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FINALIDAD DEL SISTEMA DE ALIMENTACIÓN


La alimentación en estos motores se realiza introduciendo el aire en el interior del cilindro, perfectamente filtrado y una vez comprimido introducimos a gran presión el combustible (en este caso gasoil), mezclándose ambos en la cámara de combustión.

El aire se comprime a gran presión (de 36 a 45 kg.) en el interior de la cámara de combustión, de este modo alcanza la temperatura adecuada para la inflamación del combustible (llegando hasta los 600ºC), siendo introducido en la cámara de combustión a gran presión (de 150 a 300 atmósfera (kg/cm2)). Este inyector está debidamente regulado para que la cantidad de combustible y el momento en que debe ser inyectado sea preciso, obteniendo una mezcla perfecta y por consiguiente un buen funcionamiento del motor.

Dentro de este sistema de alimentación existen una serie de elementos que hacen posible todo lo anteriormente citado: bomba inyectora, filtros, tuberías, depósito, inyectores, cable de acelerador, etc.

Seguidamente, pasaré a explicar cada elemento del circuito de alimentación con bomba inyectora con una breve definición de cada uno de ellos.
 

CIRCUITO DE BAJA PRESIÓN



INTRODUCCIÓN

Su misión es de llevar la gasolina desde el depósito de combustible hasta la bomba inyectora pasando antes por distintos elementos. Ese circuito trabaja a una presión de 1 a 2 kgf/cm2 y lo componen:
 

DEPÓSITO DE COMBUSTIBLE

Es un recipiente de chapa o de plástico. Tiene un tubo que se comunica con el exterior para el llenado del mismo, lleva un tapón de cierre para evitar que el gasoil se derrame. Este tapón tiene una salida al exterior para facilitar la salida del aire y así no crear un vacío interno. El deposito lleva un tubo pequeño cogido por un taladro por donde sale el combustible y que se conecta en la bomba de combustible. En su interior lleva un filtro de combustible para separar los pequeños residuos o impurezas que pueda tener el liquido y también lleva un indicador de combustible que actúa dentro del depósito como si fuera la bolla de una cisterna.

El depósito va colocado generalmente debajo del asiento trasero, alejado del motor. La capacidad de dicha pieza depende del fabricante pero debe permitir una autonomía de unos 500 km.
 

TUBERÍAS

Son rígidas, de latón o cobre, con una forma interior debidamente estudiado por el fabricante.

No deben estar próximas a los tubos o conductos de escape ya que el combustible no debe calentarse demasiado, pues se formarían pequeñas bolsas de gasoil evaporado que actuarían como si la bomba o los inyectores no estuvieran desaireados.

Deben ir sujetas para que no vibren y así evitar que puedan agrietarse o romperse.

Para proteger la bomba de las impurezas que contiene el gasoil, es necesario que el tubo que va del depósito a la bomba de alimentación esté ligeramente inclinado hacia el depósito. Hay que evitar cualquier inclinación hacia la bomba.

Los tubos de baja presión llevan un diámetro de 8x10 ó de 12x14 y pueden combarse en frío. Las conexiones se hacen por bicono.
 

BOMBA DE ALIMENTACIÓN

Bomba inyectora

 

 

TECNIMANGUERAS


 

  • Bomba inyectora

  • Bomba de combustible

  • Eje de levas

  • Leva excéntrica

  • Entrada del combustible

  • Salida del combustible

  • Bomba de cebado

  • Tuerca de cebado
     

Las bombas de alimentación empleadas en los motores diesel son de accionamiento mecánico o eléctrico. Su única misión es la de mantener el combustible a la presión establecida sobre la bomba inyectora.

Las bombas de alimentación empleadas en el circuito con bomba inyectora lineal, se llaman bomba de alimentación de émbolo. Estas bombas pueden ser de simple o de doble efecto, van situadas directamente sobre la bomba inyectora, recibiendo el movimiento de una leva excéntrica situada en el árbol de levas de la bomba inyectora. Esta leva actúa sobre un impulsor acoplado al émbolo de la bomba de alimentación.

Esta bomba funciona por la presión y depresión que origina el émbolo durante su desplazamiento sobre dos cámaras situadas a sus extremos. Cuando el émbolo es impulsado hacia arriba, cierra la válvula de entrada de combustible y abre la de salida enviando el combustible hacia la bomba inyectora a una presión de 1 a 2 kgf/cm2. Cuando cesa el empuje de la excéntrica sobre el émbolo, éste retrocede cerrando la válvula de salida y abriendo la válvula de entrada, aspirando el combustible procedente del depósito.

Incorporada a este tipo de bomba de combustible lleva una bomba de cebado manual, que consiste en un cilindro unido al cuerpo de bomba en el que se desplaza un émbolo manualmente.

Para realizar la purga manual en este elemento, desenroscamos la tuerca y tiramos hacia arriba del émbolo aspirando el combustible del depósito, y al bajar el émbolo sale el combustible aspirado hacia el conducto de salida de la bomba.

Repitiendo esta operación, conseguiremos quitar todo el aire del conducto, roscando de nuevo la tuerca en su posición, quedando el conjunto dispuesto para su funcionamiento.
 

FILTRADO DEL COMBUSTIBLE

La gasolina debe estar completamente libre de impurezas debido al gran ajuste que tiene la bomba de inyección. Una partícula de polvo de sólo tres milésimas dificultaría el funcionamiento de la bomba de inyección e inyectores, de ahí que el filtrado se haga varias veces.

Los filtrados más usuales que podemos encontrar en un vehículo son los siguientes:

  • Filtrado en el depósito: se realiza a la salida del gasoil del depósito por medio de una malla metálica que retiene las partículas más gruesas.

  • Prefiltro: situado a la entrada de la bomba de alimentación, su misión es proteger la bomba y hacer que el gasoil llegue al filtro principal lo más limpio posible.

Bomba inyectora
Prefiltro acoplado sobre la bomba de alimentación.
 

  • Prefiltro decantador: son de tela metálica o de nailon y van en la misma bomba de alimentación o intercalados entre el depósito y la bomba. Se emplean en tractores y en maquinarias de obras públicas por el ambiente de trabajo que las rodea. Son filtros de gran capacidad y están preparados para eliminar el agua que pueda llevar el combustible, que al pesar más que el aceite combustible, queda depositada en el fondo del recipiente.

Filtro decantador de combustible

Bomba inyectora
 

  • Filtro principal: se coloca entre la bomba de combustible y la bomba inyectora, tiene la misión de proteger a la bomba inyectora y a los inyectores, realizando un filtrado escrupuloso del combustible. La materia filtrante es muy fina y el material empleado puede ser tela metálica, telas de fieltro, tela de nailon, papel celuloso, etc.

En la actualidad existen muchos tipos de filtros en el mercado, diferenciándose en el diseño y material empleado.

Las características que deben reunir todos ellos son las siguientes:

-Tener una gran superficie de filtrado con un reducido volumen.

-Realizar un perfecto y eficaz filtrado del combustible.

-Ofrecer una débil presión de filtrado(0.02 a 0.05 bar) para que el flujo de combustible se mantenga constante sobre la bomba inyectora.

-Ser duraderos y de fácil entretenimiento.

En todos ellos lleva un tornillo de purga para poder quitar el aire dentro del circuito de alimentación.

Algunos filtros disponen de una válvula de descarga que sirve para enviar el gasoil sobrante hacia el depósito de combustible.

 

Bomba inyectora

  • Cuerpo

  • Cartucho

  • Tornillo central

  • Junta de goma

  • Tapa soporte

  • Tapón de purga

  • Tapón de cebado


     

    CIRCUITO DE ALTA PRESIÓN


    INTRODUCCIÓN

    En el tiempo de combustión del ciclo de un motor diesel, el combustible se inyecta en el aire comprimido y caliente a una fuerte presión (de 150 a 300 kg/cm2) y a una cantidad apropiada. Todo ello se consigue con el equipo de inyección, compuesto de una bomba y de un inyector por cada cilindro, que distribuye, dosifica, da presión y envía el gasoil pulverizado a los cilindros en la cantidad y presión adecuada.

    Por lo tanto el circuito de alta presión lo componen la bomba inyectora y el inyector.
     

    BOMBA DE INYECCIÓN LINEAL

    Esta bomba está formada por tantos elementos de bombas como cilindros tiene el motor. El combustible pasa aun colector al que asoman las lumbreras de cada uno de los elementos de la bomba. Cada elemento está constituido por un cuerpo de bomba y su correspondiente émbolo, movido por una leva (tantas como cilindros), montada sobre un árbol de levas que recibe el movimiento del cigüeñal mediante engranajes de la distribución o correas dentadas.
     

    Bomba inyectora lineal

    Bomba inyectora

    Los pistones de la bomba de inyección tienen el la parte superior una ranura vertical y seguidamente un corte sesgado (inclinado) o bisel, colocados de forma que regulan la cantidad de gasoil que impulsa la bomba de inyección.

    El pistón se mantiene en su parte inferior por la acción de un resorte, llenándose el cuerpo de bomba de gasoil. Al ser impulsado el pistón por la leva, comprime el gasoil y venciendo la resistencia de la válvula, lo envía al inyector.

    Bomba inyectora

    Bomba inyectora

    Bomba inyectora

    De la posición que tenga el pistón dentro del cuerpo de bomba, depende la cantidad de gasoil que se envía al cilindro, que será mayor o menor según la rampa sesgada se presente antes o después frente a la lumbrera de admisión.

    Bomba inyectora

    Este movimiento de giro en el émbolo se realiza por medio de la cremallera que engrana con los sectores dentados de cada uno de los elementos de bomba, de forma que cualquier desplazamiento en la misma hace que todos los émbolos giren simultáneamente para que la entrega y el caudal de combustible sean idénticos en cada uno de los cilindros del motor. El control de la varilla de regulación se efectúa a través del pedal acelerador, el cual, con su desplazamiento, determina la mayor o menor cantidad de combustible a inyectar para obtener la potencia deseada.

    Antiguamente para parar el motor se empleaba un tirador que actuaba sobre la cremallera. Actualmente, se consigue automáticamente mediante una válvula cónica accionada por un relé que lleva la bomba conectado a la llave de contacto, cortando el paso del gasoil a los inyectores.
     

    INYECTORES:

    Su misión es la de introducir el carburante a gran presión en el interior de las cámaras de combustión del motor. Están unidos a través de un tubo metálico a los porta-inyectores, que mediante unas bridas van unidos a la culata. Hay tantos inyectores como número de cilindros tiene el motor.

    La parte que asoma al cilindro termina en uno o varios orificios calibrados, que son cerrados por una válvula cónica por la acción de un resorte.

    El gasoil que entra en el inyector enviado a presión por la bomba, llega a la punta del inyector venciendo la resistencia de la válvula, a la que abre, y penetra en el cilindro. Cuando cesa la presión el la tubería de llegada la válvula cónica cierra la comunicación al cilindro.

    Bomba inyectora

    Existen dos tipos principales de inyectores:

    1. de espiga o tetón
    2. de orificio

    El inyector de espiga, tiene la válvula terminando en forma de espiga que sale y entra en el orificio de paso del gasoil al cilindro, siendo difícil que se tapone. El cierre se efectúa por la parte cónica que lleva por encima de la espiga o tetón.

    Es empleado particularmente en motores de combustión separada o cámara auxiliar y en general en todos los que el aire comprimido tiene una gran turbulencia.

    La presión de inyección oscila entre 60 y 150 atmósfera.

    Bomba inyectora

    Tetón cilíndrico

    Tetón cónico

    El inyector de orificio, tiene varios orificios de salida. Las válvulas cierran las salidas sin introducirse en dichos orificios estando más expuestos a taponarse por la carbonilla. Sin embargo tienen la ventaja de que permiten la orientación y reparto del gasoil, asegurando una completa combustión aunque no haya gran turbulencia de aire, de ahí que sean muy utilizados en la inyección directa.

    La presión de inyección es superior a los de espiga, alcanzando valores entre 150 y 300 kg/cm2.

    Bomba inyectora

    con orificio central

    con orificio capilar

    Cualquiera de los inyectores consta de dos partes: el porta-inyector y el inyector propiamente dicho.

    El porta-inyector sirve de soporte al inyector, el cual va roscado en su interior. El gasoil penetra en un tubo por el que desciende hasta la cámara que hay alrededor de la válvula del inyector.

    El inyector el la pieza principal y más delicada, debiendo vigilarse con frecuencia manteniéndola limpia y debidamente calibrado.

    Para finalizar comentaré como dije en la introducción de este tema que la alimentación de los motores diesel se realiza introduciendo aire y combustible.

    El aire que entra en los cilindros deben estar perfectamente filtrado para no dañar a las camisas ni obstruir a los inyectores. Para el filtrado del aire se coloca a la entrada de la tubería de admisión un filtro. Su mantenimiento es más frecuente que los empleados en los motores de gasolina, debido a que el motor de gasoil consume mayor cantidad de aire (alrededor de 1 litro de combustible por 13.000 litros de aire); al tener que filtrar mayor cantidad de aire sus dimensiones también son mayores.

    Los tipos de filtros más utilizados son: filtros secos, de maya metálica y de baño en aceite.


     

    La bomba de inyección.

    La bomba de inyección Bosh o en linea como se conoce también, es un aparato mecánico de elevada precisión que tiene la función principal en el sistema de inyección Diesel, esto es:
    1. Elevar la presión del combustible a los valores de trabajo del inyector en el momento y con el ritmo y tiempo de duración adecuados.
    2. Dosificar con exactitud la cantidad de combustible que será inyectado al cilindro de acuerdo a la voluntad del conductor.
    3. Regular las velocidades máximas y mínimas del motor.
     
    Esta bomba, representada en gris en el gráfico de la derecha, recibe el movimiento desde el motor generalmente a través de un acoplamiento flexible, de forma tal que gira sincronizada con él. Tiene la desventaja con respecto a otros tipos de bombas que es mas pesada, voluminosa y que no puede girar a altas revoluciones, no obstante es la mas utilizada en los motores Diesel de equipos pesados y camiones de carga cuyos motores no son muy rápidos, por su robustez, vida útil y estabilidad. En el gráfico pueden apreciarse también los tubos que salen de la bomba hacia los inyectores, en este caso seis.
    Es en esencia una bomba de pistones colocados en fila, cada uno de los cuales es de caudal variable, con un émbolo por cada uno de los cilindros del motor, es decir para alimentar cada inyector.
    montaje
    Estos émbolos se mueven en la carrera de compresión del combustible accionados por una leva de un árbol de levas común que tiene una leva exactamente igual para cada uno, pero desplazada en ángulo de giro de acuerdo a la diferencia de ángulo de cada pistón del motor para que cada inyección corresponda en tiempo, al momento adecuado de cada pistón del motor.
    La carrera de admisión de nuevo combustible de los pistones-bomba se realiza por el empuje en sentido contrario a la carrera de bombeo por un resorte. Todos los pistones de alimentan de un conducto común elaborado en el cuerpo de la bomba presurizado con combustible por la bomba de trasiego.
     

    Alimentación con combustible

    En la figura de abajo se muestra muy esquemáticamente como se produce la alimentación de combustible a la bomba de inyección.
    esquema Se ha representado el árbol de levas así como los émbolos de bombeo de alta presión para dar  mejor idea del interior.
    Observe que hay un conducto elaborado en el cuerpo de la bomba (señalado de color verde) que va de extremo a extremo. Por uno de los extremos del conducto se conecta el tubo procedente de la bomba de trasiego, del otro lado hay una válvula reguladora de presión, de manera que todo el conducto interno está lleno con combustible a la presión regulada por la válvula. El combustible en exceso se desvía de nuevo al depósito por el retorno.
    El combustible que retorna al depósito, ha circulado por el interior de la bomba, retirando calor del sistema para mantener la temperatura a los valores adecuados. Esto es importante porque si el combustible que está dentro del conducto de alimentación de la bomba se calienta en exceso, se dilata y disminuye su densidad. Como la bomba de inyección dosifica el combustible por volumen, entonces resultaría afectada la cantidad neta de combustible en masa inyectado, y el motor pierde potencia.
    Este conducto de combustible presurizado permite que la cámara de los émbolos se llenen de combustible en el descenso y luego lo compriman en el ascenso. Los detalles de la operación del émbolo se describen a continuación.

    Émbolo de bombeo

    El la figura de la derecha se muestra un esquema simplificado de una bomba seccionada de un solo émbolo. Lo que se explique aquí para este émbolo simple, sirve para el resto de los existentes en una bomba de múltiples émbolos, ya que en este caso, lo que se hace es repetir en línea los émbolos necesarios de acuerdo al número de cilindros del motor con el adecuado  cambio en el ángulo de cada leva con respecto a las otras.
    Cuando la leva gira el resorte mantiene apretado el seguidor junto con el pistón copiando su perfil, de esta manera el pistón sube y baja constantemente. Cuando el pistón está en la posición mostrada se ha abierto el paso a la parte superior desde la cámara de alimentación visto en el punto anterior.
    En la carrera de ascenso el propio pistón cierra el paso al bloquear el conducto de entrada lateral y el combustible atrapado sobre la su cabeza no tiene otra posibilidad que levantar la válvula de descarga y salir por el tubo al inyector.
    esquema
    animado  








    De esta forma se garantiza la presión adecuada para la formación del aerosol dentro del cilindro. En la próxima carrera de descenso se cierra la válvula de descarga, vuelve a descubrirse el agujero de entrada desde la cámara de alimentación y el ciclo se repite. En la figura de la izquierda se muestra una animación del proceso.
    El esquema presentado es de caudal fijo, es decir siempre irá al inyector todo el combustible atrapado sobre el émbolo por lo que a esta bomba le falta una funcionalidad muy importante, la posibilidad de regular la entrega de combustible tan importante en el trabajo del sistema.
    En el punto a continuación veremos como se resuelve este problema.
     


    Regulación de la entrega

    Para regular la entrega de combustible entre entrega nula (para detener el motor) y la entrega máxima, para máxima potencia se usan unos cortes especiales en la superficie del pistón.
    esquema
    esquema
     
    A la izquierda aparece un esquema de un émbolo real de la bomba de inyección en varias posiciones. El pistón está representado en amarillo, note como se han efectuado unos cortes a bajo relieve en su superficie cilíndrica. Como ya habíamos visto, cuando el pistón está en la parte inferior de la carrera de descenso, se abre el orificio de alimentación y entra combustible al volumen sobre su cabeza (dibujo superior izquierdo), luego en la carrera de ascenso (segundo dibujo) ese combustible se impulsa al inyector al quedar cerradas las lumbreras de entada.
    La impulsión de combustible podrá llevarse a cabo hasta que el borde del acanalado tallado en el pistón alcance uno de los orificios de alimentación (tercer dibujo), en este caso el combustible restante sobre la cabeza del pistón no será inyectado al motor, si no que retrocederá a la linea de alimentación que tiene mucha menor presión según indican las flechas. Ya no toda la carrera del pistón sirve para inyectar, solo hay una carrera efectiva de impulsión marcada como "h" en el dibujo inferior.
    Observe que el corte del pistón tiene un perfil helicoidal, de manera que si lo hacemos girar, la carrera efectiva crece (en la dirección de la flecha del dibujo de abajo) o disminuye en sentido contrario. De esta forma es que se consigue cambiar la entrega de la bomba.
    Los dibujos de la derecha muestran como se realiza este giro en el motor real.
    esquena
    Un engrane en forma de abrazadera se aprieta a la base del émbolo, este engrane se acciona desde una cremallera dentada solidaria con el acelerador del vehículo, por lo que el movimiento del acelerador se transforma en deslizamiento de la cremallera y esta, a giro del pistón, lo que a su vez cambia la cantidad de combustible entregado.  En una de las posiciones extremas la ranura vertical practicada en el pistón coincide toda la carrera de este con la lumbrera de alimentación, por lo que la entrega es nula y el motor se detiene.
    esquema









    En la figura de la izquierda se muestra un esquema del conjunto de piezas de una bomba seccionada para ver sus partes y en la de abajo una bomba real seccionada.
    Note todas los elementos descritos hasta aquí.

    bomba real

     

    Tipos de sistemas de inyección.
     

    Bombas de inyección en linea

    Estas bombas disponen por cada cilindro del motor de un elemento de bombeo que consta de cilindro de bomba y de émbolo de bomba. El émbolo de bomba se mueve en la dirección de suministro por el árbol de levas accionado por el motor, y retrocede empujado por el muelle del émbolo.
    Los elementos de bomba están dispuestos en linea. La carrera de émbolo es invariable. Para hacer posible una variación del caudal de suministro, existen en el émbolo aristas de mando inclinadas, de forma tal que al girar el émbolo mediante una varilla de regulación, resulte la carrera útil deseada. Entre la cámara de alta presión de bomba y el comienzo de la tubería de impulsión, existen válvulas de presión adicionales según las condiciones de inyección. Estas válvulas determinan un final de inyección exacto, evitan inyecciones ulteriores en el inyector y procuran un campo característico uniforme de bomba.


    Bomba en linea tipo PE para 4 cilindros

    Bomba de inyección en linea estándar PE
    El comienzo de suministro queda determinado por un taladro de aspiración que se cierra por la arista superior del émbolo. Una arista de mando dispuesta de forma inclinada en el émbolo, que deja libre la abertura de aspiración, determina el caudal de inyección.
    La posición de la varilla de regulación es controlada con un regulador mecánico de fuerza centrifuga o con un mecanismo actuador eléctrico.

    Bomba de inyección en linea con válvula de corredera
    Esta bomba se distingue de una bomba de inyección en linea convencional, por una corredera que se desliza sobre el émbolo de la bomba mediante un eje actuador convencional, con lo cual puede modificarse la carrera previa, y con ello también el comienzo de suministro o de inyección. La posición de la válvula corredera se ajusta en función de diversas magnitudes influyentes. En comparación con la bomba de inyección en linea estándar PE, la bomba de inyección en linea con válvula de corredera tiene un grado de libertad de adaptación adicional.

    Bombas de inyección rotativas

    Estas bombas tienen se sirven de un regulador de revoluciones mecánico para regular el caudal de inyección así como de un regulador hidráulico para variar el avance de inyección. En bombas rotativas controladas electrónicamente se sustituyen los elementos mecánicos por actuadores electrónicos. Las bombas rotativas solo tienen un elemento de bombeo de alta presión para todos los cilindros.

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    Bomba de inyección rotativa de émbolo axial.

    Esta bomba consta de una bomba de aletas que aspira combustible del deposito y lo suministra al interior de la cámara de bomba. Un émbolo distribuidor central que gira mediante un disco de levas, asume la generación de presión y la distribución a los diversos cilindros. Durante una vuelta del eje de accionamiento, el embolo realiza tantas carreras como cilindros del motor a de abastecer. Los resaltes de leva en el lado inferior del disco de leva se deslizan sobre los rodillos del anillo de rodillos y originan así en el émbolo distribuidor un movimiento de elevación adicional al movimiento de giro.
    En la bomba rotativa convencional de émbolo axial VE con regulador mecánico de revoluciones por fuerza centrifuga, o con mecanismo actuador regulado electrónicamente, existe una corredera de regulación que determina la carrera útil y dosifica el caudal de inyección. El comienzo de suministro de la bomba puede regularse mediante un anillo de rodillos (variador de avance). En la bomba rotativa de émbolo axial controlada por electroválvula, existe una electroválvula de alta presión controlada electrónicamente, que dosifica el caudal de inyección, en lugar de la corredera de inyección. Las señales de control y regulación son procesadas en dos unidades de control electrónicas ECU (unidad de control de bomba y unidad de control de motor). El número de revoluciones es regulado mediante la activación apropiada del elemento actuador.

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    Bomba de inyección rotativa de émbolos radiales
    Esta bomba se caracteriza por utilizar émbolos radiales para generar presión. Pueden ser dos o cuatro émbolos radiales que son accionados por un anillo de levas. Una electroválvula de alta presión dosifica el caudal de inyección. El comienzo de la inyección se regula mediante el giro del anillo de levas, con el variador de avance. Igual que en la bomba de émbolo axial controlada por electroválvula, todas las señales de control y regulación se procesan en dos unidades de control electrónicas ECU (unidad de control de bomba y unidad de control de motor). Mediante la activación apropiada del elemento actuador se regula el número de revoluciones.

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    Bombas de inyección individuales
     

    Bombas de inyección individuales PF
    Estas bombas (aplicadas en motores pequeños, locomotoras diesel, motores navales y maquinaria de construcción) no tienen árbol de levas propio, pero corresponden sin embargo en su funcionamiento a la bomba de inyección en linea PE. En motores grandes, el regulador mecánico-hidráulico o electrónico esta adosado directamente al cuerpo del motor. La regulación del caudal determinada por el se transmite mediante un varillaje integrado en el motor.
    Las levas de accionamiento para las diversas bombas de inyección PF, se encuentran sobre el árbol de levas correspondiente al control de válvulas del motor. Por este motivo no es posible la variación del avance mediante un giro del árbol de levas. Aquí puede conseguirse un ángulo de variación de algunos grados mediante la regulación de un elemento intermedio (por ejemplo situando un balancín entre el árbol de levas y el impulsor de rodillo).
    Las bombas de inyección individuales son apropiadas también para el funcionamiento con aceites pesados viscosos.

     

    Unidad bomba-inyector UIS
    La bomba de inyección y el inyector constituyen una unidad. Por cada cilindro del motor se monta una unidad en la culata que es accionada bien directamente mediante un empujador, o indirectamente mediante balancín, por parte del árbol de levas del motor.
    Debido a la supresión de las tuberías de alta presión, es posible una presión de inyección esencialmente mayor (hasta 2000 bar) que en las bombas de inyección en linea y rotativas. Con esta elevada presión de inyección y mediante la regulación electrónica por campo característico del comienzo de inyección y de la duración de inyección (o caudal de inyección), es posible una reducción destacada de las emisiones contaminantes del motor diesel.


    Sistema UIS

    Sistema UPS

    Unidad bomba-tubería-inyector UPS
    Este sistema trabaja según el mismo procedimiento que la unidad de bomba-inyector. Se trata aquí de un sistema de inyección de alta presión estructurado modularmente. Contrariamente a la unidad bomba-inyector, el inyector y la bomba están unidos por una tubería corta de inyección. El sistema UPS dispone de una unidad de inyección por cada cilindro del motor, la cual es accionada por el árbol de levas del motor.
    Una regulación electrónica por campo característico del comienzo de inyección y de la duración de inyección (o caudal de inyección) aporta una reducción destacada de las emisiones contaminantes del motor diesel. En combinación con la electro-válvula de conmutación rápida, accionada electrónicamente, se determina la correspondiente característica de cada proceso de inyección en particular.

    Sistema de inyección de acumulador

    Common Rail CR
    En la inyección de acumulador "Common Rail" se realizan por separado la generación de presión y la inyección. La presión de inyección se genera independientemente del régimen del motor y del caudal de inyección y esta a disposición en el "Rail" (acumulador). El momento y el caudal de inyección se calculan en la unidad de control electrónica ECU y se realizan por el inyector en cada cilindro del motor, mediante el control de una electroválvula.




     

    Bombas de inyección en linea

     

    Bomba de inyección en linea

    Este tipo de bomba ideada por Robert Bosch a principios del siglo XX ha sido la mas utilizada por no decir la única que funcionaba sobre todo en vehículos pesados, incluso se uso en turismos hasta la década de los 60 pero se vio sustituida por las bombas rotativas mas pequeñas y mas aptas para motores rápidos. Este tipo de bombas es de constitución muy robusta y de una fiabilidad mecánica contrastada, sus inconvenientes son su tamaño, peso y que están limitadas a un numero de revoluciones que las hacen aptas para vehículos pesados pero no para turismos. La bomba en linea esta constituida por tantos elementos de bombeo, colocados en linea, como cilindros tenga el motor. En su conjunto incluye además de los elementos de bombeo, un regulador de velocidad que puede ser centrifugo, neumático o hidráulico; un variador de avance automático de inyección acoplado al sistema de arrastre de la bomba.

     

    Circuito de combustible

    La bomba de inyección se acompaña de un circuito de alimentación que le suministra combustible (figura inferior). Este circuito tiene un depósito de combustible (1) que esta compuesto de una boca de llenado, de un tamiz de tela metálica, que impide la entrada al depósito de grandes impurezas que pueda contener el combustible. El tapón de llenado va provisto de un orificio de puesta en atmósfera del depósito.
    La bomba de alimentación aspira el combustible del depósito y lo bombea hacia la bomba de inyección a una presión conveniente, que oscila entre 1 y 2 bar. El sobrante de este combustible tiene salida a través de la válvula de descarga situada en la bomba de inyección y también puede estar en el filtro, retornando al depósito. Esta válvula de descarga controla la presión del combustible en el circuito.
    En vehículos donde la distancia y la altura del deposito con respecto a la bomba de inyección estén muy alejados, se instala una bomba de alimentación (2), normalmente esta bomba se encuentra acoplada a la bomba de inyección. Según las condiciones de funcionamiento del motor y de sus características constructivas, se requieren distintos sistemas de alimentación de la bomba de inyección, como se ve en la figura inferior.
    Si el filtro de combustible esta en las proximidades inmediatas del motor, pueden formarse burbujas de gas dentro del sistema de tuberías. Para evitar esto resulta necesario "barrer" la cámara de admisión de la bomba de inyección. Esto se consigue instalando una válvula de descarga (6) en la cámara de admisión de la bomba de inyección. En este sistema de tuberías, el combustible sobrante vuelve al deposito de combustible a través de la válvula de descarga y de la tubería de retorno. Si en el vano del motor hay una temperatura ambiente elevada, puede utilizarse un circuito de alimentación como el representado en la figura inferior derecha. En este circuito el filtro de combustible va instalada una válvula de descarga (7) a través de la cual una parte del combustible retorna al deposito del mismo durante el funcionamiento, arrastrando eventuales burbujas de gas o vapor. Las burbujas de gas que se forman en la cámara de admisión de la bomba de inyección son evacuadas por el combustible a través de la tubería de retorno. El barrido continuo de la cámara de admisión refrigera la bomba de inyección e impide que se formen burbujas de gas.

     

    Bombas de alimentación

    Sirve para aspirar combustible del depósito y suministrarlo a presión a la cámara de admisión de la bomba de inyección a través de un filtro de combustible. El combustible tiene que llegar a la cámara de admisión de la bomba de inyección con una presión de aprox., 1 bar para garantizar el llenado de la cámara de admisión. Esta presión se puede conseguir utilizando un depósito de combustible instalado por encima de la bomba de inyección (depósito de gravedad), o bien recurriendo a una bomba de alimentación. Es este ultimo caso, el depósito de combustible puede instalarse por debajo y (o) alejado de la bomba de inyección.
    La bomba de alimentación es una bomba mecánica de émbolo fijada generalmente a la bomba de inyección. Esta bomba de alimentación es accionada por el árbol de levas de la bomba de inyección. Ademas la bomba puede venir equipada con un cebador o bomba manual que sirve para llenar y purgar el lado de admisión del sistema de inyección para la puesta en servicio o tras efectuar operaciones de mantenimiento.
    Existen bombas de alimentación de simple y de doble efecto. Según el tamaño de la bomba se acoplan en la misma una o dos bombas de alimentación.

     

    • Bomba de alimentación de simple efecto

    Esta bomba esta constituida de dos cámaras separadas por un émbolo móvil (4). El émbolo es empujado por una leva excéntrica (1) a través del impulsor de rodillo (2) y un perno de presión (3). Durante la carrera intermedia, el combustible se introduce en la cámara de presión (5) a través de la válvula de retención (7) instalada en lado de alimentación. Durante la carrera de admisión y alimentación, el combustible es impulsado desde la cámara de presión hacia la bomba de inyección por el émbolo que retrocede por efecto de la fuerza del muelle (9). Al mismo tiempo, la bomba de alimentación aspira también combustible desde el depósito del mismo, haciendolo pasar por un pre-purificador (8) y por la válvula de retención del lado de admisión (6).
    Si la presión en la tubería de alimentación sobrepasa un determinado valor, la fuerza del muelle del émbolo (9) deja de ser suficiente para que se realice una carrera de trabajo completa. Con esto se reduce el caudal de alimentación, pudiendo llegar a hacerse cero si la presión sigue aumentando. De este modo, la bomba de alimentación protege el filtro de combustible contra presiones excesivas.

     

    Bomba de alimentación de doble efecto
     
    Esta bomba cuenta con dos válvulas de retención adicionales que convierten la cámara de admisión y la cámara de presión de la bomba de alimentación de simple efecto, en una cámara de admisión y de presión combinadas, es decir al mismo tiempo que hace la admisión, hace también la alimentación. La bomba no realiza carrera intermedia. A cada carrera de la bomba de alimentación de doble efecto, el combustible es aspirado a una cámara, siendo impulsado simultáneamente desde la otra cámara hacia la bomba de inyección. Por lo tanto, cada carrera es al mismo tiempo de alimentación y de admisión. Al contrario de lo que ocurre en la bomba de simple efecto, el caudal de alimentación nunca puede hacerse cero. Por lo tanto, en la tubería de impulsión o en el filtro de combustible tiene que preverse una válvula de descarga a través de la cual pueda retornar el depósito el exceso de combustible bombeado.

     

    Aplicaciones de las bombas de inyección en linea

    Estas bombas se pueden utilizar en motores con potencias que van desde 10 kW/cil, hasta 200 kW/cil, esto es posible gracias a la extensa gama de modelos de bombas de inyección en linea. Estas bombas se utilizan sobre todo en motores Diesel instalados en camiones y autobuses. Pero también se utiliza en turismos, tractores y maquinas agrícolas, así como en la maquinaria de construcción, por ejemplo: en excavadoras, niveladoras y dumpers.
    Otro campo de aplicación de las bombas de inyección en linea es en los motores navales y en grupos electrógenos.

    Bosch es el principal constructor de bombas de inyección en linea y las denomina: PE. Existen bombas de distintos tamaños que se adaptan a la potencia del motor que van alimentar. Los tipos de bombas se reúnen en series cuyos rendimientos se solapan en los máximos y mínimos. Dentro de las bombas de inyección en linea PE existen dos construcciones distintas. Por un lado tenemos las denominadas "M" y "A" y por el otro las "MW" y "P".

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