BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL

Alumno: yolvin campos Chacon
Tema: bombas de inyección diecel

Este tipo de bombas se viene usando desde hace bastante tiempo en los motores diesel, su constitución básica no ha cambiado, las únicas variaciones han venido dadas por la aplicación de la gestión electrónica en los motores diesel.

En la figura se pueden ver las "partes comunes" de una bomba de inyección rotativa del tipo VE usada tanto con gestión electrónica (bomba electrónica) como sin gestión electrónica (bomba mecánica). 1- Válvula reductora de presión 2- Bomba de alimentación 3- Plato porta-rodillos 4- Plato de levas 5- Muelle de retroceso 6- Pistón distribuidor 7- Corredera de regulación 8- Cabeza hidráulica 9- Rodillo 10- Eje de arrastre de la bomba 11- Variador de avance de inyección 12- Válvula de reaspiración 13- Cámara de combustible a presión 14- Electroválvula de STOP

El pistón distribuidor (6) es solidario a un plato de levas (4) que dispone de tantas levas como cilindros alimentar tiene el motor. El plato de levas es movido en rotación por el eje de arrastre (10) y se mantiene en apoyo sobre el plato porta-rodillos (3) mediante unos muelles de retroceso (5). La mayor o menor presión de inyección viene determinada por la forma de la leva del disco de levas. Además de influir sobre la presión de inyección también lo hace sobre la duración de la misma.

Las bombas de inyección rotativas aparte de inyectar combustible en los cilindros también tienen la función de aspirar gas-oil del deposito de combustible. Para ello disponen en su interior, una bomba de alimentación (6) que aspira combustible del deposito (3) a través de un filtro (2). Cuando el régimen del motor (RPM) aumenta: la presión en el interior de la bomba asciende hasta un punto en el que actúa la válvula reductora de presión (4), que abre y conduce una parte del combustible a la entrada de la bomba de alimentación (6). Con ello se consigue mantener una presión constante en el interior de la bomba.

En la figura se ve el circuito de combustible exterior a la bomba de inyección así como el  circuito interno de alimentación de la bomba.  1- Inyector 2- Filtro de combustible 3- Deposito de combustible 4- Válvula reductora de presión 5- Conexión de retorno 6- Bomba de alimentación

En la parte mas alta de la bomba de inyección hay una conexión de retorno (5) con una estrangulación acoplada al conducto de retorno para combustible. Su función es la de, en caso necesario, evacuar el aire del combustible y mandarlo de regreso al deposito,

Como generan presión las bombas de inyección rotativas
La alta presión se genera por medio de un dispositivo de bombeo que además dosifica y distribuye el combustible a los cilindros.

1- Cilindro 2- Pistón 3- Cámara de expulsión 4- Entrada de combustible 5- Salida de gas-oil a alta presión hacia el inyector. 6- Corredera de regulación En la figura se ve el dispositivo de bombeo de alta presión. El pistón retrocede hacia el PMI llenándose la cámara de expulsión de combustible.

El dispositivo de bombeo de alta presión esta formado por:
Cilindro o cabezal hidráulico (1): Por su interior se desplaza el pistón. Tiene una serie de orificios uno es de entrada de combustible (4) y los otros (5) para la salida a presión del combustible hacia los inyectores. Habrá tantos orificios de salida como cilindros tenga el motor.

Un pistón móvil (2): Tiene dos movimientos uno rotativo y otro axial alternativo. El movimiento rotativo se lo proporciona el árbol de la bomba que es arrastrado a su vez por la correa de distribución del motor. Este movimiento sirve al pistón para la distribución del combustible a los cilindros a través de los inyectores.
El movimiento axial alternativo es debido a una serie de levas que se aplican sobre el pistón. Tantas levas como cilindros tenga el motor. Una vez que  pasa la leva el pistón retrocede debido a la fuerza de los muelles.
El pistón tiene unas canalizaciones interiores que le sirven para distribuir el combustible y junto con la corredera de regulación también para dosificarlo.

La corredera de regulación (6): Sirve para dosificar la cantidad de combustible a inyectar en los cilindros. Su movimiento es controlado principalmente por el pedal del acelerador. Dependiendo de la posición que ocupa la corredera de regulación, se libera antes o después la canalización interna del pistón.

Funcionamiento del dispositivo:Cuando el pistón se desplaza  hacia el PMI, se llena la cámara de expulsión de gas-oil, procedente del interior de la bomba de inyección. Cuando el pistón inicia el movimiento axial hacia el PMS, lo primero que hace es cerrar la lumbrera de alimentación, y empieza a comprimir el combustible que esta en la cámara de expulsión, aumentando la presión hasta que el pistón en su movimiento rotativo encuentre una lumbrera de salida. Dirigiendo el combustible a alta presión hacia uno de los inyectores, antes tendrá que haber vencido la fuerza del muelle que empuja la válvula de reaspiración. El pistón sigue mandando combustible al inyector, por lo que aumenta notablemente la presión en el inyector, hasta que esta presión sea tan fuerte que venza la resistencia del muelle del inyector. Se produce la inyección en el cilindro y esta durara hasta que el pistón en su carrera  hacia el PMS no vea liberado el orificio de fin de inyección por parte de la corredera de regulación.

Cuando llega el fin de inyección hay una caída brusca de presión en la cámara de expulsión, lo que provoca el cierre de la válvula de reaspiración empujada por un muelle. El cierre de esta válvula realiza una reaspiración de un determinado volumen dentro de la canalización que alimenta al inyector, lo que da lugar a una expansión rápida del combustible provocando en consecuencia el cierre brusco del inyector para que no gotee.

El pistón se desplaza hacia el PMS comprimiendo el gas-oil de la cámara de expulsión y lo distribuye a uno de los inyectores.

En la figura se produce el final de la inyección, debido a que la corredera de regulación libera la canalización interna del pistón a través de la lumbrera de fin de inyección.

La corredera de regulación cuanto mas a la derecha este posicionada, mayor será el caudal de inyección.

Bomba mecánica
Bomba de inyección rotativa con corrector de sobre alimentación para motores turbo alimentados sin gestión electrónica. En la parte alta de la bomba se ve el corrector de sobre alimentación para turbo nº 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7. Los nº 8, 9, 10 forman parte del regulador  mecánico de velocidad que actúa por la acción de la fuerza centrifuga en combinación con las palancas de mando (11 y 12) de la bomba, sobre la corredera de regulación (18) para controlar el caudal a inyectar en los cilindros, a cualquier régimen de carga del motor y en función de la velocidad de giro. El resto de los componentes son los comunes a este tipo de bombas.

1- Presión turbo 2- Muelle de compresión 3. Eje de reglaje 4- Membrana 5- Tuerca de reglaje 6- Dedo palpador 7- Palanca de tope móvil 8- Contrapesos conjunto regulador 9- Rueda dentada 10- Rueda dentada 11- Palanca de arranque 12- Palanca de tensión 13- Eje de arrastre 14- Bomba de alimentación 15- Plato porta-rodillos 16- Regulador de avance a la inyección 17- Plato de levas 18- Corredera de regulación 19- Pistón distribuidor 20- Válvula de reaspiración 21- Salida hacia los inyectores

Bomba electrónica
Bomba de inyección rotativa para motores diesel con gestión electrónica.

1- Eje de arrastre 2- Bomba de alimentación 3- Regulador de avance a la inyección 4- Plato de levas 5- Válvula magnética 6- Corredera de regulación 7- Válvula de reaspiración 8 y 10- Salida hacia los inyectores 9- Pistón distribuidor 11- Entrada de combustible al pistón 12- Electrovalvula de STOP 13- Servomotor 14- Retorno de gas-oil al deposito de combustible. 15- Sensor de posición 16- Perno de excéntrica 17- Entrada de combustible 18- Plato porta-rodillos 19- Sensor de temperatura de combustible

Despiece de una bomba electrónica

1.- Rueda dentada de arrastre. 2.- Chaveta. 3.- Bomba de inyección. 4.- Dispositivo de avance de la inyección. 5.- Electroválvula de paro. 6.- Soporte de bomba. 7.- Tapa. 8.- Válvula de caudal. 9.- Válvula de principio de inyección. 10.- Regulador de caudal. 11.- Tubo de inyector. 12.- Inyector del cilindro nº 3 con transmisor de alzada de aguja. 13.- Brida de fijación.

Dispositivo de paradaEl dispositivo de parada del motor va instalado en la bomba de inyección (este dispositivo se usa tanto en bombas mecánicas como electrónicas). Se trata de una electrovalvula (de STOP) (12) que abre o cierra el circuito de entrada de combustible (11) al pistón distribuidor (9), con lo que permite o imposibilita la inyección de combustible por parte de la bomba.
La electrovalvula  se acciona cuando se gira la llave de contacto, dejando libre el paso de combustible y se desconecta al quitar la llave de contacto cerrando el paso de combustible.

Sensor de temperaturaDebido a que el contenido de energía del combustible depende de su temperatura, hay un sensor de temperatura (19), del tipo NTC, instalado en el interior de la bomba de inyección (este sensor solo se usa en bombas electrónicas) que envía información a la ECU. La ECU puede entonces calcular exactamente el caudal correcto a inyectar en los cilindros incluso teniendo en cuenta la temperatura del combustible.

Reglajes de las bombas de inyección

En las bombas mecánicas: A medida que pasa el tiempo o cada vez que se desmonta para hacer una reparación, hay que hacer una serie de reglajes de los mandos, además de hacer el calado de la bomba sobre el motor.

6- Mando manual de STOP En la figura vemos una bomba mecánica con sus mandos de accionamiento exteriores. 1- Tope de ralentí acelerado 2- Palanca de ralentí 3- Tope de ralentí 4- Tope de reglaje de caudal residual 5- Palanca de aceleración

Los reglajes que se efectúan en las bombas mecánicas son:
- Reglaje de ralentí.
- Reglaje de caudal residual.
- Reglaje de ralentí acelerado,
- Reglaje del mando del acelerador.

Para saber como se hace el calado de una bomba visita este documento.

Para comprobar el calado de una bomba de forma dinamica (es decir: en funcionamiento).

En las bombas electrónicas: 
No es necesario hacer reglajes, ya que no dispone de mandos mecánicos. A la vez que no necesita hacer el calado de la bomba, ya que se monta en una posición fija en el motor.

El único reglaje al que es susceptible la bomba electrónica, es el que viene motivado por un caudal de inyección a los cilindros diferente al preconizado por el fabricante, que se verificara en el banco de pruebas.

- Si e valor del caudal medido es menor que el indicado por el fabricante, tiene que modificarse la posición del mecanismo de ajuste de caudal (servomotor). Golpeándose, muy ligeramente, con un mazo de plástico en dirección  hacia las salidas de alta presión, se consigue un aumento de caudal.

- Cuando el caudal de inyección medido es mayor que el indicado por el fabricante, tiene que modificarse la posición del mecanismo del ajuste de caudal (servomotor). Golpeando con mucho cuidado, con una maza de plástico en dirección contraria a la anterior se consigue una disminución de caudal. BOMBAS LINEALES:  En los motores Diesel existen dos tipos de bombas de inyección de combustible, éstas son las lineales y las rotativas; las lineales se utilizan frecuentemente en motores de alta relación de compresión, bajas RPM, grandes cilindradas, y las rotativas en motores con relaciones medianas de compresión, bajas y medias cilindradas y altas RPM. Ambas bombas ofrecen caudal pero deben ser robustas para soportar la presión del sistema de inyección. Pero vamos a enfocarnos en la bomba de inyección lineal. Bombas inyectoras lineales: Esta bomba está formada por tantos elementos de bombas como cilindros tiene el motor. El combustible pasa a un 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. Se denomina principalmente bomba de inyección lineal debido a que los impulsadores se encuentran en línea y se caracteriza porque el número de impulsores debe ser igual al número de cilindros, las levas están desfasadas según la distribución de la inyección de combustible para cilindro. Funcionamiento de la bomba lineal Al girar el árbol de levas mueve los impulsadores y los émbolos ubicados en los cilindros de la bomba; mientras se oprime el acelerador se mueve la cremallera y esta a su vez hace girar el helicoidal (ver más adelante) el cual suministra más cantidad de combustible a los cilindros de la bomba y por medio de los émbolos el combustible es enviado hacia cada inyector en la cámara de combustión del motor. Cada elemento (impulsador y émbolo) es accionado por el eje de levas de la bomba con su correspondiente leva; en algunas ocasiones cuando la bomba de suministro o elevadora va acoplada a la carcasa de la bomba de inyección se utiliza una leva extra acoplada directamente en el eje de levas. El funcionamiento es similar al conjunto de camisa, pistón de un motor corriente. El árbol de levas va conectado a un acople que permite sincronizar la bomba con respecto al funcionamiento del motor.

Descripción de las principales partes de la bomba de inyección lineal: 
Válvula de aspiración La válvula de aspiración o de descarga permite la entrada del combustible hacia los inyectores. Cuerpo de la bomba El cuerpo de la bomba es donde se acoplan todos los elementos y se integran al funcionamiento de la misma, en algunas ocasiones también acopla la bomba alimentadora. Esta normalmente se fabrica de aleación de aluminio y rara vez se usa la fundición de hierro. Árbol de levas El árbol de levas va soportado sobre rodamientos, es de acero forjado, templado y posee alta resistencia al desgaste, debe ir fijo con un engranaje que a su vez va conectado con el cigüeñal. Tiene tantas levas o lóbulos como cilindros tenga el motor y los flancos de ataque son de un perfil adecuado. Entrada del combustible La entrada del combustible se da por un componente llamado el émbolo de la bomba el cual introduce la cantidad suficiente de combustible al inyector. El émbolo 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

Válvula de entrega Se encuentra en la parte superior de la bomba, arriba del elemento de bombeo, posee una sección paralela que actúa como un pistón pequeño. Actúa como válvula de retención. Retiene el combustible en el tubo (caño) y en el inyector a baja presión. Pero produce una caída brusca de presión en el inyector al final del periodo de inyección (al final de la carrera efectiva del émbolo). Se cierra con rapidez por acción de su resorte y por la alta presión

Como podemos ver la bomba de inyección es un componente muy importante ya que su función es generar precion de combustible hacia los inyectores.

Ya que hablamos de bombas de inyección también es importante mencionar a los elementos que son los inyectores su función es pulverizar combustible en la cámara de combustión en el tiempo de compresión ya que el aire se encuentra en una alta temperatura