Bombas de Inyeccion lineal, rotativa, bomba inyeccion

BOMBA DE INYECCION LINEAL

La bomba de inyeccion lineal recibe ese nombre porque los impulsores se encuentran en línea, y se caracteriza porque el número de impulsores es igual al número de cilindros.

LOCALIZACIÓN DE LA BOMBA DE INYECCIÓN

DESPLAZAMIENTO DEL COMBUSTIBLE

Y su finalidad es de proveer al motor de combustible, el cual debe ser enviado en el momento necesario, con una presión alta hacia el inyector para que este lo inyecte en la camara de combustion.

FUNCIONAMIENTO DE LA BOMBA LINEAL Esta bomba recibe el movimiento del cigüeñal del motor por  medio de engranajes y debe ir sincronizado con el para qué para que la inyección se efectúe en el momento preciso. Al girar el arbol de levas se mueven los impulsadores y los émbolos situados en los cilindros de la bomba. Esta bomba cumple principalmente 3 funciones: ● Mandar  el combustible a los cilindros en el momento preciso ● Dar  una presión elevada al combustible para que pueda entrar al cilindro y se pulverice finamente ● Dosificar la cantidad de combustible que en cada momento debe entrar al motor La bomba de inyeccion lineal se divide en: Sin eje de levas y con eje de levas. La presión de inyección de combustible generada por la bomba de inyección varía dependiendo del tipo de cámara de combustión. generalmente la presión está

alrededor de 200 a 300 kg/cm2 para la cámara de combustión de tipo de inyección directa y de 80/150 kg/cm2 para el tipo de cámara de combustión auxiliar.

PARTES DE LA BOMBA LINEAL Y SUS FUNCIONES

● valvula de presion o descarga.- Consta de una válvula resorte y asiento, cuya finalidad es aliviar la presion de la tuberia de inyeccion. ● arbol de levas.- Mueve los impulsadores y los émbolos situados en los cilindros de la bomba ● varilla de control.- Esta hace girar todos los embolos para variar la cantidad de combustible. Y hace que la entrega de caudal de combustible sea identicos en cada uno de los cilindros del motor. ● Embolo.- Es el que se encarga de variar la cantidad de entrada de combustible a los inyectores. ● Varilla de regulacion.- El control de la varilla de regulacion se efectua a traves del pedal del acelerador, el cual con su desplazamiento determina la mayor o menor cantidad de combustible inyectado para tener una potencia ideal. ● Carcaza.- Es la caja donde se alojan todas las piezas, esta hecha de aluminio forjado y contiene el mecanismo de la bomba, bomba de alimentación, regulador de velocidad y sincronización automático. ● Elementos de bombeo.- Están constituidos por un cilindro y un pistón que miden e inyectan el combustible a presión. El pistón se ajusta al cilindro con una precisión de 0.002 mm a 0.003 mm de juego, que, a una elevada y a una baja velocidad sella perfectamente, sin necesidad de una empaquetadura especial. ● Corona dentada y casquillo de regulación.- SOn piezas que sincronizan el movimiento circular del émbolo bombeador. ● Resorte con guías.- Es un elemento guiado en la parte superior e inferior por las guias, que hacen retornar el émbolo bombeador al PMI.

● Impulsores.- Son elementos que transmiten el movimiento del eje de levas al embolo. ● Cremallera de control.- Es una varilla dentada que acciona circularmente todas las coronas dentadas, los casquillos de regulacion y los embolos, para efectuar la medicion del combustible. La cremallera y la corona dentada se sincronizan entre si. ● Regulador.- Es un elemento que controla automáticamente la cantidad de combustible inyectado en funcion de la velocidad del motor y la carga. ● Variador automático de avance.- Es un dispositivo que avanza automáticamente la nyeccion de combustible a medida que el motor es acelerado.

FUNCIONAMIENTO DE LA BOMBA DE INYECCION LINEAL La bomba de inyeccion lineal se caracteriza porque es de carrera constante, con un embolo de simple efecto al que se hace funcionar por medio de un impulsor de rodillo y una leva. ● Estando el embolo en el PMI, el combustible que procede del sistema de alimentacion llega a la camara de la bomba, a través de las lumbreras de admision llenandose los espacios de encima del embolo, la ranura vertical y los espacios tallados bajo el fresado helicoidal del embolo. ● Al subir el embolo, cierra las lumbreras del cilindro, el combustible que se encuentra encima del embolo queda aprisionado y su unica salida sera por la valvula de presion. A este momento se le llama comienzo de inyección. ● El pistón continúa subiendo, presiona al combustible y obliga a la valvula de presion se levante, vence la tensión del resorte y da a lugar a la inyeccion de combustible en la camara de combustion. A este momento se le llama suministro. ● La inyección cesa cuando el fresado helicoidal del embolo descubre el orificio de admisión, permitiendo una caida de presion y el retorno del combustible al sistema de alimentacion que se encuentre con una presion inferior  a la inyeccion

INYECTORES

BOMBA DE INYECCION ROTATIVA Este tipo de bomba nació de la necesidad de mejorar el rendimiento de los motores diesel en vehículos pequeños y medianos. Ya que estos necesitaban un nuevo sistema de inyección que sea de alto rendimiento, que sea mas ligero y compacto. Este tipo de bomba lograba presiones de inyección mayores que sus antecesoras, lo que supuso una mejora en el consumo y reducción de las emisiones.

APLICACIONES Este tipo de bombas son más usadas en los motores diesel de entre 3 y 6 cilindros, de vehículos comerciales, tractores, vehículos industriales. Capaces de alcanzar potencias de hasta 50 kw por cilindro. Desde su introducción en 1962, la bomba rotativa se convirtió en la mas usada en los automóviles diesel por muchos años. En motores de inyección indirecta llegan a presiones de hasta 350 bar.

En 1996 apareció la bomba rotativa de embolo radial. Estas bombas consiguen presiones de hasta 1900 bar, lo que las hace mas apropiadas para motores de inyeccion directa.

Diseños Las bombas de inyección rotativas se pueden clasificar de acuerdo a 3 criterios: método de control del caudal de inyección, metodo de generacion de presion y tipo de sistemas de control. Control del caudal de inyección control por corredera.- En la bomba de inyección rotativa de émbolo axial convencional existe una corredera de regulación que determina la carrera útil y dosifica el caudal de inyección. El comienzo de suministro es regulado por un variador de avance hidráulico. Puede ajustarse mediante la posición del anillo de levas (variador de avance).

Control por electroválvula Las bombas rotativas de émbolo axial más avanzadas, controladas electrónicamente, disponen de una electroválvula de alta presión que abre y cierra la salida de la cámara de alta presión. De esta forma se controla electrónicamente el inicio y duración del suministro. Las bombas de émbolos radiales siempre son controladas por electroválvulas.

Método de generación de alta presión Las bombas rotativas tienen un solo elemento de bombeo para todos los cilindros. Dependiendo del diseño la presión se genera por un émbolo axial o varios émbolos radiales. El émbolo central rotativo abre y cierra las ranuras que comunican con las tuberías de alimentación de los inyectores, distribuyendo así el combustible a cada cilindro en el momento adecuado. Bombas rotativas de émbolo axial VE: Comprimen el combustible por medio de un émbolo o pistón que se mueve en dirección axial al eje de la bomba. Bombas rotativas de émbolos radiales VR: Tienen entre 2 y 4 émbolos radiales al eje de la bomba encargados de la generación de alta presión y el suministro del combustible.

Tipo de sistema de control El control de velocidad se puede realizar por medio de un regulador mecánico o un sistema de control electrónico EDC (Electronic Diesel Control). El sistema de control EDC ofrece muchas ventajas sobre el regulador mecánico: ● Menor consumo de combustible, menos emisiones, mayor potencia y par motor. Todo esto es debido al control más preciso del inicio de la inyección y la cantidad de combustible inyectado.

● Velocidad de ralentí menor y la posibilidad de ajustarlo cuando se activan elementos auxiliares (por ejemplo: el aire acondicionado), gracias al mejor control sobre la velocidad del motor. ● Funcionamiento más sofisticado (amortiguador de activo, funcionamiento más silencioso, velocidad de crucero). ● Funciones de control adicionales (función de pre-calentamiento, recirculación de los gases de escape EGR, control de la presión del aire de alimentación, inmovilización electrónica del motor, etc.). ● Intercambio de datos con otros sistemas electrónicos de control (sistema de control de tracción, etc.) y de esta forma integración en una red general de control del vehículo.

ETAPA DE BAJA PRESIÓN Las bombas rotativas tienen una parte de baja presión donde llevan integrada una bomba de paletas encargada de suministrar el combustible a la parte de alta presión. Los componentes esenciales de la parte de baja presión son: ● La bomba de alimentación de paletas ● la válvula reguladora de presión ● El estrangulador de rebose

BOMBA DE ALIMENTACIÓN DE PALETAS Esta montada en torno al eje de accionamiento de la bomba de inyección. El rotor está centrado sobre el eje y es accionado por una chaveta del disco. El rotor de aletas está rodeado por un anillo excéntrico. Las cuatro paletas del rotor son presionadas hacia el exterior, contra el anillo excéntrico, por efecto de la fuerza centrífuga debida al movimiento de rotación. El combustible llega al cuerpo de la bomba de inyección a través del canal de alimentación y pasa por una abertura en forma de riñón. Por efecto de la rotación, el combustible que se encuentra entre las aletas, es transportado hacia el recinto superior y penetra en el interior de la bomba de inyección a través de un taladro. Al mismo tiempo, a través de un segundo taladro, una parte del combustible llega a la válvula reguladora de presión.

VALVULA REGULADORA DE PRESIÓN Situada cerca de la bomba de alimentación de aletas. Esta válvula lleva un émbolo presionado por un muelle. Si la presión de combustible excede un determinado valor, el émbolo de la válvula abre el orificio de retorno, de forma que el combustible pueda retornar a la entrada de la bomba de alimentación de aletas. La presión de apertura de la válvula la determina la tensión previa del muelle de compresión.

ESTRANGULADOR DE REBOSE El estrangulador de rebose va roscado en la parte superior de la bomba de inyección. Permite el retorno de un caudal variable de combustible al depósito a través de un pequeño orificio con el objetivo principal de refrigerar la bomba. El taladro ofrece una

resistencia a la salida de combustible, por lo que tiene definido una caudal de combustible de retorno, permitiendo mantener la presión en el interior de la bomba.

SISTEMA INYECTOR - BOMBA Un Inyector bomba, es una bomba de inyección con unidad de control y un inyector, agrupados en un solo componente. Cada cilindro del motor tiene asignado un inyector bomba. De esta forma se eliminan las tuberías de alta presión que suelen instalarse en las versiones con bomba de inyeccion distribuidora rotativa. Sus funciones son: Generar alta presion para la inyeccion, inyectar el combustible en la cantidad correcta y al momento preciso. La unidad de controles la encargada de activar cada inyector mediante un sistema independiente para cada uno de ellos, de modo que ejerce un mayor control sobre la propia inyeccion logrando un mayor rendimiento y potencia, ademas de un menor consumo. El inyector bomba incluye las siguientes unidades funcionales: ● Generador de alta presion: los principales componentes del generador de alta presion son el cuerpo de la bomba con el embolo y el muelle de reposición. ● Electroválvula de alta presión: su misión es la de determinar en qué momento y durante cuánto tiempo se producirá la inyección de combustible. Sus principales componentes son la bobina, la aguja de la electroválvula, el núcleo magnético y el muelle de la propia electroválvula. ● Los inyectore: los inyectores son los encargados de pulverizar y distribuir uniformemente el carburante hacia las cámaras de combustión para realizar el proceso de inyección del mismo. Los inyectores se localizan junto al cuerpo de la unidad inyector-bomba mediante una tuerca de fijación.

ESTRUCTURA INTERNA DE LA UNIDAD BOMBA INYECTOR PARA AUTOS LIVIANOS-MEDIANOS

Estructura interna de la unidad bomba-inyector para vehículos industriales

Funcionamiento Inyección principal El funcionamiento de los sistemas de bomba-inyector puede dividirse en cuatro estados de servicio:

Carrera de aspiración (a) El émbolo de la bomba (2) es movido hacia arriba mediante el muelle de reposición (3). El combustible, que se encuentra permanentemente bajo sobrepresión, fluye desde la parte de baja presión de la alimentación de combustible, a través de los taladros de entrada integrados en el bloque del motor y el canal de entrada de combustible, a la cámara de baja presión (6) también llamada cámara de electroválvula. La electroválvula está abierta. El combustible llega a través de un taladro de comunicación a la cámara de alta presión (4, llamada también recinto del elemento).

Carrera previa(b) El émbolo de bomba baja debido al giro de la leva de accionamiento (1). La electroválvula está abierta y el combustible es presionado por el émbolo de bomba, a través del canal de retorno de combustible, a la parte de baja presión de la alimentación de combustible.

Carrera de alimentación y proceso de inyección (c) La unidad de control suministra corriente a la bobina del electroimán (7) en un momento determinado, de modo que la aguja de la electroválvula es atraída al asiento

(8), cortándose la comunicación entre la cámara de alta presión y la parte de baja presión. Este momento se denomina "comienzo de inyección eléctrico". El cierre de la aguja de la electroválvula se traduce en un cambio de la corriente de la bobina. Esto lo detecta la unidad de control (detección BIP). De este modo se puede averiguar el comienzo de suministro real, teniéndolo en cuenta para calcular el siguiente proceso de inyección. La presión del combustible en la cámara de alta presión aumenta debido al movimiento del émbolo de la bomba. Debido a ello aumenta también la presión en el inyector.  Al alcanzarse la presión de apertura de inyector de aprox. 300 bar se levantará la aguja del inyector (9) y el combustible se inyecta en la cámara de combustión ("comienzo de inyección real") o comienzo de alimentación. A causa del elevado caudal de alimentación del émbolo de bomba sigue aumentando la presión durante todo el proceso de inyección.

Carrera residual (d) Si se desconecta la bobina del electroimán (7), la electroválvula se abre después de un breve tiempo de retardo y habilita nuevamente el paso a través de la comunicación entre la cámara de alta presión y la parte de baja presión.

Bomba Inyector en autos no industriales.Inyección previa En la unidad de bomba-inyector para autos livianos y medianos se ha integrado una inyección previa con activación mecánico-hidráulica para la disminución de los ruidos y contaminantes. La inyección previa se divide en cuatro estados de servicio: ● Posición de reposo.- La aguja del inyector (7) y el émbolo del acumulador (3) se encuentran en su asiento. La electroválvula esta abierta, siendo imposible el aumento de presión. ● Comienzo de la inyección previa.- Si se cierra la electroválvula, comienza el aumento de presión. Al alcanzarse la presión de apertura del inyector, se levanta la aguja del inyector y la "inyección previa" comienza. Durante esta fase se limita hidráulicamente la carrera de la aguja del inyector mediante una unidad de amortiguación. ● Fin de la inyección previa.- Si la presión sigue aumentando, el émbolo acumulador se levantara de su asiento. Se establece una comunicación entre la cámara de alta presión (2) y la cámara acumuladora (4). La disminución de presión así originada y el aumento simultáneo de la tensión previa del muelle de compresión (5) hacen que la aguja del inyector se cierre. La inyección previa esta concluida

El caudal de inyección previa que asciende a unos 1,5 (milímetros cúbicos) es determinado esencialmente por la presión de apertura del émbolo acumulador. ● Comienzo de la inyección principal.- Debido al movimiento continuo del émbolo de bomba sigue aumentando la presión en la cámara de alta presión. Al alcanzarse la presión de apertura, ahora más alta, en el inyector empieza la inyección principal. A su vez aumenta la presión durante la presión hasta llegar a los 2050 bar.

AVERÍAS COMUNES El motor no llega a arrancar: Cuando el motor no arranca y se perciba síntomas como un humo negro, humo blanco o que la puesta en marcha sea imposible a temperaturas inferiores a 0 grados, podríamos encontrarnos con que existen deficiencias en el sistema de inyector-bomba. Si el síntoma es que expulsa humo negro al intentar arrancar, puede ser debido a que los inyectores o toberas estén defectuosos, a que el motor de arranque no actúe con la suficiente velocidad o a que la propia bomba inyectora no esté bien calibrada. Cuando el humo que se arroje sea blanco, podrá ser debido a unos pre-calentadores defectuosos, a un filtro de combustible obstruido a que el tanque de combustible esté vacío o que el cableado de la bomba esté deteriorado.

Cuando no se expulsan humos o cuando el motor no logra arrancar a temperaturas inferiores a 0 grados, tendremos que revisar que la electroválvula se encuentre en buen estado, que no hayan defectos en la alimentación de combustible de la bomba, que la compresión del motor no sea insuficiente o que los pre-calentadores no estén quemados.

El motor arranca pero luego se para: Cuando notemos parones en el encendido del motor, podrá ser debido a que el filtro de aire o de combustible estén obstruidos o también a que existan partículas de aire en el circuito.

El motor no tiene potencia suficiente: Cuando percibamos una potencia insuficiente en el motor podrá ser debido a un filtro de combustible obstruido, a que la varilla del acelerador esté mal regulada, el circuito de alimentación esté en mal estado, a que sea necesario recalibrar los inyectores, las toberas o la propia bomba inyectora.

Excesivo consumo de combustible y exceso de humos: Cuando aparezcan estos problemas y estén determinados por fallos en el sistema de inyección, podrá ser debido a un mal reglaje de las válvulas, a que los inyectores o toberas están defectuosos, a un filtro de aire sucio, un mal calibrado de la bomba inyectora, a que la compresión sea insuficiente, a que el escape esté parcialmente tapado o bien a que la temperatura de funcionamiento sea muy baja.