El Motor encendido por compresión, Analisis de Bombas e
Inyectores.
Analizar las partes que forman el sistema de alimentación de un Motor Diesel,
con énfasis en pruebas de inyectores y bujías incandescentes.
Bomba de inyección en linea
Este tipo de bomba ideada por Robert Bosch a principios del siglo XX ha sido la mas utilizada por no
decir la única que funcionaba sobre todo en vehículos pesados, incluso se uso en turismos hasta la
década de los 60 pero se vio sustituida por las bombas rotativas mas pequeñas y mas aptas para
motores rápidos. Este tipo de bombas es de constitución muy robusta y de una fiabilidad mecánica
contrastada, sus inconvenientes son su tamaño, peso y que están limitadas a un numero de
revoluciones que las hacen aptas para vehículos pesados pero no para turismos. La bomba en linea
esta constituida por tantos elementos de bombeo, colocados en linea, como cilindros tenga el motor.
En su conjunto incluye además de los elementos de bombeo, un regulador de velocidad que puede
ser centrifugo, neumático o hidráulico; un variador de avance automático de inyección acoplado al
sistema de arrastre de la bomba.
Objetivos
Específico
Marco Teórico
Contenidos
Motores de Combustión Interna I. Guía 6
Circuito de combustible
La bomba de inyección se acompaña de un circuito de alimentación que le suministra combustible
(figura inferior). Este circuito tiene un depósito de combustible (1) que esta compuesto de una boca de
llenado, de un tamiz de tela metálica, que impide la entrada al depósito de grandes impurezas que
pueda contener el combustible. El tapón de llenado va provisto de un orificio de puesta en atmósfera
del depósito.
La bomba de alimentación aspira el combustible del depósito y lo bombea hacia la bomba de
inyección a una presión conveniente, que oscila entre 1 y 2 bar. El sobrante de este combustible tiene
salida a través de la válvula de descarga situada en la bomba de inyección y también puede estar en
el filtro, retornando al depósito. Esta válvula de descarga controla la presión del combustible en el
circuito.
En vehículos donde la distancia y la altura del deposito con respecto a la bomba de inyección estén
muy alejados, se instala una bomba de alimentación (2), normalmente esta bomba se encuentra
acoplada a la bomba de inyección. Según las condiciones de funcionamiento del motor y de sus
características constructivas, se requieren distintos sistemas de alimentación de la bomba de
inyección, como se ve en la figura inferior.
Si el filtro de combustible esta en las proximidades inmediatas del motor, pueden formarse burbujas
de gas dentro del sistema de tuberías. Para evitar esto resulta necesario "barrer" la cámara de
admisión de la bomba de inyección. Esto se consigue instalando una válvula de descarga (6) en la
cámara de admisión de la bomba de inyección. En este sistema de tuberías, el combustible sobrante
vuelve al deposito de combustible a través de la válvula de descarga y de la tubería de retorno. Si en
el vano del motor hay una temperatura ambiente elevada, puede utilizarse un circuito de alimentación
como el representado en la figura inferior derecha. En este circuito el filtro de combustible va instalada
una válvula de descarga (7) a través de la cual una parte del combustible retorna al deposito del
mismo durante el funcionamiento, arrastrando eventuales burbujas de gas o vapor. Las burbujas de
gas que se forman en la cámara de admisión de la bomba de inyección son evacuadas por el
combustible a través de la tubería de retorno. El barrido continuo de la cámara de admisión refrigera
la bomba de inyección e impide que se formen burbujas de gas.
Motores de Combustión Interna I. Guía 6
Bombas de alimentación
Sirve para aspirar combustible del depósito y suministrarlo a presión a la cámara de admisión de la
bomba de inyección a través de un filtro de combustible. El combustible tiene que llegar a la cámara
de admisión de la bomba de inyección con una presión de aprox., 1 bar para garantizar el llenado de
la cámara de admisión. Esta presión se puede conseguir utilizando un depósito de combustible
instalado por encima de la bomba de inyección (depósito de gravedad), o bien recurriendo a una
bomba de alimentación. Es este ultimo caso, el depósito de combustible puede instalarse por debajo y
(o) alejado de la bomba de inyección.
La bomba de alimentación es una bomba mecánica de émbolo fijada generalmente a la bomba de
inyección. Esta bomba de alimentación es accionada por el árbol de levas de la bomba de inyección.
Ademas la bomba puede venir equipada con un cebador o bomba manual que sirve para llenar y
purgar el lado de admisión del sistema de inyección para la puesta en servicio o tras efectuar
operaciones de mantenimiento.
Existen bombas de alimentación de simple y de doble efecto. Según el tamaño de la bomba se
acoplan en la misma una o dos bombas de alimentación.
· Bomba de alimentación de simple efecto
Esta bomba esta constituida de dos cámaras separadas por un émbolo móvil (4). El émbolo
es empujado por una leva excéntrica (1) a través del impulsor de rodillo (2) y un perno de
presión (3). Durante la carrera intermedia, el combustible se introduce en la cámara de
presión (5) a través de la válvula de retención (7) instalada en lado de alimentación. Durante
la carrera de admisión y alimentación, el combustible es impulsado desde la cámara de
presión hacia la bomba de inyección por el émbolo que retrocede por efecto de la fuerza del
muelle (9). Al mismo tiempo, la bomba de alimentación aspira también combustible desde el
depósito del mismo, haciendolo pasar por un pre-purificador (8) y por la válvula de retención
del lado de admisión (6).
Si la presión en la tubería de alimentación sobrepasa un determinado valor, la fuerza del
muelle del émbolo (9) deja de ser suficiente para que se realice una carrera de trabajo
completa. Con esto se reduce el caudal de alimentación, pudiendo llegar a hacerse cero si la
presión sigue aumentando. De este modo, la bomba de alimentación protege el filtro de
combustible contra presiones excesivas.
Motores de Combustión Interna I. Guía 6
· Bomba de alimentación de doble efecto
Esta bomba cuenta con dos válvulas de retención adicionales que convierten la cámara de
admisión y la cámara de presión de la bomba de alimentación de simple efecto, en una
cámara de admisión y de presión combinadas, es decir al mismo tiempo que hace la
admisión, hace también la alimentación. La bomba no realiza carrera intermedia. A cada
carrera de la bomba de alimentación de doble efecto, el combustible es aspirado a una
cámara, siendo impulsado simultáneamente desde la otra cámara hacia la bomba de
inyección. Por lo tanto, cada carrera es al mismo tiempo de alimentación y de admisión. Al
contrario de lo que ocurre en la bomba de simple efecto, el caudal de alimentación nunca
puede hacerse cero. Por lo tanto, en la tubería de impulsión o en el filtro de combustible tiene
que preverse una válvula de descarga a través de la cual pueda retornar el depósito el
exceso de combustible bombeado.
Aplicaciones de las bombas de inyección en linea
Estas bombas se pueden utilizar en motores con potencias que van desde 10 kW/cil, hasta 200
kW/cil, esto es posible gracias a la extensa gama de modelos de bombas de inyección en linea. Estas
bombas se utilizan sobre todo en motores Diesel instalados en camiones y autobuses. Pero también
se utiliza en turismos, tractores y maquinas agrícolas, así como en la maquinaria de construcción, por
ejemplo: en excavadoras, niveladoras y dumpers.
Otro campo de aplicación de las bombas de inyección en linea es en los motores navales y en grupos
electrógenos.
Bosch es el principal constructor de bombas de inyección en linea y las denomina: PE. Existen
bombas de distintos tamaños que se adaptan a la potencia del motor que van alimentar. Los tipos de
bombas se reúnen en series cuyos rendimientos se solapan en los máximos y mínimos. Dentro de las
bombas de inyección en linea PE existen dos construcciones distintas. Por un lado tenemos las
denominadas "M" y "A" y por el otro las "MW" y "P".
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Constitución
La bomba de inyección en linea a carrera constante, cuya sección se encuentra en la figura inferior,
en la que se puede ver que dispone de un cárter o cuerpo, de aleación de aluminio-silicio, que aloja
en su parte inferior o cárter inferior (C), al árbol de levas (A), que tiene tantas levas como cilindros el
motor. En un lateral del cárter inferior de bomba, se fija la bomba de alimentación (B), que recibe
movimiento del mismo árbol de levas de la bomba de inyección, por medio de una excéntrica labrada
en el. Cada una de las levas acciona un empujador o taqué (D), que, por medio de un rodillo, se
aplica contra la leva, obligado por el muelle (E). El empujador (D), a su vez da movimiento al embolo
(F), que se desliza en el interior del cilindro (G), que comunica por medio de unos orificios laterales
llamados lumbreras, con la canalización (H), a la que llega el gasoleo procedente de la bomba de
alimentación. Ademas del movimiento de subida y bajada del pistón, este puede girar un cierto ángulo
sobre su eje vertical, ya que la parte inferior tiene un saliente (I), que encaja con el manguito cilíndrico
(J), que a su vez rodea el cilindro (G) y que, en su parte superior, lleva adosada la corona dentada
(K), que engrana con la barra cremallera (L). El movimiento de esta barra cremallera hace girar a la
corona dentada, quien comunica su giro al pistón, por medio del manguito cilíndrico (J) y el saliente (I)
de la parte inferior del pistón.
La parte superior del cilindro, esta cerrada por la válvula (M), llamada de retención o reaspiración, que
Motores de Combustión Interna I. Guía 6
se mantiene aplicada contra su asiento (N), por la acción del muelle (O).
Cuando la leva presenta su saliente al empujador (D), este, a su vez, acciona el pistón (F), haciendole
subir, con lo cual, quedan tapadas las lumbreras del cilindro (G) que lo comunican con la canalización
(H), a la que llega el combustible. En estas condiciones, el gasoleo encerrado en el cilindro, es
comprimido por el pistón, alcanzandose una determinada presión en el cilindro, que provoca la
apertura de la válvula (M), venciendo la acción del muelle (O), en cuyo momento sale por ella el
gasoleo hacia el inyector del cilindro correspondiente, a través de la canalización (P).
Cuando ha pasado el saliente de la leva, el impulsor (D) baja por la acción del muelle, haciendo bajar
a su vez el émbolo (F), que vuelve a ocupar la posición representada en la figura, permitiendo el
llenado del cilindro con nuevo combustible, a través de sus aberturas laterales. La válvula (M),
mientras tanto, ha bajado cortando la comunicación del cilindro y la válvula (M) es empujada por el
muelle.
Como puede verse la carrera del pistón es constante.
La bomba de inyección tiene tantos elementos de bombeo como cilindros el motor. Cada elemento de
bombeo, esta constituido por un cilindro y un pistón. Cada cilindro, a su vez, esta en comunicación
con la tubería de admisión, por medio de las lumbreras y con el conducto de salida por el inyector
Nikolaus August
1892
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