sustancias sólidas mas finas, el diesel ingresa al interior de las cámaras de compresión de la bomba de inyección, y que finalmente va a ser impulsado debidamente dosificado hacia los inyectores en un orden específico donde se encargaran de pulverizarlo. Hay que recalcar que en este sistema se utiliza cañerías de alta y baja presión para transportar el diesel, además de que los inyectores son mecánicos. Figur a 1. Circuito de alimentación de un motor diesel con bomba de inyección en línea. Ingeniería Automotriz. 3 Séptimo “A”.
  • 4.
    ESCUELA POLITÉCNICA DELEJÉRCITO BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL. 2.- BOMBAS DE TRANSFERENCIA, AUXILIAR O DE ALIMENTACIÓN. Este tipo de bombas son las que succionan el combustible, debido a que el depósito de combustible se encuentra a un nivel inferior con respecto al motor, y lo hace llegar a la bomba principal a una presión entre 1.5bar a 8bar. Esta bomba auxiliar puede formar parte de la bomba de inyección, puede estar ubicada al interior de aquella; como en el caso de las bombas de inyección rotativa, al interior de esta se encuentra la bomba de alimentación de paletas. O puede estar ubicada al exterior de las bombas de inyección; como en el caso de las bombas de inyección en línea que utiliza una excéntrica de su árbol de levas para poder accionar la bomba de alimentación. Además estas bombas que se encuentran al exterior de la bomba de inyección deben tener un mando que se accione con la mano, y que nos servirá para purgar el aire que se encuentra en el interior del sistema de alimentación. Cuando la distancia entre la bomba de inyección rotativa y el depósito de combustible es muy larga, observaremos que se encuentra intercalado una bomba de membrana entre el filtro principal y el depósito. Esta bomba de membrana es accionada por una excéntrica del árbol de levas del motor, y además puede ser accionada a mano por medio de una palanca, en este caso es innecesario la bomba de cebado del filtro. 2.1.- BOMBA DE PIÑONES. Este tipo de bombas son accionadas mediante un engranaje que conecta con otro que se encuentra en el árbol de levas de la bomba de inyección. Este tipo de bombas ofrecen una presión un poco más elevada que las otras bombas de alimentación, estas son montadas en las bombas de inyección en línea. En la figura2 se observa el funcionamiento y además dos tipos de bombas de alimentación por piñones. El combustible ingresa por la válvula 5, debido al movimiento producido por los piñones, que a su vez uno de estos son accionados por el árbol de levas de la bomba de inyección. El combustible al ingresar por el espacio que queda entre los dientes de los piñones y en su alojamiento, se crea una presión en el combustible el cual saldrá por la válvula 6. Cuando la presión en el combustible aumenta considerablemente vencerá la fuerza del muelle 3 con lo que se levantará la válvula 4 de su asiento, para que la presión disminuya y el combustible regrese de nuevo para ser sometido a la presión que se crea en los piñones. Ingeniería Automotriz. 4 Séptimo “A”.
  • 5.
    ESCUELA POLITÉCNICA DELEJÉRCITO BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL. 2.2.- BOMBA DE MEMBRANA. El funcionamiento de este tipo de bomba de alimentación es muy parecido a la (bomba de gasolina), y lo podemos apreciar en la figura3. La bomba de membrana, es accionada por una excéntrica del árbol de levas del motor 1, que con su giro va a mover a la palanca de mando 10 de esta bomba y en consecuencia va a comprimir el muelle impulsor 8, bajando así la membrana 4 absorbiendo el diesel del depósito. En algunas bombas de membrana puede existir un filtro de malla y un vaso de decantación, donde se acumulará parte del agua y las impurezas sólidas que contiene el diesel, el agua y las impurezas caerán al vaso de decantación por su propio peso. Luego que el diesel a pasado por el conjunto anterior llega al interior de la bomba. Cuando no ataca la excéntrica del árbol de levas del motor, el muelle impulsor debe tener la fuerza suficiente para impulsar el diesel hacia la bomba de inyección con una presión aproximadamente de 1,5bar. 2.3.- BOMBA DE ÉMBOLO. Este tipo de bombas de alimentación van unidas conjuntamente con las bombas en línea, estas van fijas mediante dos tornillos. Como podemos observar en la figura4. El émbolo 10 de esta bomba de alimentación es accionado, a través de un taqué de rodillo 12 y un vástago empujador mediante la excéntrica del árbol de levas de la bomba de inyección 14. Estas bombas de alimentación, pueden ser de simple o de doble efecto. Por otra parte estas dos clases de bombas de émbolo tienen una bomba manual en su parte superior 4, que sirve para sangrar o purgar el aire que se encuentra en el sistema de alimentación. Esta bomba manual de sangrado está compuesta por un cilindro 3 dentro del cual se desliza un pistón 5, este conjunto cilindro pistón se encuentra ubicado en la cámara de aspiración sobre la cámara de entrada de combustible. Además del pistón sale un vástago 2 que, termina en una tuerca redonda con el borde grafilado 1. Esta tuerca grafilada tiene la misión de inmovilizar al pistón cuando se la rosca en su extremo superior del cilindro. Luego para accionar esta bomba manual primero se debe desenroscar la tuerca y después se bombea. Al bombear, el pistón sube y baja, produciendo sucesivas depresiones y presiones en la cámara, y a través de las mismas válvulas de la bomba auxiliar aspira combustible y lo manda a la bomba de inyección. Estas bombas tienen en su carcaza una flecha que nos indica su posición; de la siguiente manera: Bomba de mano. Tapón de salida de combustible. Ingeniería Automotriz. 5 Séptimo “A”.
  • 6.
    ESCUELA POLITÉCNICA DELEJÉRCITO BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL. Figura 2. Tipos de bombas de alimentación por piñones. 1) Carcaza. 2) Tuerca de alojamiento de la válvula. 3) Muelle de válvula. 4) Válvula de sobre presión. 5) Válvula de admisión. 6) Válvula de salida. 7) Piñones. Figura 3. Bomba de alimentación de membrana. 1) Excéntrica del árbol de levas. 2) Entrada de combustible. 3) Válvula de entrada. 4) Diafragma. 5) Válvula de salida. 6) Salida de combustible. 7) Cámara de presión de combustible. 8) Muelle impulsor. 9) Varilla. 10) Palanca de mando. 11) Muelle de retorno de palanca. Ingeniería Automotriz. 6 Séptimo “A”.
  • 7.
    ESCUELA POLITÉCNICA DELEJÉRCITO BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL. 2.3.1.- BOMBA DE ÉMBOLO DE SIMPLE EFECTO. Estas bombas de émbolo de simple efecto tienen dos fases de funcionamiento que son: fase intermedia y fase de aspiración–impulsión. Estas fases de funcionamiento de una bomba de simple efecto podemos observar en la figura5. • La fase intermedia; se produce cuando la excéntrica del árbol de levas 11 está en su máxima elevación, atacando al taqué 10 que es de rodillo para disminuir el rozamiento, en consecuencia empuja al vástago impulsor 12 y al émbolo 6, de esta manera se comprime al muelle 5. Este desplazamiento del émbolo, produce una presión en el combustible que se encuentra en la cámara 4 y una depresión en la cámara 7. La presión producida en la cámara 4 refuerza al muelle de la válvula 3 y la mantiene cerrada, por otra parte esta misma presión vence la fuerza del muelle de la válvula 8 abriéndola, entonces sale el combustible a llenar el vacío de la cámara 7. • Fase de aspiración–impulsión; cuando a pasado la máxima elevación de la excéntrica de árbol de levas, la fuerza del muelle 5 hace retornar al émbolo que va a comprimir en esta ocasión al combustible que se encuentra en la cámara 7, al mismo tiempo que crea una depresión en la cámara 4. La presión producida en la cámara 7 impulsa al combustible para que salga por el conducto 9 hacia la bomba de inyección. Al mismo tiempo que la depresión de la cámara 4 vence la fuerza del muelle de la válvula 3 abriéndola, en consecuencia absorbe combustible del depósito que ingresa a esta bomba de alimentación por la entrada 1 luego pasa por el tamiz filtrante 2 y debe llenar la cámara 4, para que se pueda repetir consecutivamente estas fases. La presión de la salida del combustible la origina el muelle impulsor 5 más no la fuerza de la excéntrica del árbol de levas 11 sobre el émbolo 6. La presión de salida oscila entre 1 y 1,5 bar. 2.3.2.- BOMBA DE ÉMBOLO DE DOBLE EFECTO. Una gran diferencia que existe entre las bombas de simple y de doble efecto es que; en la bomba de simple efecto solo envía combustible a la bomba de inyección en la fase de impulsión, mientras que la bomba de doble efecto envía combustible a la bomba de inyección en las dos fases que tiene la bomba de alimentación. Su funcionamiento podemos observar en la figura6. Estas bombas tienen dos fases de funcionamiento que son: fase de aspiración–impulsión descendente y fase de aspiración–impulsión ascendente. Ingeniería Automotriz. 7 Séptimo “A”.
  • 8.
    ESCUELA POLITÉCNICA DELEJÉRCITO BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL. • Fase de aspiración–impulsión descendente; esta fase se produce cuando la excéntrica del árbol de levas de la bomba de inyección 1 se encuentra en su máxima elevación, en consecuencia: el taqué 2, el vástago 3, y el émbolo 4, son empujados. En la cámara situada sobre el émbolo se produce una depresión, la cual vence la fuerza del muelle de la válvula 5.1, la abre y absorbe combustible del depósito que pasa por el prefiltro y llena la cámara superior, esta misma depresión mantiene cerrada la válvula 6.1. Simultáneamente en la cámara inferior se comprime el combustible, debido a esta presión se mantiene cerrada la válvula 5, y por otra parte esta presión vence la fuerza del muelle de la válvula 6, entonces el combustible es enviado a la bomba de inyección. • Fase de aspiración–impulsión ascendente; cuando va dejando de atacar la excéntrica del árbol de levas 1, la fuerza del muelle impulsor 9 empuja al pistón, creando una presión en la cámara superior y una depresión en la cámara inferior. La presión creada mantendrá cerrada la válvula 5.1 y vencerá la fuerza del muelle de la válvula 6.1 abriéndola, enviando el combustible hacia la bomba de inyección. Mientras que la depresión en la cámara inferior, provocará que se abra la válvula 5 y en consecuencia se llene de combustible la cámara inferior además esta depresión mantendrá cerrada la válvula 6. 2.4.- BOMBA DE PALETAS. Estos tipos de bombas de paletas van instaladas en las bombas de inyección rotativas, se alojan en el extremo posterior del cabezal hidráulico. En este tipo de alimentación con bomba de inyección rotativa, observaremos que a esta bomba de inyección, le antecede una bomba de alimentación de membrana accionada por el árbol de levas del motor, que succiona el combustible del depósito y lo manda hacia la bomba de transferencia de paletas para luego ser enviado el combustible al cabezal hidráulica de la bomba rotativa. Sus partes podemos observar en la figura7. El rotor 5 donde se alojan las paletas 4, en forma de cruz, va roscado en el rotor distribuidor de la bomba de inyección. El anillo excéntrico o estator 2 que tiene una ranura de posición 3, está precedido de un empaque o junta de goma 1. Esta ranura del anillo excéntrico, sirve para que coincidan las zonas de admisión y de presión con la entrada y salida de la placa extremo. Cabe recalcar que todo este conjunto de; rotor, junta de goma, anillo excéntrico, paletas, van situados en el interior del cabezal hidráulico 6. Su funcionamiento es el siguiente y lo podemos constatar con la figura8. Las paletas van a girar a la misma velocidad de la bomba de inyección. El combustible entra por la lumbrera de admisión 7 a la presión de alimentación, y sale por la lumbrera 8 hacia los conductos del cabezal Ingeniería Automotriz. 8 Séptimo “A”.
  • 9.
    ESCUELA POLITÉCNICA DELEJÉRCITO BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL. hidráulico de la bomba de inyección y hacia su regulación a la presión de transferencia. Figura 4. Bomba de alimentación de émbolo. 1) Tuerca grafilada. 2) Vástago. 3) Bomba de mano para cebado. 4) Émbolo de la bomba de mano. 5) Válvula de aspiración. 6) Prefiltro con vaso de decantación. 7) Cámara de aspiración. 8) Muelle de émbolo. 9) Émbolo. Ingeniería Automotriz. 9 Séptimo “A”.
  • 10.
    ESCUELA POLITÉCNICA DELEJÉRCITO BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL. 10) Válvula de salida. 11) Taqué de rodillo. 12) Cámara de presión. 13) Excéntrica del árbol de levas. Figura 5. Esquema de funcionamiento de la bomba de alimentación de émbolo de simple efecto. 1) Entrada de combustible. 2) Prefiltro. 3) Válvula de aspiración. 4) Cámara de aspiración. 5) Muelle impulsor. 6) Émbolo. 7) Cámara de presión. 8) Válvula de salida. 9) Salida de combustible. 10) Taqué de rodillo. 11) Excéntrica de árbol de levas de la bomba de inyección. 12) Vástago empujador. Figura 6. Esquema de funcionamiento de la bomba de alimentación de émbolo de doble efecto. 1) Excéntrica del árbol de levas dela bomba de inyección. 2) Taqué de rodillo. 3) Vástago empujador. 4) Émbolo. 5) y 5.1) Válvulas de aspiración. 6) y 6.1) Válvulas de Ingeniería Automotriz. 10 Séptimo “A”.
  • 11.
    ESCUELA POLITÉCNICA DELEJÉRCITO BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL. salida. 7) Cámara de aspiración. 8) Cámara de presión. 9) Muelle impulsor. Figura 7 Despiece de la bomba de transferencia de paletas. 1) Junta De goma. 2) Estator excéntrico. 3) Ranura de posición. 4) Paletas. 5) Rotor. 6) Cabezal hidráulico. 7) Lumbrera de entrada. 8) Lumbrera de salida. Figura 8. Funcionamiento de la bomba de transferencia de paletas. Los numerales de las partes coincide con la figura 7. A).- El combustible que ingresa por la lumbrera de admisión 7, es arrastrado por la paleta con el número 2. B).- Ese combustible se comprime elevando su presión. Ingeniería Automotriz. 11 Séptimo “A”.
  • 12.
    ESCUELA POLITÉCNICA DELEJÉRCITO BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL. C).- Aquel combustible es enviado hacia la bomba de inyección a una mayor presión. 3.- BOMBA DE INYECCIÓN EN LÍNEA. Este tipo de bombas de inyección son utilizadas en los vehículos pesados que requieren de gran potencia, como: camiones, buses, vehículos y máquinas industriales, grúas, tractores, etc. Pero hay algunos motores de turismo que instalan este tipo de bombas de inyección. A continuación en la figura9 se observa una bomba de inyección en línea para un motor de seis cilindros. 3.1.- PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO. Observamos en la figura10 el esquema del funcionamiento de las bombas en línea. El funcionamiento de este tipo de bombas de inyección esta basado en el deslizamiento o carrera de un émbolo 5, desde un punto muerto inferior hasta un punto muerto superior, en el interior de un cilindro, al cual está perfectamente ajustado para impedir fugas de combustible. Para que el émbolo comprima el combustible en la cámara 11, primero la leva del árbol 1 empuja al taque de rodillo 2 y en consecuencia a su empujador 3, además comprimirá al muelle 4. Cuando la presión en la cámara 11 es mayor que la fuerza del muelle 7 de la válvula de reaspiración 6 el combustible saldrá por su respectiva tubería hacia el inyector. Estas bombas de inyección, tienen tantos elementos de bombeo como cilindros tenga el motor y van situados uno tras de otro, en línea, formando un solo cuerpo. Cabe decir que algunas bombas de inyección en línea necesitan aceite para su lubricación. Este sistema de lubricación de la bomba de inyección, puede formar parte del mismo circuito de lubricación del motor. Pero hay otras bombas en las cuales se puede introducir aceite en el interior de esta, para que se lubrique por el simple movimiento que se produce al interior de la bomba. Ingeniería Automotriz. 12 Séptimo “A”.
  • 13.
    ESCUELA POLITÉCNICA DELEJÉRCITO BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL. Figura 9. Partes de una bomba de inyección en línea de un motor de 6 cilindros. 1) Cuerpo de la bomba. 2) Bomba de alimentación de émbolo. 3) Árbol de levas. 4) Elementos de bombeo. 5) Entrada de combustible. 6) Colector de admisión. 7) Racor de salida a los inyectores. 8) Tornillo de purga. 9) Palanca de mando. 10) Regulador de velocidad. 11) Variador de avance a la inyección. Figura 10. Esquema del funcionamiento de la bomba de inyección en línea. 1) Árbol de levas. 2) Taque de rodillo. 3) Empujador. 4) Muelle. 5) Émbolo. 6) Válvula de reaspiración. 7) Muelle de la válvula de reaspiración. 8) Tobera. 9) Aguja del inyector. 10) Entrada de combustible. 11) Cámara de presión. Ingeniería Automotriz. 13 Séptimo “A”.
  • 14.
    ESCUELA POLITÉCNICA DELEJÉRCITO BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL. 3.2.- IDENTIFICACIÓN DE LA PLACA. La identificación de la placa es muy necesario e importante para poder realizar algún trabajo en las bombas de inyección en línea. Existen varias empresas que fabrican las bombas en línea tales son el caso de: Bosch, Zeyel, Nippondenso, DieselKiri, CAV, DouWAN. A continuación observaremos el significado de cada número y letras, de una placa de la constructora Nippondenso: ND – PES 4 A 75 B321 R ND 064 Condiciones de fábrica. Marca. Sentido de giro. Código de fábrica. Diámetro del pistón o émbolo. Sentido de Hilex. Número de cilindros. Tipo de regulador. Marca. Sentido de giro de las bombas en línea. • Japoneses. (R = derecha; L = izquierda) • Alemanes. (Rs = derecha; Ls = izquierda) Diámetro del pistón o émbolo. (55; 65; 75; 80; 85; 90; 100; 105; 110;120;130) milímetros (mm). Número de cilindros. (4; 5; 6; 8; 10; 12; 24) 3.3.- PARTES DE LA BOMBA EN LÍNEA. Ingeniería Automotriz. 14 Séptimo “A”.
  • 15.
    ESCUELA POLITÉCNICA DELEJÉRCITO BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL. Las bombas de inyección en línea tienen muchísimas partes, de las cuales yo he tomado solo las más importantes y que se puede observar en la figura11. Figura 11. Partes internas de una bomba de inyección en línea. 1) Conducto de presión. 2) Entrada de combustible hacia la cámara de compresión de la bomba de inyección 3) Cilindro. 4 y 16) Corona dentada. 5) Émbolo. 6) Leva. 7) Tuercas de regulación del avance. 8) Martillo de arrastre del pistón en su giro. 9) Casquillo de giro. 10 y 15)Cremallera. 11) Cámara de presión. 12) Válvula de reaspiración. 13) Muelle de la válvula de reaspiración. 14) Entrada de combustible hacia la bomba de inyección. 17) Muelle del émbolo. 18) Plato de anclaje del muelle. 19) Taque de rodillo. 20) Árbol de levas. 21) Racor de salida. 22) Tapón de vaciado de aceite. Ingeniería Automotriz. 15 Séptimo “A”.
  • 16.
    ESCUELA POLITÉCNICA DELEJÉRCITO BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL. A continuación observamos la figura12. A un cilindro con su respectivo émbolo, de un elemento de bombeo. Cuando el émbolo 5 baja hasta el PMI, entrará combustible al interior del cilindro 3 por los taladros 4. Pero cuando la leva del árbol empiece a atacar, el émbolo empezará a subir comprimiendo el combustible que se encuentra en la cámara de presión hasta llegar a su PMS, y cuando la presión del combustible es mayor que la fuerza del muelle de la válvula de reaspiración, entonces se levantará la válvula 2 y el combustible saldrá hacia el inyector por su respectiva cañería. La cremallera 7 la cual va a estar unida a la palanca de mando del acelerador, va a ser la que regule la cantidad de combustible que requiera el motor en un determinado tiempo. En la figura13. Observamos el comienzo y fin de la inyección, además de la regulación de máximo y mínimo caudal de combustible, del elemento anterior. a, b y c) El émbolo está en máximo suministro de combustible. a) Llenado de la cámara de presión. El pistón baja por que la leva no está atacando y la lumbrera de combustible permanece abierta. b) Comienzo de la inyección. Empieza a atacar la leva y en consecuencia el émbolo empieza a subir comprimiendo al combustible y además la lumbrera permanece cerrada. c) Fin de la inyección. Ya a pasado la elevación máxima de la leva y la lumbrera ya está abierta. d) El émbolo está en media carga. (mitad de la carrera útil). e) Marcha en vacío. (muy poca carrera útil). f) Posición de parada (motor está apagado). Si el émbolo o el cilindro están desgastados, se perderá presión de inyección ya que habrá fugas de combustible. Se deberá cambiar todo esto en conjunto, ya que su ajuste es tan preciso y delicado, son piezas que van siempre hermanadas y ajustadas en par con un juego inferior a las 3 micras. La válvula de reaspiración que se encuentra ubicada en la parte superior del cilindro, sirve para que cuando ya a finalizado la inyección , esta válvula por acción de su muelle consiga desaparecer la presión que existe en el conducto entre la bomba de inyección y el inyector, con esto se evita que haya goteos en el inyector. El juego que debe existir en estas válvulas de reaspiración deben ser inferiores a las tres micras, por lo que si un elemento se desgasta, se debe cambiar todo esto en conjunto, como el émbolo y cilindro de la bomba de inyección. Además hay dos tipos de válvulas de reaspiración de bola y de asiento, como podemos observar en la figura14, también observamos sus partes. Ingeniería Automotriz. 16 Séptimo “A”.
  • 17.
    ESCUELA POLITÉCNICA DELEJÉRCITO BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL. Yo me basaré solo en las válvulas de asiento ya que estas son las más comunes y se las puede encontrar en muchas bombas de inyección en línea. Su funcionamiento podemos observarlo en la siguiente figura15. A) La válvula de reaspiración está cerrada. Esta válvula permanece cerrada mientras el combustible empieza a ser comprimido por el émbolo, cuando este va cerrando la lumbrera de admisión. B) La válvula de reaspiración está abierta. Cuando la presión que produce el émbolo sobre el combustible es mayor a la fuerza del muelle de esta válvula, el collarín empezará a desplazarse de su guía, permitiendo tan solo en este instante el paso del combustible hacia el inyector. C) Explicación del efecto de reaspiración del volumen Vd al bajar. Cuando la rampa del émbolo ha llegado a descubrir la lumbrera de alimentación, disminuye notablemente la presión en la cámara de compresión. Además ya que existe otra presión más grande en el tubo de inyección, más la fuerza del resorte, obligarán a que el vástago de esta válvula baje. Cuando el collarín llega a su guía, este cerrará el paso del combustible. Este collarín seguirá bajando hasta que la válvula llegue a su asiento, con lo cual se produce un aumento de volumen Vd, el cual disminuirá la presión en el conducto de inyección y en consecuencia evita que haya un goteo en el inyector, además ese mismo volumen de combustible, bajará a la cámara de presión el cual se irá por la lumbrera de alimentación. Ingeniería Automotriz. 17 Séptimo “A”.
  • 18.
    ESCUELA POLITÉCNICA DELEJÉRCITO BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL. Figura 12. Partes de un elemento de bombeo. 1) Racor de salida. 2) Válvula de reaspiración. 3) Cilindro. 4) Entradas de combustible. 5) Émbolo. 6) Corona dentada. 7) Cremallera. 8) Manguito de regulación. 9) Guía del émbolo. Figura 13. Explicación del comienzo y fin de la inyección. a) Llenado de la cámara. (lumbrera abierta). b) Comienzo de la inyección. (lumbrera cerrada). c) Fin de la inyección. (lumbrera abierta). d) Posición de media carga. (mitad de carrera útil). e) Marcha en vacío. (muy poca carera útil). f) Posición de paro. (Cortocircuito constante). Ingeniería Automotriz. 18 Séptimo “A”.
  • 19.
    ESCUELA POLITÉCNICA DELEJÉRCITO BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL. Figura 14. Válvulas de reaspiración. 1) Salida al inyector. 2) Muelle. 3) Cono de cierre. 4) Cuerpo de válvula. 5) Vástago. 6) Collarín. Ingeniería Automotriz. 19 Séptimo “A”.
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    ESCUELA POLITÉCNICA DELEJÉRCITO BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL. Figura 15. Funcionamiento de la válvula de reaspiración de asiento. A) Cerrada. B) Abierta. C) Explicación del efecto de reaspiración. Vd al bajar. 3.4.- VARIADOR AUTOMÁTICO A LA INYECCIÓN. Este variador automático de la inyección, va ubicado en la parte delantera de la bomba de inyección, es el que recibe el movimiento del motor y lo transmite al árbol de levas. Sus partes las podemos apreciar en la figura16 A ,su funcionamiento es el siguiente y lo podemos apreciar en la figura16 B y 16 C. Cuando el motor está parado o a bajas revoluciones los muelles 8 presionan al disco 10, que a su vez a través de los rodillos mantienen replegados a los contrapesos 1. Pero cuando el motor empieza a girar a elevadas revoluciones también lo hace este variador, y consigo los contrapesos que por la fuerza centrífuga estos se expanden, comprimiendo así a los muelles 8 y mediante los rodillos 4 que van a rodar sobre el disco 10, los contrapesos se desplazan en sentido del giro del motor. Como el árbol de levas, el disco variador y el cubo 3, están fijamente unidos y son solidarios; esto quiere decir si el disco avanza 5 grados el árbol de levas tiene que avanzar la misma distancia en grados, como podemos observar en la figura16 C. El avance máximo de inyección es de 80 , (grados). 3.5.- REGULADOR DEL NÚMERO DE REVOLUCIONES. En los motores gasolina, el número de revoluciones y la potencia, es controlada y regulada con la entrada de aire. Actuando sobre el pedal del acelerador el cual pondrá en determinada posición a la mariposa que permitirá el ingreso de la mezcla aire-gasolina. En cambio en los motor diesel el número de revoluciones y la potencia es controlada con el ingreso de combustible, por lo que el acelerador actuará directamente sobre la bomba de inyección. En el motor diesel, para una misma posición del acelerador, cuando la resistencia al movimiento es mayor (en una subida) el motor pierde revoluciones y por lo tanto también pierde potencia, pero cuando está en una (bajada) se pierde la resistencia al movimiento y aumenta considerablemente las revoluciones. Por lo que el regulador, debe corregir estas variaciones, manteniendo constante el número de revoluciones y en consecuencia la velocidad. Pero como estos motores tienen sus partes más pesadas y robustas, por lo que al aumentar las revoluciones aumenta peligrosamente la fuerza centrífuga y la fuerza de inercia, es aquí donde también este regulador debe actuar y debe limitar el régimen máximo de giro del motor. Este regulador actúa directamente sobre la cremallera, corrigiendo su posición independientemente de la posición del pedal de acelerador. Según Ingeniería Automotriz. 20 Séptimo “A”.
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    ESCUELA POLITÉCNICA DELEJÉRCITO BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL. el principio de funcionamiento se puede apreciar dos tipos de reguladores en las bombas de inyección en línea y son: centrífugos y neumáticos. A B C Figura 16. Partes del variador automático a la inyección. 1) Peso centrífugo. 2) Carcaza. 3) Cubo. 4) Rodillo. 5)Cazoleta oscilante. 6) Tapa de cierre. 7) Pernos de guía. 8) Muelles helicoidales. 9) Junta. 10) Disco variador. (firmemente unido con la cazoleta oscilante). A.- Partes del variador automático a la inyección. B.- Posición de reposo. C.- Posición de funcionamiento. Ingeniería Automotriz. 21 Séptimo “A”.
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    ESCUELA POLITÉCNICA DELEJÉRCITO BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL. 3.5.1.- REGULADOR CENTRÍFUGO. (FUNCIONAMIENTO) En la figura17 A y B observamos a un regulador centrífugo con sus respectivas partes. Este regulador centrífugo se encuentra ubicado en la parte posterior de la bomba de inyección. El principio de funcionamiento de estos reguladores de revoluciones está basado en la utilización de la fuerza centrífuga producida por la bomba de inyección que gira al par con el motor, para hacer desplazar a unos contrapesos, el cual por medio de palancas logrará reducir el caudal del combustible y en consecuencia también reduce las revoluciones de giro. FUNCIONAMIENTO DEL REGULADOR DE REVOLUCIONES CENTRÍFUGO. En la figura17 C. Al pisar el pedal del acelerador 16 a fondo se propagará ese movimiento hacia la palanca de accionamiento 14 la cual se debe mover entre dos topes 15, dicha palanca 14 está unida regidamente con la palanca de mando 12 a través del eje 13. Entonces la palanca 12 debido a su movimiento logrará bajar a la corredera 14, la cual hará bascular a la palanca de regulación 10 sobre la horquilla 17 entonces también logrará desplazar a la cremallera 18 en el sentido de consumo máximo de combustible, también con este movimiento se logrará retroceder a la pieza 8 por su eje 9. Esta pieza 8, tirará tanto a la barra 7 con su collarín 6 y además a las palancas acodadas 4 que bascularán sobre sus ejes 5, entonces los contrapesos se encontrarán comprimidos por la fuerza de los muelles 3. Con respecto de la figura17 D. Cuando el motor se encuentra en posición de ralentí, habrá un leve desplazamiento de los contrapesos 2 debido a que ya está presente una fuerza centrífuga no muy potente. Aquí se podría decir que tanto fuerza centrífuga como la fuerza del resorte mantienen un equilibrio. Cuando se ha llegado al máximo régimen de revoluciones como se observa en la figura17 E. Se observa que el pedal del acelerador 16 está pisado a fondo con lo que se logra el máximo número de revoluciones, entonces los contrapesos 2 que van girando conjuntamente con el árbol de levas 1 de la bomba de inyección, se expanden totalmente por que existe una mayor fuerza centrífuga, venciendo entonces la fuerza de los muelles Ingeniería Automotriz. 22 Séptimo “A”.
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    ESCUELA POLITÉCNICA DELEJÉRCITO BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL. 3. Al desplazarse los contrapesos moverán a las palancas 4 que basculan en sus ejes 5 atrayendo así al collarín 6 que a su vez con la ayuda de la barra 7 tira a la pieza 8 que se desliza sobre su eje 9. Entonces la palanca 10 basculará sobre esta pieza 8,con lo que se consigue que esta palanca mueva a la cremallera 18 en sentido de mínimo consumo, con lo que se reduce las revoluciones. Figura 17 A Partes del regulador del número de revoluciones centrífugo. 2) Contrapesos. 3) Muelles. 4) Palancas acodadas. 5) Ejes. 7) Barra. 8) Pieza deslizante. 9) Eje guía. 10) Palanca de regulación. 11) Cilindro interior. 12) Palanca de mando. 14) Palanca de accionamiento. 15) Tornillo de tope. 17) Horquilla. 18) Barra de regulación. 20) Tuerca de regulación. 21) Tapón de nivel de aceite. 22) Tapón de llenado de aceite. 23) Tope. Se muestra las partes externas e internas del regulador centrífugo de revoluciones. Ingeniería Automotriz. 23 Séptimo “A”.
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    ESCUELA POLITÉCNICA DELEJÉRCITO BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL. Figura 17 B. Esquema del regulador del número de revoluciones centrífugo. 1) Árbol de levas de la bomba de inyección. 6) Collarín. 13) Eje. 16) Pedal acelerador. 19) Tope. Se muestra las partes internas del regulador centrífugo de revoluciones. Las demás numeraciones coinciden con la figura 17 A. Figura 17 C. Posición de puesta en marcha. Mando con el pedal de acelerador a fondo. En esta figura se muestra como funcionan las palancas y en qué posición permanece el regulador de revoluciones, al pisar el pedal del acelerador a fondo. Ingeniería Automotriz. 24 Séptimo “A”.
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    ESCUELA POLITÉCNICA DELEJÉRCITO BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL. Figura 17 D. Se muestra como funciona el regulador de revoluciones, cuando el motor se encuentra en ralentí. Figura 17 E. Se muestra el funcionamiento del regulador centrífugo de revoluciones, cuando el motor se encuentra en el máximo régimen de revoluciones. Ingeniería Automotriz. 25 Séptimo “A”.
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    ESCUELA POLITÉCNICA DELEJÉRCITO BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL. Figura 18. Ajuste de los muelles reguladores. 1) Platillo. 2) Tornillo. 3) Tuerca. A) Límite de aflojamiento de los muelles. B) Límite de apriete de los muelles Para una perfecta regulación del combustible es necesario colocar al muelle de regulación en una posición de tensión determinada y precisa. Como observamos en la figura18. En la figura18 A se observa el límite máximo de aflojamiento de los muelles de regulación, la tuerca 3 no debe de sobrepasar a la altura del tornillo 2. Mientras que en la figura18 B, se observa el régimen máximo de apriete de los muelles de regulación, que no debe ser mayor de 2 a 2,5 mm ó de 3 a 3,5 mm, claro está que esto va a depender del modelo del automóvil que sea. 3.5.2.- REGULADOR NEUMÁTICO. (FUNCIONAMIENTO) El principio de funcionamiento de los reguladores neumáticos están basados en las variaciones de depresiones producidas en el colector de admisión. Estas depresiones son creadas por la posición de la mariposa y el número de revoluciones con los que gira el motor, las mismas que son transmitidas hacia el conjunto neumático ubicado en la parte posterior de la bomba de inyección. Entonces este regulador controlará las revoluciones haciendo desplazar a la cremallera hacia mayor o menor consumo de combustible. Cabe destacar que las bombas que poseen este tipo de regulador no tiene un mando directo de la dosificación del combustible al pisar el pedal del acelerador, sino que está gobernado por las depresiones y la posición de la mariposa en el colector de admisión. Las partes de este Ingeniería Automotriz. 26 Séptimo “A”.
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    ESCUELA POLITÉCNICA DELEJÉRCITO BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL. regulador se pueden apreciar en la figura19 A. En la entrada del colector de admisión se aprecia a un venturi 2, a una mariposa 3, que son idénticas a las de los carburadores de los motores de gasolina, por otra parte también observamos el regulador neumático 8 que en su interior se encuentra el muelle 15, la membrana 18 que estarán unidos a la cremallera 13. FUNCIONAMIENTO DEL REGULADOR NEUMÁTICO. Para comprender de mejor manera su actuación le dividí en tres fases de funcionamiento: B.- Marcha en vacío o ralentí del motor. C.- Marcha con el máximo número de revoluciones del motor. D.- Paro del motor. En la figura19 B, se puede apreciar el funcionamiento de este regulador, cuando el motor se encuentra en ralentí. El pedal del acelerador 5 se encuentra en reposo por lo tanto la mariposa estará totalmente cerrada. Debido a la absorción de aire por parte del motor y como la mariposa se encuentra cerrada, entonces el motor succionará aire por el destaje 16 que posee la mariposa y también lo hará con el aire que se encuentra en el equipo neumático a través del conducto 17. Este aire absorbido pasará por un venturi 12. Debido a la succión y como al interior de la cámara 14 se encuentra la membrana 18 se creara un cierre hermético, con lo que se produce una depresión en esta cámara. Esta depresión vence la fuerza del muelle 15, con lo que la membrana 18 y la cremallera 13 se desplazaran hacia la posición de mínimo consumo de combustible reduciendo las revoluciones y en consecuencia su velocidad. Pero si pierde algunas revoluciones el motor tenderá a querer apagarse, entonces esta depresión que fue creada se disminuirá y en consecuencia la fuerza del muelle 15 logrará desplazar a la membrana 18 conjuntamente con la cremallera 13 hacia la posición de máximo consumo. Entonces el motor se acelerará hasta permanecer en un punto medio de regulación. En la figura19 C. Se observa cual es la posición del regulador neumático cuando el motor se encuentra en el régimen máximo de revoluciones. Su funcionamiento es el siguiente; al pisar el pedal del acelerador a fondo abrimos totalmente la mariposa, con lo que el aire que succiona el motor va a pasar por el venturi 2 y también por el 12 pero a mayor velocidad, en consecuencia se crea una depresión que ayudará en esta ocasión a la fuerza del muelle 15 para desplazar a la cremallera a una posición de máximo suministro de combustible. En este proceso las revoluciones solo deben llagar hasta un máximo determinado ya que luego la palanca 22 Ingeniería Automotriz. 27 Séptimo “A”.
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    ESCUELA POLITÉCNICA DELEJÉRCITO BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL. llegará a topar en el tope 21 el cual no lo dejará seguirse desplazando para que aumente sus revoluciones. Y por último observamos la posición de paro del motor que se observa en la figura19 D. Al tirar del botón 11, y por medio de palancas en especial la 22, se reduce la cámara de depresión 14 y en consecuencia la cremallera 13 se desplaza hacia la posición de suministro nulo, entonces no se inyectará combustible y el motor se apaga. Ingeniería Automotriz. 28 Séptimo “A”.
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    ESCUELA POLITÉCNICA DELEJÉRCITO BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL. Figura 19 A. Esquema del equipo del regulador neumático. Partes componentes de este regulador neumático. 1) Filtro de aire. 2) Venturi. 3) Mariposa de admisión. 4) Cuerpo mariposa. 5) Pedal del acelerador. 6) Piso. 7) Tubo comunicador de las depresiones en la aspiración. 8) Regulación neumática. 9) Bomba de inyección. 10) Palanca de regulación. 11) Botón tirador de paro. 12) Paso de aire permanente. (pequeño venturi). 13) Cremallera. 14) Cámara de depresión. 15) Muelle. 16) Mariposa con corte para paso de mínimo. 17) Tubo de conexión. 18) Membrana. 20) Racor. 21) Tope de la barra de regulación. 22) Palanca reguladora. Ingeniería Automotriz. 29 Séptimo “A”.
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    ESCUELA POLITÉCNICA DELEJÉRCITO BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL. Figura 19 B. Régimen de marcha en vacío o ralentí del motor. Posición del regulador neumático en ralentí. 3) Mariposa de admisión. 12) Paso de aire permanente. (pequeño venturi). 13) Cremallera. 14) Cámara de depresión. 15) Muelle. Ingeniería Automotriz. 30 Séptimo “A”.
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    ESCUELA POLITÉCNICA DELEJÉRCITO BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL. Figura 19 C. Régimen máximo de revoluciones. 3) Mariposa de admisión. 5) Pedal del acelerador. 12) Paso de aire permanente. (pequeño venturi). 14) Cámara de depresión 16) Mariposa con corte para paso de mínimo. 17) Tubo de conexión. Figura 19 D. Regulador neumático en posición de paro. 11) Botón tirador de paro. Ingeniería Automotriz. 31 Séptimo “A”.
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    ESCUELA POLITÉCNICA DELEJÉRCITO BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL. 3.6.- LUBRICACIÓN. Primeramente la lubricación del émbolo y cilindro de la bomba de inyección está asegurado ya que el mismo combustible sirve como lubricante. En las demás partes de las bombas de inyección en línea como el árbol de levas, cremallera, regulador, muelles, empujadores, etc., necesitan de lubricación con aceite para ello existen dos posibilidades de lubricación y que son; • Formando parte del mismo circuito de lubricación del motor, o lubricación a presión. • Independientemente, con una reserva de aceite para la bomba y para el regulador. Entonces su lubricación será por simple salpicadura. LUBRICACIÓN A PRESIÓN. Este sistema de lubricación de la bomba de inyección, se aprovecha del sistema de lubricación a presión del motor. El aceite filtrado del motor llega a la bomba de inyección a través de un conducto por donde llega el aceite a una presión igual a la que se genera en el motor, para lubricar al árbol de levas, que luego pasa a las cámaras de los muelles por sus respectivos empujadores de rodillo o a través de una válvula especial de admisión, hasta que el aceite llega al regulador de revoluciones, ya que en el árbol de levas no va a existir un retenedor, mientras que su retorno se realiza a través de otro conducto. Antes de ponerla en funcionamiento y por ende en comunicación con el circuito de lubricación del motor nosotros debemos rellenarlas de aceite idéntico al que se utiliza en dicho motor. LUBRICACIÓN POR SALPICADURA. Este sistema de lubricación basado en el simple movimiento de las piezas interiores de la bomba de inyección en especial del árbol de levas, por el cual se produce una salpicadura constante cuando está en continuo funcionamiento. Este sistema se debe rellenar con aceite igual al que se utiliza en el motor por un tapón de relleno de aceite que se encuentra ubicado sobre el regulador de número de revoluciones centrífugo o por el filtro de aire de un regulador de número de revoluciones neumático. Se debe chequear el aceite cada vez que se cambia el aceite del motor o sea aproximadamente cada 5000km. Si se observa que el aceite aumenta significa que existen fugas en el conjunto cilindro émbolo de la bomba. Por otra parte el cambio de aceite se debe realizar cada vez que se desmonta la bomba de inyección o el regulador de revoluciones y cuando se realiza una revisión general del motor predispuesta por el fabricante, aproximadamente cada 100000km. Ingeniería Automotriz. 32 Séptimo “A”.
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    ESCUELA POLITÉCNICA DELEJÉRCITO BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL. 4.- SISTEMA DE ALIMENTACIÓN DIESEL CON BOMBA ROTATIVA CAV–DPA, CON REGULADOR DE NÚMERO DE REVOLUCIONES; HIDRÁULICO Y MECÁNICO. Este sistema de alimentación con bomba de inyección rotativa CAV–DPA con regulador mecánico lo podemos apreciar en la figura20. Este circuito empieza cuando el combustible procedente del depósito 1, pasa por el Prefiltro2, por la bomba de cebado 3, por el filtro 4, por la válvula reguladora de presión 6 con una presión de aproximadamente 1,5bar a 3bar, hasta llegar hacia la bomba de transferencia de paletas 7, la cual enviará el combustible a una presión de 6bar a 15bar hacia la válvula dosificadora 10, por medio de taladros que existen en el cabezal hidráulico. El combustible será comprimido por dos émbolos y el combustible saldrá hacia cada inyector 9 en un tiempo determinado a una presión de aproximadamente unos 130bar a 140bar. El retorno es a gravedad. Este sistema de alimentación con bomba de inyección rotativa CAV–DPA con regulador hidráulico lo podemos apreciar en la figura21, este circuito realiza el mismo recorrido de la bomba con regulador mecánico antes mencionado. Lo único que la diferencia es el tipo de regulador; ya que el regulador mecánico aprovecha la velocidad de giro del motor para regular las revoluciones del motor y por consiguiente aumentar o disminuir el suministro de combustible, además ya que su válvula dosificadora va a realizar la regulación girando. Por otra parte las bombas con regulador hidráulico aprovecha la presión sobre el combustible para regular las revoluciones del motor, además la válvula dosicadora realiza su función desplazándose de abajo hacia arriba. 5.- SISTEMA DE ALIMENTACIÓN DIESEL CON BOMBA ROTATIVA BOSCH EP/VE. El sistema de alimentación con bomba rotativa Bosch EP/VE, lo podemos apreciar en la figura23. Este circuito empieza en el depósito 1 donde se almacena combustible, el mismo que va a pasar por el filtro2, hasta llegar hacia la bomba de transferencia 3, la cual es de paletas y que al funcionar con el giro del motor succiona el combustible hacia esta y lo impulsa al interior de la bomba de inyección para alimentar al rotor 9, para que este comprima al combustible. Para que el rotor 9, comprima al combustible antes se deben de poner en contacto el plato de levas 6, y el aro porta rodillos 5, para poder desplazar al rotor hacia la posición de compresión, y por consiguiente vencer la fuerza del muelle de la válvula de reaspiración 10, con lo que se consigue enviar el combustible hacia los inyectores 15 Ingeniería Automotriz. 33 Séptimo “A”.
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    ESCUELA POLITÉCNICA DELEJÉRCITO BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL. para alimentar al motor. Este combustible que se encuentra la interior de la bomba de inyección no solo sirve para alimentar al motor sino que también sirve para lubricar las partes móviles interiores de esta bomba. Ingeniería Automotriz. 34 Séptimo “A”.
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    ESCUELA POLITÉCNICA DELEJÉRCITO BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL. Figura 20. Circuito de alimentación de la bomba rotativa CAV–DPA con regulador mecánico. 1) Tanque. 2) Prefiltro. 3) Bomba de cebado. 4) Filtro. 5) Cañerías de retorno. 6) Válvula reguladora de presión. 7) Bomba de transferencia. 8) Conjunto del distribuidor. 9) Inyectores. 10) Válvula dosificadora. 11) Conjunto del regulador mecánico. 12) Palanca del acelerador. 13) Palanca de paro. 14) Cañerías de alta presión. 15) Cañería de baja presión. Ingeniería Automotriz. 35 Séptimo “A”.
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    ESCUELA POLITÉCNICA DELEJÉRCITO BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL. Figura 21. Circuito de alimentación de la bomba rotativa CAV–DPA con regulador hidráulico. 1) Tanque. 2) Bomba de cebado. 3) Filtro. 4) Cañería de retorno. 5) Bomba de transferencia. 6) Válvula reguladora de presión. 7) Conjunto de la válvula dosifcadora y regulador hidráulico. 8) Conjunto del distribuidor. 9) Inyector. 10) Palanca del acelerador. 11) Cañería de alta presión. 12) Cañería de baja presión. 6.- BOMBA DE INYECCIÓN ROTATIVA. Ingeniería Automotriz. 36 Séptimo “A”.
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    ESCUELA POLITÉCNICA DELEJÉRCITO BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL. 6.1.- PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO. A este tipo de bombas también se las denomina de distribuidor rotativo. Tienen un solo elemento de bombeo para comprimir, distribuir y dosificar el combustible para que luego sea enviado hacia los inyectores, estas bombas a lo igual que las de en línea giran a la mitad de revoluciones a que lo hace el motor. Además estas bombas no necesitan de ningún tipo de lubricación ni de refrigeración ya que el mismo combustible cumple estas funciones. 6.2.- IDENTIFICACIÓN DE LA PLACA. Es necesario conocer que significa de cada número y letras, componentes de una placa rotativa, para poder realizar algún trabajo y comprar el repuesto necesario y preciso que esta bomba lo requiera. A continuaciones observamos una placa con sus respectivas cualidades: NP–VE4/11F1700LNP2336 NP – VE 4 / 11 F 1700 L NP 2336 asdsd Accesorios. asasddwqdqw Marca. assadasdas Sentido de giro. asdasasds R.P.M. asdasdwqda Regulador centrífugo. asdasdqwd Diámetro del elemento. asdasdqw Número de cilindros. asdasdqw Tipo de regulador. asdasdw Marca. 6.3.- PARTES DE LA BOMBA ROTATIVA. A igual que las bombas en línea, estas bombas rotativas tienen muchas partes de las cuales yo he tomado las más importantes. En la figura22, se observa las partes de una bomba de Inyección Rotativa tipo CAV–DPA y en la figura23, se observa el Circuito de alimentación y partes de la Bomba de Inyección Rotativa Bosh EP/VE. Ingeniería Automotriz. 37 Séptimo “A”.
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    ESCUELA POLITÉCNICA DELEJÉRCITO BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL. Figura 22. Partes de la Bomba de Inyección Rotativa CAV–DPA. 1) Estría maestra. 2) Estriado del eje de transmisión. 3) Racor de retorno de combustible. 4) Aro de levas. 5) Placas de reglaje. 6) Palanca del acelerador. 7) Válvula de dosificación. 8) Regulador hidráulico. 9) Palanca de paro. 10) Lumbrera de dosificación. 11) Lumbreras de llenado. 12) Cabezal hidráulico. 13) Entrada de combustible. 14) Placa extremo de la bomba. 15) Lumbrera de carga. 16) Bomba de transferencia. (paletas). 17) Orificio de regulación. 18) Émbolo de regulación. 19) Salidas a los inyectores. 20) Lumbrera de cebado. 21) Lumbrera de distribución. 22) Lumbreras de salida. 23) Racor de combustible parar el avance automático. 24) Ranura anular. 25) Rotor. 26) Avance automático. 27) Rodillos. 28) Émbolos de bombeo. 29) Placa de arrastre. 30) Brida de anclaje al motor. Ingeniería Automotriz. 38 Séptimo “A”.
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    ESCUELA POLITÉCNICA DELEJÉRCITO BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL. Figura 23. Circuito de alimentación y partes de la Bomba de Inyección Rotativa Bosh EP/VE. 1) Tanque de combustible. 2) Filtro. 3) Bomba de transferencia. 4) Piñón de accionamiento del regulador mecánico. 5) Aro porta rodillos. 6) Plato de levas. 7) Variador automático de avance. 8) Manguito de control. 9) Rotor. 10) Válvula de reaspiración. 11) Palanca de arranque. 12) Válvula electromagnética de paro. 13) Resorte de sobrecarga de arranque. 14) Palanca del regulador. 15) Inyector. 16) Tornillo regulador del caudal. 17) Palanca de tensión. 18) Racor de sobrante y purga. 19) Palanca de paro manual. 20) Muelle del regulador. 21) Mando del acelerador. 22) Piñón de arrastre del regulador. 23) Válvula reguladora de presión. 24) Lumbrera de entrada Ingeniería Automotriz. 39 Séptimo “A”.
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    ESCUELA POLITÉCNICA DELEJÉRCITO BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL. de combustible a la bomba de transferencia. 25) Lumbrera de salida de combustible de la bomba de transferencia. 6.4.- CONJUNTO DE BOMBEO Y DISTRIBUCIÓN. 6.4.1.- CONJUNTO DE BOMBEO Y DISTRIBUCIÓN DE LA BOMBA CAV-DPA El rotor de esta bomba CAV-DPA, solo funciona como distribuidor de combustible hacia cada uno de los inyectores, ya que tiene dos émbolos que bombean el combustible para la inyección. Como podemos observar en la figura24. El cabezal hidráulico 2, aloja en su interior al rotor 1,que a su ves aloja en uno de sus extremos a los émbolos 3 que están situados uno frente del otro con lo que crean una cámara 4, es rotor va situado después de la bomba de transferencia que se aloja en 13. Este rotor además posee una ranura anular 7 que mantendrá una comunicación entre el conducto de alimentación 8 y la lumbrera de alimentación 6, también tiene un taladro axial 5 por donde se mantendrá un contacto entre la cámara de bombeo 4, la lumbrera de llenado 10 y la lumbrera de distribución 12. Además tendrá tantos taladros de llenado 10 como cilindros tenga el motor y formarán ángulos igual entre ellos, estos taladros 10 van coincidiendo sucesivamente con la lumbrera de dosificación 9, y por último la lumbrera de distribución 12, se irá encarando con cada una de las salidas 11 hacia los inyectores, que también habrá tantas salidas 11 como cilindros haya en el motor. FUNCIONAMIENTO DEL CONJUNTO DE BOMBEO Y DISTRIBUCIÓN DE LA BOMBA CAV-DPA. El funcionamiento del conjunto de bombeo y distribución de una bomba CAV–DPA lo podemos aprecia en la figura25. En donde el detalle A nos muestra como el combustible luego de pasar por la bomba de transferencia, por la ranura anular y por la lumbrera de alimentación llega a la lumbrera de dosificación en donde está coincidiendo con la lumbrera de llenado y la lumbrera de distribución no coincide con ninguna de sus salidas, entonces el combustible llena todo el taladro axial y la cámara de bombeo ya que ninguna leva del aro de levas 6 está atacando a los rodillos 5 que se encuentran ubicados por encima de cada émbolo 3, pero entre estos se interponen una zapata porta rodillos 4 que servirá para darle ubicación al rodillo, en este caso. En el detalle B observamos que, luego de seguir girando el rotor la lumbrera de llenado deja de coincidir con la lumbrera de dosificación. Las levas del aro 6 empiezan a atacar a los rodillos 5 y por ende los émbolos 3 empiezan a comprimir el combustible que se encuentra en la cámara de Ingeniería Automotriz. 40 Séptimo “A”.
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    ESCUELA POLITÉCNICA DELEJÉRCITO BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL. bombeo. Cuando los émbolos 3 han comprimido lo máximo entonces ahora coincide la lumbrera de salida con uno de los taladros de salida para que el combustible se dirija hacia los inyectores. El aro de levas que podemos apreciar en la figura26, tiene una construcción especial en la cual se observa una curva de retención que va luego de la cresta de máxima compresión. Esta curva de retención sirve para que luego de la impulsión del combustible hacia los inyectores el émbolo retroceda un poco para que pierda una pequeña porción de presión en las cañerías de inyección, para que no exista un goteo de combustible en el inyector, esta curva de retención, realiza la función de la válvula de reaspiración que hay en las bombas en línea. 6.4.2.- CONJUNTO DE BOMBEO Y DISTRIBUCIÓN DE LA BOMBA BOSCH EP/VE El rotor de esta bomba realiza la función de distribuidor y de bombeador gracias a los rodillos y al plato de levas que gira a la misma velocidad del rotor. El conjunto de bombeo y distribución de la bomba Bosch EP/VE, lo podemos observar en la Figura27 y consta de las siguientes partes. El eje de transmisión1 transmite el movimiento giratorio hacia el plato de levas4 que este a su ves lo transmite al rotor5. El plato4 tiene tantos lóbulos frontales como cilindros tenga el motor, estos lóbulos serán atacados por los rodillos3 que se encuentran en su aro2, este plato4 podrá mantenerse contra el aro porta rodillos2 por medio del muelle16. Por otra parte el rotor5, posee un taladro axial 14, una lumbrera de fin de la inyección 15, una lumbrera de distribución 13 y tantas ranuras de entrada 12 como cilindros tenga el motor. Las ranuras 12 se comunican con la cámara de presión11 y con el taladro axial 14. Además sobre el rotor5 se encuentra y se desliza el manguito de control 7 a través de la palanca6 del acelerador y del regulador. Además el cabezal hidráulico9 posee tantas salidas8 de combustible hacia los inyectores como cilindros tenga el motor, y una lumbrera de alimentación10. FUNCIONAMIENTO CONJUNTO DE BOMBEO Y DISTRIBUCIÓN DE LA BOMBA BOSCH EP/VE El funcionamiento de este conjunto de bombeo y distribución empieza cuando el combustible ingresa al interior de la bomba luego de pasar por la bomba de transferencia, el combustible pasa a la lumbrera de alimentación 10 y cuando los rodillos 3 no atacan a las levas del plato 4, entonces también sucederá que una ranura 12 coincidirá con la lumbrera de entrada 10, y en consecuencia el combustible pasa a llenar la cámara de presión Ingeniería Automotriz. 41 Séptimo “A”.
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    ESCUELA POLITÉCNICA DELEJÉRCITO BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL. 11 y al taladro axial 14, pero también sucederá que la lumbrera de distribución no coincidirá con alguna salida hacia los inyectores. En esta fase se nota que el muelle 16 mantiene al plato 4 firme contra el aro 2, y el rotor se encuentra en su PMI. Cuando el rotor sigue girando llegará un momento en el que los rodillos atacarán a los lóbulos del plato 4 y en consecuencia el rotor se desplaza hacia su PMS comprimiendo el muelle 16 y lo más importante al combustible que se encuentra en la cámara 11. Entonces con el giro del rotor 5, la ranura 12 ya no coincide con la lumbrera 10, y en esta ocasión la ranura de distribución es la que coincide con una de las salidas 8 hacia los inyectores. Luego el rotor deja al descubierto a la lumbrera de fin de la inyección 15 con lo que culmina la inyección. La distancia L que se observa en la figura27, es tan solo la carrera útil del rotor y en consecuencia la duración de la inyección. Esta distancia está manipulada por la posición del manguito 7 el cual va a variar cuando se acelere o cuando sobre el actúe el regulador, de manera de que cuanto mayor sea la distancia L mayor será la dosis de combustible. En la figura28, se observa tres posiciones de funcionamiento del conjunto de bombeo y distribución de la bomba Bosch EP/VE; en la figura28 A se encuentra en ralentí y se nota que la distancia L es muy pequeña y en consecuencia la cantidad de combustible también lo será. Cuando la lumbrera de fin de la inyección queda totalmente abierta durante toda la carrera del rotor entonces nos damos cuenta que el motor se encuentra en paro. En la figura28 B el manguito 7 se desplaza hacia la derecha con lo que la distancia L aumenta y entonces también aumenta la cantidad de combustible, cuando se encuentra en esta posición será cuando el motor se encuentra en una marcha normal. Y finalmente en la figura28 C se observa el fin de la inyección y esto ocurre cuando el rotor sobrepasa la posición del manguito 7 y en consecuencia deja al descubierto a la lumbrera 15 por donde se pierde la presión. En esta figura también se observa las válvulas de reaspiración 17 las cuales van ubicadas en cada racor de salida a los inyectores. Ingeniería Automotriz. 42 Séptimo “A”.
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    ESCUELA POLITÉCNICA DELEJÉRCITO BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL. Figura 24 Esquema del conjunto de bombeo y distribución de la bomba CAV-DPA. 1) Rotor. 2) Cabezal Hidráulico. 3) Émbolos de bombeo. 4) Cámara de bombeo. 5) Taladro axial. 6) Lumbrera de alimentación. 7) Ranura anular. 8) Conducto de alimentación. 9) Lumbrera de dosificación. 10) Lumbrera de llenado. 11) Salidas a los inyectores. 12) Lumbrera de distribución. 13) Alojamiento de la bomba de transferencia. 14) Salida de combustible de la bomba de transferencia. Figura 25. Funcionamiento del conjunto de bombeo y distribución de la bomba CAV- DPA. 1) Rotor. 2) Cabezal Hidráulico. 3) Émbolos. 4) Zapatas porta rodillos. 5) Rodillos. 6) Aro de levas. Figura 26. Sección del aro de levas de la bomba CAV-DPA. 1) Rotor. 2) Aro de levas. 3) Émbolo. 4) Zapata porta rodillos. 5) Cuerpo de la bomba. A) Cresta de la leva. Ingeniería Automotriz. 43 Séptimo “A”.
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    ESCUELA POLITÉCNICA DELEJÉRCITO LUIS ALFREDO MICHO GUAMINGA. BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL. Figura 27. Esquema de funcionamiento del conjunto de bombeo y distribución de la bomba Bosch EP/VE. 1) Eje de transmisión. 2) Aro porta rodillos. 3) Rodillos. 4) Plato de levas. 5) Rotor. 6) Palanca de control. 7) Manguito de control. 8) Salida a los inyectores. 9) Cabezal hidráulico. 10) Lumbrera de alimentación. 11) Cámara de presión. 12) Ranura de entrada. 13) Lumbrera de distribución. 14) Taladro axial. 15) Lumbreras de fin de inyección. 16) Muelle. Mecánica Automotriz. 44 Sexto Curso “A2”.
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    ESCUELA POLITÉCNICA DELEJÉRCITO LUIS ALFREDO MICHO GUAMINGA. BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL. Figura 28. Fases de dosado. A) Ralentí. B) Marcha normal. C) Fin de inyección. 7) Manguito de control. 10) Lumbrera de alimentación. 11) Cámara de presión. 12) Ranura de entrada. 13) Lumbrera de distribución. 14) Taladro axial. 15) Lumbreras de fin de inyección. 17) Válvula de reaspiración. 6.5.- REGLAJE DEL CAUDAL MÁXIMO DE LA BOMBA CAV–DPA. Mecánica Automotriz. 45 Sexto Curso “A2”.
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    ESCUELA POLITÉCNICA DELEJÉRCITO LUIS ALFREDO MICHO GUAMINGA. BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL. Para regular el caudal máximo de la bomba lo único que realizamos es limitar el recorrido de los émbolos. Este proceso lo realizamos con la placa de reglaje 8 del aro de levas. Primero aflojamos los tornillos 5 para poder mover la placa 8. En nuestra figura29 para dar mayor caudal debemos girar la placa 8 hacia la derecha ya que ahí se aumentará el recorrido 3 de los émbolos 4. Al girar la placa hacia la izquierda reducimos el recorrido de los émbolos y por ende el caudal. En esta figura se observa a las zapatas porta rodillos 2 que tienen una parte plana en donde hace contacto con el émbolo y otra parte semicilíndrica en la cual se encuentra el rodillo 1, también se observa los talones de las zapatas 6 estos están a cada lado y sirven para encajar en las ventanas excéntricas 7. 6.6.- CONJUNTO DE LA VÁLVULA REGULADORA DE PRESIÓN DE LA BOMBA CAV–DPA. Esta válvula reguladora de presión de la bomba CAV–DPA, tiene dos funciones que son; la primera es de regular la presión del combustible mediante una relación entre la presión de transferencia y la velocidad de rotación de la bomba, la segunda función es de permitir el paso directamente del combustible a los circuitos del cabezal hidráulico sin tener que pasar por la bomba de transferencia, cuando se realiza la función de sangrado en la bomba de inyección. En la figura30, se observa tres posiciones de la válvula reguladora de presión y son las siguientes: La figura30 A se encuentra en la posición de reposo, se observa el racor 11 va roscado sobre la placa extremo 12, este racor mantendrá presionado al muelle 1 contra el manguito de regulación 4 para que el manguito se encuentre sobre su asiento. Al interior del manguito de regulación 4 se encuentra el muelle de regulación 3, el pistón 5 que estará situado sobre su muelle 6. en esta ocasión el pistón 5 se encuentra tapando la lumbrera de cebado y regulación 7. La figura30 B En esta oportunidad la válvula se encuentra en la posición de cebado o sangrado manual. El combustible proveniente de la bomba de alimentación pasa al racor 11, luego pasa por el filtro 2 hasta que finalmente llega al manguito 4. La presión que se genera en este proceso e bombeo manual, se aplica sobre el pistón 5 que a su vez debido a esa presión vence la fuerza del muelle 6, dejando al descubierto la lumbrera 7 para que el combustible ingrese al interior de los circuitos del cabezal hidráulico. El combustible no podrá ingresar por la lumbrera 9, ya que el motor se encuentra parado y para que el combustible pueda pasar por aquella lumbrera la bomba debe estar girando, ya que ese combustible ingresa por la acción de la bomba de transferencia de paletas. Mecánica Automotriz. 46 Sexto Curso “A2”.
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    ESCUELA POLITÉCNICA DELEJÉRCITO LUIS ALFREDO MICHO GUAMINGA. BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL. La figura30 C En esta ocasión la válvula reguladora se encuentra en la posición de regulación. Cuando el motor se encuentra acelerado en consecuencia la bomba gira a las mismas revoluciones del motor con lo que por el funcionamiento de la bomba de transferencia se aumenta el caudal de combustible y también la presión sobre este combustible. Pero como la lumbrera 7 se encuentra comunicada con la salida del combustible de la bomba de transferencia, entonces aquella presión se ejercerá bajo el pistón 5 el cual subirá hasta asentarse en el muelle 3, al cual lo comprimirá, con lo que el combustible pasará por el orificio de regulación 8 para regresar de nuevo hacia la lumbrera 9 y en consecuencia hacia la bomba de transferencia para que sea nuevamente impulsado para ser inyectado. 6.7.- VARIADOR AUTOMÁTICO DEL AVANCE A LA INYECCIÓN. Con este mecanismo se consigue adelantar progresivamente la inyección con respecto al aumento de la velocidad del motor. 6.7.1.- VARIADOR AUTOMÁTICO DEL AVANCE A LA INYECCIÓN DE LA BOMBA CAV–DPA. Este variador automático del avance a la inyección que lo podemos apreciar en la figura31 se encuentra situado transversalmente con respecto a la bomba de inyección y además debajo del aro de levas. Este mecanismo está constituido por un cilindro 7 que en su interior contiene a dos pistones; el 9 que se moverá de acuerdo a la presión que le transmita el combustible que se encuentra en la cámara 10, y el 11 el cual realiza la función de tope móvil y que esta presionado por las fuerzas de los muelles 12. El avance máximo a la inyección será de aproximadamente de unos 90 . Cuando el motor aumenta la velocidad, también aumenta la presión de transferencia del combustible en la cámara 10, con lo que será suficiente para desplazar al pistón 9, a la palanca 8 y al tope móvil 11, y en consecuencia se comprimirán a los muelles 12. Al mover a la palanca 8 también se logrará girar al aro de levas 2, ya que esta palanca está roscada al aro de levas. Entonces se conseguirá girar al aro de levas en sentido contrario al giro del rotor 3, con lo que los rodillos 5 lograrán contactarse antes con las levas 6, y en consecuencia se adelanta a la inyección. Cuando el motor disminuye sus revoluciones también disminuirá la presión de transferencia con lo que las fuerzas de los muelles 12 lograrán retroceder a los pistones y a la palanca de avance, para que en esos instantes se logre retardar la inyección. Para controlar las necesidades del avance a la inyección de cada motor, se puede lograr con tan solo variar el espesor de las arandelas de ajuste 13. Mecánica Automotriz. 47 Sexto Curso “A2”.
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    ESCUELA POLITÉCNICA DELEJÉRCITO LUIS ALFREDO MICHO GUAMINGA. BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL. Figura 29. Regulación del caudal máximo. 1) Rodillos. 2) Zapatas porta rodillos. 3) Recorrido del émbolo. 4) Émbolos. 5) Tornillos. 6) Talones de la zapata. 7) Ventanas excéntricas. 8) Placas de reglaje. 9) Rotor. Figura 30. Esquema de funcionamiento de la válvula reguladora de presión de la bomba CAV–DPA. 1) Muelle de posicionamiento. 2) Filtro. 3) Muelle de regulación. 4) Manguito de regulación. 5) Pistón regulador. 6) Muelle de retención. 7) Lumbrera de cebado y regulación. 8) Orificio de regulación. 9) Lumbrera de entrada de combustible hacia la bomba de transferencia. 10) Guía de muelle. 11) Racor de entrada de combustible. Mecánica Automotriz. 48 Sexto Curso “A2”.
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    ESCUELA POLITÉCNICA DELEJÉRCITO LUIS ALFREDO MICHO GUAMINGA. BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL. Figura 31. Variador automático del avance a la inyección de la bomba CAV–DPA. 1) Cuerpo de la bomba. 2) Aro de levas. 3) Rotor. 4) Émbolos. 5) Rodillos. 6) Leva. 7) Cilindro. 8) Palanca de avance. 9) Pistón de avance. 10) Cámara de combustible. 11) Tope móvil. 12) Muelles. 13) Arandelas de ajuste. Figura 32. Esquema de un variador automático del avance a la inyección de la bomba Bosch EP/VE. 1) Palanca. 2) Rótula. 3) Orificio calibrado. 4) Cámara. 5) Émbolo. 6) Muelle. 7) Arandelas de calibración. 8) Cilindro. 9) Anillo porta rodillos. 10) Rodillos. Mecánica Automotriz. 49 Sexto Curso “A2”.
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    ESCUELA POLITÉCNICA DELEJÉRCITO LUIS ALFREDO MICHO GUAMINGA. BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL. 6.7.2.- VARIADOR AUTOMÁTICO DEL AVANCE A LA INYECCIÓN DE LA BOMBA BOSCH EP/VE. Sus partes lo podemos apreciar en la figura32. De igual manera este variador también está situado transversalmente con respecto a la bomba de inyección, debajo del aro porta rodillos. Este variador consta de un cilindro 8 que va a acoger en su interior a un muelle 6 y a un pistón 5, que este pistón a su vez tendrá un orificio 2 donde irá situado la palanca 1 que va unida al aro porta rodillos por medio de un pasador, además también tiene un orificio calibrado 3 por donde ingresa el combustible hacia la cámara 4. La misión de este orificio 3 es de frenar las variaciones bruscas que se puedan realizar en el pistón 5 al aumentar o disminuir la velocidad, regulando y restringiendo el paso del combustible. El variador automático del avance a la inyección funciona de la siguiente manera; cuando el motor aumenta la velocidad también aumenta la presión del combustible que viene de la bomba de transferencia hacia el variador, el combustible ingresa por el taladro 2, para luego pasar por el orificio calibrado 3 hasta llegar finalmente hacia la cámara 4, en donde con la entrada de combustible se comprime al muelle 6 y forzara al pistón 5 para que se desplace hacia la izquierda y consigo también lo haga la palanca 1, con esto se logra también girar al aro porta rodillos en sentido contrario al giro de la bomba de inyección, con lo que se logra que se encuentre un poco antes los rodillos con las levas y en consecuencia se obtiene el avance a la inyección. 6.8.- REGULADOR DEL NÚMERO DE REVOLUCIONES DE LA BOMBA CAV-DPA. 6.8.1.- REGULADOR HIDRÁULICO. Como podemos apreciar en la figura33, se observa un regulador hidráulico, el cual es accionado por las levas que poseen los ejes de cada palanca de mando ya sea de paro o de aceleración. Al acelerar el motor por medio de la palanca 6, se pondrán en contacto la leva del eje de la palanca del acelerador 5 con la guía 15 con lo que se consigue bajar al vástago y a la válvula dosificadora, (que en este caso es de pistón hueco y además su funcionamiento lo realizará deslizándose), con esto se logra que ingrese el combustible hacia su lumbrera. Entonces se consigue aumentar la velocidad del motor y por ende también aumentar la presión de transferencia sobre el combustible, con lo que la presión del combustible obligará a subir a la válvula dosificadora comprimiendo al muelle 9, y en consecuencia se reduce el ingreso del combustible hacia la lumbrera de Mecánica Automotriz. 50 Sexto Curso “A2”.
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    ESCUELA POLITÉCNICA DELEJÉRCITO LUIS ALFREDO MICHO GUAMINGA. BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL. dosificación y por ende hacia el rotor para que luego sea inyectado. Con este funcionamiento se reduce el número de revoluciones y por ende el motor no tendrá una aceleración muy excesiva. Existe la posición de paro del motor, en la cual al aplicar una fuerza sobre la palanca 16 se consigue levantar a la válvula dosificadora, la cual sobrepasa la posición del tope de ralentí y comprime a su muelle 4, también se comprime al muelle de regulación 9. La válvula de dosificación se levanta por medio de la arandela de paro 2 en donde actuará la media leva del eje 1 de la palanca de paro 16, y a través del vástago de la válvula de dosificación, con esto se cierra la comunicación entre la válvula dosificadora, por medio de su orificio por donde ingresa combustible, con la lumbrera de dosificación. Cuando el motor se encuentre en la posición de ralentí se notará que el vástago de la válvula hará tope con el vástago de ralentí, entonces es cuando se equilibran las fuerzas del muelle de ralentí 4 con la presión de transferencia. Además en esta figura33, también se observa dos posiciones de la válvula dosificadora que son de máximo y de mínimo suministro de combustible hacia la lumbrera de dosificación. También existen los reguladores hidráulicos accionados por piñón y cremallera que lo podemos apreciar en la figura34, este mecanismo funciona cuando al accionar la palanca 6, se logra girar al piñón 19 y consigo al manguito 22 además se comprime al muelle 3 y con esto se consigue que el motor se acelere. Al aumentar la velocidad del motor también aumenta la presión de transferencia en el combustible, con lo que esta presión puede desplazar hacia arriba a la válvula dosificadora 18, que es un pistón hueco para que pueda por allí pasar el combustible hacia su lumbrera y además es deslizante, al desplazarse la válvula 18 se consigue obturar un poco el paso del combustible hacia la lumbrera de dosificación y con esto se logra reducir las revoluciones y además se consigue que el motor no se acelere en exceso. Para que el motor se encuentre en la posición de ralentí, el manguito 22 debe comprimir al muelle 20, con esto, la válvula dosificadora se desplaza hacia arriba y se mantendrá estable ya que se equilibrarán las fuerzas entre el muelle 20 y el muelle 9 con la ayuda de la presión de transferencia. Al tirar de un accionador de paro situado en el puesto de conducción, se transmite ese movimiento hacia la palanca 16 la cual logra girar al eje que posee una leva de medio punto 21, con lo que la leva va a actuar bajo la arandela de paro 2 y hará subir a la válvula dosificadora 18 cerrando o tapando totalmente a la lumbrera 17 con lo que el motor se para. Mecánica Automotriz. 51 Sexto Curso “A2”.
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    ESCUELA POLITÉCNICA DELEJÉRCITO LUIS ALFREDO MICHO GUAMINGA. BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL. Figura 33 . Regulador del número de revoluciones hidráulico de la bomba CAV-DPA. 1) Eje de paro. 2) Arandela de paro. 3) Ajuste de ralentí. 4) Resorte de ralentí. 5) Limitador de dosado. 6) Palanca de mando del acelerador. 7) Tope de carga. 8) Tope de mínimo. 9) Muelle regulador. 10) Rotor. 11) Presión reguladora; de transferencia. 12) Lumbrera de alimentación. 13) Posición de regulación de revoluciones mínimo. 14) Platillo de amortiguación. 15) Guía del resorte. 16) Palanca de mando de paro. Figura 34. Esquema del regulador hidráulico de accionamiento por piñón y cremallera. 2) Arandela de paro. 6) Palanca de mando del acelerador. 9) Muelle del regulador. 14) Platillo de amortiguación. 16) Palanca de mando de paro. 17) Lumbrera de dosificación. 18) Válvula dosificadora. 19) Piñón del acelerador. 20) Muelle de ralentí. 21) Leva de paro. 22) Manguito de control con cremallera. Mecánica Automotriz. 52 Sexto Curso “A2”.
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    ESCUELA POLITÉCNICA DELEJÉRCITO LUIS ALFREDO MICHO GUAMINGA. BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL. 6.8.2.- REGULADOR MECÁNICO. En la figura35, observamos las partes que constituyen un regulador de revoluciones mecánico de la bomba de inyección CAV–DPA. Observamos unos contrapesos 6 los cuales van a estar sobre el manguito 7 y este sobre el rotor 5. El manguito transmitirá el movimiento longitudinal hacia la placa 4 que a su vez tirará al brazo y muelle 9 hasta llegar a tirar a la palanca 12 la cual es encargada de regular a la válvula dosificadora 10 para que el combustible pase hacia la lumbrera 11, este movimiento longitudinal será proporcionado por los contrapesos que se van a expandir mediante la fuerza centrífuga. También apreciamos a la palanca de paro 15 con su respectiva excéntrica 16, que sirve para tirar a la horquilla 1 y esta a su vez a la palanca 12 y en consecuencia a la válvula dosificadora 10. Otra particularidad que apreciamos es que la válvula dosificadora ya no es un pistón deslizante como los de los reguladores hidráulicos sino que es un pistón giratorio Cuando aceleramos al motor observar la figura35 A, tiramos de la palanca 13, para que esta hale al muelle 14 y consigo a la placa 4, y en consecuencia esta placa también tira al brazo y muelle 9 para que este a su vez logre girar a la palanca de mando 12 y consigo a la válvula dosificadora hacia una posición de máximo caudal de combustible. En la figura35 B, se aprecia al regulador en la posición de marcha normal en la que se observa que los contrapesos se empiezan a expandir por efecto de la fuerza centrífuga que le proporciona las revoluciones a la que gira la bomba de inyección. Al expandirse los contrapesos mueven hacia adelanta al manguito 7 hasta equilibrar fuerzas con el muelle 14, y este manguito a su vez empuja a la placa 4, la cual hará pivote en su soporte para que entonces la palanca hale al brazo y muelle 9 y en consecuencia este haga girar a la palanca 12 y a la válvula dosificadora hacia una posición de menor suministro de combustible. Todo esto ocurre sin variar la posición del acelerador. En conclusión al aumentar las revoluciones del motor los contrapesos se expanden lo cual permite que se reduzca el suministro de combustible y por el contrario si se reduce las revoluciones en el motor los contrapesos se contraen permitiendo un mayor suministro de combustible. Y finalmente observamos en la figura35 C, la posición de paro del motor. En la cual el conductor tira de un accionamiento ubicado en la posición de conducción, el cual logra accionar a la palanca 15, con lo que también lo hace la excéntrica de la palanca de paro que está unida a la horquilla 1, con lo que logra halar a su palanca y en consecuencia esta también hace girar a la palanca de mando 12 y por ende a la válvula de dosificación hacia la posición de suministro de combustible nulo. Mecánica Automotriz. 53 Sexto Curso “A2”.
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    ESCUELA POLITÉCNICA DELEJÉRCITO LUIS ALFREDO MICHO GUAMINGA. BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL. Figura 35. Regulador del número de revoluciones mecánico de la bomba de inyección CAV–DPA. 1) Horquilla de paro. 2) Guía del muelle antiparo. 3) Muelle antiparo. 4) Placa del regulador. 5) Rotor. 6) Contrapesos. 7) Manguito de empuje. 8) Muelle. 9) Brazo y muelle de la horquilla del regulador. 10) Válvula dosificadora. 11) Lumbrera de dosifición. 12) Palanca de mando. 13) Palanca del acelerador. 14) Muelle del regulador. 15) Palanca de paro. 16) Eje excéntrico de la palanca de paro. Mecánica Automotriz. 54 Sexto Curso “A2”.
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    ESCUELA POLITÉCNICA DELEJÉRCITO LUIS ALFREDO MICHO GUAMINGA. BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL. Figura 35 A. Posición de arranque del regulador mecánico. 4) Placa del regulador. 9) Brazo y muelle de la horquilla del regulador. 12) Palanca de mando. 13) Palanca del acelerador. 14) Muelle del regulador. Figura 35 B. Posición de marcha normal del regulador mecánico. 4) Placa del regulador. 7) Manguito de empuje. 9) Brazo y muelle de la horquilla del regulador. 12) Palanca de mando. 14) Muelle del regulador. Mecánica Automotriz. 55 Sexto Curso “A2”.
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    ESCUELA POLITÉCNICA DELEJÉRCITO LUIS ALFREDO MICHO GUAMINGA. BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL. Figura 35 C. Posición de paro del regulador mecánico. 1) Horquilla de paro. 10) Válvula dosificadora. 11) Lumbrera de dosifición. 12) Palanca de mando. 15) Palanca de paro. Mecánica Automotriz. 56 Sexto Curso “A2”.
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    ESCUELA POLITÉCNICA DELEJÉRCITO LUIS ALFREDO MICHO GUAMINGA. BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL. 6.9.- REGULADOR DEL NÚMERO DE REVOLUCIONES DE LA BOMBA BOSH EP/VE. El giro del rotor de la bomba de inyección es transmitido hacia el piñón 2 de la figura36 A, que sostiene a la caja 5, y esta a su vez a los contrapesos 1, que por efecto de la fuerza centrífuga estos se expanden, deslizando al manguito 3 hacia una nueva posición, la cual es esta figura es la distancia X, todas estas partes están sobre el eje del regulador 4. La distancia X varía de acuerdo a la velocidad que se tenga en la bomba de inyección. El regulador de número de revoluciones de la bomba de inyección Bosch EP/VE, consta de varias partes que las podemos apreciar en la figura36 B. Su funcionamiento lo vamos a expresar en tres partes que son: • Funcionamiento en el arranque.- al arrancar el motor los contrapesos 1 se encuentran contraídos por lo que el muelle de lámina 25 empuja a la palanca 11 hasta que esta llegue a tocar con el manguito deslizante 3. Esta palanca 11 va a vascular en el eje 26 con lo que el manguito de control 29 va a ocupar la posición de mayor suministro de combustible. • Funcionamiento al ralentí.- luego de haber arrancado el motor los contrapesos 1 se expanden ligeramente por efecto de la fuerza centrífuga, con lo que el manguito deslizante 3 se mueve hacia delante, empujando a la palanca 11 y por efecto del muelle de lámina 25 también lo logra con la palanca 14 la cual comprime al muelle 24. Luego esta palanca 11 pivotea en el eje 26 logrando desplazar al manguito de control 29 hacia una posición de menor suministro de combustible. Hasta llegar a equilibrar las fuerzas tanto del muelle 24 como la fuerza centrífuga de los contrapesos 1, con lo que se conseguirá un giro de revoluciones estable. • Funcionamiento en marcha normal.- al acelerar el motor, se aplica una fuerza sobre la palanca del acelerador la cual actúa directamente sobre el muelle 20, el cual hala hacia la izquierda a la palanca 14 y claro comprimiendo al muelle 24, con lo que también se logra empujar a la palanca 11 que vascula sobre el eje 26 con lo cual el manguito de control 29 pasa a la posición de mayor suministro de combustible, aumentando la velocidad del motor rápidamente. Al aumentar la velocidad aumenta la fuerza centrífuga con lo que los contrapesos 1 se expanden hasta llegar a equilibrar fuerzas con el muelle 20, que determina la velocidad del motor. Mecánica Automotriz. 57 Sexto Curso “A2”.
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    ESCUELA POLITÉCNICA DELEJÉRCITO LUIS ALFREDO MICHO GUAMINGA. BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL. • Funcionamiento del régimen máximo de revoluciones.- al pisar el pedal del acelerador a fondo se consigue sobrepasar el número de revoluciones del motor con lo que los contrapesos 1 se expanden totalmente y logra empuja al manguito 3 hacia la derecha, el cual a su vez empuja a las palancas 11 y 14, que consiguen halar al muelle de regulación 20. Luego la palanca 11 pivotea en el eje 26 con lo que se consigue que el manguito de control 29 se desplace hacia la izquierda disminuyendo la cantidad de suministro de combustible y por ende disminuyendo las revoluciones del motor. En la figura 36 C, se observa con mayor detalle al manguito deslizante, en el cual se aprecia sus orificios por donde ingresa el combustible para ayudar a la regulación y además para lubricar las piezas, como el distribuidor 9, y al mismo manguito 3. También se aprecia el conducto por donde ingresa el combustible 5, el orificio de descarga 8, el conducto de aspiración 6. Y finalmente se aprecia en la figura36 D, las palancas de regulación de la bomba de inyección Bosch EP/VE. Mecánica Automotriz. 58 Sexto Curso “A2”.
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    ESCUELA POLITÉCNICA DELEJÉRCITO LUIS ALFREDO MICHO GUAMINGA. BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL. Figura 36 A. Desplazamiento del manguito en función de la velocidad de giro. 1) Contrapesos. 2) Piñón del regulador. 3) Manguito deslizante. 4) Eje del regulador. 5) Caja de contrapesos. Figura 36 B. Esquema del regulador del número de revoluciones de la bomba Bosh EP/VE. 1) Contrapesos. 3) Manguito deslizante. 10) Tope solidario del cuerpo de la bomba. 11) Palanca de arranque. 14) Palanca de tensión. 16) Tornillo de reglaje del caudal. 17) Palanca de corrección. 19) Palanca de paro manual. 20) Muelle del regulador. 24) Muelle regulador de ralentí. 25) Muelle de lámina de sobrecaudal. 26) Eje de la palanca de paro. 28) Rotor bombeador y distribuidor. 29) Manguito de control. 30) Muelle. 31) Punto de articulación de la palanca de corrección. Mecánica Automotriz. 59 Sexto Curso “A2”.
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    ESCUELA POLITÉCNICA DELEJÉRCITO LUIS ALFREDO MICHO GUAMINGA. BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL. Figura 36 C. Detalle del manguito deslizante. 1) Contrapesos. 2) Piñón del regulador. 3) Manguito deslizante. 4) Servoasistencia. 5) Llegada de la presión de regulación. 6) Presión de aspiración. 7) Palanca reguladora. 8) Orificio de descarga. 9) Distribuidor. 10) Tope solidario del cuerpo de la bomba. Figura 36 D. Detalle de las palancas de la figura anterior. 10) Tope solidario del cuerpo de la bomba. 11) Palanca de arranque. 14) Palanca de tensión. 16) Tornillo de reglaje del caudal. 17) Palanca de corrección. 19) Palanca de paro manual. 20) Muelle del regulador. 24) Muelle regulador de ralentí. 25) Muelle de lámina de sobrecaudal. 26) Eje de la palanca de paro. 27) Rótula de dosado. 31) Punto de articulación de la palanca de corrección. Mecánica Automotriz. 60 Sexto Curso “A2”.
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    ESCUELA POLITÉCNICA DELEJÉRCITO LUIS ALFREDO MICHO GUAMINGA. BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL. 7.- SISTEMA DE INYECCIÓN DIESEL ACUMULADORA “COMMON RAIL”. CONCEPTO: Las palabras “Common Rail” se puede traducir como: “Rampa de inyección”. El funcionamiento del sistema de inyección acumuladora Common Rail de los motores diesel están basado en los sistemas de inyección de gasolina, claro está que los componentes son fabricados y adaptados para las características del motor diesel de inyección directa. La principal diferencia que existe entre estos sistemas de inyección es el funcionamiento con mayores presiones; así en un motor diesel con sistema de inyección Common Rail funciona aproximadamente con 1350bar, mientras que en los sistemas de inyección de gasolina funcionan con aproximadamente 5bar. La función primordial de un sistema de inyección Common Rail, es la de controlar la inyección de combustible e inyectarlo en el momento preciso, con una respectiva presión y caudal de acuerdo al funcionamiento del motor en esos instantes. Además tiene otras funciones que son las de disminuir el consumo de combustible, también la de disminuir la emanación de los gases de escape. PARTES: Para la alimentación de un motor que posee el sistema de inyección Common Rail debe de constar de varias partes, las cuales iré describiendo con respecto de la figura55 y también hablaré sobre otras partes que no se encuentran en esa figura pero que sin duda son importantes para la alimentación de combustible en el motor. - Tanque de combustible. - Prefiltro o filtro previo. - Bomba previa. - Tuberías de combustible de baja presión. - Filtro de combustible. - Tuberías de retorno de combustible. - Bomba de alta presión. - Rail o acumulador de presión. - Inyector. - Unidad de control electrónica (UCE). - Sensor de revoluciones del cigüeñal. - Sensor de revoluciones del árbol de levas. - Sensor del pedal del acelerador. - Sensor de presión de sobrealimentación. - Sensor de presión de "Rail". - Sensor de temperatura del liquido refrigerante. - Medidor de masa de aire. Mecánica Automotriz. 61 Sexto Curso “A2”.
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    ESCUELA POLITÉCNICA DELEJÉRCITO LUIS ALFREDO MICHO GUAMINGA. BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL. Tanque De Combustible. Es donde se almacena el combustible para la alimentación respectiva del motor. El tanque de combustible contiene en su interior al prefiltro y a la bomba previa o de alimentación. Prefiltro O Filtro Previo. Este prefiltro es el encargado de no dejar pasar a las sustancias sólidas muy grandes que posee el diesel, para que el circuito de alimentación funcione sin ningún problema. Bomba Previa. La bomba previa es la encargada de enviar el combustible y mantener siempre alimentada a la bomba de alta presión a una presión necesaria. En este sistema de inyección Common Rail se puede utilizar bombas eléctricas, celulares de rodillos o también las de engranajes. En la figura37, se observa a una bomba de alimentación eléctrica. Este tipo de bombas funciona independientemente del régimen del motor, por lo que siempre estará enviando combustible de forma continua a la bomba de alta presión, pero si se excede en la cantidad de combustible actuará una válvula de sobrepresión y este retornará al tanque por medio de una cañería de retorno. Además estas electrobombas pueden ir instaladas al interior del tanque de combustible, situadas en un soporte especial, o bien, pueden estar fuera de este con lo que estará conectada a través de cañerías y se situará entre el tanque de combustible y el filtro principal. Por otra parte esta bomba de alimentación consta de tres partes fundamentales que son; elemento de la bomba A, electromotor B y la tapa de conexión C. El elemento de la bombaA en sí, se trata de la bomba celular de rodillos que la podemos apreciar en la figura38, esta absorbe el combustible del tanque y lo hace pasar al interior de la electrobomba. El funcionamiento de esta bomba celular de rodillos es idéntico al funcionamiento de la bomba de transferencia de paletas. Se observa la carcaza4 de la bomba de rodillos que en su interior del elemento de bombeo es de forma excéntrica, también al disco del rotor2 que posee a los rodillos3. El combustible procedente del tanque entra por el conducto1, ya que por el giro del rotor los rodillos3 van a salir de su posición hacia la pista de rodaje con lo que irán arrastrando al combustible a una determinada presión hasta hacerlo salir por el conducto5 hacia el electromotor. Por otra parte el electromotorB consta de un sistema de imán inducido, el electromotor y el elemento de la bomba se encuentran en un solo cuerpo común, además estos se encuentran rodeados y bañados de combustible lo que les permite refrigerarse continuamente, para dar una mayor potencia al motor. Mientras Mecánica Automotriz. 62 Sexto Curso “A2”.
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    ESCUELA POLITÉCNICA DELEJÉRCITO LUIS ALFREDO MICHO GUAMINGA. BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL. que la tapa de conexiónC, contiene las conexiones eléctricas para el funcionamiento de la bomba. El funcionamiento de este tipo de bomba es el siguiente y nos basaremos en la figuras37. Su funcionamiento empieza cuando se acciona el interruptor de la electrobomba con el contacto de la llave de encendido. Entonces el electromotor empieza a girar y consigo la bomba celular de rodillos3, la cual succiona el combustible del tanque e ingresa por el conducto1 y lo impulsa hacia la cámara donde se aloja el electromotor hasta que finalmente sale por el conducto6 hacia el filtro y luego irá hacia la bomba de alta presión. Si la presión del combustible al interior de la cámara del electromotor se excede se pondrá en funcionamiento la válvula de alivio2 para reducir esta presión dejando salir el combustible para que nuevamente sea impulsado por la bomba de rodillos3. También puede existir la posibilidad de que la bomba de alimentación sea una bomba de engranajes su funcionamiento lo podemos apreciar en la figura2, estas son accionadas mecánicamente y van situadas conjuntamente con la bomba de alta presión o pueden ir solas, el caudal de suministro de combustible que entrega esta bomba de engranajes a la bomba de alta presión tiene relación con el número de revoluciones del motor. Tuberías De Combustible De Baja Presión. Estas cañerías son las que se utilizan para transportar el combustible del tanque hacia la bomba de alimentación, luego de la bomba hacia el filtro y finalmente del filtro hacia la bomba de alta presión, si es el caso de que la bomba de alimentación se ubicase fuera del depósito de combustible. Filtro De Combustible. El filtro es el encargado de no dejar pasar las impurezas del diesel ya que si estas pasan producirán un deterioro muy rápido de la bomba de alta presión y los inyectores. Además también debe de retener el agua que contiene el diesel, ya que si no lo hace se producirá una grave corrosión en el interior de los elementos del circuito de alimentación del motor. Además existen algunos filtros que tiene un calentador eléctrico de combustible, en el que, el combustible pasa por una niquelina que está alimentada de corriente eléctrica, por lo que la niquelina se pone al rojo vivo. Tuberías De Retorno De Combustible. Estas cañerías también son de baja presión y son utilizadas para retornar el exceso de combustible hacia el tanque. Mecánica Automotriz. 63 Sexto Curso “A2”.
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    ESCUELA POLITÉCNICA DELEJÉRCITO LUIS ALFREDO MICHO GUAMINGA. BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL. Figura 37. Partes de una bomba de alimentación eléctrica. (Electrobomba). A Elemento de bomba. B Electromotor. C Tapa de conexión. 1) Entrada de combustible. 2) Válvula de alivio o de sobrepresión. 3) Bomba celular de rodillos. 4) Inducido. 5) Válvula de retención. 6) Salida de combustible. 7) Carbones. 8) Imán permanente. Figura 38. Bomba Celular de Rodillos. 1) Lado de aspiración. 2) Disco del rotor. 3) Rodillo. 4) Carcaza de la electrobomba. 5) Lado de presión. Mecánica Automotriz. 64 Sexto Curso “A2”.
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    ESCUELA POLITÉCNICA DELEJÉRCITO LUIS ALFREDO MICHO GUAMINGA. BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL. Bomba De Alta Presión. La función primordial de esta bomba de alta presión es la de mantener siempre suministrando combustible comprimido hacia el acumulador de presión o Rail. Esta bomba se encuentra ubicada entre la cañería del filtro y la del acumulador de presión o rail. Esta bomba de alta presión está compuesta por varías partes y las podemos observar en la figura39, el combustible procedente de la bomba de alimentación pasa por el filtro hasta llegar a esta bomba de alta presión y específicamente el combustible ingresa por la válvula de seguridad11, después de haber vencido la fuerza de su muelle, luego el combustible pasa por un conducto de la bomba de alta presión y este conducto es de baja presión12, para llegar al elemento de la bomba donde será comprimido. Al girar el motor y como el árbol de accionamiento1 está unido a este, por una rueda dentada o mediante una cadena o correa dentado, logra consigo girar y también lo hace la leva excéntrica2, la cuál debe ir accionado a los elementos de la bomba de alta presión, y que por cierto son tres elementos y además también son tres levas. Las levas excéntricas van a ser las que le desplacen al émbolo hacia arriba hasta su PMS, mientras que el muelle de este émbolo va a ser quien lo baje hasta su PMI cuando ninguna de las levas lo ataque. Cuando las levas excéntricas no atacan al émbolo3 es cuando su muelle lo obliga a bajar a su PMI, con lo que el combustible que se encuentra en el conducto12 a una presión de aproximadamente de 0,5bar a 1,5bar, vence la fuerza de muelle13 (ver la figura40) de la válvula de aspiración5, y en consecuencia el combustible ingresa a la cámara de compresión4. Al girar el árbol de accionamiento1 y consigo las levas2, empezarán estas a atacar al émbolo3 con lo que le obliga a subir a su PMS y en consecuencia comprime el combustible que se encuentra en la cámara4, al comprimirlo muy fuertemente logrará vencer a la válvula7, con lo que el combustible sale a una presión aproximadamente de 1350bar hacia el acumulador o Rail. En la figura41, se observa la desconexión de un elemento, esto nos sirve para disminuir el caudal de combustible hacia el Rail, ya que al activarse la desconexión, el inducido3 obliga a la varilla2 a bajar a la válvula de aspiración5 y con esto permanecer comprimiendo a su muelle con lo que esta válvula se encuentra continuamente abierta, y por ende no se cumplirá la fase de compresión del combustible por parte del émbolo6. Cuando el motor se encuentra en ralentí o en carga parcial, en el circuito de alimentación existe un exceso de combustible comprimido por lo que es necesario que la bomba de alta presión y el acumulador o Rail posean una válvula reguladora de presión. En la figura42 observamos a una válvula reguladora, situada en la bomba de alta presión, ahí se constata su funcionamiento ya que la alta presión de color rojo vence la fuerza del Mecánica Automotriz. 65 Sexto Curso “A2”.
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    ESCUELA POLITÉCNICA DELEJÉRCITO LUIS ALFREDO MICHO GUAMINGA. BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL. muelle de la válvula reguladora de presión con lo que el combustible pasa por la válvula de bola para ir a la cañería de retorno al tanque de combustible se aprecia que el circuito de retorno es de color verde. Además cabe recalcar que este funcionamiento de la válvula reguladora es de tipo mecánico–hidráulico, expreso esto ya que esta misma válvula reguladora posee otro circuito que es eléctrico el cual explicaré su funcionamiento con respecto a la figura43, que en cambio la válvula reguladora de presión se encuentra ubicada en el Rail. La corriente eléctrica llega a la conexión5 para pasar luego al inducido2, el cual por efecto del electroimán3 va a levantar al vástago de la válvula comprimiendo a su muelle4, el cual es diseñado para soportar aproximadamente unos 100bar, con lo que deja una abertura entre la válvula de bola y su asiento para que el combustible pueda salir a la cañería de retorno al tanque de combustible. Mientras que, cuando se necesita una cierta presión en el circuito de alimentación la válvula reguladora de presión por efecto del inducido y la corriente eléctrica va a hacer que la válvula se encuentre cerrada y que no permita el paso de combustible hacia la cañería de retorno, hasta que se hayan equilibrado las fuerzas entre la presión del combustible y la suma de fuerzas tanto elástica que posee el muelle de la válvula y eléctrica aplicada a la válvula. Mecánica Automotriz. 66 Sexto Curso “A2”.
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    ESCUELA POLITÉCNICA DELEJÉRCITO LUIS ALFREDO MICHO GUAMINGA. BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL. Figura 39. Esquema de una bomba de alta presión. Mecánica Automotriz. 67 Sexto Curso “A2”.
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    ESCUELA POLITÉCNICA DELEJÉRCITO LUIS ALFREDO MICHO GUAMINGA. BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL. Figura 40. Accionamiento del émbolo de la bomba de alta presión Mecánica Automotriz. 68 Sexto Curso “A2”.
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    ESCUELA POLITÉCNICA DELEJÉRCITO LUIS ALFREDO MICHO GUAMINGA. BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL. Figura 41. Esquema de la válvula de desconexión de un elemento. 1) Conexión eléctrica. 2) Varilla de empuje. 3) Inducido. 4) Válvula de salida de bola. 5) Válvula de aspiración. 6) Émbolo. Figura 42. Esquema de la válvula reguladora de presión de la bomba de alta presión. Figura 43. Esquema de la válvula reguladora de presión del acumulador de alta presión o Rail. 1) Válvula de bola. 2) Inducido. 3) Electroimán. 4) Muelle. 5) Conexión eléctrica. Mecánica Automotriz. 69 Sexto Curso “A2”.
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    ESCUELA POLITÉCNICA DELEJÉRCITO LUIS ALFREDO MICHO GUAMINGA. BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL. Rail o Acumulador De Presión. Este Rail sirve para almacenar combustible a presión, para la alimentación de un motor y debe mantener dicha presión constante en todo momento e incluso cuando a consumido grandes cantidades de combustible, para el momento cuado el inyector se empiece abrir para la inyección. En la figura44 se observa al Rail, el cual posee un sensor de presión2, una válvula reguladora de presión3 la cual va unida a la cañería de retorno de combustible al tanque, y limitadores de flujo4 según el número de cilindros que posea un motor, estos limitadores van a dar paso al combustible para que salga hacia cada inyector en un momento determinado. Inyector. Los inyectores utilizados en el sistema de inyección Common Rail funcionan de forma eléctrica esto aumenta la precisión al momento de la inyección, mientras que en los otros sistemas de alimentación con bomba de inyección en línea o rotativa, los inyectores funcionan de forma mecánica. En la figura45 se puede observar las partes constitutivas de un inyector para el sistema de inyección Common Rail. El combustible procedente del Rail llega a la entrada11 del inyector, para llenar la cámara de afluencia9 luego el combustible pasa por el extrangulador6 y pasa a llenar a la cámara de control12, ahí se observa al combustible con una fuerte presión y en el gráfico esta es de color verde, en este momento el combustible que se encuentra en la cámara12 mantiene presionado al émbolo de control8 y por ende a la aguja10 del inyector, sobre su asiento ya que la electroválvula3 no está en funcionamiento. Cuando la electroválvula3 empieza a funcionar deja que el combustible que se encuentra en la cámara12 que pase hacia el extrangulador7 y luego que pase hacia la cañería de retorno al tanque de combustible1, con esto el combustible que se encontraba en la cámara12 ha dejado de presionar al émbolo8 y por ende la aguja10 se levanta de su asiento por dicha depresión en la cámara12 y por la presión existente en el canal9, entonces la aguja10 deja que el combustible pase, para que sea inyectado en la cámara de combustión. En la figura46 observamos con mayor detalle la aguja del inyector y como reposa sobre su asiento, este inyector es utilizado en el sistema de inyección Common Rail. Como hemos apreciado la electroválvula no actúa directamente en la inyección sino que se vale de un servomecanismo hidráulico. Mecánica Automotriz. 70 Sexto Curso “A2”.
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    ESCUELA POLITÉCNICA DELEJÉRCITO LUIS ALFREDO MICHO GUAMINGA. BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL. Figura 44. Esquema de un acumulador de presión o Rail. 1) Rail. 2) Sensor de presión Rail. 3) Válvula limitadora de presión. 4) Limitador de flujo. Figura 46. Detalle y partes de la tobera de inyección directa. 1) Espiga de presión. 2) Superficie tope de carrera. 3) Taladro de afluencia. 4) Reborde apoyo de presión. 5) Vástago de aguja. 6) Casquete del inyector. 7) Vástago del cuerpo del inyector. 8) Reborde del cuerpo del inyector. 9) Cámara de presión.10) Guía de aguja. 11) Unidad combinada del cuerpo del inyector. 12) Taladro de fijación. 13) Superficie estanqueizada. 14) Apoyo del perno de presión. Mecánica Automotriz. 71 Sexto Curso “A2”.
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    ESCUELA POLITÉCNICA DELEJÉRCITO LUIS ALFREDO MICHO GUAMINGA. BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL. Figura 45. Esquema de un inyector: 1) Retorno de combustible a deposito. 2) Conexión eléctrica. 3) Electroválvula. 4) Muelle. 5) Bola de válvula. 6) Estrangulador de entrada. 7) Estrangulador de salida. 8) Émbolo de control de válvula. 9) Canal de afluencia. 10) Aguja del inyector. 11) Entrada de combustible a presión. 12) Cámara de control. Mecánica Automotriz. 72 Sexto Curso “A2”.
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    ESCUELA POLITÉCNICA DELEJÉRCITO LUIS ALFREDO MICHO GUAMINGA. BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL. Unidad De Control Electrónica (ECU). Como podemos observar en la figura47, la ECU recibe todas las señales a través de sensores tales como; Velocímetro2, Sensor de rpm del cigüeñal3, Sensor de fase4,Sensor de sobrepresión5, Conducto de paso de combustible6, Sensor de control de la temperatura del gasoleo7, Sensor de la temperatura del liquido refrigerante8, Caudalimetro9, Rampa de inyección con sensor de presión del combustible10, Interruptores del pedal de freno y de embrague11, Potenciometro del pedal del acelerador12, Cajetín electrónico de precalentamiento13. Y de acuerdo a estas señales percibidas pone en funcionamiento más normal al motor en cualquier estado, ya que la ECU al recibir estos datos de entrada a través de los sensores empezarán a funcionar y a calcular los microprocesadores y según los datos característicos almacenados en la memoria la ECU actuará sobre las siguientes actuadores; Toma de diagnosis14, Equipo de cierre antirrobo15, Regulador de presión en la bomba16, Bomba de alta presión17, Inyectores18, Bujías de espiga incandescente (calentadores)19, Luz testigo de aviso de calentadores funcionando20, Electrobomba de combustible de baja presión21, Compresor de AC22, Válvula EGR23, Luz testigo de funcionamiento del equipo electrónico24, Electroventilador25. Así por ejemplo cuando recién se va a arrancar el motor, este se encuentra frío por lo que el sensor de temperatura envía una señal hacia la ECU manifestando que el motor se encuentra frío por lo que la ECU obliga a las bujías de incandescencia a calentar el aire para una buena combustión, además también obliga a inyectar mayor cantidad de combustible. Otro ejemplo puede ser cuando el motor se encuentra con una elevada temperatura el sensor de esta función envía la señal respectiva a la ECU y esta realiza los cálculos respectivos y obliga a funcionar al electroventilador. Mecánica Automotriz. 73 Sexto Curso “A2”.
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    ESCUELA POLITÉCNICA DELEJÉRCITO LUIS ALFREDO MICHO GUAMINGA. BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL. Figura 47. Esquema de entrada y salida de señales a la ECU: 1) Batería. 2) Velocímetro. 3) Sensor de rpm del cigüeñal. 4) Sensor de fase. 5) Sensor de sobrepresión. 6) Conducto de paso de combustible. 7) Sensor de control de la temperatura del gasoleo. 8) Sensor de la temperatura del liquido refrigerante. 9) Caudalimetro. 10) Rampa de inyección con sensor de presión del combustible. 11) Interruptores del pedal de freno y de embrague. 12) Potenciometro del pedal del acelerador. 13) Cajetín electrónico de precalentamiento. 14) Toma de diagnosis. 15) Equipo de cierre antirrobo. 16) Regulador de presión en la bomba. 17) Bomba de alta presión. 18) Inyectores. 19) Bujías de espiga incandescente (calentadores). 20) Luz testigo de aviso de calentadores funcionando. 21) Electrobomba de combustible de baja presión. 22) Compresor de AC. 23) Válvula EGR. 24) Luz testigo de funcionamiento del equipo electrónico. 25) Electroventilador. Mecánica Automotriz. 74 Sexto Curso “A2”.
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    ESCUELA POLITÉCNICA DELEJÉRCITO LUIS ALFREDO MICHO GUAMINGA. BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL. Figura 48. Esquema de ubicación de sensores en el sistema de inyección Common Rail. 1) Bomba de alta presión. 2) Válvula de desconexión del elemento. 3) Válvula reguladora de presión. 4) Filtro. 5) Depósito de combustible con filtro previo y bomba previa. 6) Unidad de control. 7) Batería. 8) Acumulador de alta presión o Rail. 9) Sensor de presión Rail. 10) Sensor de temperatura de combustible. 11) Inyector. 12) Sensor de temperatura de líquido refrigerante. 13) Sensor de revoluciones del cigüeñal. 14) Senson de pedal de acelerador. 15) Sensor de revoluciones del árbol de levas. 16) Medidor de masa de aire. 17) Sensor de presión de sobrealimentación. 18) Sensor de temperatura del aire aspirado. 19) Turbocompresor. Mecánica Automotriz. 75 Sexto Curso “A2”.
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    ESCUELA POLITÉCNICA DELEJÉRCITO LUIS ALFREDO MICHO GUAMINGA. BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL. Sensor De Revoluciones Del Cigüeñal. Este sensor sirve para que la ECU conozca la posición de los pistones en cada uno de los cilindros y así poder inyectar combustible en el momento preciso. En la figura49, este sensor consta de un imán permanente1 y de un núcleo de hierro dulce3 con un devanado4 de cobre, mientras que en el cigüeñal existe una rueda transmisora ferromagnética con 60 menos 2 dientes. Los dos dientes menos dejan en hueco, el cual nos sirve para identificar la posición del pistón del cilindro uno. Al girar el cigüeñal con su rueda dentada y al pasar cada diente y los espacios entre los dientes por el sensor, se produce alteraciones magnéticas con lo que se induce una tensión alterna senoidal. Al aumentar el número de revoluciones aumenta también esta tensión senoidal. Por ejemplo para calcular el momento de inyección de cada uno de los cilindros de un motor de cuatro cilindros, primero conocemos que un ciclo de funcionamiento se produce cuando el cigüeñal a girado dos vueltas o sea 720grados, con lo que cada tiempo de inyección comprende a 720grados dividido para los 4cilindros y el resultado es de 180grados en consecuencia el sensor de revoluciones debe de detectar 30 dientes para cada inyección ya que la rueda del cigüeñal posee 60dientes esto es a 360grados pero como es de 180grados entonces equivale a 30dientes. Sensor De Revoluciones Del Árbol De Levas. Este sensor sirve para indicar la posición del pistón al momento de arrancar el motor ya que con el sensor de revoluciones no sabríamos en que tiempo se encuentra el pistón cuando asciende a su PMS, puede ser que se encuentre en el tiempo de compresión o de escape. El árbol de levas tiene un diente ferromagnético el cual al ponerse en contacto con el sensor envía una señal a la ECU avisando que el pistón se encuentra en la carrera de compresión. Sensor Del Pedal Del Acelerador. A diferencia de los sistemas de inyección con bomba de inyección en línea o rotativa en las cuales en acelerador actúa directamente sobre las bombas de inyección, en el sistema Common Rail no es así ya que el pedal posee un sensor (se lo denomina pedal acelerador electrónico), el cual envía una señal de posición en ese momento a la ECU, la cual debe de calcular las diferentes señales enviadas por los otros sensores y dependiendo del estado del motor esta lo acelera o desacelera satisfaciendo las necesidades del conductor. Mecánica Automotriz. 76 Sexto Curso “A2”.
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    ESCUELA POLITÉCNICA DELEJÉRCITO LUIS ALFREDO MICHO GUAMINGA. BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL. Sensor De Presión De Sobrealimentación. Este sensor va situado sobre el tubo de admisión y mide la presión absoluta del tubo de admisión de 0,3 a 0,5 bar. Este sensor esta dividido en una célula de presión con dos elementos sensores y un recinto para el circuito evaluador. Los elementos sensores y el circuito evaluador se encuentran sobre un substrato cerámico común. Un elemento sensor consta de una membrana de capa gruesa en forma de campana, que encierra un volumen de referencia con una presión interior determinada. El funcionamiento está basado en la deformación y la resistencia al paso de la corriente eléctrica. Es por eso que la membrana al deformarce por la magnitud de la presión de sobrealimentación pierde resistencia a la corriente eléctrica, por lo que a cada deformación le corresponde un valor en la ECU. Sensor De Presión De "Rail". Este sensor es de mucha importancia ya que va a ser el que mida la presión existente en el rail. Las partes de este sensor lo podemos apreciar en la figura50, y su funcionamiento es el siguiente; la presión existente en el rail es comunicada al empalme de alta presión4 el cual va actuar sobre la membrana metálica con elemento sensor3 la cual enviará la información adquirida hacia el circuito evaluador2 y este la enviará hacia la ECU. El Funcionamiento de este sensor está basado en la deformación (aproximadamente 1mm a 1500bar) y la resistencia al paso de la corriente eléctrica, este circuito está abastecido por 5Voltios. En caso de fallar este sensor, la ECU pondrá a funcionar con valores preestablecidos a la válvula reguladora de presión como una función de emergencia (a ciegas). Sensor De Temperatura Del Liquido Refrigerante. Este sensor de temperatura puede ser aplicado en el circuito de refrigeración para medir la temperatura del refrigerante, en el tubo de admisión para medir la temperatura del aire, en el circuito de lubricación para medir la temperatura del aceite, en la cañería de retorno de combustible, estos dos últimos son opcionales. En la figura51 se observa un sensor de temperatura de líquido refrigerante, el cual posee una resistencia NTC ( Coeficiente Negativo de Temperatura) en el cual la resistencia presenta un coeficiente negativo de temperatura y forma parte de un circuito divisor de tensión que es alimentado con 5 V. Al estar el motor frío aumenta la resistencia y no da paso a la corriente mientras que al aumentar la temperatura disminuye la resistencia y da paso a la corriente enviando una señal a la ECU. Mecánica Automotriz. 77 Sexto Curso “A2”.
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    ESCUELA POLITÉCNICA DELEJÉRCITO LUIS ALFREDO MICHO GUAMINGA. BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL. Medidor De Masa De Aire. El motor debe cumplir ciertos valores de emanación de gases de escape preestablecidos, ya que la emanación de gases de escape dependerá de la cantidad de aire que ingrese para la combustión. Es por eso que el sensor medidor de masa de aire, tiene la misión de medir la cantidad de aire que ingresa para la combustión. En la figura52, podemos observar el sensor medidor de masa de aire con sus respectivos componentes; el aire que ingresa para la combustión debe pasar por el elemento sensor3 que es micromecánico, el cual pasará la información que se cree entre este sensor y el aire, hacia la electrónica de evaluación2 y esta información se irá hacia la ECU, para el óptimo funcionamiento del motor y para cumplir los valores permitidos de emanación de gases de escape. FUNCIONAMIENTO. El sistema de inyección Common Rail consta de tres circuitos de combustible para su funcionamiento y que le denominamos; circuito de baja presión, circuito de alta presión y circuito de retorno de combustible. Yo hablaré sobre los circuitos de baja y de alta presión ya que el circuito de retorno en sí no requiere de mucho estudio ya que el combustible retorna a gravedad hacia el tanque de combustible. El circuito de baja presión consta de: - Depósito de combustible con prefiltro o filtro previo. - Bomba previa. - Filtro de combustible. - Tuberías de combustible de baja presión. Mientras que el circuito de alta presión consta de: - Bomba de alta presión con válvula reguladora de presión. - Tuberías de combustible de alta presión. - Rail como acumulador de alta presión con sensor de presión del Rail, válvula limitadora de la presión y limitador de flujo. - Inyectores. - Tuberías de retorno de combustible. Circuito de baja presión. El circuito de baja presión envía y pone a disposición el combustible suficiente para el circuito de alta presión, podemos apreciar su circuito en la figura54. Circuito de alta presión. Este circuito es el encargado de generar la alta presión, también la distribución y la dosificación de combustible, observamos en la figura55 su circuito. Mecánica Automotriz. 78 Sexto Curso “A2”.
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    ESCUELA POLITÉCNICA DELEJÉRCITO LUIS ALFREDO MICHO GUAMINGA. BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL. Figura 49. Figura 50. Figura 52. Figura 51. Figura 49. Esquema del sensor de revoluciones del cigüeñal (CKP). 1) Imám permanente. 2) Caja del motor. 3) Núcleo de hierro dulce. 4) Devanado. 5) Rueda fónica. Figura 50. Esquema del sensor de presión de Rail. 1) Conexiones eléctricas. 2) Circuito evaluador. 3) Membrana metálica con elemento sensor. 4) Empalme de alta presión. 5) Rosca de fijación. Figura 51. Sensor de temperatura del líquido refrigerante (CTS). 1) Conexión eléctrica. 2) Cuerpo. 3) resistencia NTC. 4) Agua refrigerante. Figura 52. Esquema del sensor medidor de masa de aire de película caliente (MAF).1) Conexión eléctrica. 2) Electrónica de evaluación. 3) Elemento sensor (Niquelina). Mecánica Automotriz. 79 Sexto Curso “A2”.
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    ESCUELA POLITÉCNICA DELEJÉRCITO LUIS ALFREDO MICHO GUAMINGA. BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL. Figura 53. Componentes de un sistema de inyección Common Rail de Bosch.1) Medidor de masa de aire. 2) Unidad de control ECU. 3) Bomba de alta presión. 4) Acumulador de presión o Rail. 5) Inyectores. 6) Sensor de RPM. 7) Sensor de temperatura del motor. 8) Filtro. 9) Sensor pedal del acelerdor. Mecánica Automotriz. 80 Sexto Curso “A2”.
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    ESCUELA POLITÉCNICA DELEJÉRCITO LUIS ALFREDO MICHO GUAMINGA. BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL. Figura 54. Esquema de funcionamiento del circuito de baja presión. 1) Depósito de combustible. 2) Prefiltro. 3) Bomba previa. 4) Filtro de combustible. 5) Tuberías de combustible de baja presión. 6) Sector de baja presión insertado en la bomba de alta presión. 7) Tubería de retorne de combustible. 8) Unidad de control ECU Figura 55. Esquema de funcionamiento del circuito de alta presión. 1) Bomba de alta presión. 2) Válvula de desconexión del elemento. 3) Regulador de presión. 4) Tuberías de combustible de alta presión. 5) Acumulador de presión o Rail. 6) Sensor de presión del Rail. 7) Válvula limitadora de presión. 8) Limitador de flujo. 9) Inyector. 10) Unidad de control ECU: Mecánica Automotriz. 81 Sexto Curso “A2”.
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    ESCUELA POLITÉCNICA DELEJÉRCITO LUIS ALFREDO MICHO GUAMINGA. BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL. A continuación en la figura56, podemos apreciar el esquema del circuito de alimentación de un motor con sistema de inyección Common Rail de Bosch. En esta figura constan los tres circuitos tanto de baja y de alta presión como también el de retorno. Funcionamiento. Al encender el motor de un automóvil cualquiera, también se pone en funcionamiento al circuito eléctrico de alimentación, entonces la bomba previa3 succiona el combustible del tanque1, el cual debe pasar por el prefiltro2 hasta llegar a esta electrobomba3 la cual envía el combustible a través de la cañería de baja presión5 hacia el filtro principal4 hasta llegar finalmente hacia la bomba de alta presión6 la cual es la encargada de comprimir al combustible y de enviarlo por la cañería de alta presión7 hacia el rail8 donde se acumula el combustible a presión. Luego de acuerdo a los cálculos realizados por la ECU11 con los datos ingresados por los sensores, la ECU procede a poner en funcionamiento a la electroválvula del inyector9 para que el combustible sea inyectado en la cámara de combustión del cilindro que le corresponda. El combustible sobrante del inyector, o expulsado del rail, de la bomba de alta presión y del filtro pasan a la cañería de retorno10, hasta llegar al depósito de combustible1. Mecánica Automotriz. 82 Sexto Curso “A2”.
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    ESCUELA POLITÉCNICA DELEJÉRCITO LUIS ALFREDO MICHO GUAMINGA. BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL. Figura 56. Esquema del circuito de alimentación de un motor con sistema de inyección Common Rail Bosch. 1) Depósito de combustible. 2) Prefiltro. 3) Bomba previa. 4) Filtro de combustible. 5) Tuberías de combustible de baja presión. 6) Bomba de alta presión. 7) Tuberías de combustible de alta presión. 8) Acumulador de presión o Rail. 9) Inyector. 10) Tubería de retorno de combustible. 11) Unidad de control ECU. Mecánica Automotriz. 83 Sexto Curso “A2”.
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    ESCUELA POLITÉCNICA DELEJÉRCITO LUIS ALFREDO MICHO GUAMINGA. BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL. CONCLUSIONES: En un sistema con bomba de inyección en línea el motor puede tener mayor potencia pero también tendrá menor revoluciones. En cambio en un sistema con bomba de inyección rotativa se puede obtener mayor velocidad pero el motor posee menor potencia. Las bombas de inyección en línea tiene tantos elementos de inyección como cilindros tenga el motor, mientras que las bombas de inyección rotativas tienen un solo elemento de inyección distribución. Las bombas CAV tienen un rotor distribuidor, y el que produce la presión de inyección son dos émbolos que son accionados por el aro de levas, mientras que las Bosch tienen un rotor que produce la presión de inyección y además es distribuidor, este rotor es accionado por un plato de levas. La diferencia más notoria que podemos sacar en un sistema de inyección Common Rail frente a un sistema de inyección electrónica de gasolina; es la presión que deben producir y soportar sus componentes así: en el sistema de inyección de gasolina se puede producir una presión de hasta aproximadamente de 5bar, mientras que en un sistema de inyección diesel Common Rail la presión puede llegar hasta aproximadamente 1350bar. RECOMENDACIONES: Se recomienda a todas las personas que vayan a trabajar en un sistema de inyección diesel que por nada del mundo metan las manos cuando un inyector realiza la pulverización del combustible, ya que por la piel ingresa fácilmente las partículas de diesel y pueden producir descamación de la piel y lo que es peor puede producir cáncer a la piel esto a largo plazo, esto ocurre si son inyectores mecánicos. Pero si los inyectores son de un sistema EDC, cuando metamos las manos no se va a penetrar el diesel a la sangre, sino que la presión del combustible será muy elevada que nos puede perforar cualquier parte del cuerpo. Para realizar trabajos en un sistema de inyección diesel, se debe utilizar el correcto ropaje esto por Seguridad Personal. Cuando se realice las reparaciones de una bomba de inyección, la debemos realizar en un lugar muy limpio libre de polvo, limallas, etc.., ya que las partes de la bomba de inyección son muy delicadas y por que el sistema de inyección es muy sensible. Mecánica Automotriz. 84 Sexto Curso “A2”.
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    ESCUELA POLITÉCNICA DELEJÉRCITO LUIS ALFREDO MICHO GUAMINGA. BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL. BIBLIOGRAFÍA MANUAL CEAC DEL AUTOMÓVIL, EDITORIAL CEAC S.A. 2003 BARCELONA ESPAÑA. CAMIONES Y VEHÍCULOS PESADOS REPARACIÓN Y MANTENIMIENTO EDITORIAL CULTURA S.A. MADRID ESPAÑA, 2003 TOMO I. MOTOR DIESEL INYECCIÓN Y COMBUSTIÓN, JUAN MIRALLES DE IMPERIAL EDICIONES CEAC S.A. BARCELONA ESPAÑA, 1984 MANUAL DEL AUTOMÓVIL EDITORIAL CULTURA S.A. MADRID ESPAÑA, 2001 TOMO II, DEUTSCHE GESELLSCHAFT für TECHNISCHE ZUSAMMENARBEIT TECNOLOGÍA DEL AUTOMÓVIL EDITORIAL REVERTÉ S.A. BARCELONA, BOGOTÁ, BUENOS AIRES, CARACAS, MÉXICO, 1985 INTERNET: www.km77.com www.iespa.es/ Cursos de mecánica y electricidad del automóvil. Mecánica Automotriz. 85 Sexto Curso “A2”.
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    ESCUELA POLITÉCNICA DELEJÉRCITO LUIS ALFREDO MICHO GUAMINGA. BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL. ANEXOS: Con un ejemplo demostraré del porque las Bombas de Inyección deben ser construidas con la mayor precisión posible. • En un motor de seis cilindros con una cilindrada de 2.4 litros, nos daremos cuenta que cada cilindro cubica: 2.4 l = 0.4 l 6 Pero nosotros conocemos que un motor diesel trabaja con un exceso de aire del 25%. Y además que cada litro de aire pesa 1.29g entonces obtendremos lo siguiente: 0.4 l * 0.75% = 0,3 l de aire. 0.3 l * 1.29 g/l = 0.387g de aire. Además sabemos que la relación estequiométrica es de unos 15:1, entonces: 15 gramos de aire y 1gramo de combustible, para saber que proporción de combustible existe y para saber cuantas dosis se puede obtener de un gramo de combustible realizamos lo siguiente: 0.387g = 0.0258 gramos de combustible. 1g : 0.0258g = 39 dosis. 15 Si el motor gira a 4500 rpm. y en cada vuelta se producen 3 inyecciones, entonces seis inyecciones en dos vueltas. O lo que es lo mismo: 4500rpm * 3 inyecciones por cada revolución = 13500 inyecciones por minuto. 13500rpm : 60 segundos = 225 inyecciones por cada segundo. Mecánica Automotriz. 86 Sexto Curso “A2”.