TRABAJO BÁSICO DEL MOTOR DIESEL El motor diesel, admite solamente aire en el primer ciclo, aire que es comprimidoen el segundo ciclo, elevándose la temperatura y la presión. Poco antes de que el pistón llegue al PMS, la bomba de inyección envía un "chorro" de combustible (diesel) a alta presión y las moléculas del combustible pulverizado se inflaman al contacto con las moléculas del aire comprimido, produciéndose la expansión de los gases, que se encargan de empujar al pistón hacia el PMI. La fuerza de esta combustión es mucho mayor que la fuerza de la combustión del motor a gasolina, debido a que la relación de compresión es mayor y por lo tanto la fuerza de la expansión de los gases también lo son. Por esta razón este motor diesel puede generar alta Potencia, pero especialmente alto Torque y debido a estas particularidades se lo ha instalado especialmente en Vehículos Comerciales, es decir en Buses, Camiones, Equipo Caminero, Equipo Agrícola y en usos Industriales. 1 Bombas Lineales Electrónicas Capítulo 1 GENERALIDADES El Motor Diesel, a diferencia del motor a Gasolina, tiene índices de compresión mucho más elevados, con una presión dentro de la Cámara de combustión entre 30 hasta 45 bar. de promedio. Esta alta compresión del motor eleva considerablemente la temperatura dentro de la cámara, llegando a valores entre los 700 hasta los 900 Grados Celsius y hasta mayores en algunos casos. Es tan alta la temperatura, que si se inyecta el combustible diesel dentro del aire caliente que se ha comprimido, este combustible automáticamente se enciende, sin necesidad de una chispa eléctrica, como lo requiere el motor a Gasolina. este combustible inyectado necesitará por lo tanto ser dosificado con gran exactitud, para lograr obtener con ello el mayor rendimiento del motor, alta potencia y torque durante su funcionamiento, así como la menor cantidad de gases combustionados y no combustionados que puedan contaminar la Atmósfera. Para lograr estos objetivos se necesitan los siguientes parámetros: a. Una correcta distribución de la inyección dentro de la Cámara. b. Exactitud en la dosificación del combustible inyectado. c. Perfección en la relación de la mezcla aire‐combustible. d. Exactitud en el punto de encendido del motor, así como exactitud del adelanto en cada etapa de aceleración del motor. e. Una relación perfecta de la inyección, correspondiente a todos los parámetros de aceleración y a las necesidades del motor 2 Bombas Lineales Electrónicas Capítulo 1 NUEVOS SISTEMAS DIESEL UTILIZADOS EN LOS MOTORES Los sistemas tradicionales de Inyección Diesel con Bombas Lineales han sido reemplazados por las Bombas Lineales con control Electrónico, debido a la importante y necesaria era de aplicación de la Electrónica, es decir un mecanismo (Bomba) controlado por un Computador. Es muy importante anotar que al ser inyectado el combustible dentro de la cámara, las moléculas del mismo deberán mezclarse rápidamente con las moléculas del comburente, es decir con el aire aspirado por el motor, de tal manera que la combustión sea lo más pareja posible dentro de la superficie de empuje en el pistón. El tiempo que requiere el diesel para auto inflamarse es de aproximadamente 0.001 segundos, por lo que es muy importante que las moléculas del combustible abarquen una gran área, mezclándose convenientemente con las moléculas del aire. También es importante anotar que, para que se realice una buena mezcla aire combustible y esta se pueda combustionar completamente, será necesario inyectar el combustible con gran exactitud dentro de la cámara de combustión del motor y en el momento más oportuno. Adicionalmente decimos que la temperatura interna permitirá una buena combustión, por lo que se debe aprovechar al máximo esta particularidad; de esta parte se encarga la relación de compresión del motor, mientras que la exacta dosificación del combustible se encarga la bomba de inyección. Cuando el motor trabaja en revoluciones mínimas (Ralentí) podemos decir que el punto de inyección (principio de envío) tendrá que estar algunos grados antes de que el pistón llegue al Punto Muerto Superior, ya que el tiempo que requiere el Diesel para inflamarse será igual al tiempo en que el pistón llegue hasta este punto en su giro continuo. De todo el trabajo en el moderno motor Diesel se encargará la nueva Bomba Lineal con Control Electrónico, ya que dosificará el caudal inyectado con gran exactitud y mantendrá un punto de inyección exacto y 3 Bombas Lineales Electrónicas Capítulo 1 para poder obtener con estas variantes una adecuada mezcla dentro de la cámara y la mayor potencia del motor. o lo que es lo mismo. adelantando su principio de inyección con respecto a su posición original de sincronización. la bomba de inyección deberá encargarse de anticiparse (adelanto) con el inicio de la inyección. para compensar la velocidad de giro del motor. Como último punto podemos mencionar que.adecuado a cada necesidad del motor. De este anticipo también se encarga la Bomba de Inyección. así como compensación por carga del Turbo. 4 Bombas Lineales Electrónicas Capítulo 1 . como por ejemplo durante el arranque. la velocidad en la que el pistón llegue al Punto Muerto Superior. en donde la cantidad de moléculas de aire son mayores si el nivel es menor. CONTROL DE ADELANTO Y CONTROL DE CAUDAL DE INYECCIÓN Con el incremento de las revoluciones. requiriendo mayor caudal de inyección. ya que este llena al motor con mayor cantidad de aire que el aspirado. algunas condiciones especiales hacen necesaria una modificación en el caudal o punto de inyección. diferentes alturas sobre el nivel del mar. Estas condiciones especiales deben ser corregidas por la bomba de inyección. 5 hasta 5 bar. lo envía hasta los filtros. pero en la Bomba con Control Electrónico es un Regulador controlado por el Computador quien mantiene una regulación exacta de alimentación a la Cámara de Presión Constante. En ellos el combustible es filtrado y enviado hacia la cámara de presión constante de la bomba de inyección.EL SISTEMA DE ALIMENTACIÓN DEL COMBUSTIBLE El combustible diesel es almacenado en un depósito. Con las bombas Lineales mecánicas era la tensión del muelle de la Bomba de alimentación quien determinaba la presión de alimentación. 5 Bombas Lineales Electrónicas Capítulo 1 . lugar del cual la bomba de alimentación o bomba de transferencia lo succiona y elevando la presión aproximadamente entre 2. una bomba de alimentación. pistón que es el encargado de crear aspiración en una cámara. impulsada por una ex céntrica del mismo eje de levas de la bomba. 6 Bombas Lineales Electrónicas Capítulo 1 . para que sea empujado el pistón de la bomba. el mismo que siendo controlado por el Computador. lo filtra y alimenta a la cámara de presión constante.LA BOMBA DE ALIMENTACIÓN Y TRANSFERENCIA Como la Bomba de Inyección necesita ser alimentada de combustible. alimentando de esta forma a todos y cada uno de los cilindros o elementos de la Bomba Inyectora. mantiene una exacta presión de trabajo y este combustible es enviado hasta la Cámara de Presión Constante de la Bomba Lineal. La presión generada por esta bomba de transferencia atraviesa por el Regulador de Presión. Un propulsor de rodillos transmite el movimiento de la excéntrica a través de un vástago. se encarga de succionar el combustible desde el depósito. transferir a una segunda cámara y luego enviarla o comprimirla hacia el Regulador de Presión. Justamente en la parte baja del recipiente se ha instalado un sensor.FILTROS Y FLUJO DEL COMBUSTIBLE En los sistemas diesel más modernos se han diseñado otras opciones de filtros. que no son más que recipientes que permiten alojar en la parte baja del combustible al agua que se puede condensar en él. 7 Bombas Lineales Electrónicas Capítulo 1 . todos ellos buscando mejorar la calidad del combustible y proteger con ello a los elementos del sistema de inyección. el cual detecta esta presencia peligrosa y dañina para los elementos de la bomba y de lo inyectores y un tornillo para purgarla. Para ello se instalan filtros con "trampas de agua". el agua es más pesada que el diesel. es decir a la bomba y a los inyectores del motor en el cual van instalados. ya que como sabemos. 8 Bombas Lineales Electrónicas Capítulo 1 . de la cantidad arrollada y de la calidad del combustible que deberá ser filtrado.Para realizar un debido mantenimiento y cuidados del sistema de combustible. Para mantener al papel micro poroso indeformable. los filtros están diseñados como cartuchos recambiables. este está enrollado alrededor de un soporte interno perforado y en sus extremos superior e inferior se han instalado las tapas metálicas que lo soportan. alojados dentro del cuerpo. El tiempo que puede filtrar un elemento depende de la calidad del papel. simplemente son cartuchos de filtrado que se enroscan en una base metálica. El papel de filtrado es un papel fino micro poroso. que logra retener las más finas impurezas del combustible que circula a través de él. el propulsor de rodillos.BOMBA DE INYECCIÓN LINEAL EN CORTE La estructura y el funcionamiento de la Bomba Lineal Diesel con Control Electrónico básicamente no difiere de su antecesora. como la forma de controlar el caudal y el avance de la bomba. segmento que "abraza" al pistón. el pistón dentro del cilindro. el corte helicoidal o la ranura helicoidal le permitirá al pistón descubrir al orificio de llenado 9 Bombas Lineales Electrónicas Capítulo 1 . su forma externa y específicamente a los elementos que generan la presión dentro del cilindro. CONTROL DE CAUDAL DE COMBUSTIBLE CON CREMALLERA Generalmente el procedimiento utilizado para controlar el caudal de combustible de la bomba lineal con Control Electrónico es utilizando una cremallera que obliga a girar a los segmentos dentados fijados al pistón de cada cilindro. En las partes de la bomba podemos revisar a todos y cada uno de los elementos. su estructura. temas que los trataremos adelante. la válvula de retención y descompresión dentro del capuchón roscado. a pesar de que existen muchos cambios. El desplazamiento lineal de la cremallera obliga a girar angularmente al segmento dentado. Durante este giro angular. como el eje de levas. De este control de la Cremallera de la bomba lineal con Control Electrónico se encargará el Computador. 1 0 Bombas Lineales Electrónicas Capítulo 1 . por lo tanto el motor trabajará a medias revoluciones. la cremallera obliga al segmento dentado a girar hasta que las ranuras verticales del pistón coincidan con los orificios de llenado. Para apagar al motor. ya que el corte helicoidal del pistón permitirá inyectar un mayor recorrido hasta encontrase con el orificio de llenado. cuando controle al actuador. para que el caudal de entrega sea de igual manera exacta para cada cilindro del motor. Este giro de los segmentos dentados de una bomba deberá ser de forma exacta para todos y cada uno de los cilindros de la bomba de inyección. Cuando el segmento dentado gira más. de tal manera que no existe envío de combustible. enviándole pulsos eléctricos. el cual es obligado a girar por la Cremallera para modificar el caudal de entrega de combustible a los inyectores. CONTROL DE LA CREMALLERA SOBRE LOS SEGMENTOS DENTADOS Vimos el trabajo individual de un pistón y su segmento dentado.apenas inicia su carrera ascendente y el caudal inyectado será mínimo. casi todo o todo el desplazamiento lineal del pistón será aprovechado para producir presión y envío de combustible hasta el inyector y en este caso el motor estará trabajando en carga máxima. obligado por el segmento dentado. el caudal que se logrará inyectar será mayor. Cuando el pistón ha girado un ángulo mayor. ya que las levas de la bomba seguirán impulsando a los pistones cada 90 grados de giro. que serán igual al número de cilindros del motor en el cual está instalada la bomba. de acuerdo al orden de encendido del motor. Al tener tantas partes mecánicas que deben trabajar de forma coordinada. cuando le corresponda esta entrega. cualquier desgaste o desajuste ocasionará también un trabajo deficiente del motor en el cual está instalada. la Bomba de inyección lineal con Control Electrónico dispondrá de tantos segmentos dentados como el número de cilindros y pistones disponga. que será. 1 1 Bombas Lineales Electrónicas Capítulo 1 . La cremallera será única y deberá obligar a girar a todos los segmentos dentados de forma simultánea. para que todos los pistones entreguen el caudal necesario a cada inyector del motor.De esta forma. ESTRUCTURA DEL GOBERNOR DE LA BOMBA LINEAL DIESEL En el gráfico podemos apreciar la complejidad de un Gobernor Mecánico o por contrapesos de una Bomba Lineal. El actuador se encarga de empujar a la cremallera de acuerdo a reales necesidades el motor y para ello el Computador recibe información de sus sensores para enviar los pulsos eléctricos al actuador. 12 Bombas Lineales Electrónicas Capítulo 1 . el caudal de combustible será mayor mientras el punto de apoyo de la palanca de aceleración esté más bajo. ya que controlaba el recorrido de la cremallera basado en una serie de palancas. el caudal entregado. Este sistema mecánico anterior. la nueva bomba mecánica con control electrónico ha cambiado esta forma mecánica de controlar el recorrido de la cremallera con un actuador electromagnético.TRABAJO BÁSICO DE CONTROL DE LA CREMALLERA La Bomba lineal mecánica con un Gobernor de contrapesos que hemos visto en el gráfico anterior nos dará una idea más clara de las desventajas comparativas con el nuevo procedimiento para controlar el caudal de inyección de las nuevas bombas lineales. Como nos hemos dado cuenta. el mismo que lo controla un Computador. Por estas razones. resultaba impreciso y por supuesto. brindando conello una gran exactitud del trabajo de control de caudal. ya que con ello se cambia la relación de palancas. GOBERNOR ELECTRÓNICO DE LA BOMBA LINEAL El Gobernor mecánico o de contrapesos de la Bomba Lineal Diesel Mecánica controlaba. Para su época. esta bomba con Gobernor mecánico intentaba controlar al motor de la forma más eficiente posible. reduciendo los niveles de contaminación significativamente. como lo hemos revisado. 13 Bombas Lineales Electrónicas Capítulo 1 . y los motores pueden con ello ser muchísimo más eficientes. La nueva tecnología con controles Electrónicos ha permitido optimizar estos controles que han logrado en realidad dosificar el combustible inyectado de una manera muy exacta. intentando también emitir la menor cantidad de emisiones contaminantes hacia la Atmósfera. de forma mecánica al recorrido de la cremallera y por lo tanto el caudal de combustible que se inyecta en cada etapa del motor. La bomba puede estar sincronizada con piñones en la parte posterior del motor (figura) o con piñones en el sistema de distribución en la parte delantera del motor. cuando el corte helicoidal se encuentra en menos tiempo o en mayor tiempo con el orificio de llenado de la cámara de presión constante. 14 Bombas Lineales Electrónicas Capítulo 1 . ESTRUCTURA DE LA BOMBA LINEAL TIPO “A” En el gráfico podemos observar la estructura de la Bomba lineal tipo "A". en el cual también se instalan los elementos del sistema de alimentación. como filtros. está adosada a la bomba de inyección. con cuyo giro se obtiene un menor o menor caudal de inyección. en este caso. diseño similar al utilizado en las nuevas bombas lineales. cañerías de baja y alta presión. El sistema de comando de los pistones es a través de una cremallera de control que impulsa a los segmentos dentados. En ambos casos la bomba está asentada en bases o soportes. Esta presión generada dentro del cilindro abre la válvula de retención y descompresión y esta se dirige por medio de la cañería hasta el inyector. con algunas diferencias que las explicaremos adelante. La bomba de alimentación.LOCALIZACIÓN DE LA BOMBA LINEAL DIESEL Recordemos nuevamente que la bomba lineal debe estar engranada con el motor. adosada al cuerpo o bloque del motor. el mismo que la debe propulsar para que gire de forma sincronizada con él. Estos provocan el giro de los pistones. localizado dentro de la cámara de combustión. etc. respectivamente. ya que recibe el impulso del eje de levas para trabajar. cuyo Gobernor mecánico ha sido desplazado. controlado por un Computador. Este cambio permitió adaptarse a las nuevas regulaciones y controles de emisión europeas. 1 Bombas Lineales Electrónicas Capítulo 3 .BOMBA LINEAL CON CONTROL ELECTRÓNICO En el gráfico podemos apreciar la nueva bomba lineal de un motor de seis cilindros. y en su lugar se ha instalado un sistema de control electrónico. El control más importante instalado en esta bomba es el actuador de control de caudal o desplazamiento de la cremallera de control. es decir de la regulaciones EURO I a las regulaciones EURO II. se induce una pequeña tensión eléctrica en la bobina del sensor. los cuales los vamos a analizar. Con el paso de los dientes de la rueda fónica (dentada). el sensor de temperatura del agua o refrigerante del motor. tensión como dijimos 2 Bombas Lineales Electrónicas Capítulo 3 . información que es enviada al Computador para que este pueda relacionar esta información. SENSOR DE REVOLUCIONES DEL MOTOR El sensor de Revoluciones del motor es un sensor inductivo que genera una señal de corriente alterna. sensor de recorrido de la cremallera. Se requerirán varias señales de los sensores.SENSORES Y ACTUADORES DEL SISTEMA DE INYECCIÓN Para iniciar este capítulo. para medir el paso de una rueda dentada en la polea del cigüeñal o simplemente en el volante de inercia del motor. como de la misma Bomba de Inyección. comparándola con su Mapa interno y tomar las acciones respectivas de control sobre los actuadores. el sensor está alojado en la parte delantera. dependiendo del diseño propio requerido por cada motor. tanto del motor. Para generar esta señal. además de otras funciones importantes que deberá cumplir el computador. Los sensores que informan al computador pueden. el Interruptor de arranque. la temperatura del aire aspirado. recordemos brevemente la estructura de funcionamiento del sistema de control del Computador.En este caso los actuadores más importantes son el Actuador Avance de la Bomba y el Actuador de Control del caudal inyectado. enviándola al computador de control del Motor. la presión de la carga del turbo y otros menos importantes. el sensor de Revoluciones del motor. 3 Bombas Lineales Electrónicas Capítulo 3 .alterna. que lo envía al Computador de control. Esta señal puede servir simultáneamente. al girar desvía el campo magnético del imán permanente del sensor. El sensor que está instalado cerca de esta rueda. con cuya información el Computador puede determinar el punto de inyección y el avance. En el ejemplo es un disco ranurado quien dispone en su periferia de varios dientes y espacios. de una señal de referencia angular del pistón del primer cilindro. especialmente de vehículos comerciales (camiones. el sensor de revoluciones del motor esta instalado en la parte posterior de la misma bomba de inyección. Ese desvío será en un sentido cuando el diente se acerque y en diferente sentido cuando el diente se aleje del sensor y por esta razón podemos afirmar que la señal generada es una tensión alterna.dependiendo del diseño de esta rueda y como en los sistemas más modernos. SENSOR DE REVOLUCIONES DEL MOTOR En algunos motores. induciéndose en su bobina una tensión. buses). En estos casos. pero estas revoluciones resultan ser exactamente la mitad del número de revoluciones del motor e igual número de revoluciones del eje de levas. 4 Bombas Lineales Electrónicas Capítulo 3 . el sensor está midiendo el número de revoluciones de la bomba. quien determina la posición del pistón dentro del cilindro. como lo podemos apreciar en la figura. es decir como un sensor del eje de levas. En los gráficos se puede observar este cuadro de valores de la resistencia. es decir un sensor con un Coeficiente Negativo de Temperatura. valores que los podemos apreciar en el cuadro.SENSOR DE TEMPERATURA DEL REFRIGERANTE DEL MOTOR Dependiendo de la temperatura del refrigerante del motor. adaptándolas para las etapas de Arranque. el Computador adapta los valores del caudal de inyección y el avance de la bomba. El sensor de temperatura del refrigerante es un sensor NTC. en la etapa de calentamiento del motor y en temperatura normal de trabajo. Cuando el sensor está frío. En algunos casos este sensor es combinado. cercano al termostato del agua. el valor de la resistencia del sensor es alto y conforme se va calentando este valor va bajando. 3 Bombas Lineales Electrónicas Capítulo 3 . para dar la información de su temperatura tanto al Computador de control como al Tablero de instrumentos. el conector y sus terminales de conexión y la ubicación del sensor. modificando y enviando de vuelta al ECM como señal. Este sensor utiliza un termistor NTC. Cuando la temperatura es baja. el cual es sensible a los cambios de temperatura.DESCRIPCIÓN El sensor de temperatura del agua o refrigerante es utilizado para detectar la temperatura del refrigerante del motor. de acuerdo a la temperatura medida por el sensor en el motor. Este sensor modifica la señal de voltaje que le envía el ECM. la resistencia del termistor es alta y cuando la temperatura del 4 Bombas Lineales Electrónicas Capítulo 3 . de la temperatura de trabajo.motor es alta. enviando los pulsos de corriente al actuador de caudal. Este sensor informa al Computador de la posición exacta de la cremallera. si requiere realizar las correcciones para aumentar o disminuir el caudal de inyección. enviando a los inyectores el combustible necesario. 5 Bombas Lineales Electrónicas Capítulo 3 . quien la desplaza un menor o mayor recorrido. En el gráfico podemos ver un ejemplo de los valores de medición del sensor de recorrido de la cremallera de control y la forma del conector. confirmando con sus datos internos y las otras señales que recibe. del número de revoluciones de giro del motor o de la bomba. el Computador realiza las correcciones para controlar este caudal de combustible. Dependiendo del estado del motor. para que este pueda. la resistencia eléctrica del termistor es baja. SENSOR DE RECORRIDO DE LA CREMALLERA El recorrido de la Cremallera de control de la Bomba de Inyección lineal es medido por el sensor instalado en la tapa posterior del cuerpo de la bomba. de acuerdo a los requerimientos del motor. SENSOR DE POSICIÓN ANGULAR DEL ACTUADOR DE AVANCE El Actuador de avance del punto de inyección tiene instalado en el eje del rotor a un potenciómetro, que es capaza de determinar la posición angular del eje del actuador. Este Potenciómetro envía esta información al Computador de control para que este último determine si el punto de avance está relacionado con las necesidades del motor en cada etapa de aceleración. Dependiendo del Mapa interno del Computador y de las otras señales de los sensores, el Computador adapta este punto de inyección para lograr el mejor torque en todas los estados y rangos del motor, relacionando estas señales. Para corregir el punto de inyección o principio de envío de la Bomba de inyección lineal, el Computador envía los pulsos de corriente a las bobinas del actuador, para girar al rotor en el ángulo correspondiente a los grados de avance que necesita controlar. 6 Bombas Lineales Electrónicas Capítulo 3 7 Bombas Lineales Electrónicas Capítulo 3 OTRAS SEÑALES QUE PUEDE RECIBIR EL COMPUTADOR Nos habíamos referido siempre al sistema de Bomba Lineal con Control electrónico como un sistema muy adaptable a los diferentes diseños de motores diesel, desde pequeños motores para automóviles, como motores grandes para camiones y buses. Este diseño del motor puede requerir de más informaciones que se desee enviar al Computador y entre estas podríamos mencionar al sensor de la carga de la presión del turbo, señal que entregada al computador sirve para aumentar proporcionalmente el caudal de entrega, para que la relación aire aspirado con el combustible inyectado sea la más apropiada durante esta etapa. También una señal que puede recibir el Computador es la señal del interruptor de arranque, posición que determina, junto con el número de revoluciones y la temperatura del motor, las necesidades de inyectar el mayor caudal para que encienda el motor sin dificultad. En otros casos se necesitará una señal del interruptor de autodiagnóstico para que el computador inicie la etapa de generación de los códigos de avería. Esta operación de determinación de fallos se logra en otras versiones solamente conectando el Equipo de Diagnóstico, equipo que nos permite visualizar el fallo presente, intermitente, comprobación y correcciones de fallos en el sistema. 8 Bombas Lineales Electrónicas Capítulo 3 como de los sensores del motor. 9 Bombas Lineales Electrónicas Capítulo 3 . tanto de la Bomba de Inyección. ya que a él le deben llegar todas las señales de los sensores. el Computador se encarga de controlar el trabajo del Actuador de caudal de la cremallera. gracias al diseño de sus Datos Internos (Mapa). Otra función importante del computador será guardar en su Memoria interna todos los fallos presentes o intermitentes que se han producido durante las operaciones de manejo. controlar a la válvula solenoide del Regulador de presión (en caso de disponer de él) y advertir al conductor de alguna anomalía presente en el sistema. el Computador envía un pulso de corriente a una lámpara de advertencia en el Tablero de Instrumentos del Vehículo. Para advertir de una anomalía. es realmente uno de los elementos más importantes del sistema. Esta información almacenada se podrá obtener del Conector de Diagnóstico con el Equipo apropiado.UBICACIÓN Y TERMINALES DEL COMPUTADOR DEL MOTOR El Computador de Control de la Inyección con Bomba Lineal Diesel con Control electrónico. para que el conductor pueda tomar las debidas precauciones y pueda llevar el vehículo al taller. el trabajo del Actuador de Avance del principio de inyección. A su vez. interruptor y elementos eléctricos relacionados. actuador.ESQUEMA ELÉCTRICO DEL SISTEMA DE GESTIÓN DEL MOTOR En el esquema podemos apreciar un ejemplo clásico de conexiones del sistema de Inyección. pudiendo revisar cada sensor. 10 Bombas Lineales Electrónicas Capítulo 3 . 4 segundos. ya que de no haberlo hecho. identificando al segundo dígito del código "2" Para borrar este u otros códigos almacenados en el Computador dentro de su Memoria interna. la lámpara se encenderá durante 1. En el código 12 del ejemplo. y luego de 3 segundos se habrá borrado el código. se encenderá 0.4 segundos. se deberá conectar el Interruptor de borrado durante un mínimo de 1 segundo.4 segundos y se apagará otros 0.2 segundos. el código volverá a aparecer en la Memoria del Computador.2 segundos más para identificar al primer dígito "1" del código.PROCESO DE DIAGNÓSTICO DE CÓDIGOS Y BORRADO DE LA MEMORIA En los esquemas que vemos a continuación se puede visualizar el proceso para detectar un código e identificarlo a base de los destellos de la lámpara de advertencia en el Tablero de instrumentos. 11 Bombas Lineales Electrónicas Capítulo 3 . se apagará otros 0. Luego se encenderá durante 0. siempre y cuando el fallo se haya solucionado.4 segundos. luego se apagará durante otros 1. 12 Bombas Lineales Electrónicas Capítulo 3 . revisar la parte o circuito afectado y solucionar el problema presentado antes de borrar el código. ya no podrá tener la guía para descubrirlo y deberá esperar a que nuevamente se presente este código luego de algún proceso de manejo. podemos dar un cuadro de ejemplo de los códigos más frecuentes que podemos analizar con el "flasheo" de la lámpara de advertencia en el tablero de Instrumentos o con el Equipo de Diagnóstico. Cuando se descubra un código. ya que de hacer lo contrario. pero como estos códigos deben estar relacionados con los códigos internacionales. el trabajo del Técnico después de identificarlo será.LISTADO DE LOS CÓDIGOS DE AVERÍAS GENERALES Entenderemos claramente que cada Fabricante utilizará un listado de Códigos propio. TRABAJO DE LA RESISTENCIA DE CALENTAMIENTO DEL AIRE ASPIRADO 13 Bombas Lineales Electrónicas Capítulo 3 . calentándolas. se instala en la boca del colector de admisión un sistema de calentamiento previo.En algunos motores diesel. Este sistema es controlando con una señal enviada por el Computador hacia la bobina del relé. resistencias eléctricas que sirven para calentar el aire que ingresa al motor. ya que el motor no requiere un calentamiento previo del aire de admisión. como lo podemos apreciar en el siguiente cuadro. no se enviará la señal al relé. cuando el Computador ha recibido la señal del sensor de temperatura. Si la temperatura medida está sobre este valor. La señal del comando hacia el relé permite que se conecte la corriente principal del contacto 30 del relé hacia el contacto 87.El Relé se conecta (ON) cuando la temperatura es menor a 0ºC El precalentamiento es de 28 segundos El tiempo del calentamiento posterior será dependiente de la temperatura medida. Esta señal del computador solamente se dará si la temperatura medida está en un máximo de 0º Centígrados o por debajo de este valor. y esta corriente llega a la resistencias. especialmente aquellos que deben trabajar en temperaturas muy bajas. Temperatura en ºC 0 ‐ 3 ‐ 6 ‐ 26 ‐ 28 Tiempo en 10 30 30 60 60 segundos 1 Bombas Lineales Electrónicas Capítulo 2 . BOMBA LINEAL CON CONTROL ELECTRÓNICO Hemos hablado del control del recorrido de la cremallera. de acuerdo a lacorriente de control que le envíe el Computador. si el Computador obliga al actuador a desplazarse un recorrido "X". Este desplazamiento deberá ser "medido" por un sensor del desplazamiento. este recorrido será conocido por el Computador por la información venida del sensor. Como podemos entender. control que lo ejerce el actuador electromagnético del caudal de entrega de la Bomba Lineal moderna. el mismo que está encargado de enviar la información de esta posición exacta de la cremallera al Computador. De esta forma se coordina con gran exactitud el caudal del combustible que se entrega a los inyectores. El actuador se desplazará un cierto recorrido para halar a la Cremallera. 2 Bombas Lineales Electrónicas Capítulo 2 . una reducción significativa de partes móviles. en la cual apreciamos un corte del actuador de control del caudal de entrega. mayor exactitud de control y mayor simplicidad de la misma bomba de inyección.BOMBA LINEAL CON CONTROL ELECTRÓNICO EN CORTE En la foto podemos observar una Bomba lineal Bosch con Control Electrónico. Con este diseño se ha logrado. 3 Bombas Lineales Electrónicas Capítulo 2 . como repetimos. El actuador electromagnético está reemplazando a todo un complejo sistema de palancas y contrapesos. se producirá una menor o mayor atracción magnética al núcleo de hierro móvil y al estar conectado este último con la cremallera de control de la Bomba lineal. la temperatura del aire aspirado. 4 Bombas Lineales Electrónicas Capítulo 2 . el recorrido mismo del actuador.DISEÑO Y TRABAJO DEL ACTUADOR ELECTROMAGNÉTICO El actuador electromagnético está compuesto por una bobina a la cual el Computador le entregará pulsos de corriente variable para formar un campo magnético también variable. Dependiendo de la corriente que llegue a la bobina. el valor de la tensión de la batería y otros valores importantes que los analizaremos luego. la temperatura del refrigerante. tales como el número de revoluciones a los cuales está girando (RPM de Bomba). El caudal de combustible que entregará la bomba será entonces dependiente del control exacto del Computador sobre esta bobina y para ello este computador necesitará informarse de algunos parámetros del motor. se desplazará esta de forma controlada. 5 Bombas Lineales Electrónicas Capítulo 2 . el Computador puede determinar tanto el caudal que requiere como el avance o retardo del punto de inyección. Con estos controles. conociendo de otra información recibida puede calcular de forma exacta.SENSOR DE RECORRIDO DE LA CREMALLERA DE LA BOMBA El desplazamiento del núcleo de hierro móvil del actuador electromagnético es"medido" por un sensor. si requiere modificar el desplazamiento de la cremallera para entregar menor o mayor caudal de combustible o mantenerla en ese estado. el mismo que. como son el control del avance del punto de inyección de la Bomba. brindando al motor la mejor potencia y torque en todo momento. desplazamiento que el sensor debe informar permanentemente al Computador de Control. en conjunto con otros controles. Esta información recibida es procesada por el Computador. Los datos grabados en la Memoria del Computador determinan un control del torque en las diferentes etapas de aceleración y condiciones de manejo del vehículo. como lo 6 Bombas Lineales Electrónicas Capítulo 2 . con el objeto de buscar el punto exacto de inyección en todos los rangos de funcionamiento del motor. Este actuador para controlar el avance de la bomba funciona con el mismo principio electromagnético que se utiliza en las primeras Bombas Rotativas con Control Electrónico.DISEÑO BÁSICO DEL ACTUADOR ELECTROMAGNÉTICO Hemos mencionado el término "control del avance de la bomba" y este control es una función muy importante que la nueva bomba lo puede realizar. pero su función es diferente. el cual dependerá de la cantidad de corriente que se envíe a esta bobina. El giro ocasionado por la 6 Bombas Lineales Electrónicas Capítulo 2 . Este giro angular del eje del rotor se utilizará para mover un mecanismo de control del sistema de avance de la bomba de Inyección Lineal. sumadas por supuesto a las informaciones adicionales mencionadas. se forma un campo electromagnético.podremos entender en las siguientes explicaciones. información que se envía al Computador de control para que realice las correcciones pertinentes. En el eje está instalado el cursor de un potenciómetro. el rotor tenderá a gira un cierto ángulo. SISTEMA DE AVANCE DE LA BOMBA LINEAL MECÁNICA En el siguiente esquema podemos observar la estructura del sistema de avance por contrapesos de una Bomba Lineal diesel. Este sistema. sistema que lo queremos analizar para compararlo luego con el sistema de control electrónico de una Bomba lineal moderna. como dijimos es un conjunto que no forma parte necesariamente de la misma Bomba de inyección. formado por un imán permanente que se ha alojado en un eje. pero está acoplada por un lado con el motor y el cubo se acopla al eje de levas. para que pueda medirse el giro angular del rotor. Cuando alrededor de un rotor. que.fuerza centrífuga de los contrapesos obliga a girar un ángulo adicional al eje de levas. Como podemos notar. acorde al incremento del número de revoluciones del motor y de este sistema mecánico de avance. adelantando con ello el punto básico de inyección o principio de envío estático. este trabajo mecánico también puede producir un desequilibrio significativo del motor. y a pesar de ello no podrán competir con el control electrónico de un Computador. debido a la fuerza centrífuga ocasionada por el giro del eje o piñón que la impulsa. En el caso del ejemplo. inyectándose cada vez antes. 7 Bombas Lineales Electrónicas Capítulo 2 . el punto inicial con el cual estaba sincronizada la bomba con el motor se adelanta. eje en cuyo extremo está conectado con el piñón de engrane con el motor. en contra de la tensión de los muelles calibrados. El desplazamiento de los contrapesos obliga al eje de levas de la bomba a girar un cierto ángulo y ya que este incremento del giro del eje es mayor. de tal manera que el punto básico de sincronización estático se irá avanzando. como lo podremos ver a continuación. ya que su estabilidad dependerá de que las partes del sistema no tengan desgaste y estén bien calibradas. cuando este sistema avance el giro del eje de levas de la bomba lineal. este conjunto recibirá el movimiento de un eje de mando. se desplazan hacia afuera. TRABAJO BÁSICO DEL SISTEMA DE AVANCE El sistema de avance no es más que un sistema de contrapesos. El cuerpo del sistema de avance está girando con la brida del motor o acoplado directamente al piñón de mando de la bomba. DISEÑO DEL ACTUADOR ELECTROMAGNÉTICO DE AVANCE A diferencia del diseño anteriormente expuesto. El actuador dispone de un núcleo laminado externo. El campo magnético creado en la bobina cuando el Computador le entregue corriente. debido a que el rotor es atraído o rechazado magnéticamente. El giro del eje es medido por un potenciómetro. en el cual se arrolla la bobina de control. se encarga de obligar a girar al eje del actuador. este Actuador no requerirá de muchos elementos mecánicos para realizar la importante función de controlar el sistema de avance de la Bomba Lineal con Control electrónico. el mismo que envía la información de su posición angular al Computador de control. 8 Bombas Lineales Electrónicas Capítulo 2 . cuando el disco tapone el orifico que tiene el pistón. este disco permitirá "fugar" la alta presión que se está generando dentro delcilindro y enviando al inyector. comunicado con un taladro central 9 Bombas Lineales Electrónicas Capítulo 2 .TRABAJO DEL ACTUADOR DE AVANCE Este actuador electromagnético del avance de la bomba trabaja de la siguiente manera: Como esta nueva bomba dispone de un disco de control que abraza al pistón en su parte baja. para que el pistón que inicia su desplazamiento hacia arriba. El actuador de avance se encargará entonces de desplazar al disco de control hacia arriba o hacia abajo. comenzando desde su estado inicial (sin empuje de la leva respectiva). el orificio de alivio se tapone apenas inicie su desplazamiento (estado de avance). si este disco inicialmente hubiera estado más arriba.longitudinal. con lo que se logra que la elevación de presión inicie antes de lo que le correspondía. TRABAJO DEL ACTUADOR DE AVANCE 10 Bombas Lineales Electrónicas Capítulo 2 . De esta manera. para obtener con ello un mayor torque en relación a la marcha del motor. el actuador se encarga de girar al eje de mando. De acuerdo al Programa Interno del Computador (Mapa de avance). para que este empuje a todos y cada uno de los discos de control. CONEXIONES DEL ACTUADOR DE AVANCE 11 Bombas Lineales Electrónicas Capítulo 2 . el pistón necesitará avanzar un mayor recorrido para que se tapone el orificio y comience a generarse presión dentro del cilindro. adelantando o retardando el principio de envío de cada pistón o elemento de la bomba.Si el disco de control es obligado a subir. se enviará los pulsos de corriente al actuador para obligarlo a girar en el ángulo que corresponda a los grados de avance más adecuados. cuando la leva impulse a cada pistón en el ángulo que le corresponda de acuerdo al orden de inyección. para que este mantenga con gran exactitud el punto de inyección y pueda controlar el avance y el retardo en las condiciones que requiere el motor durante su trabajo y en todas las condiciones de marcha. Con este control y el control de caudal. En esta vista se aprecia la estructura del actuador y el potenciómetro del actuador. y especialmente le ha permitido al nuevo motor diesel adaptarse a los nuevos controles de emisión obligatorios a nivel mundial. el mismo que antes utilizaba la bomba sin control. 12 Bombas Lineales Electrónicas Capítulo 2 . Para determinar el buen estado del actuador. potenciómetro que está enviando la información angular del actuador hacia el Computador. la bomba lineal con control electrónico permite obtener mayores potencias y mayores torques en los motores en los cuales han sido instaladas. BOMBA LINEAL CON CONTROL DE AVANCE Este sistema ha sido instalado tanto en bombas lineales para vehículos de pasajeros. Esta innovación instalada en ellas ha permitido una gran eficiencia y exactitud del motor en todos los regímenes de aceleración. de acuerdo a este ejemplo. como en bombas para vehículos comerciales. reduciendo significativamente el consumo de combustible. se recomienda.En los gráficos que tenemos a continuación podemos observar el diseño y una vista superior del actuador de avance de una Bomba Lineal con Control Electrónico. comprobar las conexiones y los valores de resistencia interna de sus bobinas de control. de tal manera que se ha podido optimizar la potencia de un mismo motor. BOMBA LINEAL CON CONTROL ELECTRÓNICO Ahora que hemos revisado la nueva estructura de las Bombas Lineales con Control Electrónico. Podemos entender que. dependiendo del motor en el cual esté instalada la bomba. También es importante anotar que el Computador de Control de estas nuevas Bombas requerirá de algunas informaciones importantes para controlar de forma efectiva y eficiente al motor en el cual ha sido instalada. pero notaremos también que una bomba controlada podrá adaptarse a todas estas condiciones. 1 Bombas Lineales Electrónicas Capítulo 4 . ya que cada motor tiene un diseño diferente. En el siguiente capítulo revisaremos todas las señales de los sensores. podremos relacionarla y compararla con la Bomba anterior Mecánica y encontrar las significativas diferencias que existen entre ellas. un cilindraje propio y una estructura diseñada por cada constructor. información que le permitirá al Computador realizar este trabajo. el Mapa de avance del punto de inyección y el caudal de entrega del combustible podrá diferir. solamente cambiando la programación en su Computador. para que las moléculas de combustible se inflamen al contacto con el aire caliente. para que el conjunto móvil lo pueda elevar a alta presión y enviarlo por medio de la cañería hasta el inyector. El combustible que es 2 Bombas Lineales Electrónicas Capítulo 4 . DISEÑO BÁSICO DEL INYECTOR Para que el combustible pueda ser pulverizado o "atomizado" se necesita de una alta presión y esta alta presión es enviada desde el pistón de la bomba de inyección. La tobera del inyector está conformada por un cuerpo cilíndrico. localizado este último dentro de la cámara de combustión del motor.EL INYECTOR DE COMBUSTIBLE DEL SISTEMA La bomba de inyección lineal se la alimenta de combustible. produciéndose en este momento la combustión que se encarga de empujar al pistón con gran fuerza hacia el Punto Muerto Inferior. Este combustible inyectado necesita ser finamente pulverizado. como lo podemos observar en el siguiente video. dentro del cual se desliza una aguja. Cuando el inyector está inclinado. En este momento el combustible puede salir con gran presión por el o los orificios de la tobera. así como su longitud. de la presión de inyección. de la forma de la cámara en el mismo pistón. la forma de la tobera puede ser diferente.enviado por la bomba ingresa por un taladro. pulverizándose en finas partículas. ya que un dardo único se diseñará por ejemplo cuando la cámara en la cabeza del pistón tiene una forma cónica con vértice superior. debido a su diseño dentro de la cámara de combustión. de tal manera que el combustible inyectado se repartirá de forma homogénea y la combustión de igual manera. el número de orificios de inyección dependerá de los factores anotados anteriormente. el inyector puede disponer de varios orificios y con diferentes ángulos de salida. Bombas Lineales Electrónicas Capítulo 4 3 . para que el combustible se pueda repartir de forma homogénea dentro de la cámara. de la posición misma del inyector. DIFERENTES TIPOS DE TOBERAS DE LOS INYECTORES Dependiendo de la forma de la cámara de combustión. es decir perpendicular sobre el pistón o formando un cierto ángulo y de otros factores no menos importantes. La misma presión que ingresa a la cámara de presión empuja a la superficie cónica de la aguja y la obliga a levantarse de su asiento cónico. practicado en el cuerpo de la tobera y llega hasta la cámara de presión. De la misma manera. En el caso de un dardo de forma cilíndrico. la aguja tendrá en su extremo inferior otra forma. el combustible saldrá por la boquilla de inyección por el orifico central debajo de la aguja. para que el combustible adquiera esta forma el momento de inyectar y pulverizar el combustible. cuando la aguja se levante de su asiento. la forma de la aguja del inyector permitirá inyectar al combustible en esta forma. 3 Bombas Lineales Electrónicas Capítulo 4 . dependiendo de las necesidades del mismo motor. En el caso de una inyección de dardo cónico. Nuevamente. este dardo de inyección puede ser de forma cilíndrica o de forma cónica.INYECTORES CON ORIFICIO ÚNICO En el caso de que el inyector se ha diseñado con un sólo orificio. permitiendo enviar al combustible hacia todos los ángulos de la cámara de combustión. se utiliza un diseño especial en la aguja de la tobera del inyector. Esto permite que la combustión creada llegue a todos los extremos de la cámara y se produzca una mejor y más completa combustión. el dardo se convierte en un dardo cónico. de tal manera que las moléculas del combustible son rápidamente inflamadas al contacto con el aire caliente. 4 Bombas Lineales Electrónicas Capítulo 4 . Esta aguja permite salir al combustible en el primer momento como un dardo cilíndrico y mayor profundidad. De forma inmediata.TRABAJO DE UNA TOBERA CON DARDO PROGRESIVO Cuando se necesita un encendido rápido del motor y al mismo tiempo se desea entregar al combustible de forma más homogénea dentro de la cámara de combustión. debido a que el flujo de aire ingresado así se lo permite. En el gráfico del lado izquierdo podemos notar una forma comúnmente utilizada y en el gráfico derecho una tobera protegida o elevada. La primera forma es la más común y el dardo de inyección puede llegar a cubrir la cámara con todo el combustible inyectado. 5 Bombas Lineales Electrónicas Capítulo 4 . especialmente cuando el flujo de aire que ingresa al motor permite un buen movimiento en forma de espiral y con la inyección del combustible se puede formar una buena mezcla y de forma homogénea dentro de la cámara de combustión.INYECTORES DE FORMA COMÚN Y DE FORMA PROTEGIDA En los dos esquemas podemos ver también otras formas utilizadas de toberas de los inyectores de un motor diesel. La última se la diseña de esta forma con el objeto de evitar el ensuciamiento de la tobera del inyector. ESTRUCTURA Y TRABAJO DEL INYECTOR DE UN SOLO MUELLE Nos habíamos referido al proceso de apertura del inyector. 6 Bombas Lineales Electrónicas Capítulo 4 . El combustible que lubrica a la aguja dentro del cuerpo escapa levemente entre estas dos superficies y se dirige hacia el conducto de retorno y de él hacia el depósito. El muelle calibrado es el encargado de empujar a la aguja y por esta razón la presión que la empuja deberá ser igual o mayor para empujar y vencer a este muelle. cuando la misma presión que viene de la bomba de inyección obliga a subir a la aguja del inyector y el combustible puede salir con gran presión por los orificios de la tobera. ESTRUCTURA DEL INYECTOR DE UN SOLO MUELLE Podemos apreciar en los esquemas la estructura del inyector de un solo muelle. Podemos entonces afirmar que de la tensión del muelle dependerá la presión de inyección y esta tensión podrá ser regulada. aumentando o disminuyendo las arandelas de calibración en el caso del inyector del ejemplo y en otros inyectores se dispondrá de un tornillo y contratuerca para hacerlo. 7 Bombas Lineales Electrónicas Capítulo 4 . La presión ejercida sobre la superficie cónica de la aguja del inyector deberá vencer a la tensión del muelle para que la aguja suba y permita salir al combustible. los mismos que trabajan de 8 Bombas Lineales Electrónicas Capítulo 4 .TRABAJO DEL INYECTOR DE DOBLE MUELLE En los motores diesel modernos se han buscado nuevos diseños para que el inyector pueda proyectar al combustible dentro de la cámara. pero a hora de forma progresiva. logrando con ello una mejor atomización del combustible y reduciendo también el ruido ocasionado por la combustión. Esto se ha logrado utilizando inyectores con dos muelles. El primer muelle es empujado por la presión inicial venida de la bomba inyectora.forma progresiva. el mismo que comprime al segundo muelle (más fuerte) y la presión de inyección aumenta. Cuando este muelle se comprime. gráfico en el cual podemos analizar cada una de ellas. este primer elemento se apoya sobre el segundo elemento de empuje. Podemos observar el proceso en el video. DESPIECE DEL INYECTOR DE DOBLE MUELLE Para analizar de mejor forma la estructura del inyector de doble muelle progresivo. El desplazamiento de la aguja sobre el elemento de empuje comprime al primer muelle. pulverizándose mucho más fino el combustible en este segundo escalón. permitiendo abrir al inyector e inyectar con una menor presión inicial. 9 Bombas Lineales Electrónicas Capítulo 4 . observemos las partes de un inyector despiezado. es decir un inyector progresivo. 10 Bombas Lineales Electrónicas Capítulo 4 .VALORES DE PRESIÓN EN INYECTOR En este ejemplo podemos relacionar a los valores de presión de apertura de un inyector de un motor de vehículo comercial. Como en este caso hablamos de un inyector de dos muelles. revisaremos las dos presiones indicadas. para que el combustible inyectado se proyecte justamente sobre la bujía incandescente. que es el estado más crítico. o en la cámara cuando es de Inyección directa. Decimos que es el estado más crítico del motor. Para ello se instalan bujías incandescentes o bujías de precalentamiento. Esta combustión inicial sale hacia la cámara principal del motor. empujando al pistón. iniciando la combustión del motor. Las finas partículas del combustible al ser inyectado chocan contra el elemento incandescente y se inflamar con gran seguridad. aunque ahora también se los utiliza en motores de Inyección directa. ya que el aire que ingresa está más frío. necesita de una muy buena compresión del motor para comprimirlo y calentarlo a una temperatura suficiente para que el combustible se inflame rápidamente. 11 Bombas Lineales Electrónicas Capítulo 4 .LA BUJIA DE INCANDESCENCIA En los motores de Inyección Indirecta especialmente. especialmente en el proceso de arranque del motor. Para ello se puede notar que la tobera del inyector está instalada en la Precámara. aojadas en la precámara del motor cuando es de Inyección Indirecta. es muy necesario utilizar un procedimiento que asegure el buen encendido del diesel inyectado. de tal manera que el aire alrededor de la punta del inyector está muy caliente y el combustible se puede inflamar de forma rápida y eficiente. la bujía incandescente puede estar instalada cercana al dardo de inyección. A pesar de que el combustible inyectado no se proyecta necesariamente sobre el elemento caliente de la bujía de incandescencia.INSTALACIÓN DE LA BUJÍA INCANDESCENTE EN LA INYECCIÓN DIRECTA Cuando el Motor diesel es de inyección directa. lo que significa que el inyector está inyectando directamente sobre la cabeza del pistón. en este caso paralela a él. la bujía calienta al aire que ha sido comprimido aún más. 12 Bombas Lineales Electrónicas Capítulo 4 . Para comprobar si el inyector está trabajando debidamente. como la forma y el ángulo del dardo deben ser comprobados con la frecuencia definida para los mantenimientos del motor diesel. de acuerdo a su diseño. que envía esta alta presión generada a través de una cañería hasta el inyector a probarse. Se bombea varias veces hasta generar presión en la cañería y el momento en el cual empieza a inyectar se comprobará la forma del dardo y la presión a la cual se está abriendo el inyector. definida por el constructor. se procederá a revisarlo en un comprobador de inyectores. El Inyector se ajusta en la tuerca de la cañería. como lo apreciamos en el video. Pero otro factor importantísimo es el trabajo del inyector y tanto su presión de trabajo. ya que esta presión es muy elevada y debe ser cuidadoso el operario de no probar fuera de él. ya que esta alta presión puede causar severos daños en la persona. para todos los parámetros de aceleración. 13 Bombas Lineales Electrónicas Capítulo 4 . El comprobador no es más que una bomba de alta presión manual. tanto en su cuerpo como en los ojos. apuntando al dardo de inyección dentro del depósito.COMPROBACIÓN DE LA PRESIÓN DE PERTURA Y TRABAJO DEL INYECTOR El correcto trabajo de un motor diesel depende básicamente de que la bomba de inyección esté debidamente regulada así como su Gobernor. 1 Bombas Lineales Electrónicas Capítulo 5 . En el Taller se revisará. se instalará la bomba en el banco de pruebas para comprobarla. reemplazando aquellos que estén muy gastados o fuera de tolerancia. La comprobación básicamente será del caudal de inyección y el adelanto en cada etapa de aceleración del motor. la bomba de inyección se ha instalado en el banco y se ha engranado con el mandril de giro del banco de pruebas. BOMBA DE INYECCIÓN PARA SER COMPRIMIDA EN EL BANCO Como se puede ver en la foto (tomada de una bomba lineal mecánica y no con control electrónico). También se instala un sistema de alimentación del combustible. será necesario enviarla a un taller especializado para este trabajo. quien la ha regulado de acuerdo a las características y necesidades del motor para el cual fue diseñada. repetimos. de acuerdo a los datos del Fabricante. el mismo que la impulsará a las mismas revoluciones alas cuales gira en el motor. reparación y reemplazo de las partes afectadas o gastadas. se necesita mantenimiento o simplemente se necesita comprobarla. medirá y comprobará cada elemento. Luego de la comprobación. las cañerías e 2 Bombas Lineales Electrónicas Capítulo 5 .REPARACION Y COMPROBACIÓN DE LA BOMBA DE INYECCIÓN Cuando la bomba de inyección tiene desgaste. utilizando para ello los datos técnicos del fabricante. Los valores 3 Bombas Lineales Electrónicas Capítulo 5 . calibrados al valor que recomiendan las tablas de cada bomba.inyectores de prueba. de las tablas se regularán en esta bomba y luego de comprobada en todas las etapas. la combustión llegaría atrasada. ya que este llegará al PMS en menos tiempo con un número mayor de revoluciones. se requiere avanzar al tiempo básico de inyección. es decir en la etapa final de Compresión. debido a que la velocidad del pistón sigue aumentando conforme aumentan las revoluciones del motor. El tiempo desde que se inyecta el combustible hasta que se combustiona al contacto con el aire caliente es similar al tiempo en el cual el pistón. y es en este momento en el cual la expansión de los gases de la combustión lo empuja hacia el PMI. cuando el pistón está 4 Bombas Lineales Electrónicas Capítulo 5 . EL SISTEMA DE AVANCE DE LA BOMBA LINEAL MECÁNICA La bomba de inyección lineal inyectará en el primer cilindro del motor cuando el pistón esté cercano al Punto Muerto superior y las válvulas estén cerradas. como lo podemos revisar a continuación. previamente sincronizándola en el punto respectivo. la bomba estará lista para montarse en el motor. que ha continuado girando. llega al PMS. Pero. para igualar la velocidad de la combustión con la velocidad creciente del pistón. Si este punto básico no fuera adelantado conforme el aumento de revoluciones. sistema que será controlado por el Computador. como lo hemos revisado. en estado de funcionamiento del motor. 5 Bombas Lineales Electrónicas Capítulo 5 . Para entenderlo mejor. es muy diferente al trabajo que realizaban los contrapesos de la bomba mecánica.descendiendo ya hacia el PMI. De este trabajo se encarga el sistema de avance de la bomba. revisemos el trabajo anterior de la bomba mecánica para compararlo luego con el trabajo de control del Computador. Este Control Electrónico deberá ser comprobado. debiendo comprobar el ajuste de los grados de avance en cada etapa de aceleración. luego de la comprobación en el Banco de pruebas. controlando este al actuador de avance. TRABAJO BÁSICO DEL SISTEMA DE AVANCE El sistema de avance de la Bomba Lineal con control electrónico es controlado por el Computador y el trabajo. de acuerdo a los valores del fabricante. PUNTOS DE SINCRONIZACIÓN DEL MOTOR Los valores en grados de los puntos de sincronización de un motor son dependientes, como hemos dicho, de muchos factores, pero se recomienda seguir los datos de cada Fabricante. Este punto de sincronización es el dado por cada Fabricante y generalmente los piñones de la distribución del motor y engrane de la bomba nos darán los puntos de referencia. El gráfico nos muestra el proceso anterior de engrane y sincronización de un sistema con bomba mecánica, con el punto de referencia de los grados de avance estático de la bomba, gráfico que nos enseña un procedimiento tradicional, similar en el concepto general de sincronización de la nueva Bomba. 4 Bombas Lineales Electrónicas Capítulo 5 INSTALACIÓN DE LA BOMBA LINEAL EN EL MOTOR Cuando se necesita revisar la sincronización de la Bomba Lineal, cuando se ha realizado una reparación del motor o simplemente se la vuelve a instalar después de un mantenimiento, será necesario instalar la bomba nuevamente en el motor. Para ello deberemos seguir las instrucciones de cada Fabricante, pero podemos seguir los siguientes pasos comunes para instalarla y sincronizarla. Giramos al motor para que el pistón del primer cilindro esté cercano al PMS en el ciclo de compresión, con los grados anteriores al PMS de acuerdo a instrucciones del fabricante (aproximadamente entre 2 a 8 grados APMS.) 5 Bombas Lineales Electrónicas Capítulo 5 SINCRONIZACIÓN Y ENGRANE Colocamos la Bomba en el motor, engranando su piñón con los piñones de la distribución del motor, utilizando las señales correspondientes, tal como se aprecia en la figura. Dependiendo de la estructura y diseño de cada motor, pueden existir algunos piñones que sirven de comando del eje cigüeñal, ejes de levas, bomba hidráulica, bomba de aceite y otros, y las señales deben coincidir adecuadamente, entre ellas al piñón de la bomba de inyección. En el ejemplo hemos puesto a cuatro piñones de la distribución de un motor, pudiendo reconocer al piñón del eje cigüeñal en rojo, al piñón del eje de levas del motor en color verde azulado, al piñón intermedio que engrana con ellos y finalmente al piñón de la bomba inyectora con color verde claro. 6 Bombas Lineales Electrónicas Capítulo 5 PUNTO DE ENCENDIDO O PUNTO DE INYECCIÓN DINÁMICO Antes de referirnos a este tema. pero esto nos servirá para comprender que siempre se requerirá un cierto tiempo desde que el combustible es pulverizado en el inyector. revisemos nuevamente el trabajo del motor diesel. vamos a referirnos al punto básico de sincronización del motor. Luego de observar el video. ya que del avance se encargará el sistema de control del Computador. Podemos ver que el inyector inyecta el combustible al final del segundo ciclo. Para poder entender mejor este proceso. observando cuidadosamente el video. 7 Bombas Lineales Electrónicas Capítulo 5 . hasta que la combustión realmente se realiza y empuja al pistón. hemos exagerado este punto de inyección. es decir al final de la Compresión del motor. que lo hemos revisado ya. que angularmente lo tenemos muy adelantado. para que el borde superior del pistón que determina el inicio de presión coincida con el orificio de llenado. 8 Bombas Lineales Electrónicas Capítulo 5 . ya que el combustible empieza a enviarse al inyector. llamado "principio de envío". Para poder comprobar este punto exacto será necesario acelerar a fondo. caso contrario podría coincidir el corte vertical y no existiría presión. También durante esta operación se deberá seguir estrictamente las recomendaciones de cada Fabricante.COMPROBACIÓN DE LA SINCRONIZACIÓN ESTÁTICA DE LA BOMBA Recordemos que el punto exacto de esta sincronización será cuando el pistón del primer cilindro de la bomba esté comenzando a taponar al orificio de llenado del cilindro. punto exacto de sincronización de la Bomba de inyección. 9 Bombas Lineales Electrónicas Capítulo 5 .SINCRONIZACIÓN DE LA BOMBA Para sincronizar el punto en el cual el pistón de la bomba cierra al orificio de llenado y este momento inicia el principio de envío. retardándose el punto. Si giramos al cuerpo de la bomba en sentido horario. es decir en sentido de las manecillas del reloj y en el mismo sentido de rotación del motor y de la bomba (en este caso). deberemos girar al cuerpo de la bomba. que será nuestro punto final. Luego de girar al cuerpo de la bomba en sentido horario. Esta primera operación será necesaria para comprobar y asegurarnos que el pistón dejan entrar combustible al cilindro y está un poco más bajo del taponamiento. punto exacto del principio de envío del motor. giramos ahora en sentido antihorario lentamente. hasta que el pistón del primer elemento coincida con el borde superior del orificio de llenado. el propulsor de rodillos se alejará del punto en el cual la leva empuje al pistón. ya que ella está sincronizada y fijada a los piñones de la distribución del motor. retiraremos la tapa lateral de la bomba para realizar un purgado manual. durante el cual se han retirado o cambiado filtro. por lo cual nos referiremos en este caso al purgado del sistema de alta presión. PURGADO DE AIRE EN EL SISTEMA 10 Bombas Lineales Electrónicas Capítulo 5 . debido a la falta misma de purgado. bomba o inyectores. será necesario purgar el aire que ha ingresado en el sistema de baja y alta presión. cañerías. como en cada mantenimiento. Ya nos habíamos referido al sistema de baja presión.PURGADO DE AIRE EN EL SISTEMA Tanto después de la sincronización. suponiendo que el sistema de baja presión ya está purgado. Para no girar al eje de levas durante esta operación y al mismo tiempo suponiendo que el motor aún no ha sido encendido. Por medio de la ventana de la bomba impulsamos a los propulsores de rodillos hacia arriba, asegurándonos que el propulsor a impulsar está en la parte baja, es decir no está atacado por la leva correspondiente. Esta acción de impulso manual nos permite generar la presión de forma manual y si aflojamos inicialmente la cañería del inyector correspondiente, retiraremos el aire y luego empezará a salir solamente combustible. Luego de purgar el cilindro, purgaremos la cañería, aflojándola junto al inyector. Finalmente purgaremos al inyector, escuchando atentamente el momento en el cual empieza a inyectar, momento en el cual notaremos una mayor resistencia en el impulso del rodillo. Este proceso se deberá repetir en cada cilindro y en cada inyector y finalmente deberemos ajustar todas las cañerías y comprobar que no existan fugas del combustible. COMPROBACIÓN DEL PUNTO DE SINCRONIZACIÓN La sincronización explicada anteriormente debe estar acompañada del procedimiento que vamos a explicar, ya que el "corte de combustible" que explicaremos es la mejor forma y más óptica de comprobar este punto, alimentando a la bomba de combustible con la bomba manual 11 Bombas Lineales Electrónicas Capítulo 5 permanentemente. Antes de iniciar el proceso de sincronización y luego de haber instalado la bomba, se deberá retirar la cañería del primer inyector. Se retira luego el capuchón roscado y se saca la válvula de retención, reinstalando el capuchón roscado, pero sin la válvula. Instalamos en lugar de la cañería original un pedazo de cañería en forma de "cuello de cisne", la cual nos permitirá ver el flujo y corte del combustible en ese cilindro y en el punto exacto. Cuando giramos al cuerpo de la bomba en sentido horario, podemos notar que el combustible sale en gran cantidad por el cuello de cisne y el momento que giramos lentamente al cuerpo en sentido contrario, el combustible empezará a disminuir, hasta que se cortará. Este corte de combustible será nuestro punto exacto de principio de envío, que es el punto en el cual el pistón taponó al orificio de llenado e inició la etapa de presión y envío. NOTA: este procedimiento es referencial, ya que cada Fabricante nos dará un proceso determinado, proceso que deberemos seguir. 1 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 1 COMPARACIÓN ENTRE EL PRINCIPIO DEL FUNCIONAMIENTO DEL MOTOR A GASOLINA CON EL PRINCIPIO DEL MOTOR DIESEL A pesar de que estos principios han sido debidamente estudiados y conocidos, vamos a revisarlos nuevamente para entender estas similitudes y diferencias. El motor a gasolina admite una mezcla aire‐combustible durante el ciclo de Admisión, mezcla que es comprimida en la cámara de combustión durante la segunda etapa del motor. Al final del recorrido del pistón, una "chispa eléctrica" salta entre los electrodos de una bujía, la misma que inicia la inflamación de la mezcla y en este momento la expansión de los gases combustionados empujan al pistón con gran fuerza hacia el PMI. Luego los gases quemados serán evacuados por la válvula de escape en el cuarto ciclo. En el caso del motor diesel, solamente se admite aire en el primer ciclo, aire que es comprimido en el segundo ciclo, elevándose la temperatura y la presión. Poco antes de que el pistón llegue al PMS, la bomba de inyección envía un "chorro" de combustible (diesel) a alta presión y las moléculas del combustible pulverizado se inflaman al contacto con las moléculas del aire comprimido, produciéndose la expansión de los gases, que se encargan de empujar al pistón hacia el PMI. La fuerza de esta combustión es mucho mayor que la fuerza de la combustión del motor a gasolina, debido a que la relación de compresión es mayor y por lo tanto la fuerza de la expansión de los gases también lo son. Por esta razón este motor diesel puede generar alta Potencia, pero especialmente alto Torque y debido a estas particularidades se lo ha instalado especialmente en Vehículos Comerciales, es decir en Buses, Camiones, Equipo Caminero, Equipo Agrícola y en usos Industriales. Observemos el trabajo de un motor diesel con bomba lineal en lal siguiente imagen. 2 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 1 GENERALIDADES Es sabido que el Motor Diesel. ya que se podían aprovechar sus grandes ventajas. llegando a valores entre los 700 hasta los 900 Grados Celsius y hasta mayores en algunos casos. Perfección en la relación de la mezcla aire‐combustible. correspondiente a todos los parámetros de aceleración y a las necesidades del motor. Exactitud en la dosificación del combustible inyectado. así como exactitud del adelanto en cada etapa de aceleración del motor. Exactitud en el punto de encendido del motor. c. Una correcta distribución de la inyección dentro de la Cámara. este combustible automáticamente se enciende. tiene índices de compresión mucho más elevados. Es tan alta la temperatura. sino también en los Vehículos de Pasajeros. e. como lo requiere el motor a Gasolina. d. b. Esta alta compresión del motor eleva considerablemente la temperatura dentro de la cámara. y como unas de las principales el Alto Torque y la 3 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 1 . con una presión dentro de la Cámara de combustión entre 30 hasta 45 bar. Desde la década de los Setenta. de promedio. para lograr obtener con ello el mayor rendimiento del motor. que si se inyecta el combustible diesel dentro del aire caliente que se ha comprimido. Una relación perfecta de la inyección. este motor Diesel empezó a aplicarse e instalarse con mayor ímpetu no solamente en los Vehículos Comerciales. este combustible inyectado necesitará por lo tanto ser dosificado con gran exactitud. alta potencia y torque durante su funcionamiento. a diferencia del motor a Gasolina. sin necesidad de una chispa eléctrica. así como la menor cantidad de gases combustionados y no combustionados que puedan contaminar la Atmósfera. Para lograr estos objetivos se necesitan los siguientes parámetros: a. para que se realice una buena mezcla aire combustible y esta se pueda combustionar completamente. Es muy importante anotar que al ser inyectado el combustible dentro de la cámara. 3 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 1 . por lo que es muy importante que las moléculas del combustible abarquen una gran área. SISTEMAS DIESEL UTILIZADOS EN LOS MOTORES Los sistemas tradicionales de Inyección Diesel con Bombas Lineales se han ido perfeccionando gracias a la aplicación de controles Electrónicos. El tiempo que requiere el diesel para auto inflamarse es de aproximadamente 0. comparándolo con las prestaciones que ofrece el Motor a Gasolina. tanto en estas Bombas como en las Bombas Rotativas. de tal manera que la combustión sea lo más pareja posible dentro de la superficie de empuje en el pistón. parámetros negativos para ser utilizadas en los vehículos de Pasajeros.gran economía de combustible. pero la utilización de innumerables mejoras tecnológicas de los Sistemas de Inyección Diesel han logrado vencer estas dificultades y se ha conseguido diseñar motores de alta calidad con bajas emisiones contaminantes. Como antecedentes negativos podemos mencionar que el motor Diesel se ha caracterizado por emitir bastante humo y gases contaminantes que se dirigían hacia la Atmósfera. las moléculas del mismo deberán mezclarse rápidamente con las moléculas del comburente. hasta llegar a una completa tecnificación con sistemas completamente Electrónicos. También es importante anotar que. mezclándose convenientemente con las moléculas del aire.001 segundos. es decir con el aire aspirado por el motor. será necesario inyectar el combustible con gran exactitud dentro de la cámara de combustión del motor y en el momento más oportuno. Cuando el motor trabaja en revoluciones mínimas (Ralentí) podemos decir que el punto de inyección (principio de envío) tendrá que estar algunos grados antes de que el pistón llegue al Punto Muerto Superior. como por ejemplo durante el arranque. algunas condiciones especiales hacen necesaria una modificación en el caudal o punto de inyección. Pero con el incremento de las revoluciones. Como último punto podemos mencionar que. De este anticipo también se encarga la Bomba de Inyección. o lo que es lo mismo. la velocidad en la que el pistón llegue al Punto Muerto Superior. así como compensación por carga del Turbo. adelantando su principio de inyección con respecto a su posición original de sincronización. EL SISTEMA DE ALIMENTACIÓN DEL COMBUSTIBLE El combustible diesel es almacenado en un depósito. en donde la cantidad de moléculas de aire son mayores si el nivel es menor. de esta parte se encarga la relación de compresión del motor. lugar del cual la bomba de alimentación o bomba de transferencia lo succiona y elevando la presión aproximadamente entre 2. para compensar la velocidad de giro del motor. diferentes alturas sobre el nivel del mar. la bomba de inyección deberá encargarse de anticiparse (adelanto) con el inicio de la inyección. Estas condiciones especiales deben ser corregidas por la bomba de inyección. mientras que la exacta dosificación del combustible se encarga la bomba de inyección. ya que este llena al motor con mayor cantidad de aire que el aspirado. ya que el tiempo que requiere el Diesel para inflamarse será igual al tiempo en que el pistón llegue hasta este punto en su giro continuo.Adicionalmente decimos que la temperatura interna permitirá una buena combustión. para poder obtener con estas variantes una adecuada mezcla dentro de la cámara y la mayor potencia del motor. por lo que se debe aprovechar al máximo esta particularidad. requiriendo mayor caudal de inyección.5 hasta 5 bar 4 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 1 . alimentando de esta forma a todos y cada uno de los cilindros o elementos de la Bomba Inyectora.lo envía hasta los filtros. una bomba de alimentación se encarga de succionar el combustible desde el depósito. pistón que es el encargado de crear aspiración en una cámara. ya que primeramente se transfiere el combustible a una segunda cámara. lo filtra y alimenta a la cámara de presión constante. Este transmite el movimiento a través de un vástago. para que el muelle calibrado sea el encargado de presionarlo hacia la cámara de alimentación de los elementos. para que sea empujado el pistón de la bomba. En ellos el combustible es filtrado y enviado hacia la cámara de presión constante de la bomba de inyección. LA BOMBA DE ALIMENTACIÓN Y TRASNFERENCIA Como la Bomba de Inyección necesita ser alimentada de combustible. 5 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 1 . Esta bomba mecánica es impulsada por una excéntrica del mismo eje de levas de la bomba de inyección. la cual empuja a un propulsor de rodillos. transferir a una segunda cámara y luego enviarla o comprimirla hacia la cámara de alimentación de los cilindros. Decimos que es una bomba de transferencia. este sobre el vástago y finalmente este transmite el empuje hasta el pistón de la bomba de transferencia. También esta bomba dispone de un pistón o bomba manual que realiza el trabajo de forma similar. purgados del sistema. 6 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 1 . pero utilizando un pistón que se lo debe empujar y halar de forma manual. Esta bomba manual sirve especialmente en los casos que se necesita realizar los mantenimientos. transferir la presión a la cámara superior y luego enviar esta presión hasta la bomba de inyección. Este proceso se produce debido al empuje de la excéntrica del eje de levas de la bomba sobre el propulsor. dispone del sistema mecánico para generar succión del combustible.TRABAJO DE LA BOMBA DE TRANSFERENCIA Esta bomba. accionada mecánicamente por el eje de levas de la misma bomba de Inyección lineal. debido a que el motor en estos casos está en reposo y por lo tanto no existe empuje del eje de levas de la bomba de inyección lineal. recorrido que al mismo tiempo 7 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 1 . En la entrada de combustible de la bomba de transferencia se instala un filtro fino que logra retener las impurezas venidas del depósito. Este filtro puede ser fácilmente retirado para limpiarlo y sacar el agua que se puede depositar en él. adosada al cuerpo de la bomba de inyección lineal.LOCALIZACIÓN DE LA BOMBA DE TRANSFERENCIA En la siguiente figura podemos apreciar la localización de la bomba de transferencia. evitando con ello que estos elementos y suciedades primarias puedan dañar a los elementos internos de la bomba de transferencia. BOMBA DE TRANSFERENCIA DE DOBLE EFECTO Al revisar el trabajo de la bomba de transferencia anterior pudimos notar que el recorrido "útil" del pistón para enviar el combustible es solamente el ascendente. pero especialmente evitando la entrada de aire al sistema. Podemos ver en el video que durante ambos recorridos se está succionando al combustible de la cámara de aspiración y se produce la presión y envío en la cámara de presión. que se encargan de sellar efectivamente.sirve para succionar al combustible en su cámara inferior. PARTES DE LA BOMBA DE TRANSFERENCIA Para entender de mejor manera el trabajo de la bomba de alimentación o de transferencia del combustible. se han diseñado bombas mejoradas. las pequeñas tolerancias entre ellas y de una buena hermeticidad de su ensamble. revisemos a todas y cada una de las partes que la constituyen. Como podremos notar. que logran entregar el combustible tanto en la carrera ascendente como en la descendente del pistón y para ello se han instalado cuatro válvulas en lugar de las dos válvulas de la bomba anterior. todos los racores y tapones tienen rodelas de cobre o aluminio. debido a que el buen trabajo de la bomba depende de la calidad de sus partes. 8 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 1 . evitando con ello la fuga del combustible. Para aprovechar de mejor manera a la bomba de transferencia. Todos ellos tienen pequeñas tolerancias.). es la suciedad en el combustible. a veces de no más de 2 a 3 centésimas de milímetro (0. ya que de no hacerlo debidamente.SISTEMA DEL FILTRADO DEL COMBUSTIBLE Habíamos mencionado que uno de los elementos más dañinos de todo sistema de inyección.03 mm. 9 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 1 . que sean capaces de retener estas impurezas. además de combustible es un buen lubricante de las partes móviles tanto de la bomba de transferencia. por lo cual se hace imponderable el uso de buenos elementos filtrantes.02‐0. tanto a gasolina como a diesel. de los elementos de la bomba de inyección y de los inyectores. Sabemos también que el diesel. los pueden dañar y desgastar prematuramente. En el segundo filtro de combustible se retienen las pequeñas impurezas de hasta 2 a 3 micrones. 10 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 1 . pasando el combustible previamente filtrado hasta el segundo filtro. es decir las más gruesas. especialmente en casos de necesidad de mantenimientos. En el cuerpo del filtro se ha instalado un tornillo de purgado. para poder retirar la entrada de aire en el sistema de combustible de baja presión. es decir toda la suciedad y los elementos abrasivos del combustible no pasarán hasta los elementos de la bomba de inyección. El primer filtro retiene las primeras impurezas.FILTROS Y FLUJO DEL COMBUSTIBLE En el caso de la mayoría de los sistemas de bombas lineales se dispone de dos tipos de filtros conectados uno a continuación del otro. el cual detecta esta presencia peligrosa y dañina para los elementos de la bomba y de los inyectores y un tornillo para purgarla. que no son más que recipientes que permiten alojar en la parte baja del combustible al agua que se puede condensar en él. Para mantener al papel microporoso indeformable. 11 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 1 . todos ellos buscando mejorar la calidad del combustible y proteger con ello a los elementos del sistema de inyección. este está enrollado alrededor de un soporte interno perforado y en sus extremos superior e inferior se han instalado las tapas metálicas que lo soportan. Para ello se instalan filtros con "trampas de agua". el agua es más pesada que el diesel. es decir a la bomba y a los inyectores del motor en el cual van instalados. Justamente en la parte baja del recipiente se ha instalado un sensor. que logra retener las más finas impurezas del combustible que circula a través de él. El papel de filtrado es un papel fino microporoso.Para realizar un debido mantenimiento y cuidados del sistema de combustible. los filtros están diseñados como cartuchos recambiables. ya que como sabemos. alojados dentro del cuerpo. En los sistemas diesel más modernos se han diseñado otras opciones de filtros. o simplemente son cartuchos de filtrado que se enroscan en una base metálica. El tiempo que puede filtrar un elemento depende de la calidad del papel. de la cantidad arrollada y de la calidad del combustible que deberá ser filtrado. 1 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 2 . DISEÑO DE LA BOMBA LINEAL La bomba de inyección tiene para cada cilindro del motor a un elemento completo. Al cilindro se lo alimenta de combustible por medio de una bomba de transferencia. Cada pistón de la bomba se desliza dentro de un cilindro y tiene en su parte lateral un corte vertical y un corte o ranura helicoidal. Este canto está más abajo del orificio de llenado del cilindro. es decir en su parte baja o sin recorrido. presión como recordaremos. cuando sube dentro del cilindro. orificio que está comunicado con la presión de alimentación de la cámara de presión constante. la cual lo aspira desde el depósito. su canto superior permite que el combustible ingrese al cilindro para ser llenado. el pistón es empujado en su movimiento ascendente. el cual se comunica con el corte o ranura helicoidal. cuando la leva correspondiente no ha empujado al propulsor y este a su vez no empuja al pistón. el cual está conformado de un cilindro y un pistón. en otros diseños de pistones tienen en cambio un orificio o taladro vertical en su centro en lugar de este corte vertical. Cuando la leva gira y empuja al propulsor de rodillos. Cuando el Pistón está en reposo. viene de la bomba de transferencia. lo filtra y lo eleva a un valor bajo de presión. Este combustible ingresa a todos y cada uno de los cilindros de la bomba a través de uno o varios orificios de llenado. su mismo canto superior tapona el orificio de 2 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 2 . llenado. 3 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 2 . empezando a presionar el combustible almacenado dentro del cilindro. como lo podemos observar en la siguiente figura.Esta entrega de combustible seguiría hasta el total del recorrido del pistón. ELEMENTO DE LA BOMBA DE INYECCIÓN Por lo tanto. es decir la altura total que tiene e impulsa la leva de empuje. es decir prácticamente durante todo su recorrido. pero es limitada por el encuentro del corte helicoidal con el orificio de llenado. Cuando el pistón ha girado un ángulo mayor. ya que en este momento la presión existente en la cabeza del pistón y en el cilindro fugaría por el orificio de retorno hacia la cámara de alimentación. la entrega de combustible sería mínima. 4 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 2 . el envío de combustible será mayor. en la cual el pistón está girado para entregar la mayor cantidad posible. si el pistón está "girado" a una posición en la cual el corte helicoidal coincida con el orificio de llenado y apenas inicia su recorrido. En el siguiente gráfico podemos observar este proceso con pistones diseñados con el corte vertical y el corte helicoidal. ya que el restante del recorrido del pistón ya no envía combustible y así sucesivamente se entregará cada vez mayor cantidad si el giro del pistón es en un ángulo mayor. tiempo durante el cual el combustible ingresa al cilindro. 2.PROCESO DE INYECCIÓN DE LOS ELEMENTOS DE LA BOMBA En el siguiente gráfico podemos observar a las cuatro posiciones básicas del pistón dentro del cilindro y los podemos diferenciar de esta forma: 1. Cuando el pistón tapona el orificio de llenado y comienza el principio de envío. 4. Cuando el pistón está enviando presión del combustible desde el principio hasta medio recorrido. 3. 3 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 2 . empujado por la altura total de la leva. El recorrido final del pistón en su carrera ascendente. Cuando el pistón está en su punto básico. Ambas formas han sido diseñadas para limitar el caudal de envío del combustible. debido al empuje de la leva y su altura. 4 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 2 . ya que como sabemos. el recorrido del pistón siempre será el mismo. conectados entre sí.PISTONES CON RANURA VERTICAL Y RANURA HELICOIDAL Toda bomba de inyección lineal dispone de dos tipos básicos de pistones: Pistones con ranuras verticales y cortes helicoidales (inclinados) y otros pistones que tienen un orificio interno vertical y una ranura helicoidal o inclinada. simplemente se girará al pistón para que el corte o ranura helicoidal permita retornar al combustible comprimido hacia la cámara de alimentación. Para limitar o regular el caudal de envío hacia el inyector. la presión de envío que existe sobre la cabeza del pistón regresa hacia la cámara de presión constante a través de la ranura vertical y por el orificio de llenado. dependiendo de ángulo de giro del pistón. aunque el pistón siga su carrera ascendente. por lo tanto este control se logrará haciendo girar al pistón para cambiar el caudal de inyección. Cuando el pistón está ascendiendo. por lo cual todo este tiempo se enviará presión del combustible hacia la cañería y al inyector. En este momento se limita el envío de combustible. el mismo pistón está taponando al orificio de llenado. de acuerdo al ángulo de giro y a la posición del corte helicoidal con el orifico de llenado. durante el recorrido ascendente del pistón de encontrarse con el orificio de llenado.El corte helicoidal se encargará. 5 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 2 . Cuando el canto del corte helicoidal coincide con el orificio de llenado. limitan el caudal del combustible. dependiendo igualmente del giro angular del pistón con respecto al orificio de llenado. a la cual se la alimentado del combustible diesel. el mismo que está en comunicación con la cámara de presión constante. depende exclusivamente de su posición angular respecto al orificio de llenado del cilindro.PISTONES CON TALADRO VERTICAL Y RANURA HELICOIDAL Igual que en el caso anterior del pistón con corte vertical y corte helicoidal. Durante el recorrido ascendente del pistón. si la ranura helicoidal coincide con el orificio de llenado. la presión que se está enviando al inyector se limitará. Revisamos también que el caudal o cantidad de combustible que puede enviar cada pistón. Para apagar el motor. en cambio. la bomba de inyección no debe entregar combustible a los inyectores y esto se logra girando a los pistones para que coincida el corte 6 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 2 . ya que el combustible regresará por medio del taladro interno del pistón hacia la ranura helicoidal y de ella se regresará hacia la cámara de presión constante (alimentación) a través del orificio de llenado. CONTROL DEL APAGADO Y CONTROL DEL CAUDAL DE INYECCIÓN Hasta este momento hemos revisado el diseño de los dos tipos de pistones más utilizado como elementos de las bombas de inyección lineales y el trabajo de cada uno de ellos dentro del cilindro. los pistones que tienen un taladro u orificio vertical en el centro del pistón y una ranura helicoidal conectada con este orifico. enviando a la cañería y al inyector y es en este momento en el cual el inyector se abre. corte que sirve para avanzar el punto de inyección mientras más gira angularmente. Cuando están coincidiendo. pulverizándolo dentro de la cámara de combustión. además de comprimir y enviar presión del combustible hacia los inyectores y esta función es. para que el corte helicoidal permita inyectar durante poco recorrido y se encuentre con el orificio de llenado. Para mantener al motor en Ralentí. ya que este regresa por la ranura vertical hacia la cámara de presión constante. pero nunca logra comprimir dentro del cilindro al combustible. dejando al resto del recorrido sin entregar combustible. deberá subir bastante para 7 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 2 . Si el pistón está en la posición de Ralentí (poco giro). En carga media girará a la mitad del corte helicoidal y para aceleración y caudal máximo se girará a los pistones hasta que coincida la mayor longitud del corte helicoidal. como lo podemos observar en el video. En algunas bombas de inyección este pistón tiene un corte inclinado o helicoidal adicional en su canto superior. el pistón gira levemente. es decir el "principio de envío". MODIFICACIONES EN EL DISEÑO BÁSICO DE LOS PISTONES DE LA BOMBA LINEAL El pistón de la bomba lineal debe cumplir otra importante función.vertical con el orificio de llenado. el pistón puede estar subiendo. Este punto de inyección está definido cuando el canto superior del pistón tapona al orificio de llenado. que es el punto exacto en el cual el motor necesita el combustible pulverizado para la combustión. definir el principio de la inyección. momento en el cual empieza a comprimir al combustible. Esta base sirve de alojamiento de la parte baja del pistón y al mismo tiempo de base para el muelle de retorno.taponar con su canto al orificio de llenado. retornando a su posición original cuando la leva ha dejado de atacar al propulsor. la leva empuja al propulsor y el propulsor empuja al pistón por medio de su base. pero tardará menos tiempo si el pistón gira cada vez un ángulo mayor. avanzándose o adelantándose el punto de inyección o principio de envío del combustible. MONTAJE DEL PISTON DE LA BOMBA EN LA BASE DE PROPULSIÓN Para que la leva del eje de levas pueda empujar al pistón en su carrera ascendente se necesita de una base en la cual el pistón está alojado. Cuando el eje de levas gira. empujado por el muelle hasta su posición básica inferior. muelle que obliga al pistón a regresar a su posición inicial. 8 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 2 . Sobre la base del pistón está apoyada la regulación del propulsor de rodillos y este último se apoya sobre la leva del eje de levas de la bomba de inyección. La ranura de la base le permite alojar al borde inferior del pistón y con ello se logra que el pistón se desplace de forma exacta y sin holguras hasta su desplazamiento máximo superior y regrese. Como el eje de levas de la bomba está engranado con el motor en una relación de 2:1 con el cigüeñal o en una relación de 1:1 con el eje de levas. cada 90 grados de giro. dispuestas cada 90 grados de giro. el eje de levas de la bomba inyectora dispondrá de cuatro levas. El eje de levas de la bomba se encarga de empujar a los propulsores de rodillos.EL EJE DE LEVAS DE LA BOMBA DE INYECCIÓN LINEAL Cada bomba de inyección lineal dispone de un eje de levas. para que la inyección corresponda con el trabajo de los cilindros del motor. para que cada pistón o elemento de la bomba pueda producir la presión de combustible para cada inyector del motor. por ejemplo. En un motor de cuatro cilindros. 9 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 2 . En los casos de motores de seis cilindros. los mismos que trabajan cada 180 grados de giro del eje cigüeñal (media vuelta). el eje de levas de la bomba de inyección tendrá seis levas. similar al eje de levas del motor de combustión interna. pero que cumple con otra función importante y diferente. dispuestas cada 60 grados de giro. ya que deberá generar presión sobre cada elemento y para cada inyector. De este perfil dependen muchos parámetros. así como del sentido de giro dentro de la bomba de inyección. como por ejemplo el tiempo de llenado del cilindro con el combustible venido desde la cámara de presión constante. 10 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 2 . tendrá el motor una reacción y desempeño diferente que si el perfil de la leva es simétrico. Un aspecto importante tomado en cuenta para este diseño es también la suavidad de trabajo y el menor ruido mecánico que puedan producir las levas al empujar a los propulsores de rodillos. También de este perfil dependerá el tiempo de descarga de la presión cuando el corte helicoidal coincida con el orificio de llenado de la cámara de presión constante. Por ejemplo si el perfil es creciente progresivo durante el empuje y corta rápidamente.FORMAS DE LAS LEVAS DEL EJE DE LAS LEVAS De igual forma. dependiendo del tiempo en el cual los pistones de los elementos de la bomba deben permanecer en su punto máximo superior y en el punto máximo inferior dependerá el diseño del perfil de las levas. tanto con la altura de la leva como con el diámetro del pistón. para acoplarlas a motores de diferentes cilindrajes o simplemente motores que requieran menores o mayores caudales de inyección de combustible. desde su posición básica inferior hasta su recorrido máximo superior. podrá entregar menor caudal de combustible hacia el inyector que otro pistón que tiene 9 ó 10 milímetros de diámetro. 11 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 2 . considerando a la misma altura de la leva. Si el diámetro del pistón es de 8 milímetros por ejemplo.ALTURA DE LAS LEVAS DEL EJE DE LAS LEVAS La altura de la leva producirá el desplazamiento total del pistón o elemento de la bomba dentro del cilindro. pero con diferentes alturas de sus levas y también con diferentes diámetros de pistones. Jugando con estos dos factores. se han fabricado bombas de inyección idénticas en tamaño. combustible que fue enviado anteriormente al inyector. manteniendo una presión en la cañería. Para evitar que el inyector quede "goteando".VALVULA DE RETENCIÓN Y DESCOMPRENSION El combustible que es presionado y enviado hacia el inyector debe atravesar una válvula. localizada sobre la parte superior del cilindro. la válvula dispone de un borde cilíndrico bajo el asiento cónico de cierre. debido a que se aloja un porcentaje del combustible en ese espacio. Esta válvula mantiene retenida la presión del combustible dentro de la cañería. 12 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 2 . ya que el volumen total del combustible disminuye dentro de ella. La válvula deja salir la nueva presión generada y se cierra cuando el pistón deja de enviar el combustible. trabajando como válvula "check". El volumen de combustible alojado entre el borde cilíndrico y el asiento cónico logra descomprimir o bajar la presión de la cañería. TRABAJO DE LA VALVULA DE RETENCIÓN Y DESCOMPRENSION Desde el momento en el cual el pistón tapona al orificio de llenado se inicia la etapa de presión y envío del combustible hacia el inyector. evitando con ello que se quede goteando en la cámara. pero insuficiente para abrir al inyector. CAÑERÍAS DE PRESIÓN PARA LOS INYECTORES La presión que entrega la bomba a cada uno de los inyectores del motor es enviada a través de las cañerías de alta presión. descomprimiendo primeramente la presión que queda dentro de la cañería. debido a que la presión retorna hacia la cámara de presión constante. debido a que 13 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 2 . las mismas que están ajustadas en uno de sus extremos a la salida del racor o capuchón roscado de cada cilindro y en el otro extremo en el racor del inyector. Las cañerías tienen un pequeño orificio y la sección de las paredes del tubo es gruesa. manteniéndose una presión un poco más baja. la válvula se cierra. Cuando el pistón de la bomba deje de comprimir al combustible. inflamándose al contacto con el aire caliente. saliendo el combustible hacia la cañería y de él hacia el inyector. La presión generada dentro del cilindro empuja a la válvula de retención y descompresión. Este último pulverizará al combustible dentro de la cámara de combustión del motor. 1 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 3 .debe soportar altas presiones. ya que de otra forma el motor trabajaría de forma inestable. ya que deben transportar en el mismo tiempo la presión a cada uno de los inyectores. cuando cada inyector lo requiere. La longitud de todas y cada una de las cañerías debe ser igual. de acuerdo al orden de trabajo de ellos. También hemos revisado el proceso de apertura de la válvula y su trabajo de retención y descompresión del combustible dentro de la cañería. por medio del control del gobernor" se transporta al sistema de control del caudal. reduciendo el caudal de entrega. ya que no se produce presión porque se corta el envío del combustible. control del caudal del combustible que se debe enviar hacia los inyectores y la forma de apagar al motor diesel. Para apagar el motor en cambio. la forma de elevar presión y el trabajo de limitación de la presión. 2 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 3 . dejando de enviar el combustible a los inyectores.TRABAJO DE LA BOMBA DE INYECCIÓN LINEAL Hasta este momento hemos revisado el diseño de los pistones de la bomba. Si el motor gira a menos revoluciones. quien se encarga de girar a todos los pistones en un ángulo que le permita entregar el caudal de combustible que necesita el motor. tema que lo trataremos después de analizar el proceso de control. El conductor presiona al pedal del acelerador para acelerar al motor y este movimiento. Ahora nos corresponde analizar el proceso de control de aceleración. De este trabajo se encargará el gobernor. en el determinado número de revoluciones a los cuales está girando. los pistones serán obligados a girar hasta que el corte o ranura helicoidal de los pistones coincidan con el orificio de llenado. el giro de los pistones será muy leve. pero aumentará el giro y el caudal cuando las revoluciones del motor aumenten y requiera mayor caudal. 3 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 3 . Cuando el segmento dentado gira más.CONTROL DE CADUAL DE COMBUSTIBLE CON CREMALLERA Uno de los dos procedimientos utilizados para controlar el caudal de combustible de la bomba lineal es utilizando una cremallera y un segmento dentado fijado al pistón de cada cilindro. de tal manera que no existe envío de combustible. justamente cuando el motor está en revoluciones mínimas (Ralentí). Para apagar al motor. por lo tanto el caudal inyectado será mínimo.Cuando el pistón ha girado un ángulo mayor. segmento que "abraza" al pistón. Durante este giro angular. por lo tanto el motor trabajará a medias revoluciones. la cremallera obliga al segmento dentado a girar hasta que las ranuras verticales del pistón coincidan con los orificios de llenado. obligado por el segmento dentado. el corte helicoidal o la ranura helicoidal le permitirá al pistón descubrir al orificio de llenado apenas inicia su carrera ascendente. 4 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 3 . casi todo o todo el desplazamiento lineal del pistón será aprovechado para producir presión y envío de combustible hasta el inyector y en este caso el motor estará trabajando en carga máxima. ya que el corte helicoidal del pistón permitirá inyectar un mayor recorrido hasta encontrase con el orificio de llenado. el caudal que se logrará inyectar será mayor. El desplazamiento lineal de la cremallera obliga a girar angularmente al segmento dentado. para que dosifique el caudal del combustible que necesitamos enviar a los inyectores del motor. obligar a cada pistón a irar un cierto ángulo. una bomba de inyección lineal dispondrá de tantos segmentos dentados como el número de cilindros y pistones disponga. la bomba nos muestra una vista frontal de los elementos que empujan y controlan al pistón durante su carrera ascendente. De esta forma. repetimos. DISEÑO Y PARTES DE UNA BOMBA LINEAL CON CREMALLERA La bomba del tipo A es aquella bomba lineal que dispone de una cremallera que controla el giro de todos y cada uno de los segmentos dentados. Este giro de los segmentos dentados de una bomba deberá ser de forma exacta para todos y cada uno de los cilindros de la bomba de inyección. es 5 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 3 . ya que las levas de la bomba seguirán impulsando a los pistones cada 90 grados de giro. de acuerdo al orden de encendido del motor. cuando le corresponda esta entrega. para que todos los pistones entreguen el caudal necesario a cada inyector del motor. para que el caudal de entrega sea de igual manera exacta para cada cilindro del motor. cuya función es. que serán igual al número de cilindros del motor en el cual está instalada la bomba de inyección lineal. La cremallera será única y deberá obligar a girar a todos los segmentos dentados de forma simultánea. Como podemos observar en el video. que será.CONTROL DE LA CREMALLERA SOBRE LOS SEGMENTOS DENTADOS Vimos el trabajo individual de un pistón y su segmento dentado. el cual es obligado a girar por la Cremallera para modificar el caudal de entrega de combustible a los inyectores. La cremallera de la bomba se encarga de girar al segmento dentado y este al pistón. 6 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 3 . tema que lo trataremos adelante cuando nos refiramos a las regulaciones y calibraciones de la bomba. simplemente se girará al pistón para que el corte o ranura helicoidal permita retornar al combustible comprimido hacia la cámara de alimentación. ya que como sabemos.decir la leva del eje de levas que empuja al propulsor de rodillos. conectados entre sí. mientras el movimiento ascendente y descendente se produce durante el trabajo de elevación y envío de presión del combustible hacia el inyector. Para limitar o regular el caudal de envío hacia el inyector. el recorrido del pistón siempre será el mismo. Ambas formas han sido diseñadas para limitar el caudal de envío del combustible. CONTROL DE CAUDAL DE COMBUSTIBLE CON CREMALLERA Toda bomba de inyección lineal dispone de dos tipos básicos de pistones: Pistones con ranuras verticales y cortes helicoidales (inclinados) y otros pistones que tienen un orificio interno vertical y una ranura helicoidal o inclinada. debido al empuje de la leva y su altura. el propulsor que se encarga de empujar al pistón por medio del tornillo y tuercas de regulación de altura. el giro de los pistones permite enviar poco caudal de combustible en revoluciones mínimas del motor (Ralentí). y estas últimas a los pistones de la bomba. que durante su desplazamiento longitudinal obliga a girar un cierto ángulo a unas palancas. 5 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 3 . mayor caudal en carga parcial o medias revoluciones y un máximo caudal cuando los pistones han girado hasta su tope máximo. es utilizando una regleta ranurada.CONTROL DE CAUDAL DE COMBUSTIBLE CON REGLETA Otra de las formas utilizadas para controlar el giro de los pistones y por lo tanto del caudal de inyección. De la misma manera que el control con cremallera. De igual manera. lo que significa que no se envía combustible hacia los inyectores y el motor se apagará. el envío será NULO. En el ejemplo hemos instalado un control de cuatro cilindros. En revoluciones medias se gira al pistón a media distancia del corte helicoidal y en caudal máximo hasta la parte más alta del corte helicoidal. 6 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 3 . de tal manera que un sector del corte helicoidal permite inyectar poco combustible durante la carrera inicial del pistón y luego se corta el combustible. y podemos ver el movimiento longitudinal de control de la regleta de forma sincronizada con los cuatro pistones.TRABAJO DE CONTROL DE CAUDAL DE COMBUSTIBLE CON REGLETA Si la regleta mantiene al pistón en la posición en la cual la ranura o corte vertical coincide con el orificio de llenado. Para mantenerlo en Ralentí la regleta es empujada un pequeño recorrido por una palanca del gobernor. como lo podemos observar en el siguiente video. la regleta deberá comandar el giro simultáneo de todos los pistones de la bomba lineal y para ello necesitará tantas ranuras como número de cilindros posea el motor. pero de manera simultánea y exacta. empujada o halada por el sistema de palancas del gobernor de la bomba de inyección.DISEÑO DE UNA BOMBA DE INYECCIÓN CON REGLETA La estructura y diseño básico de la bomba lineal de este ejemplo. cumple con la función de forma idéntica. esta obliga a girar a todos y cada uno de los pistones. 7 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 3 . para que ellos produzcan el mismo caudal de inyección a sus inyectores. Cuando la regleta se desplaza longitudinalmente. cuyo control de caudal sobre el giro de pistones está basado en una regleta en lugar de la cremallera del ejemplo anterior. como el eje de levas. su forma externa y específicamente a los elementos que generan la presión dentro del cilindro. los elementos. revisemos el esquema de una bomba completa. BOMBA DE INYECCIÓN LINEAL TIPO “PES” EN CORTE En el siguiente esquema podemos apreciar ya una bomba completa en corte. 8 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 3 . bomba que dispone del sistema de control con regleta. el propulsor de rodillos. su estructura. es decir tanto el pistón como el cilindro y la forma de controlar el caudal. el pistón dentro del cilindro.Ahora que hemos revisado el funcionamiento de la bomba de inyección. la válvula de retención y descompresión dentro del capuchón roscado. para familiarizarnos con su estructura. En las partes de la bomba podemos revisar a todos y cada uno de los elementos. la misma que ha sido diseñada para compensar todos los factores relacionados con el buen desempeño del motor diesel. el número de revoluciones de giro.Hemos anotado durante las explicaciones anteriores que el sistema de control. ya sea de cremallera o de regleta. dependiendo de la aceleración imprimida por el conductor. deberá ser "comandado" o "controlado" por el Gobernor de la Bomba de Inyección lineal. la carga del Turbo compresor y otros factores no menos importantes. Este control está relacionando las necesidades específicas de combustible del motor en todas las condiciones de manejo y justamente es el Gobernor quien. En el gráfico podemos apreciar a una Bomba de Inyección lineal. se encargará de recorrer a la cremallera o a la regleta la cantidad necesaria para dar a los inyectores del motor la cantidad de combustible óptimo para todas las etapas. 9 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 3 . Debido a que toda bomba de Inyección lineal tiene diferentes características. todos acordes al motor en el cual están instaladas. 1 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 4 . revisemos un cuadro de la Firma alemana Bosch. regulaciones y diseños. en el cual nos describe el código que viene estampado en cada una de ellas. También otras condiciones diferentes podrán ser una mayor o menor altura del motor diesel sobre el nivel del mar. tampoco en medias revoluciones del motor o carga parcial. etc. pero. etc. en cada condición del motor. Estas necesidades de combustible significan una dosificación exacta de diesel inyectado en la cámara de combustión. el motor emitirá una gran cantidad de humo negro. de acuerdo al tipo empleado en la bomba. Por ejemplo la cantidad de diesel entregado en la etapa de arranque no será igual a la etapa de revoluciones en Ralentí o marcha mínima. así como con menor o mayor carga del Turbo compresor.EL GOBERNOR NEUMÁTICO DE LA BOMBA LINEAL DIESEL Iniciaremos explicando que la función del Gobernor de una Bomba Lineal es controlar de forma exacta el recorrido de la cremallera o de la regleta. Estas y otras importantes funciones de control las deberá realizar el gobernor de la Bomba Inyectora. para lograr una mezcla exacta de aire‐combustible. debido a la disminución de la cantidad del Oxígeno en el aire aspirado cuando existe mayor altura.. 2 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 4 . ya que no compensarlo. para cubrir con las necesidades de combustible del motor. momento en el cual la bomba o su gobernor deberá disminuir la cantidad de combustible. repetimos. en carga máxima o carga total será igual diferente. Por lo tanto. desplazando a la cremallera de control. ya que el control solamente lo realiza la bomba de inyección.EL GOBERNOR NEUMÁTICO DE LA BOMBA LINEAL DIESEL Conocemos de antemano que el motor diesel convencional no necesita de una mariposa para controlar la aceleración del motor. para que la dosificación del combustible inyectado esté acorde al vacío o depresión que se forma en la mariposa de aceleración y se relacione el caudal del aire aspirado con el combustible a inyectarse. el pedal del acelerador controla la palanca de aceleración de la Bomba y simultáneamente al eje de la mariposa de aceleración. modificando el caudal de combustible para acelerar o desacelerar al motor. El vacío producido o la depresión del motor jalan al diafragma en contra del muelle calibrado. 3 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 4 . En el caso del Gobernor neumático. la depresión que se produce en la mariposa de aceleración será la encargada de "comandar" al Gobernor de la bomba y este Gobernor se encargará de desplazar a la cremallera para que los segmentos dentados de cada pistón de la bomba giren el ángulo necesario para entregar el caudal de combustible adecuado a las necesidades del motor. debido a la disminución de depresión y al empuje del muelle calibrado.Cuando la depresión se va perdiendo. ocasionando una gran depresión en el tubo que se dirige hacia la cápsula neumática del gobernor de la bomba. la depresión que se ocasiona en el vénturi es cada vez menor mientras más se abre. la cremallera automáticamente se va desplazando hacia la posición de mayor caudal. la aspiración de cada cilindro se dirige hasta la boca del colector.TRABAJO DEL GOBERNOR NEUMÁTICO DE LA BOMBA LINEAL Para entender de mejor manera el proceso de depresión ocasionado en la mariposa de aceleración. observemos las figuras. Esta depresión ocasiona que el diafragma se desplace en contra del muelle calibrado y desplace al mismo tiempo a la cremallera de la bomba a la posición básica. lugar en el cual está alojada la mariposa. es decir en la posición de Ralentí.Junto al eje de la mariposa se ha localizado un vénturi. Cuando el motor inicia su giro. 3 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 4 . ya que el aire pasa hacia los cilindros con menor "restricción" o con mayor facilidad. localizada en el colector común de admisión del motor.Al irse abriendo la mariposa. que se encarga de cerrar ya brir este paso. lugar por el cual el aire succionado por el motor pasa a gran velocidad. ya que la bomba de inyección y específicamente el Gobenor neumático controla este caudal de acuerdo al desplazamiento de la cremallera.DISEÑO Y PARTES DE UNA BOMBA LINEAL CON CREMALLERA DE CONTROL Nos hemos referido al vacío o depresión del motor como el agente encargado de "medir" las necesidades de combustible del motor. DISEÑO DEL GOBERNOR NEUMÁTICO DE LA BOMBA LINEAL 4 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 4 . la misma que es halada por el diafragma cuando tiene mayor depresión y en menor desplazamiento cuando la depresión disminuye. como lo podemos observar en el video. Este Gobernor ha sido cuidadosamente diseñado para la función de controlar el recorrido de la cremallera. quien dispone de otro muelle de amortiguación. En este momento la 5 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 4 . para que el envío sea nulo. Cuando el Diafragma está en reposo o sin depresión. aunque los pistones sigan subiendo y bajando. la perilla de parada es empujada por el conductor. muelle que al mismo tiempo permite desplazar al balancín durante el apagado del motor. el muelle de retorno empuja a la cremallera en contra del Balancín y este se apoya en el tope de Ralentí. Para apagar al motor en este sistema de gobernor neumático. En este momento. el motor se apagará. En el tope final del recorrido máximo está instalado un tornillo de regulación de combustible para marcha Máxima. tornillo que dispone de un muelle de amortiguación. de acuerdo al vacío ocasionado por el motor. APAGADO DEL MOTOR Para apagar el motor debemos desplazar a la cremallera hasta que el corte vertical de los pistones coincida con el orificio de llenado. como hemos dicho. El vacío o depresión ingresan a una cámara eN la cual el diafragma es atraído en contra del muelle calibrado. el combustible no puede ser comprimido y como no se envía combustible a los inyectores. comprimiendo el muelle del tope de Ralentí. apagándose el motor. En ese momento la cremallera topa en el tornillo de regulación del máximo caudal y este desplazamiento ha obligado a los pistones de la bomba de inyección a girar hasta que el corte helicoidal coincida con el mayor desplazamiento y por lo tanto el caudal entregado será el máximo. El tope de máximo caudal podrá cambiar este recorrido si se lo atornilla o desatornilla. de acuerdo al motor en el cual vaya instalada la bomba de inyección y de acuerdo a las necesidades específicas de cada motor. MOTOR EN ACELERACIÓN MÁXIMA Cuando aceleramos al máximo. quien obliga a la cremallera a desplazarse. 6 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 4 . para obtener la mayor potencia del motor con el mayor caudal.palanca de parada empuja al balancín. regulación que deberá realizarse en un banco de pruebas. por lo tanto los pistones coinciden con el corte vertical y se deja de enviar el combustible a los inyectores. la depresión mayor obliga al diafragma a halar a la cremallera hasta el tope máximo. Para ello la cantidad de depresión ocasionada halará a la cremallera tanto como depresión exista en esta etapa.MOTOR EN ACELERACIÓN MEDIA Cuando aceleramos poco. de acuerdo a las necesidades propias del motor en estas condiciones. 7 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 4 . de acuerdo a la cantidad de aire que está ingresando al colector de admisión. girando a los pistones de la bomba a medio recorrido angular. la depresión ocasionada por el motor podrá halar al diafragma para que este hale a la cremallera. Con este giro. entregando este combustible a los inyectores para que el motor trabaje de forma estable. los pistones entregarán un caudal medio de combustible. Esta desplazamiento adicional ayuda notablemente al Gobernor. ya que en este estado la depresión sobre el diafragma del gobernor es insuficiente para desplazar a la cremallera en su carga máxima. Esta innovación se diseñó para ayudar a enriquecer el caudal de combustible mientras se acelera. especialmente en las etapas de arranque del motor. para que su recorrido adicional aumente el recorrido del desplazamiento que ocasiona la depresión.CORRECCIONES DEL GOBERNOR NEUMÁTICO Si revisamos cuidadosamente el esquema. Cuando el acelerador es empujado. notaremos que en este nuevo gobernor se ha instalado una leva y un pistón con muelle. que actúan liberando a la cremallera. caudal importantísimo para el encendido del motor. ya que la depresión del motor no siempre es la manera suficiente para desplazar a la cremallera de acuerdo a las reales necesidades del motor durante esta etapa de aceleración. 8 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 4 . una segunda varilla obliga a la palanca auxiliar a girar la leva y en ese momento el pistón permite desplazarse un mayor recorrido al eje de la cremallera. Con este recorrido extra.DISEÑO DEL GOBERNOR NEUMÁTICO MODIFICADO En el gráfico podemos revisar la nueva estructura del gobernor. Este recorrido anterior. para que esté acorde al desplazamiento y a las necesidades del motor en las etapas de media a aceleración. fue realizado por la depresión ocasionada en el vénturi de la mariposa de aceleración. repetimos. la cremallera puede girar un ángulo mayor a los pistones. 9 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 4 . El muelle del pistón amortigua este empuje. una leva de liberación y un pistón con muelle para desplazar la cremallera. ya que la mariposa se ha abierto bruscamente ya ingresado mucho aire para las necesidades de este momento del motor. La palanca de aceleración empuja por medio de la palanca auxiliar al pistón y este empuje ayuda a desplazar aún más a la cremallera. para que estos puedan entregar en este momento un caudal adicional de combustible. al mismo que se le ha adicionado una palanca. Esta compresión del muelle y pequeño desplazamiento del pistón se encargan de amortiguar el recorrido máximo de la cremallera y esto permite al motor estabilizarse y oscilar amortiguadamente durante su operación a altas revoluciones y con aceleración media. 1 0 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 4 . sin acción del giro de la leva. Pero este desplazamiento empuja al tornillo de tope y ocasiona que el pistón sea empujado con cierta fuerza y el muelle del pistón se comprime. la depresión que hala al diafragma del Gobernor permite llegar hasta el tope de regulación máxima solamente.TRABAJO DE AMORTIGUACIÓN EN CAUDAL MÁXIMO Cuando se acelera a fondo. que en este caso es el caudal que requiere el motor. Con este recorrido adicional el caudal de inyección aumenta y el motor responde con un mejor torque. empujando al pistón para que obligue a la cremallera a regresar también.TRABAJO DE LA LEVA CON AUMENTO DEL CAUDAL MÁXIMO En el video se puede notar el trabajo que realiza la leva. Cuando el pedal del acelerador se suelta. pero que permite un mayor recorrido cuando el pedal del acelerador libera a este tope. debido al trabajo de la depresión del motor sobre el diafragma. especialmente cuando el vehículo necesita un mayor empuje. ya que la leva al girar permite un mayor recorrido de la cremallera. que inicialmente servía de tope del recorrido normal de la cremallera. 11 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 4 . la leva regresa a su posición original. disminuyendo el caudal inyectado. por ejemplo en una subida. 12 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 4 . se transmite el empuje de esta perilla hasta el balancín del gobernor y este se encarga de empujar a la cremallera hasta la posición de envío nulo. Cuando el conductor opera la perilla de apagado. momento en el cual la entrega de combustible se limita.APAGADO DEL MOTOR CON EL GOBERNOR NEUMÁTICO Recordemos el proceso de apagado del motor en el tipo de Gobernor neumático. Esto significa que los pistones giran para coincidir la ranura vertical con los orificios de llenado de los cilindros. apagándose el motor. así como en la emisión de muchos humos contaminantes. por lo cual este Gobernor ha sido desplazado por el Gobernor mecánico de contrapesos. 13 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 4 . ya que depende mucho del estado del motor. del cual hablaremos en el siguiente capítulo. el trabajo no resulta muy exacto. y por lo tanto consumo excesivo de combustible. Esto ha ocasionado variaciones en el desempeño del motor. porque la depresión en el colector no es muy exactamente medida. inestabilidad y reducción de potencia. variantes que pueden provocar desajustes en el buen funcionamiento del mismo Gobernor. si bien es cierto tiene un diseño que relaciona las necesidades de aire del motor con sus necesidades de combustible. de posibles ingresos de aire adicional.BOMBA INYECTORA LINEAL CON GOBERNOR NEUMÁTICO Ahora que hemos revisado el trabajo del Gobernor neumático podremos darnos cuenta que este gobernor. 1 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 5 . EL GOBERNOR MECÁNICO O DE CONTRAPESOS DE LA BOMBA LINEAL Si recordamos el diseño del Gobernor Neumático, el mismo que aprovechaba la depresión del motor para desplazar a la cremallera y controlar con ello el caudal de combustible, podremos compararlo rápidamente con el Gobernor mecánico de contrapesos. Este Gobernor de contrapesos cambia totalmente el diseño anterior, que como dijimos, tenía muchos inconvenientes, ya que no trabajaba de forma muy exacta y esto ocasionaba un rendimiento bajo en el motor diesel, además de muchas emisiones de humo negro y falta de potencia. El nuevo Gobernor aprovecha la fuerza centrífuga que empuja a unos contrapesos en contra de unos muelles calibrados. Este desplazamiento controlará el desplazamiento de la cremallera de la Bomba, por lo que podemos decir que la velocidad de giro de la bomba sirve para determinar el caudal del combustible a inyectarse, de acuerdo al aire aspirado y en todas las etapas y condiciones de aceleración. 2 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 5 TRABAJO BÁSICO DE LOS CONTRAPESOS DEL GOBERNOR El eje de levas de la Bomba de Inyección está alojando en su parte posterior a la base o soporte de los contrapesos y los muelles calibrados y por lo tanto los contrapesos giran en conjunto con el eje de levas. Los contrapesos, debido a la fuerza centrífuga que se produce por el incremento de giro del eje, tienden a desplazarase hacia afuera, en contra de los muelles calibrados. Mientras mayor sea la fuerza de giro del eje, mayor será la fuerza centrífuga y mayor el desplazamiento de los contrapesos, quienes van comprimiendo a los muelles durante su recorrido. Este desplazamiento de los contrapesos se transporta por medio de balancines y palancas hasta la cremallera de la bomba, obligándola a desplazarse. El desplazamiento de la cremallera será acorde al número de revoluciones del motor, o lo que es lo mismo, con el número de revoluciones del eje de la bomba, por lo que se relacionará la cantidad de combustible entregado con las necesidades del aire aspirado por el motor. TRABAJO BÁSICO DE LOS CONTRAPESOS CON POCA ACELERACIÓN (RALENTI) Cuando el acelerador no está accionado o simplemente se lo suelta, la palanca llega al tope de Ralentí, cambiando con ello el punto de apoyo de la palanca de aceleración, obligando a la cremallera a retornar a su posición básica. Cuando los contrapesos son obligados a salir por la 3 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 5 fuerza centrífuga, estos halan al eje corredizo y este a su vez hala a la palanca de aceleración. Como el punto de apoyo de la palanca ha subido, la cremallera es desplazada un poco recorrido, dando con ello poco giro a los pistones y también poco caudal de combustible hacia los inyectores. En el video que observamos se ha exagerado el desplazamiento de los contrapesos, con el único objeto de dar una mejor idea del proceso y de la relación de palancas que obligan a recorrer muy poco a la cremallera. Sabemos que el desplazamiento de los contrapesos será mínimo con bajas revoluciones de la bomba en Ralentí. TRABAJO BÁSICO DE LOS CONTRAPESOS CON MEDIA ACELERACIÓN Cuando empujamos el acelerador, cambiamos automáticamente el punto de apoyo de la palanca de aceleración y con ello cambiaremos el desplazamiento de la cremallera, dando mayor caudal de inyección al motor, justamente cuando está girando con mayor velocidad. También en este video hemos exagerado el desplazamiento de los contrapesos, pero con la finalidad de comprender mejor que el cambio del punto de apoyo influye en mayor recorrido de la cremallera de control. 4 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 5 5 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 5 . Al tener un gran desplazamiento la cremallera. TRABAJO BÁSICO DE LOS CONTRAPESOS CON ACELERACIÓN MÁXIMA Cuando desplazamos a la palanca del acelerador hasta su tope de máxima aceleración. Como nos hemos dado cuenta. el caudal entregado será el máximo. ya que con ello se cambia la relación de palancas. dando mayor longitud de palanca para el recorrido de la cremallera y por esta razón obtendremos mayor caudal de combustible. el punto de apoyo de la palanca de aceleración también cambia.Podemos observar que la distancia entre el punto de apoyo de la palanca de aceleración y el eje corredizo ha disminuido. el caudal de combustible será mayor mientras el punto de apoyo de la palanca de aceleración esté más bajo. ya que los segmentos dentados han sido obligados a girar a plena carga y los pistones prácticamente no limitan el caudal de combustible en esta etapa. lo que significa que poco desplazamiento de los contrapesos ocasionará un gran desplazamiento de la cremallera de control. La relación de palancas es mucho más grande aún que en el caso anterior. 5 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 5 . Con poco empuje de los contrapesos se logra un gran recorrido de la cremallera cuando el punto de apoyo está más abajo. el caudal de combustible será mayor mientras el punto de apoyo de la palanca de aceleración esté más bajo.RELACIÓN DE PALANCAS AL CAMBIAR EL PUNTO DE APOYO Como nos hemos dado cuenta. de acuerdo al esquema. aunque el empuje de los contrapesos sea mayor. ya que con ello se cambia la relación de palancas. En cambio. el recorrido de la cremallera será menor. con un punto de apoyo hacia arriba. Este diseño básico no es suficiente para controlar el desplazamiento de la cremallera en todos los rangos de velocidad o giro de la bomba de inyección. Para motores que requieren un control exacto en todo rango de revoluciones se instalan tres juegos de muelles.CONTRAPESOS CON TRES MUELLES Y CONTROL TOTAL Los contrapesos anteriormente explicados tenían a un solo muelle calibrado que se encargaba de retornar al muelle a su posición original. 6 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 5 . En el caso de dos muelles. en media aceleración y en revoluciones máximas. pero el gobernor no controla el caudal a medias revoluciones.Para ello se diseñan los Gobernores con dos o tres juegos de muelles. ya que las regulaciones de caudal deben darse en revoluciones mínimas. brindando con ello gran control y estabilidad del motor. el primero servirá para revoluciones de Ralentí y el otro muelle para máximas revoluciones. por lo que se instala en motores en los cuales no requieren de un control exacto en esa etapa intermedia. de acuerdo a las necesidades de cada etapa de aceleración. para que el caudal de entrega sea progresivo. Podemos observar en el video el trabajo de los tres muelles y vemos en el esquema su diseño. 7 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 5 . Por ejemplo en la etapa de arranque se necesitará el mayor caudal de inyección para que el motor inicie su marcha y para ello la cremallera deberá recorrer hasta su tope máximo. que la cremallera entregue diferentes caudales de inyección. entregando con ello un caudal suficiente de combustible. aunque las revoluciones sean bajas y el recorrido de los contrapesos sea mínimo. el recorrido de la cremallera será mayor. En medias revoluciones tendremos un desplazamiento medio de los contrapesos. 8 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 5 . aunque los contrapesos prácticamente no actúan. ya que en cada etapa de revoluciones del motor se requerirá. En la etapa de Ralentí se necesita poco caudal de combustible y poco recorrido de la cremallera.CAMBIO DEL PUNTO DE APOYO DE LA PALANCA DE ACELERACIÓN Revisemos nuevamente el proceso de aceleración y el recorrido de la cremallera. pero como el acelerador ha cambiado el punto de apoyo. debido al giro muy lento del eje de levas de la bomba. del acelerador y del punto de apoyo de la palanca de aceleración permitirán recorrer a la cremallera en una dirección u otra. Finalmente podemos decir que.CAMBIO DEL PUNTO DE APOYO DE LA PALANCA DE ACELERACIÓN En aceleración máxima. para permitir entregar el caudal de combustible que requiere el motor y al llegar a las revoluciones máximas permitidas. dependiendo de la posición del acelerador y del punto de apoyo de la palanca de aceleración. deberá regresar a la cremallera a la posición casi nula. deberá cortar la entrega de combustible. En este momento. entregando menos o más combustible. el gobernor deberá actuar para que. por lo que los contrapesos se desplazarán hasta su máximo tope. regresando a la cremallera. el trabajo conjunto de los contrapesos. 9 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 5 . aunque el desplazamiento de los contrapesos sea el máximo. las revoluciones son altas del eje de levas. que obliga al motor a limitarse. cuando el motor debe limitarse en su aceleración. Por lo tanto. debido al peligro de "desbocarse". entregando una cantidad insuficiente de combustible. en cambio. la cremallera recorrerá un menor o mayor recorrido. y justamente la función del Gobernor es controlar este caudal de acuerdo a las regulaciones que han sido diseñadas para el motor específico en el cual se ha instalado esta bomba. por medio de una palanca empuja a la cremallera de control hasta la posición de entrega nula. y de esta forma los pistones no pueden generar alta presión hacia los inyectores.ACELERACIÓN Y APAGADO DEL MOTOR DIESEL CON GOBERNOR Una Bomba Lineal que tiene instalada a un Gobernor Mecánico de contrapesos necesita del acelerador. el mismo que es comandado por el conductor para acelerar o desacelerar al motor. 10 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 5 . el Gobernor determina con exactitud la cantidad que debe inyectarse. Aunque el conductor acelere a fondo. es decir. un mecanismo (en los primeros sistemas) y un control eléctrico (en los últimos). de acuerdo a la posición de sus contrapesos y sus palancas de control. apagándose el motor. La bomba se encarga de entregar el caudal necesario de combustible a los inyectores de acuerdo al número de revoluciones de giro de su eje de levas y no directamente de la cantidad de aceleración que está imprimiendo el conductor sobre el pedal del acelerador. Para apagar el motor. permite que coincidan las ranuras verticales de los pistones con los orificios de llenado de los cilindros. carga parcial o etapa de aceleración y en carga total o en revoluciones máximas del motor.GOBERNOR PARA TODOS LOS RANGOS DE ACELERACIÓN Ahora que tenemos claro el proceso del trabajo del Gobernor mecánico podemos decir que cada Bomba de Inyección Lineal tendrá. Este diseño instalado en el motor diesel moderno le permite ser muy eficiente. Ralentí o revoluciones mínimas. que es un sistema mucho más complejo de palancas y muelles que "gobiernan" el caudal del combustible a inyectarse en todo rango de revoluciones del motor y de la Bomba Inyectora. de acuerdo en el motor en el cual está instalada. con gran potencia y torque en todas las condiciones de aceleración y con ello se logran niveles de emisiones muy bajas. ya que el control de combustible es muy exacto en todas ellas. 11 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 5 . un tipo de gobernor acorde a estos parámetros. de la sensibilidad y exactitud del trabajo y la aplicación que se desee dar. Control del Gobernor en todos los rangos significa que el Gobernor deberá controlar el caudal de inyección en Arranque. En el gráfico podemos observar un Gobernor RQV. 12 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 5 . se envía a una cápsula instalada en la Bomba de inyección. quien modifica el tope del recorrido total de la cremallera. Cuando el motor diesel con bomba lineal tiene instalado un Turbo cargador. tales como el compensador de carga del Turbo cargador y otras compensaciones. se obtendrá un mayor caudal de combustible inyectado y con ello se equipará la proporción aire‐combustible dentro de la cámara de combustión. Para ello la presión de carga. ya que puede tener algunos sistemas adicionales de compensación.EL COMPENSADOR DE CARGA DEL TURBO CARGADOR La estructura de un Gobernor mecánico puede ser más compleja de la estructura que hemos podido revisar. el volumen de aire que logra aspirar el motor será mucho menor que el volumen de aire que ingresa cuando un Turbo le envía aire comprimido. además de enviarse al colector de admisión del motor.Podemos entender este fenómeno ya que el volumen de aire comprimido por el Turbo contiene mucha mayor cantidad de moléculas de Oxígeno para ser combustionadas con el combustible inyectado y por esta razón se necesitará "compensar" este exceso de aire con un aumento proporcional de combustible a inyectarse. que las analizaremos luego. La presión de carga del Turbo que ingresa empuja a un diafragma y el eje de este diafragma empuja a un balancín. De esta función se encarga el Compensador de carga del Turbo. permitiendo un mayor recorrido de la cremallera de control cuando existe una presión de carga mayor. Con mayor recorrido de la cremallera. es decir no es un sistema acoplable a una bomba que no lo posee. para que finalmente la cremallera sea empujada a un desplazamiento mayor al que estaba empujada por el sistema de palancas del Gobernor. Este compensador es parte del diseño de la misma bomba y no es un elemento aparte necesariamente. ya que el sistema es bastante complejo y pensado en el diseño para motores diesel que tienen turbo compresor instalado en Fábrica. En este caso no el diafragma de la cápsula quien modifica de forma directa el recorrido de la cremallera. COMPENSACIÓN DE LA CARGA DEL TURBO En el siguiente esquema podemos notar el proceso de compensación de carga del turbo en otro tipo de Gobernor de una Bomba lineal. como lo podemos observar en el esquema. el 13 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 5 . con todas las regulaciones para que trabaje de forma ideal. El diafragma empuja a su eje en contra de un muelle calibrado y este recorrido libera al sistema de palancas.BOMBA DE INYECCIÓN LINEAL CON COMPENSADOR DE CARGA DEL TURBO En la foto podemos apreciar la estructura de una bomba de inyección lineal que está provista del compensador de carga del Turbo. Cuando la carga del turbo disminuye. sino que esta modificación se realiza por medio de un sistema un tanto más complejo de palancas. Esto significa que el empuje del tope máximo del recorrido de la cremallera se incrementará aún más cuando la presión venida del Turbo empuje al diafragma y este empuje directamente a la palanca de la cremallera. llamado "LDA" por sus siglas en alemán. es decir este muelle está calibrado para actuar en contra de la presión de carga. relacionándose de esta manera el aire que ingresa al motor con el caudal de inyección. Un muelle calibrado retorna al diafragma a su posición básica. El caudal adicional que entrega la bomba dependerá del menor o mayor recorrido que le ocasione el empuje del diafragma del compensador. 14 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 5 . regresando a la cremallera a su posición original. que significa un "Compensador de Carga en dependencia de la sobrealimentación del motor".muelle obliga al diafragma a regresar a su posición original. COMPENSADOR DE CARGA DIRECTO A LA CREMALLERA Otro procedimiento de compensación es el que tenemos en la siguiente figura. Para compensar esta diferencia de altura. reduciéndose el caudal inyectado a mayor altura sobre el nivel del mar. pero este volumen de la cápsula será mayor cuando la presión atmosférica externa sea menor que la interior de la Cápsula. manteniéndose con ello un buen desempeño del motor pero "sin humo" y por ello sin contaminación hacia la Atmósfera. se ha diseñado un Compensador que mantenga la relación ideal Aire‐ combustible en las diferentes alturas sobre el nivel del mar en las cuales pueda transitar el mismo vehículo.COMPENSADOR ALTIMÉTRICO O BAROMÉTRICO Otra compensación importante que puede tener el Gobernor de una Bomba lineal es el Compensador Altimétrico o Compensador Baro‐métrico. El compensador Barométrico está diseñado con una Cápsula llenada internamente con la presión Atmosférica a 0 metros de altura.000 metros de altura). Este cambio de volumen de la cápsula empuja por medio de palancas al sistema de palancas del Gobernor de la Bomba de Inyección y con ello se controla y varía el recorrido de la cremallera de control. pero si la cantidad de moléculas de Oxígeno dentro del aire aspirado a esta altura es menor. tendiendo el motor a emitir una gran cantidad de humo negro. Si la presión exterior es igual a la interior de la cápsula (por ejemplo a nivel del mar). Recordemos que la cantidad de moléculas de Oxígeno que posee el aire a nivel del mar se verá restado significativamente si el aire está aun a mayor altura sobre este nivel. la relación de mezcla sería muy rica (demasiado combustible para la cantidad de Oxígeno del aire). la cápsula mantiene su espesor o volumen. 15 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 5 . Si la Bomba de inyección se ha calibrado para trabajar al nivel del mar y el motor diesel del vehículo debe trabajar a una mayor altura (por ejemplo a 2. la cantidad de combustible inyectado sería la misma en cada etapa de aceleración. Dependiendo de un menor o mayor volumen de la cápsula se logrará menor o mayor recorrido total de la cremallera y con ello menor o mayor caudal de combustible inyectado respectivamente. 16 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 5 . ocasionando que empuje al balancín y este permita un menor recorrido de la cremallera de control de la Bomba de Inyección.TRABAJO DE LA CÁPSULA BAROMÉTRICA Como podemos darnos cuenta.La cápsula compensadora por lo tanto tenderá a aumentar su volumen. que nos enseña el diseño y trabajo del sistema de compensación. la variación de la Presión Atmosférica se va reduciendo progresivamente mientras la altura sobre el nivel del mar es menor. En el video podemos observar el proceso. 17 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 5 . 18 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 5 . 19 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 5 . 1 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 6 . como los que fueron diseñados para los primeros motores diesel. para que el motor moderno trabaje de forma eficiente en todo rango y en toda condición y además emita la menor cantidad de emisiones contaminantes hacia la Atmósfera. Ya que cada fabricante diseña sus propias bombas y gobernores para el motor. existen parámetros comunes que los vamos a tomar en cuenta. explicando los más importantes en un diseño moderno. ESTRUCTURA DEL GOBERNOR DE LA BOMBA LINEAL DIESEL En el esquema que presentamos a continuación podemos observar la estructura.PARTES Y SISTEMAS DEL GOBERNOR DE LA BOMBA LINEAL DIESEL El Gobernor mecánico o de contrapesos de la Bomba Lineal Diesel puede ser diseñado de forma muy sencilla. relacionándolo con las explicaciones de los funcionamientos que hemos tratado en los capítulos anteriores. 2 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 6 . las partes y los sistemas completos de un Gobernor completo de una Bomba Lineal diesel y cada sistema importante de este Gobernor lo vamos a describir a continuación. no se tomaron en cuenta los aspectos que han permitido ir modificando y mejorando tanto a la Bomba Inyectora y sobre todo a los controles del Gobernor. Pero como eran motores muy básicos y en ese momento no importaba nada más que funcionara lo más ágil posible. como lo podemos ver en el esquema. Solamente recordaremos que una mariposa de aceleración se requería en un motor diesel cuando el Gobernor de la Bomba debía funcionar con depresión o vacío del motor. y este sistema fue utilizado en versiones anteriores de bombas inyectoras.LA PALANCA DE ACELERACIÓN DE LA BOMBA DE INYECCIÓN Como recordamos. el mismo que acciona a la palanca de aceleración de la bomba de inyección. En el caso de la Bomba con Gobernor mecánico y contrapesos. por medio de palancas o un cable de mando y no se requiere en un motor diesel girar una mariposa de aceleración en el colector. la aceleración del motor solamente se controla girando la palanca de aceleración en la misma bomba. el tope de Ralentí o revoluciones mínimas y el tope de aceleración máxima. el conductor solamente debe presionar el pedal del acelerador. La palanca tiene dos topes regulables externos. 3 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 6 . Este cambio del punto de apoyo. Este giro y desplazamiento de la palanca flotante cambiará el punto de apoyo tanto del empalmador de la cremallera. como de la palanca de tensión.LA PALANCA DE CONTROL Y PALANCA FLOTANTE El giro de la palanca de control o palanca de mando se encarga de girar a la palanca flotante. cambiará el recorrido de la cremallera. 3 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 6 . dependiendo del empuje que recibe la palanca de tensión del accionar de los contrapesos cuando adquieren mayor fuerza centrífuga. recordemos. el Gobernor se ha diseñado para que la cremallera se logre desplazar hasta el tope máximo. Como los contrapesos prácticamente no actúan en esta etapa. el Gobernor de la Bomba debe entregar el caudal máximo. los segmentos dentados de los pistones son girados a pleno tope y los pistones pueden entregar el mayor caudal hacia los inyectores. ya que la fuerza centrífuga que tienen es nula. COMPENSACIÓN DEL CAUDAL DURANTE EL ARRANQUE Para liberar a la cremallera durante la etapa de arranque. pero lo hemos representado para demostrar lo explicado y el proceso que queremos entender. ya que el sistema de palancas del gobernor lo permiten. Cuando la cremallera se desplaza en todo su recorrido. justamente cuando la palanca mueve al balancín. Para lograr este objetivo se instala un muelle que empuja a la cremallera hasta este recorrido. recorriendo hacia abajo(en la figura) y permitiendo que la cremallera se desplace libremente. entregando con ello el gran caudal que requieren los inyectores del motor.FUNCIÓN DEL MUELLE DE ARRANQUE Cuando el motor diesel está en la etapa de arranque y debido a que gira en muy bajas revoluciones durante ella. Cuando el motor 4 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 6 . ya que solamente de esta forma se asegura el encendido preciso del motor. una uñeta que sirve de tope para menor recorrido durante la operación normal de trabajo es liberada. Esta figura no pertenece en realidad al Gobernor descrito. debido al giro lento del eje de levas de la bomba. Podemos entender que el movimiento o desplazamiento de los contrapesos se ha transportado y cambiado en un giro de la horquilla de control y en un empuje de la palanca de tensión. TRABAJO DE LOS CONTRAPESOS DEL EJE DE LEVAS Cuando el motor diesel gira. 5 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 6 . Este giro del eje de levas obliga a los contrapesos a salir por la fuerza centrífuga ocasionada y cada contrapeso empuja linealmente a la manga deslizante. Esta última se encarga de empujar a la palanca de pivoteo.ya enciende. obliga a girar al eje de levas de la Bomba lineal a la mitad del número de revoluciones del cigüeñal. tal como lo habíamos revisado anteriormente. para que la horquilla de control sea la encargada finalmente de empujar a la palanca de tensión. la cremallera regresa a la posición de Ralentí y el proceso de control del recorrido de la cremallera depende directamente del trabajo de los contrapesos y del sistema de palanca. 6 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 6 . entregando el caudal adecuado de combustible. Dependiendo de la posición y desplazamiento de la palanca flotante. se desplazará una menor o mayor cantidad la cremallera de control. la horquilla de control recibe el empuje resultante del desplazamiento de ellos.COMANDO DE MOVIMIENTO DE LA PALANCA DE TENSIÓN Para controlar el caudal de acuerdo al accionamiento de los contrapesos. Este empuje es transportado hasta la palanca de tensión y ella es la encargada de empujar a la palanca flotante. Decimos condiciones especiales. Este desplazamiento de la horquilla. recordemos nuevamente. dependiendo de la necesidad del motor. EMPUJE DE LA LEVA DE TORQUE Con el desplazamiento de la Horquilla de control se consigue también empujar a la leva de torque. que actúa en contra de la leva y de un muelle calibrado. sino que se implementa un parámetro adicional. logrado este por el accionar de la leva. es decir dependiendo de la cantidad de aceleración y del número de revoluciones del motor. sirva de buje de deslizamiento en el eje y de apoyo del muelle calibrado de retorno. Esta leva de torque será la encargada de. es causado por el trabajo de los contrapesos de acuerdo a la fuerza centrífuga causada por el giro del eje de levas de la bomba y será mayor si el número de revoluciones se incrementa. modificar el caudal de entrega de combustible en estas condiciones especiales. de tal manera que el asiento del muelle que está pivoteando en esta horquilla. 7 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 6 . ya que no se está relacionando directa y únicamente al caudal que se inyecta con el accionar de los contrapesos. momento en el cual se requiere un caudal adicional. que es aumentar el torque del motor en esas circunstancias.DESPLAZAMIENTO DE LA ORQUILLA DE CONTROL Para que la horquilla pueda desplazarse se ha instalado un eje guía o eje del gobernor. a través de un vástago de empuje. Para ello la horquilla dispone de una uñeta que entra en contacto con la leva de torque.TRABAJO DE LA LEVA DE TORQUE Y UÑETA Cuando la leva de torque ha sido empujada. pero dependiendo de la posición del ángulo de giro de la palanca en "U". la leva de torque no actuará. la leva de torque entra en contacto con la uñeta y se produce el incremento y este será proporcional al perfil de la leva de torque que entre en contacto con la uñeta. aumentando un porcentaje el caudal de inyección. pero si la palanca en "U" gira. Si esta uñeta está en un cierto ángulo. es decir no aumentará el caudal. que está accionada por el sistema de palancas y relacionada con la cantidad de aceleración del conductor. 8 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 6 . esta puede accionar al balancín para lograr halar un poco más a la cremallera de control. ya que las necesidades de incremento del torque no han sido solicitadas por el conductor. apoyada en el tornillo de regulación del caudal máximo requerido. que es la encargada de empujar a la uñeta del balancín.TRABAJO DE LA EXCENTRICA DE CARGA MÁXIMA La palanca en "U" está pivoteando en el cuerpo del gobernor de la bomba para girar y cambiar este ángulo de giro. no se apagará con solo accionar al interruptor de encendido a la posición de OFF (girar el "switch"). En su eje está alojada una Excéntrica de Carga máxima. de tal forma que de la regulación del tornillo de tope dependerá la carga máxima que se desee dar al motor. Esta palanca al girar desplaza a la cremallera de regreso a su posición básica. PROCESOS DEL APAGADO DEL MOTOR EN LA BOMBA LINEAL Recordemos que todo motor diesel. Este tornillo de tope modifica el ángulo de giro de la Palanca en "U" y consecuentemente modificará la acción de la leva de torque. 9 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 6 . al no tener un sistema de encendido de chispa eléctrica. De ello se encarga una palanca de parada. que puede ser accionada de forma manual o eléctrica. cortándose automáticamente el envío de combustible y apagándose el motor. para que las ranuras verticales de los pistones de la bomba inyectora coincidan con los orificios de llenado. ya que para realizar la combustión solamente inyectamos al combustible que entra en contacto con el aire caliente y para apagar al motor solamente deberemos "cortar" o interrumpir el envío de combustible a los inyectores del motor. acorde a la aceleración. ya que el máximo caudal es importante para encender de forma efectiva al motor diesel. durante la etapa de arranque la función de recorrer a su tope máximo para entregar el caudal requerido de combustible. En ambos casos la cremallera cumplirá. quien requiere de ese caudal excesivo para este proceso. Como sabemos.TOPES DE RECORRIDO MÁXIMO DE LA CREMALLERA Revisemos finalmente otra regulación importante que tiene que ver con el desplazamiento máximo permitido de la cremallera de control. el recorrido en la etapa de arranque es el mayor recorrido que debe tener la cremallera. uno con un tope fijo regulable y otro tope amortiguado. Para ello existen dos procedimientos de tope del recorrido máximo. 10 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 6 . ESTRUCTURA DEL GOBERNOR DE LA BOMBA LINEAL DIESEL En resumen. para que este trabaje de forma efectiva y eficiente. 11 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 6 . esta estructura compleja permite que la bomba de inyección envíe el combustible adecuado a los inyectores en todas las etapas de aceleración del motor y en todas las condiciones. el mejor torque en toda etapa de aceleración y el menor caudal de combustible. 12 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 6 . carga parcial y carga máxima). Cualquier calibración o modificación diferente de estas regulaciones técnicamente realizadas podrán dar como efecto un mayor consumo. Por esta razón.CALIBRACIONES DEL GOBERNOR MECÁNICO DE LA BOMBA LINEAL Observemos una vista externa del Gobernor instalado en la Bomba Lineal. Es necesario entender que cada bomba de inyección. variación de la potencia y torque del motor y emisiones contaminantes hacia la Atmósfera. fuera de las regulaciones técnicas internacionales. para que el motor pueda trabajar de forma eficiente y limpia. regulaciones que han sido debidamente probadas en Fábrica para obtener con ellas la mejor potencia del motor. apreciando el caudal de inyección con relación al número de revoluciones del motor. CUADRO COMPARATIVO ENTRE GOBERNOR “RQ” Y OTRO “RQV” En el siguiente cuadro podemos observar una comparación entre un Gobernor RQ (regulación en Ralentí y regulación máxima) y otro Gobernor RQV (regulación en Ralentí. instalada en cada motor diesel requerirá de ciertas regulaciones o calibraciones específicas en su Gobernor. cada bomba de Inyección deberá ser comprobada y regulada de acuerdo a las tablas establecidas y en un laboratorio diesel especializado. 1 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 7 . Además podremos observar algunos elementos del sistema de alimentación y la localización de las cañerías de alta presión y los inyectores. comparándolas con los diseños modernos de bombas. las nuevas tecnologías que se han diseñado en la última década desplazarán totalmente a las bombas lineales. A pesar de ello. PRIMERAS BOMBAS DE INYECCIÓN Habíamos explicado que los primeros motores Diesel estaban equipados con bombas de inyección muy básicas y que tanto la bomba como el Gobernor fueron diseñados en su época para proveer de la mejor manera del combustible para enviar a los inyectores del motor. Estos últimos diseños. En la foto podemos observar un motor diesel moderno. revisemos algunos tipos y diseños de ellas para observar su estructura y relacionar las diferencias entre ellas.DIFERENTES DISEÑOS DE LAS BOMBAS LINEALES DIESEL Ahora que hemos estudiado el diseño general de una Bomba Lineal Diesel y de los Gobernores que están instalados en ellas. ya que la utilización de la electrónica ha podido optimizar al máximo las deficiencias de un sistema mecánico. pero tenían algunas deficiencias. luego de innumerables estudios y pruebas han logrado obtener bombas muy eficientes que brindan el día de hoy un trabajo casi perfecto en el motor en el cual van equipadas. equipado con una Bomba Lineal. 2 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 7 . está adosada a la bomba de inyección. en el cual también se instalan los elementos del sistema de alimentación. cañerías de baja y alta presión. adosada al cuerpo o bloque del motor. el mismo que la debe propulsar para que gire de forma sincronizada con él.LOCALIZACIÓN DE LA BOMBA LINEAL DIESEL Recordemos nuevamente que la bomba lineal debe estar engranada con el motor. En ambos casos la bomba está asentada en bases o soportes. como filtros. La bomba puede estar sincronizada con piñones en la parte posterior del motor (figura) o con piñones en el sistema de distribución en la parte delantera del motor. 3 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 7 . en este caso. La bomba de alimentación. ya que recibe el impulso del eje de levas para trabajar. etc. encargados de girar a los pistones cuando la cremallera los impulsa. También se puede observar la excéntrica del eje de levas a través del orificio inferior y la base de apoyo de la bomba de transferencia. 4 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 7 . para calibrar los muelles de los contrapesos. La tapa lateral ha sido removida y se puede apreciar a los muelles de los pistones.ESTRUCTURA DE LA BOMBA DE INYECCIÓN En la foto podemos apreciar una bomba lineal con control del caudal por cremallera. La excéntrica del eje impulsa al propulsor de rodillos de la Bomba de transferencia. al retirarlos. lugar en el cual se instalará la brida de acople o directamente el piñón que se acopla con los piñones de la distribución del motor. En la parte delantera se puede ver el eje de la bomba. así como a los segmentos dentados. Finalmente en la parte posterior de la bomba se puede apreciar el cuerpo del Gobernor y uno de los tapones que servirán. pero acoplada al movimiento del motor. se requiere de un sistema que adelante el punto de inyección básico. que se encargan de avanzar al eje de levas unos grados antes de la sincronización básica que tiene con el motor. para que el motor trabaje en la etapa de aceleración progresiva acorde a la velocidad de la combustión que se forma en sus cámaras. 5 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 7 .BOMBA. Este sistema de avance lo componen un conjunto de contrapesos y muelles.Este sistema está acoplado en el eje de levas de la bomba en su parte delantera o simplemente es un sistema aparte de la bomba. GOBERNOR Y SISTEMA DE AVANCE Además de la Bomba de Inyección y del Gobernor. Los sistemas de compensación deben estar diseñados acorde a las necesidades y regulaciones del motor en el cual van instalados.BOMBA CON COMPENSADOR DE CARGA DEL TURNO Revisamos anteriormente el sistema de compensación de la carga del Turbo cargador y este sistema está acoplado en la misma bomba. cuando el turbo cargador comprime aire en el colector de admisión. para que la mezcla sea precisa en los rangos sin carga y con carga del turbo. para proveer de un mayor caudal de inyección de combustible al motor. 6 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 7 . El diseño de la bomba como tal puede ser variado.Podemos observar la foto de la misma bomba anterior. ESTRUCTURA DE LA BOMBA LINEAL TIPO “A” En el gráfico podemos observar la estructura de la Bomba lineal tipo "A". 7 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 7 . respectivamente. pero el sistema de compensación está acoplado a la bomba para trabajar de forma adecuada a las necesidades explicadas. con cuyo giro se obtiene un menor o menor caudal de inyección. localizado dentro de la cámara de combustión. El sistema de comando de los pistones es a través de una cremallera de control que impulsa a los segmentos dentados. Estos provocan el giro de los pistones. cuando el corte helicoidal se encuentra en menos tiempo o en mayor tiempo con el orificio de llenado de la cámara de presión constante. Esta presión generada dentro del cilindro abre la válvula de retención y descompresión y esta se dirige por medio de la cañería hasta el inyector. bomba que dispone del compensador de carga del turbo. sincronizada con los piñones de la distribución del motor en el cual está instalada empuja al propulsor de rodillos. 8 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 7 . La presión que se genera será dependiente de la posición de cada leva del eje de levas.BOMBA LINEAL TIPO “A” EN CORTE La estructura de esta bomba tipo "A" se puede apreciar en este corte. es impulsada linealmente y cada ranura de la regleta es capaz de obligar a girar a cada elemento que gira al pistón. Esta regleta. Cuando la leva gira. el cual está comunicado con el combustible almacenado dentro de la cámara de presión constante. comandada por las palancas del Gobernor de la bomba. llegará al inyector. elevándose rápidamente la presión. que luego de abrir a la válvula. debido a que el comando para girar a los pistones es controlado por una regleta y un elemento de giro. para que este. por medio del tornillo de regulación empuje al pistón dentro del cilindro. impulsa al pistón hacia arriba y el combustible es comprimido. todos ellos girando de forma simultánea. el combustible ingresa por el orificio de llenado. el mismo que impulsará a cada pistón de acuerdo al orden de encendido del motor en el cual está instalado. ESTRUCTURA DE LA BOMBA LINEAL TIPO “P” Esta bomba lineal difiere de la anterior. El eje de levas de la bomba. Cuando el pistón está en su punto bajo. por medio del tornillo de regulación empuje al pistón dentro del cilindro. sincronizada con los piñones de la distribución del motor en el cual está instalada empuja al propulsor de rodillos. El eje de levas de la bomba.BOMBAL LINEAL TIPO “P” EN CORTE A La estructura de esta bomba tipo "P" se puede apreciar en este corte.Cuando el pistón está en su punto bajo. para que este. el combustible ingresa por el orificio de 8 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 7 . impulsa al pistón hacia arriba y el combustible es comprimido. MANTENIEMIENTO. que luego de abrir a la válvula. que podría durar sin generar inconvenientes durante la vida útil de un vehículo.llenado. datos técnicos muy precisos y sobre todo un banco de pruebas 9 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 7 . pero debido a falta de mantenimiento. Cuando la leva gira. descuidos o desgaste normal se hace necesario comprobarla con cierta frecuencia. el cual está comunicado con el combustible almacenado dentro de la cámara de presión constante. ya que para ello se requiere de herramientas especiales. elevándose rápidamente la presión. Estas reparaciones y mantenimientos los debe realizar un taller especializado. ya que un taller común podrá solamente detectar un mal funcionamiento. siempre pensando en que es el corazón del sistema de inyección del motor. llegará al inyector. pero no podrá calibrarla ni repararla. REPARACIÓN Y CALIBRACIÓN DE BOMBAS Nos hemos referido a que una bomba lineal está tan bien diseñada. En la foto podemos apreciar una bomba sujetada en el banco de trabajo. cuyas características las podemos observar en la tabla. las partes. el lado de giro y los elementos del cual están constituídos. El primero es una identificación de la bomba ND‐ PES4NB105B412LND565.diseñado para regular tanto a la bomba de inyección como al Gobernor. 1 0 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 7 . IDENTIFICACIÓN DE LAS BOMBAS DE INYECCIÓN NIPPON DENSO Como cada Fabricante tiene su propia identificación y codificación. las mismas que indican la estructura. alistándose para ser reparada y comprobada. de la Fábrica Nipona Nippon Denso. vamos aponer dos ejemplos de Bombas. códigos descritos en la siguiente tabla. 1 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 8 . como pionera en el diseño y construcción de sistemas Diesel también identifica a sus bombas y a los elementos que la conforman. utilizando un código de letras y números.IDENTIFICACIÓN DE LAS BOMBAS BOSHC La Fábrica Alemana Bosch. 1 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 8 . como lo podemos observar en el siguiente video. practicado en el cuerpo de la tobera y llega hasta la cámara de presión. La misma presión que ingresa a la cámara de presión empuja a la superficie cónica de la aguja y la obliga a levantarse de su asiento cónico. para que las moléculas de combustible se inflamen al contacto con el aire caliente. produciéndose en este momento la combustión que se encarga de empujar al pistón con gran fuerza hacia el Punto Muerto Inferior. En este momento el combustible puede salir con gran presión por el o los orificios de la tobera. La tobera del inyector está conformada por un cuerpo cilíndrico. dentro del cual se desliza una aguja. para que el conjunto móvil lo pueda elevar a alta presión y enviarlo por medio de la cañería hasta el inyector. pulverizándose en finas partículas.EL INYECTOR DE COMBUSTIBLE DEL SISTEMA La bomba de inyección lineal se la alimenta de combustible. localizado este último dentro de la cámara de combustión del motor. DISEÑO Y TRABAJO BÁSICO DEL INYECTOR Para que el combustible pueda ser pulverizado o "atomizado" se necesita de una alta presión y esta alta presión es enviada desde el pistón de la bomba de inyección. El combustible que es enviado por la bomba ingresa por un taladro. Este combustible inyectado necesita ser finamente pulverizado. de la forma de la cámara en el mismo pistón. para que el combustible se pueda repartir de forma homogénea dentro de la cámara.DIFERENTES TIPOS DE TOBERAS DE LOS INYECTORES Dependiendo de la forma de la cámara de combustión. de tal manera que el combustible inyectado se repartirá de forma homogénea y la combustión de igual manera . de la presión de inyección. de la posición misma del inyector. De la misma manera. la forma de la tobera puede ser diferente. 1 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 8 . debido a su diseño dentro de la cámara de combustión.Cuando el inyector está inclinado. ya que un dardo único se diseñará por ejemplo cuando la cámara en la cabeza del pistón tiene una forma cónica con vértice superior. así como su longitud. es decir perpendicular sobre el pistón o formando un cierto ángulo y de otros factores no menos importantes. el número de orificios de inyección dependerá de los factores anotados anteriormente. el inyector puede disponer de varios orificios y con diferentes ángulos de salida. En el caso de una inyección de dardo cónico. INYECTORES DE FORMA COMÚN Y FORMA PROTEGIDA En los dos esquemas podemos ver también otras formas utilizadas de toberas de los inyectores de un motor diesel. Nuevamente. 3 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 8 . la forma de la aguja del inyector permitirá inyectar al combustible en esta forma. este dardo de inyección puede ser de forma cilíndrica o de forma cónica. La última se la diseña de esta forma con el objeto de evitar el ensuciamiento de la tobera del inyector. En el caso de un dardo de forma cilíndrico. cuando la aguja se levante de su asiento.La primera forma es la más común y el dardo de inyección puede llegar a cubrir la cámara con todo el combustible inyectado.INYECTORES CON ORIFICIO ÚNICO En el caso de que el inyector se ha diseñado con un sólo orificio. En el gráfico del lado izquierdo podemos notar una forma comúnmente utilizada y en el gráfico derecho una tobera protegida o elevada. especialmente cuando el flujo de aire que ingresa al motor permite un buen movimiento en forma de espiral y con la inyección del combustible se puede formar una buena mezcla y de forma homogénea dentro de la cámara de combustión. la aguja tendrá en su extremo inferior otra forma. el combustible saldrá por la boquilla de inyección por el orifico central debajo de la aguja. para que el combustible adquiera esta forma el momento de inyectar y pulverizar el combustible. dependiendo de las necesidades del mismo motor. debido a que el flujo de aire ingresado así se lo permite. se utiliza un diseño especial en la aguja de la tobera del inyector. Esta aguja permite salir al combustible en el primer momento como un dardo cilíndrico y mayor profundidad. permitiendo enviar al combustible hacia todos los ángulos de la cámara de combustión.TRABAJO DE UNA TOBERA CON DARDO PROGRESIVO Cuando se necesita un encendido rápido del motor y al mismo tiempo se desea entregar al combustible de forma más homogénea dentro de la cámara de combustión. 4 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 8 . Esto permite que la combustión creada llegue a todos los extremos de la cámara y se produzca una mejor y más completa combustión. de tal manera que las moléculas del combustible son rápidamente inflamadas al contacto con el aire caliente. el dardo se convierte en un dardo cónico. De forma inmediata. 5 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 8 . El muelle calibrado es el encargado de empujar a la aguja y por esta razón la presión que la empuja deberá ser igual o mayor para empujar y vencer a este muelle. El combustible que lubrica a la aguja dentro del cuerpo escapa levemente entre estas dos superficies y se dirige hacia el conducto de retorno y de él hacia el depósito.ESTRUCTURA Y EL TRABAJO DEL INYECTOR DE UN SOLO MUELLE Nos habíamos referido al proceso de apertura del inyector. cuando la misma presión que viene de la bomba de inyección obliga a subir a la aguja del inyector y el combustible puede salir con gran presión por los orificios de la tobera. aumentando o disminuyendo las arandelas de calibración en el caso del inyector del ejemplo y en otros inyectores se dispondrá de un tornillo y contratuerca para hacerlo.ESTRUCTURA DEL INYECTOR DE UN SOLO MUELLE Podemos apreciar en los esquemas la estructura del inyector de un solo muelle. La presión ejercida sobre la superficie cónica de la aguja del inyector deberá vencer a la tensión del muelle para que la aguja suba y permita salir al combustible. 6 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 8 . Podemos entonces afirmar que de la tensión del muelle dependerá la presión de inyección y esta tensión podrá ser regulada. observemos las partes de un inyector despiezado. Podemos observar el proceso en el video.EL TRABAJO DEL INYECTOR DE DOBLE MUELLE En los motores diesel modernos se han buscado nuevos diseños para que el inyector pueda proyectar al combustible dentro de la cámara. pulverizándose mucho más fino el combustible en este segundo escalón. El primer muelle es empujado por la presión inicial venida de la bomba inyectora. pero a hora de forma progresiva. este primer elemento se apoya sobre el segundo elemento de empuje. los mismos que trabajan de forma progresiva. DESPIECE DEL INYECTOR DE DE DOBLE MUELLE Para analizar de mejor forma la estructura del inyector de doble muelle progresivo. 7 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 8 . logrando con ello una mejor atomización del combustible y reduciendo también el ruido ocasionado por la combustión. gráfico en el cual podemos analizar cada una de ellas. Cuando este muelle se comprime. el mismo que comprime al segundo muelle (más fuerte) y la presión de inyección aumenta. El desplazamiento de la aguja sobre el elemento de empuje comprime al primer muelle. Esto se ha logrado utilizando inyectores con dos muelles. permitiendo abrir al inyector e inyectar con una menor presión inicial. aojadas en la precámara del motor cuando es de InyecciónIndirecta.LA BUJÍA DE INCANDESCENCIA En los motores de Inyección Indirecta especialmente. Decimos que es el estado más crítico del motor. Las finas partículas del combustible al ser inyectado chocan contra el elemento incandescente y se inflamar con gran seguridad. 8 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 8 . aunque ahora también se los utiliza en motores de Inyección directa. para que el combustible inyectado se proyecte justamente sobre la bujía incandescente. Esta combustión inicial sale hacia la cámara principal del motor. ya que el aire que ingresa está más frío. especialmente en el proceso de arranquedel motor. Para ello se puede notar que la tobera del inyector está instalada en la Precámara. empujando al pistón. o en la cámara cuando es de Inyección directa. Para ello se instalan bujías incandescentes o bujías de precalentamiento. necesita de una muy buena compresión del motor para comprimirlo y calentarlo a una temperatura suficiente para que el combustible se inflame rápidamente. es muy necesario utilizar un procedimiento que asegure el buen encendido del diesel inyectado. que es el estado más crítico. iniciando la combustión del motor. la bujía calienta al aire que ha sido comprimido aún más. A pesar de que el combustible inyectado no se proyecta necesariamente sobre el elemento caliente de la bujía de incandescencia. lo que significa que el inyector está inyectando directamente sobre la cabeza del pistón. 9 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 8 .INSTALACIÓN DE LA BUJÍA INCANDESCENTE EN LA INYECCIÓN DIRECTA Cuando el Motor diesel es de inyección directa. en este caso paralela a él. de tal manera que el aire alrededor de la punta del inyector está muy caliente y el combustible se puede inflamar de forma rápida y eficiente. la bujía incandescente puede estar instalada cercana al dardo de inyección. COMPROBACIÓN DE LA PRESIÓN DE APERTURA Y TRABAJO DEL El correcto trabajo de un motor diesel depende básicamente de que la bomba de inyección esté debidamente regulada así como su Gobernor. El Inyector se ajusta en la tuerca de la cañería. para todos los parámetros de aceleración. 1 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 9 . como la forma y el ángulo del dardodeben ser comprobados con la frecuencia definida para los mantenimientos del motor diesel. ya que esta alta presión puede causar severos daños en la persona. de acuerdo a su diseño. se procederá a revisarlo en un comprobador de inyectores. Se bombea varias veces hasta generar presión en la cañería y el momento en el cual empieza a inyectar se comprobará la forma del dardo y la presión a la cual se está abriendo el inyector. ya que esta presión es muy elevada y debe ser cuidadoso el operario de no probar fuera de él. El comprobador no es más que una bomba de alta presión manual. como lo apreciamos en el video. tanto en su cuerpo como en los ojos. Pero otro factor importantísimo es el trabajo del inyector y tanto su presión de trabajo. definida por el constructor. apuntando al dardo de inyección dentro del depósito. Para comprobar si el inyector está trabajando debidamente. que envía esta alta presión generada a través de una cañería hasta el inyector a probarse. calibrados al valor que recomiendan las tablas de cada bomba. medirá y comprobará cada elemento. la bomba de inyección se ha instalado en el banco y se ha engranado con el mandril de giro del banco de pruebas. Luego de ello se instalará la bomba en el banco de pruebas para comprobarla. será necesario enviarla a un taller especializado para este trabajo. quien la ha regulado de acuerdo a las características y necesidades del motor para el cual fue diseñada. Los valores de las tablas se regularán en esta bomba y luego de comprobada en todas las etapas. el mismo que la impulsará a las misma revoluciones a las cuales gira en el motor. previamente sincronizándola en el punto respectivo. La comprobación será del caudal de inyección en cada etapa de giro en revoluciones. como lo podemos revisar a continuación. y con las compensaciones que tenga cada bomba a probarse.REPARACIÓN Y COMPROBACIÓN DE LA BOMBA DE INYECCIÓN Cuando la bomba de inyección tiene desgaste. se necesita mantenimiento o simplemente se necesita comprobarla. También se instala un sistema de alimentación del combustible y las cañerías e inyectores de prueba. reemplazando aquellos que estén muy gastados o fuera de tolerancia. 2 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 9 . la bomba estará lista para montarse en el motor. utilizando para ello los datos técnicos del fabricante. En el Taller se revisará. BOMBA DE INYECCIÓN PARA SER COMPROBADA EN EL BANCO Como se puede ver en la foto. 3 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 9 . y es en este momento en el cual la expansión de los gases de la combustión lo empuja hacia el PMI. es decir en la etapa final de Compresión. ya que este llegará al PMS en menos tiempo con un número mayor de revoluciones. Si este punto básico no fuera adelantado conforme el aumento de revoluciones. se requiere avanzar al tiempo básico de inyección.EL SISTEMA DE AVANCE DE LA BOMBA LINEAL MECÁNICA La bomba de inyección lineal inyectará en el primer cilindro del motor cuando el pistón esté cercano al Punto Muerto superior y las válvulas estén cerradas. De este trabajo se encarga el sistema de avance de la bomba. El tiempo desde que se inyecta el combustible hasta que se combustiona al contacto con el aire caliente es similar al tiempo en el cual el pistón. que ha continuado girando. para igualar la velocidad de la combustión con la velocidad creciente del pistón. sistema que puede estar acoplado directamente al piñón de entrada de la bomba o puede conformar un sistema acoplado al eje de mando que impulsa a la bomba desde el motor. debido a que la velocidad del pistón sigue aumentando conforme aumentan las revoluciones del motor. Pero. llega al PMS. la combustión llegaría atrasada. cuando el pistón está descendiendo ya hacia el PMI. 3 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 9 . debido a la fuerza centrífuga ocasionada por el giro. en contra de muelles calibrados. salen hacia afuera. El desplazamiento de los contrapesos obliga al eje de levas de la bomba a girar un cierto ángulo y ya que este incremento del giro del eje es mayor. que. inyectándose cada vez antes. de tal manera que el punto básico de sincronización estático se irá avanzando cuando el sistema avance el giro del eje de levas de la bomba. acorde al incremento del número de revoluciones del motor. el punto inicial con el cual estaba sincronizada la bomba con el motor se adelanta. El cuerpo del sistema de avance está girando con la brida del motor o acoplado directamente al piñón de mando de la bomba.TRABAJO BÁSICO DEL SISTEMA DE AVANCE El sistema de avance no es más que un sistema de contrapesos. Este sistema. SISTEMA DE AVANCE ACOPLADO AL MISMO PIÑON DE MANDO El sistema de avance representado en el gráfico nos indica que está alojado dentro del mismo piñón de engrane de la Bomba de Inyección. una potencia y aceleración de acuerdo a su estructura y de la misma manera su torque máximo. pero está acoplada por un lado con el motor y el cubo se acopla al eje de levas. como dijimos es un conjunto que no forma parte misma de la Bomba de inyección. En el caso del ejemplo. ya que cada motor tiene las prestaciones diferentes. adelantando con ello el punto básico de inyección o principio de envío estático. este conjunto recibirá el movimiento de un eje de mando. 4 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 9 . acoplando al sistema de avance que le permita generar las mejores condiciones en cada etapa de revoluciones del motor. el peso de los contrapesos y la tensión de los muelles del sistema de avance dependerán de estos parámetros analizados. Por estas razones. pero es un sistema más compacto. aunque su función sea idéntica a la anterior. El giro ocasionado por la fuerza centrífuga de los contrapesos obliga a girar un ángulo adicional al eje de levas.ESTRUCTURA DEL SISTEMA DE AVANCE DE LA BOMBA En el siguiente esquema podemos observar la estructura del sistema de avance por contrapesos para la Bomba Lineal diesel. eje en cuyo extremo está conectado con el piñón de engrane con el motor. El ángulo de avance está diseñado de acuerdo a cada motor en el cual va instalado. La estructura es similar a la indicada en el gráfico anterior. y cada constructor de motores deberá realizar las pruebas de potencia y torque en el banco. cuando se ha realizado una reparación del motor o simplemente se la vuelve a instalar después de un mantenimiento.SISTEMA DE AVANCE DE CONTRAPESOS EN DESPIECE Para entender mejor la estructura del sistema de avance de contrapesos podemos ver a todas y cada una de sus partes en el siguiente esquema. será 5 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 9 . INSTALACIÓN DE LA BOMBA LINEAL EN EL MOTOR Cuando se necesita revisar la sincronización de la Bomba Lineal. revisemos nuevamente el trabajo del motor diesel. que angularmente lo tenemos muy adelantado.) PUNTO DE ENCENDIDO O PUNTO DE INYECCIÓN MECÁNICO Antes de referirnos a este tema. hemos exagerado este punto de inyección.necesario instalar la bomba nuevamente en el motor. Para poder entender mejor este proceso. ya que del avance se encargará el sistema de avance de contrapesos. vamos a referirnos al punto básico de sincronización del motor. 6 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 9 . que lo hemos revisado ya. hasta que la combustión realmente se realiza y empuja al pistón. Podemos ver que el inyector inyecta el combustible al final del segundo ciclo. observando cuidadosamente el video. es decir al final de la Compresión del motor. Giramos al motor para que el pistón del primer cilindro esté cercano al PMS en el ciclo de compresión. pero esto nos servirá para comprender que siempre se requerirá un cierto tiempo desde que el combustible es pulverizado en el inyector. con los grados anteriores al PMS de acuerdo a instrucciones del fabricante (aproximadamente entre 2 a 8 grados APMS. pero podemos seguir los siguientes pasos comunes para instalarla y sincronizarla. Luego de observar el video. Para ello deberemos seguir las instrucciones de cada Fabricante. PUNTOS DE SINCRONIZACION DEL MOTOR Los valores en grados de los puntos de sincronización de un motor son dependientes. pero se recomienda seguir los datos de cada Fabricante. 7 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 9 . como hemos dicho. como en el gráfico que tenemos en el ejemplo. podría ser de 23 grados antes del punto muerto superior. De todas maneras. como lo podemos ver en la figura. el cual necesitará posiblemente este valor de avance. las señales en un motor están localizadas en la polea delantera del cigüeñal o en la superficie del volante de inercia del cigüeñal. Este punto de sincronización. por ejemplo. debido a que este motor posiblemente dispone de pistones con un sector de avance en lugar del sistema de avance mecánico de contrapesos y también de su diseño mismo. de muchos factores. pueden existir algunos piñones que sirven de comando del eje cigüeñal. engranando su piñón con los piñones de la distribución del motor. para que el borde superior del pistón que determina el inicio de presión coincida con el orificio de llenado. En el ejemplo hemos puesto a cuatro piñones de la distribución de un motor. COMPROBACIÓN DE LA SINCRONIZACIÓN ESTATICA DE LA BOMBA Recordemos que el punto exacto de esta sincronización será cuando el pistón del primer cilindro de la bomba esté comenzando a taponar al orificio de llenado del cilindro. ejes de levas. pudiendo reconocer al piñón del eje cigüeñal en rojo. al piñón del eje de levas del motor en color verde azulado. al piñón intermedio que engrana con ellos y finalmente al piñón de la bomba inyectora con color verde claro.SINCRONIZACIÓN Y ENGRANE Colocamos la Bomba en el motor. tal como se aprecia en la figura. Para poder comprobar este punto exacto será necesario acelerar a fondo. caso contrario podría coincidir el corte vertical y no existiría presión. y las señales deben coincidir adecuadamente. bomba hidráulica. llamado "principio de envío". Dependiendo de la estructura y diseño de cada motor. entre ellas al piñón de la bomba de inyección. ya que el combustible empieza a enviarse al inyector. punto exacto de sincronización de la Bomba de inyección. 8 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 9 . utilizando las señales correspondientes. bomba de aceite y otros. es decir en sentido de las manecillas del reloj y en el mismo sentido de rotación del motor y de la bomba (en este caso). Si giramos al cuerpo de la bomba en sentido horario. giramos ahora en sentido antihorario lentamente.SINCRONIZACIÓN DE LA BOMBA Para sincronizar el punto en el cual el pistón de la bomba cierra al orificio de llenado y este momento inicia el principio de envío. Esta primera operación será necesaria para comprobar y asegurarnos que el pistón deja entrar combustible al cilindro y está un poco más bajo del taponamiento. deberemos girar al cuerpo de la bomba. 9 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 9 . que será nuestro punto final. punto exacto del principio de envío del motor. ya que ella está sincronizada y fijada a los piñones de la distribución del motor. el propulsor de rodillos se alejará del punto en el cual la leva empuje al pistón. simplemente con la brida de acople en casos de otros motores. Luego de girar al cuerpo de la bomba en sentido horario. hasta que el pistón del primer elemento coincida con el borde superior del orificio de llenado. retardándose el punto. el combustible empezará a disminuir. alimentando a la bomba de combustible con la bomba manual permanentemente.COMPROBACIÓN DEL PUNTO DE SINCRONIZACIÓN La sincronización explicada anteriormente debe estar acompañada del procedimiento que vamos a explicar. Se retira luego el capuchón roscado y se saca la válvula de retención. Antes de iniciar el proceso de sincronización y luego de haber instalado la bomba. hasta que se cortará. la cual nos permitirá ver el flujo y corte del combustible en ese cilindro y en el punto exacto. reinstalando el capuchón roscado. 10 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 9 . Instalamos en lugar de la cañería original un pedazo de cañería en forma de "cuello de cisne". Cuando giramos al cuerpo de la bomba en sentido horario. Este corte de combustible será nuestro punto exacto de principio de envío. se deberá retirar la cañería del primer inyector. pero sin la válvula. que es el punto en el cual el pistón taponó al orificio de llenado e inició la etapa de presión y envío. ya que el "corte de combustible" que explicaremos es la mejor forma y más óptica de comprobar este punto. podemos notar que el combustible sale en gran cantidad por el cuello de cisne y el momento que giramos lentamente al cuerpo en sentido contrario. suponiendo que el sistema de baja presión ya está purgado. Luego de purgar el cilindro. retiraremos el aire y luego empezará a salir solamente combustible. COMPENSADOR ALTIMETRICO O BAROMETRICO Por medio de la ventana de la bomba impulsamos a los propulsores de rodillos hacia arriba. por lo cual nos referiremos en este caso al purgado del sistema de alta presión. Finalmente purgaremos al inyector. Este proceso se deberá repetir en cada cilindro y en cada inyector y finalmente deberemos ajustar todas las cañerías y comprobar que no existan fugas del combustible. será necesario purgar el aire que ha ingresado en el sistema de baja y alta presión. asegurándonos que el propulsor a impulsar está en la parte baja. durante el cual se han retirado o cambiado filtro. retiraremos la tapa lateral de la bomba para realizar un purgado manual. como en cada mantenimiento.PURGADO DEL AIRE EN EL SISTEMA Tanto después de la sincronización. Esta acción de impulso manual nos permite generar la presión de forma manual y si aflojamos inicialmente la cañería del inyector correspondiente. momento en el cual notaremos una mayor resistencia en el impulso del rodillo. debido a la falta misma de purgado. Para no girar al eje de levas durante esta operación y al mismo tiempo suponiendo que el motor aún no ha sido encendido. bomba o inyectores. 11 Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 9 . cañerías. escuchando atentamente el momento en el cual empieza a inyectar. aflojándola junto al inyector. Ya nos habíamos referido al sistema de baja presión. es decir no está atacado por la leva correspondiente. purgaremos la cañería. 15 Bombas Lineales Electrónicas Capítulo 1 .