129 Mantenimiento y Calibracion de Bombas Iny Diesel Rotativas - Tecnologia

SERVICIO NACIONAL DE ADIESTRAMIENTO EN TRABAJO INDUSTRIAL

MANTENIMIENTO Y CALIBRACIÓN DE BOMBAS INYECCIÓN DIESEL ROTATIVASTECNOLOGÍA

FASCÍCULO DE APRENDIZAJE

Técnico de Nivel Operativo

AUTORIZACIÓN Y DIFUSIÓN

MATERIAL DIDÁCTICO ESCRITO CUIRSO

MANTENIMIENTO Y CALIBRACIÓN DE BOMBAS INYECCIÓN DIESEL ROTATIVAS-TECNOLOGÍA

Con la finalidad de facilitar el aprendizaje en el desarrollo del Programa de Capacitación Continua a nivel nacional y dejando la posibilidad de un mejoramiento y actualización permanente, se autoriza la APLICACIÓN Y DIFUSIÓN de material didáctico escrito referido MANTENIMIENTO Y CALIBRACIÓN DE BOMBAS INYECCIÓN DIESEL ROTATIVAS-TECNOLOGÍA Los Directores Zonales y Jefes de Unidades Operativas son los responsables de su difusión y aplicación oportuna.

DOCUMENTO APROBADO POR EL GERENTE TÉCNICO DEL SENATI N° de Página……70…… Firma …………………………………….. Nombre: Jorge Saavedra Gamón Fecha: …………04.06.09……….

Registro de derecho de autor: 9052-2003

ÍNDICE El Diesel y su Historia

1

Introducción - Bomba rotativa de inyección tipo VE

3

El motor Diesel (de gasóleo) Principio de funcionamiento del motor Diesel Comportamiento de los gases de escape

4

Instalación de inyección

7

Bomba rotativa de inyección tipo VE Campo de aplicaciones, estructura y accionamiento de la bomba

10

Alimentación de combustible Alimentación a baja presión Alimentación a alta presión Válvula de impulsión Tuberías de impulsión Portainyectores, inyectores

14

Regulación del régimen Regulador de todo régimen Regulador de ralentí Régimen máximo

30

Variación del avance de inyección

41

Dispositivos adaptadores Compensación Adaptación de la presión de carga Adaptación en función de la carga Adaptación altimétrica y de Arranque en frío

45

Parada

64

MANTENIMIENTO Y CALIBRACIÓN DE BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL ROTATIVAS (EP / VE)

EL DIESEL Y SU HISTORIA Todo el mundo sabe que el Diesel es económico y de larga duración. Sin embargo, muy pocos saben que Robert Bosch fue el pionero de su aplicación al automóvil. Corría el año 1895 cuando Rudolf Diesel presentó su invento al público: Un motor de encendido por compresión que poseía, con respecto al ya consagrado motor Otto (de gasolina) las ventajas de que consumía menos combustible, funcionaba con un carburante relativamente más barato y por último, estaba diseñado para potencias mucho mayores. El invento de Diesel se impuso con rapidez y en poco tiempo se convirtió en la alternativa ideal para motores navales y estacionarios. Por contra, el motor Diesel tenía un gran inconveniente: el de no poder alcanzar regímenes elevados. Pero a medida que se iban difundiendo, gracias a su popularización, las ventajas del sistema Diesel, mayores iban siendo las exigencias de que se diseñase un motor de autoencendido pequeño y rápido. El principal impedimento para que el motor Diesel alcanzase un régimen elevado lo representaba la alimentación de combustible. El procedimiento de soplado utilizado hasta entonces, mediante el cual se insuflaba el combustible con aire comprimido a la cámara de combustión, no permitía el correspondiente aumento del régimen. Además, la «bomba de aire» requería una construcción complicada, lo que impedía reducir el tamaño y el peso del conjunto. A finales de 1922, Robert Bosch decidió dedicar sus esfuerzos a desarrollar un sistema de inyección para motores Diesel. Las condiciones técnicas eran favorables, pues la experiencia con motores de combustión era ya considerable. Además, las técnicas de fabricación estaban muy desarrolladas y, sobre todo, podía aplicarse el caudal de conocimientos sobre fabricación de bombas de lubricación que se había ido acumulando. A principios de 1923 se disponía de una docena, más o menos, de proyectos distintos para bombas de inyección, ya mediados de dicho año se efectuaron los primeros experimentos con motor. En el verano de 1925 ya estaba en -1-

MANTENIMIENTO Y CALIBRACIÓN DE BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL ROTATIVAS (EP / VE) marcha el proyecto definitivo sobre el tipo de construcción de la bomba de inyección y en 1927, salieron de fábrica las primeras unidades fabricadas en serie. Esta bomba de inyección desarrollada por Bosch permitió, finalmente, que el motor de Rudolf Diesel alcanzase los elevados regímenes necesarios, asegurándole así un lanzamiento cuyas consecuencias eran difíciles de prever. El motor Diesel fue con quistando paulatinamente campos de aplicación cada vez más amplios, sobre todo en el sector del automóvil. El desarrollo del motor Diesel y de la instalación de inyección prosiguió sin interrupción. Un vehículo de ensayo Diesel equipado con una instalación de inyección Bosch, demostró con una velocidad punta superior a 360 km/h, lo que un propulsor Diesel actual es capaz de rendir. Normalmente, no suele mencionarse el consumo en los vehículos dedicados a batir récords. Sin embargo, cuando se trata del Diesel sucede todo lo contrario: el vehículo que batió el récord consumió sólo 13,6 ltrs/100 km, a la velocidad máxima de 360 km/h y, a 250 km/h, al Diesel de carreras le bastaron 6 ltrs./l00 km, simplemente. “Todavía se sigue demostrando, después de haber pasado decenios, la capacidad de adaptación y de evolución de la herencia de Rudolf Diesel, especialmente en los turismos de los que el porcentaje equipado con motor Diesel aumenta de año en año. Puede decirse que casi todos los fabricantes europeos de automóviles disponen en su programa de un vehículo equipado con motor Diesel, por lo menos, o lo están desarrollando”.

Rudolf Diesel (1858 – 1913)

-2-

Robert Bosch (1861 –


BOMBA ROTATIVA DE INYECCIÓN TIPO VE ¿A qué se debe la marcada preferencia del público por los vehículos con motor Diesel? Es fácil responder a esta pregunta reduciéndola a un común denominador: Su consumo es sensiblemente inferior al de los equipados con motor de gasolina. Además, se ha conseguido que el comportamiento en frío y el funcionamiento elástico de los motores de encendido por compresión se acerque considerablemente al de los motores de gasolina. La instalación de inyección Diesel de Bosch ha contribuido considerablemente a la popularidad de los motores Diesel de funcionamiento rápido para turismos. Gracias a la alta precisión de la bomba rotativa de inyección del tipo VE, la dosificación exacta de los caudales de inyección más ínfimos ha sido conseguida con pleno éxito. Una variante especial del regulador, la destinada a turismos, crea las excelentes propiedades de marcha de los modernos vehículos de ese tipo, ya que el motor responde con gran precisión incluso a los mínimos movimientos del acelerador. En las páginas siguientes se describe cómo está constituida la bomba rotativa de inyección del tipo VE y la forma en que ésta adapta el caudal, así como el comienzo y la duración de la inyección a los diferentes estados de funcionamiento del motor.

-3-


EL MOTOR DIESEL Principio de funcionamiento del motor Diesel El motor Diesel sólo aspira aire, que se calienta durante la carrera de compresión. El gasóleo inyectado se inflama al entrar en contacto con el aire a elevada temperatura. Durante la carrera de compresión, el aire aspirado por el motor Diesel de autoencendido por compresión, alcanza temperaturas tan elevadas que el combustible se inflama espontáneamente. El combustible lo dosifica la bomba de inyección y es introducido a alta presión en el interior de la cámara de combustión por los inyectores. La inyección del combustible tiene lugar: •

Con un caudal exactamente dosificado de acuerdo con la carga y el régimen del motor

•

En el momento preciso según la posición del cigüeñal

•

De la forma más apropiada para el correspondiente procedimiento de combustión.

La instalación de inyección se encarga de que se cumplan estas condiciones. Registra determinadas condiciones de funcionamiento tales como régimen del motor, posición del acelerador y otros datos de servicio y, a partir de estos, determina el caudal de inyección. El combustible es inyectado a una precámara, una cámara de turbulencia o directamente a la cámara de combustión (fig. 2). El funcionamiento del motor Diesel de cuatro tiempos es como sigue: 1er tiempo: Aspiración del aire, precomprimido o no. 2do tiempo: Compresión. Relación de compresión aprox. 1 : 20, con sobrealimentación aprox. 1:18 y presiones de compresión entre 30 y 55 bares. El aire se calienta entonces a una temperatura muy elevada (aprox. 500 hasta 900º C). El combustible se inyecta en este aire comprimido.

-4-

MANTENIMIENTO Y CALIBRACIÓN DE BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL ROTATIVAS (EP / VE) 3er tiempo: Combustión (trabajo). Al entrar en contacto con el aire caliente, el combustible se inflama y se produce la combustión. La energía creada por la combustión desplaza el pistón hacia el punto muerto inferior. 4to tiempo: Expulsión de los gases de escape.

Comportamiento de los gases de escape Los motores Diesel queman combustibles a base de aceites minerales formados por hidrocarburos. Al producirse la combustión de los hidrocarburos en contacto con el oxigeno se origina, si es completa, dióxido de carbono y agua. En los motores, sin embargo, la combustión que se produce es incompleta. Los diferentes estados de carga y márgenes de revoluciones, la deficiente mezcla de aire y combustible así como las temperaturas inapropiadas en la cámara de combustión dan lugar a reacciones parciales o secundarias que forman gases de escape con elementos contaminantes. Como la combustión del motor Diesel se realiza con un gran exceso de mezcla aire/oxígeno, no se producen problemas relacionados con la emisión de CO. Sin embargo, la formación de hidrocarburos cuya combustión sólo ha tenido lugar en parte, sobre todo en condiciones de baja carga y marcha en frío, constituye un problema. Los óxidos de nitrógeno se originan localmente a temperaturas muy elevadas causadas por picos de presión que aparecen brevemente en el proceso de combustión, es decir, problemas debidos a -5-

MANTENIMIENTO Y CALIBRACIÓN DE BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL ROTATIVAS (EP / VE) regímenes altos y grandes cargas. Las humaredas negras, generalmente conocidas como humos Diesel, son consecuencia de la falta de oxígeno local durante la combustión, que origina la fisión del carbono puro, lo que da lugar al humo negro en forma de nube de pequeñas partículas. 2) En los motores de precámara y cámara de turbulencia la inflamación de la mezcla enriquecida se produce en una pequeña cámara y la mezcla penetra, por un canal relativamente estrecho. en la principal, donde se mezcla con gran turbulencia con el aire en ella comprimido y se quema. La división de la cámara de combustión en una de combustión principal y una precámara o cámara de turbulencia, favorece la combustión regular y silenciosa. Los motores con precámara y cámara de turbulencia se utilizan por tanto predominantemente

en

los

automóviles

de

turismo y en los vehículos industriales ligeros. Los

motores

de

inyección

directa

se

caracterizan por un consumo de combustible relativamente

bajo.

aplicaciones

móviles

ejemplo,

camiones,

Están y

destinados

estacionarias,

tractores,

barcos

maquinaria de construcción.

-6-

a por y


INSTALACIÓN DE INYECCIÓN Función La instalación de inyección suministra al inyector, en cada carrera de trabajo el caudal necesario de combustible, haciéndolo a gran presión y a una posición exactamente definida del cigüeñal. El inyector asegura una fina pulverización del combustible en la cámara de combustión. Caudal de inyección Para conseguir un buen comportamiento de los gases de escape, es necesario dosificar el caudal de inyección de modo que, incluso a plena carga, se disponga de exceso de aire. Además, el caudal de inyección debe regularse de manera que el régimen del motor no descienda por debajo del ralentí ni supere el máximo admisible. La adaptación a condiciones de servicio especiales puede implicar la necesidad de corregir el caudal de inyección. Momento de inyección El instante de la inyección se rige por el régimen y estado de carga del motor y se modifica de acuerdo con el régimen, de forma que la inflamación principal tenga lugar después de rebasado el punto muerto superior. Desarrollo de la inyección El principio del motor Diesel se caracteriza por la combustión a presión constante a partir del momento que se inicia la inflamación. Durante la inyección, el caudal de combustible a inyectar debe repartirse de forma que la presión de combustión se mantenga lo más constante posible. Sólo debe inyectarse el volumen de combustible por grado de cigüeñal que se pueda quemar en este periodo sin que la presión ascienda por encima de lo necesario ni la emisión de elementos contaminantes supere los valores admisibles. Resumen Los motores Diesel pequeños y rápidos exigen, especialmente en los turismos -7-

MANTENIMIENTO Y CALIBRACIÓN DE BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL ROTATIVAS (EP / VE) y vehículos industriales ligeros, una instalación de inyección de poco peso y pequeño volumen. La bomba rotativa de inyección del tipo VE satisface ambas exigencias al reunir en un grupo compacto y de reducido tamaño la bomba de alimentación, el regulador de régimen y el variador de avance. Sección de baja presión A la sección de baja presión de un sistema de inyección pertenecen el depósito de combustible, el filtro de éste, la bomba de alimentación de aletas y la válvula de rebose, así como las tuberías de alimentación de combustible. Sección de alta presión En la sección de alta presión de la bomba de inyección se crea la presión necesaria para inyectar el combustible. Con ello se alimenta éste al inyector a través de la válvula, la tubería y el racor de impulsión. Disposición de las tuberías Para el funcionamiento de la bomba de inyección es necesario alimentar el combustible de forma continua a la sección de alta presión de la bomba, sin burbujas y a presión. En los turismos y en los vehículos industriales ligeros, la diferencia de altura entre el depósito de combustible y la bomba de inyección suele ser pequeña, la longitud de las tuberías favorable y su sección de tales dimensiones que la potencia de aspiración de la bomba de alimentación de aletas montada en la bomba rotativa de inyección sea suficiente. En los vehículos con gran diferencia de altura y/o una tubería más larga entre el depósito de combustible y la bomba de inyección, se instala una bomba de alimentación previa, que permite vencer las resistencias de dicha tubería y del filtro y aumenta la vida útil de éste. La alimentación por gravedad se utiliza, sobre todo, en tractores y en motores estacionarios.

-8-


Filtro de combustible La sección de alta presión de la bomba de inyección y los inyectores se fabrican con una exactitud de milésimas de milímetro, lo que significa que incluso las partículas de suciedad más diminutas que pueda contener el combustible pueden menoscabar su funcionamiento. Un filtrado deficiente provocaría daños en los componentes de la bomba, las válvulas de impulsión y los inyectores. El empleo de un filtro de combustible adaptado a las exigencias particulares de la instalación de inyección es la premisa indispensable para un servicio prolongado y sin perturbaciones. Puede que el combustible contenga agua, tanto emulsionada como sin ligar, (p.ej. formación de condensación acuosa debida a cambios de temperatura). Si el agua llega a la bomba de inyección no se podrán evitar los daños por corrosión. Las bombas rotativas de inyección necesitan, por tanto, un filtro de combustible con colector de agua. Se podrá proceder a la purga de agua a intervalos de tiempo prefijados. La aplicación, cada vez más frecuente, del motor Diesel en automóviles de turismo ha favorecido el empleo de un dispositivo automático detector del nivel de agua, que indica, mediante el testigo de aviso correspondiente, cuándo debe purgarse el agua.

-9-


BOMBAS ROTATIVAS DE INYECCIÓN TIPO VE Aplicaciones Gracias a su flexibilidad, las bombas rotativas de inyección del tipo VE ofrecen un gran número de posibilidades de aplicación. El campo de aplicación y el diseño de la bomba viene determinados por el régimen real, la potencia y el tipo de construcción del motor Diesel. Las bombas de inyección rotativas se emplean, sobre todo, en automóviles de turismo, camiones, tractores y motores estacionarios. Generalidades A diferencia de la bomba de inyección en línea, la rotativa del tipo VE no dispone más que de un solo cilindro y un solo émbolo distribuidor, aunque el motor sea de varios cilindros. La lumbrera de distribución asegura el reparto, entre las diferentes salidas correspondientes al número de cilindros del motor, del combustible alimentado por el émbolo de la bomba. En el cuerpo cerrado de la bomba rotativa de inyección se encuentran reunidos los siguientes grupos: •

Bomba de alta presión con distribuidor

•

Regulador mecánico de velocidad

•

Variador de avance hidráulico

•

Bomba de alimentación de aletas

•

Dispositivo de parada

La figura 4 muestra los diferentes grupos funcionales y su interacción. La bomba rotativa de inyección también puede estar equipada con diferentes dispositivos correctores, que permiten la adaptación individual a las características específicas del motor Diesel. La utilización, construcción y funcionamiento de estos dispositivos adaptadores se describen más adelante.

- 10 -

MANTENIMIENTO Y CALIBRACIÓN DE BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL ROTATIVAS (EP / VE) Estructura El eje de accionamiento de la bomba rotativa de inyección va alojado en el cuerpo de ésta. Sobre él va dispuesta la bomba de alimentación de aletas. Detrás del eje se encuentra el anillo de rodillos, que no es solidario con el dispositivo de accionamiento aunque se encuentra alojado, así mismo, en el cuerpo de la bomba. Por medio del disco de levas que se apoya sobre los rodillos del anillo y es accionado por el eje, se crea un movimiento simultáneamente elevador y rotativo, que se transmite al émbolo distribuidor, el cual es guiado por la cabeza hidráulica, solidaria del cuerpo de la bomba. En éste van fijados el dispositivo eléctrico de parada mediante corte de la alimentación de combustible, el tapón roscado con tornillo de purga y las válvulas de impulsión con los correspondientes racores. Si la bomba rotativa de inyección va equipada con un dispositivo mecánico de parada, éste se encuentra en la tapa del regulador. El grupo regulador es movido por el accionamiento correspondiente solidario del eje conductor, a través de una rueda dentada. El grupo regulador va equipado con pesos centrífugos y el manguito regulador. El mecanismo regulador, compuesto por las palancas de ajuste, de arranque y tensora, va alojado en el cuerpo y es giratorio. Sirve para modificar la posición de la corredera de regulación del émbolo de bomba. En la parte superior del mecanismo regulador actúa el resorte de regulación, unido a la palanca de control a través del eje de ésta. El eje va alojado en la tapa del regulador, mediante lo cual y a través de la palanca de control se actúa sobre el funcionamiento de la bomba. La tapa del regulador cierra por arriba la bomba rotativa de inyección. En el regulador van dispuestos, además, el tornillo de ajuste del caudal de plena carga, el estrangulador de rebose y el tornillo de ajuste de régimen. Montado en sentido transversal al eje longitudinal de la bomba, en la parte inferior de la bomba rotativa de inyección va el variador de avance hidráulico. Su funcionamiento es influido por la presión interna de la bomba de inyección que depende de la bomba de alimentación de aletas y de la válvula de mando - 11 -

MANTENIMIENTO Y CALIBRACIÓN DE BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL ROTATIVAS (EP / VE) de presión. Este variador está delimitado a ambos lados de la bomba por una tapa de cierre.

5) Bomba rotativa de inyección del tipo VE montada en un motor Diesel de cuatro cilindros.

Accionamiento de la bomba El accionamiento de la bomba rotativa se efectúa mediante un mecanismo de transmisión del motor Diesel. En los motores de cuatro tiempos, la velocidad de rotación de la bomba es la mitad de la del cigüeñal del motor Diesel. Esto significa que el accionamiento de la bomba de inyección se realiza al mismo régimen que el del árbol de levas. El accionamiento de la bomba rotativa de inyección es forzado y, además, se realiza de forma que el eje conductor de la bomba rotativa de inyección gira en perfecto sincronismo con el movimiento del pistón del motor. Este modo de accionamiento sincrónico se consigue mediante correa dentada, piñón de acoplamiento, rueda dentada o cadena. Hay bombas rotativas de inyección para giro a derechas o a izquierdas. El orden de inyección depende, por tanto, del sentido de rotación, pero las salidas inyectan siempre el combustible según el orden geométrico de disposición. Para evitar - 12 -

MANTENIMIENTO Y CALIBRACIÓN DE BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL ROTATIVAS (EP / VE) confusiones con la designación de los cilindros del motor, las salidas de la bomba rotativa de inyección se designan con A, B, C, etc.

- 13 -


ALIMENTACIÓN DE COMBUSTIBLE Alimentación de baja presión En las instalaciones de inyección con bombas rotativas de inyección, el combustible es aspirado del depósito mediante la bomba de alimentación de aletas y transportado al interior de la bomba de inyección. La bomba de alimentación, al girar, transporta un caudal de combustible casi constante. Para obtener en el interior de la bomba una presión determinada en función del régimen, se necesita una válvula de control de presión que permita ajustar una presión definida a un determinado régimen. La presión aumenta entonces proporcionalmente al régimen, es decir, cuanto mayor sea éste, tanto más elevada será la presión en el interior de la bomba. Una parte del caudal de combustible transportado retorna, a través de la válvula de control de presión, al lado de aspiración. Asimismo, para la refrigeración y autopurga de aire de la bomba rotativa de inyección, el combustible fluye al depósito a través del estrangulador de rebose dispuesto en la tapa del regulador.

7) Bomba de alimentación de aletas con anillo excéntrico sobre el eje de accionamiento.

- 14 -

MANTENIMIENTO Y CALIBRACIÓN DE BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL ROTATIVAS (EP / VE) Bomba de alimentación de aletas En la bomba rotativa de inyección va montada la de alimentación de aletas en torno al eje de accionamiento. El rotor de aletas está centrado sobre el eje y es accionado por una chaveta de disco. El rotor de aletas está rodeado por un anillo excéntrico alojado en el cuerpo. Las cuatro aletas del rotor son presionadas hacia el exterior, contra el anillo excéntrico, por efecto del movimiento de rotación y de la fuerza centrífuga resultante. A este movimiento centrífugo de las aletas contribuye el combustible que se introduce entre el lado inferior de la aleta y el rotor. El combustible llega al cuerpo de la bomba de inyección a través del canal de alimentación y pasa, por una abertura en forma de riñón, a la cámara delimitada por el rotor, la aleta y el anillo excéntrico. Por efecto de la rotación, el combustible que se encuentra entre las aletas, es transportado hacia el recinto superior y penetra en el interior de la bomba a través de un taladro. Al mismo tiempo, a través de un segundo taladro, una parte del combustible llega a la válvula de control de presión.

- 15 -

MANTENIMIENTO Y CALIBRACIÓN DE BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL ROTATIVAS (EP / VE) Válvula de control de presión La válvula de control de presión va unida, a través de un taladro, con la escotadura superior en forma de riñón y situada en las proximidades de la bomba de alimentación de aletas. La válvula de control de presión es de corredera, tarada por resorte, con la que se puede variar la presión en el interior de la bomba según el caudal de combustible que se alimente. Si la presión de combustible excede un determinado valor, el émbolo de la válvula abre el taladro de retorno, de forma que el combustible pueda retornar a través de un canal al lado de aspiración de la bomba de aletas. Si la presión del combustible es demasiado baja, el taladro de retorno permanece cerrado debido a la fuerza del muelle. La presión de apertura la determina la tensión previa del muelle de compresión. Estrangulador de rebose El estrangulador de rebose va roscado a la tapa del regulador de la bomba rotativa de inyección y comunica con el interior de la bomba, permitiendo el retorno de un caudal variable al depósito de combustible, a través de un pequeño orificio (diámetro 0,6 mm). El taladro ofrece resistencia al combustible, por lo que se mantiene la presión en el interior de la bomba. Como en el recinto interior de la bomba se necesita una presión de combustible exactamente definida de acuerdo con el régimen, el estrangulador de rebose y la válvula de control de presión están coordinados entre sí en lo que al funcionamiento se refiere.

- 16 -


La bomba de alimentación de aletas aspira el combustible y lo transporta al interior de la bomba de inyección. Figura de la derecha: aberturas en forma de riñon para entrada (abajo) y salida (arriba) en el cuerpo de la bomba).

- 17 -

MANTENIMIENTO Y CALIBRACIÓN DE BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL ROTATIVAS (EP / VE) ALIMENTACIÓN A ALTA PRESIÓN Accionamiento del émbolo distribuidor El movimiento de rotación del eje impulsor se transmite al émbolo distribuidor por medio de un acoplamiento. Las garras del eje impulsor y del disco de levas engranan en el disco cruceta dispuesto entre ellas. Por medio del disco de levas, el movimiento giratorio del eje impulsor se convierte en un movimiento de elevación y giro. Esto se debe a que la trayectoria de las levas del disco discurro sobre los rodillos del anillo. El émbolo distribuidor es solidario del disco de levas por medio de una pieza de ajuste, y está coordinado por un arrastrador. El desplazamiento del émbolo distribuidor hacia el punto muerto superior está asegurado por el perfil del disco de levas. Los dos muelles antagonistas del émbolo, dispuestos simétricamente, que reposan sobre la cabeza distribuidora y actúan sobre el émbolo distribuidor a través de un puente elástico, que provocan el desplazamiento del émbolo hacia el punto muerto inferior. Además, dichos muelles impiden que el disco de levas pueda saltar, a causa de la elevada aceleración, de ¡os rodillos del anillo. Para que el émbolo distribuidor no pueda salirse dc su posición central a causa de la presión centrífuga, se ha determinado con precisión la altura de los muelles antagonistas del émbolo que están perfectamente coordinados.

- 18 -


Discos de levas y formas de leva Además de la función motriz del eje impulsor, el disco de levas influye sobre la presión de inyección y sobre la duración de ésta. Los criterios determinantes a este respecto son la carrera y la velocidad de elevación de la leva. Según la forma de la cámara de combustión y el método de combustión de los distintos tipos de motor, las condiciones de inyección deberán producirse de forma individualmente coordinada. Por esta razón, para cada tipo de motor se calcula una pista especial de levas que luego se coloca sobre la cara frontal del disco de levas. El disco así configurado se monta acto seguido en la correspondiente bomba rotativa de inyección. Por eso, los discos de levas de las distintas bombas de este tipo no son intercambiables entre si.

Conjunto de la bomba La cabeza y el émbolo distribuidores, así como la corredera de regulación están tan exactamente ajustados entre si (por rodaje) que su estanqueidad es total incluso a las presiones mas elevadas. Las pérdidas por fuga son intimas pero tan inevitables como necesarias para la lubricación del émbolo distribuidor. Por esta razón, en caso de sustitución deberá cambiarse el conjunto de bomba completo; en ningún caso el embolo distribuidor, la cabeza distribuidora o la corredera de regulación, por separado.

- 19 -


Bomba de alta Presión

1

6 9 7

5 4 8

- 20 -


Dosificación de combustible La alimentación de combustible mediante bombas de inyección es un proceso dinámico que consta de varias carreras sucesivas. La presión necesaria para la inyección se crea mediante la bomba de émbolo. Las fases de desplazamiento del émbolo distribuidor, esquematizadas en la figura 15, corresponden a la dosificación del combustible por cada cilindro del motor. En el caso de un motor de cuatro cilindros, el émbolo distribuidor describe un cuarto de vuelta entre las posiciones del punto muerto inferior y el punto muerto superior, y un sexto de vuelta si se trata de un motor de 6 cilindros. Si el émbolo distribuidor se desplaza desde el punto muerto superior al inferior, tiene lugar, gracias al movimiento alternativo y rotativo, el control del canal de entrada de la cabeza distribuidora por medio de una ranura de control del émbolo distribuidor. El combustible fluye desde el recinto interior de la bomba de inyección rotativa, sometido a la presión creada en dicho recinto y a través del canal de entrada, hasta el de alta presión situado por encima del émbolo distribuidor. Tras invertirse el sentido de desplazamiento a punto muerto inferior, el canal de entrada queda cerrado por el émbolo distribuidor, que continúa describiendo un movimiento alternativo y rotativo (hacia el PMS). En el curso de este movimiento progresivo, la ranura de distribución abre un orificio de salida perfectamente determinado de la cabeza distribuidora. La presión creada en el recinto de alta presión y en el canal interior abre la válvula de impulsión, empuja el combustible a través del conducto de impulsión hacia el inyector montado en el porta inyectores. La carrera útil concluye en el momento en que el orificio de descarga transversal del émbolo distribuidor alcanza la rampa de distribución de la corredera de regulación (final de la alimentación). A partir de este momento ya no se alimenta combustible al inyector, y la válvula de impulsión cierra el conducto. El combustible retorna a la bomba a través de la unión existente - 21 -

MANTENIMIENTO Y CALIBRACIÓN DE BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL ROTATIVAS (EP / VE) entre el orificio de descarga y el interior de ésta, mientras el embolo se desplaza hacia el punto muerto superior. Esta fase de desplazamiento del émbolo se llama carrera remanente. Al retornar el émbolo, debido al movimiento de desplazamiento y giro, el orificio de descarga transversal del émbolo distribuidor se cierra, mientras que mediante la siguiente ranura de mando del émbolo distribuidor el canal de entrada de combustible se abre. El recinto de alta presión situado por encima del émbolo distribuidor se llena nuevamente de combustible.

Si la pista de leva del disco de levas en movimiento gira sobre los rodillos del anillo de rodillos, el disco de levas se eleva (punto muerto superior) pasando luego a posición de punto muerto inferior.

- 22 -


Válvula de impulsión La válvula de impulsión aísla el conducto de inyección de la bomba. La misión de esta válvula es descargar la tubería de inyección tras concluir la fase de alimentación, extrayendo un volumen exactamente definido. De esta forma se consigue un final de cierre preciso del inyector al finalizar la inyección. Simultáneamente y con independencia del caudal de inyección momentáneo, debe asegurarse el equilibrio de las presiones en el conducto de impulsión para las diferentes fases de inyección. La válvula de impulsión es de émbolo, mandada por la acción de un liquido; abre a impulsos de la presión del combustible y cierra mediante el muelle de válvula. La válvula de impulsión permanece cerrada para un cilindro determinado del motor entre cada carrera de admisión del émbolo distribuidor. El conducto de impulsión y el correspondiente orificio de salida de la cabeza - 23 -

MANTENIMIENTO Y CALIBRACIÓN DE BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL ROTATIVAS (EP / VE) distribuidora están separados. Cuando hay alimentación, la elevada presión que se origina levanta la válvula de impulsión de su asiento. El combustible circula por las ranuras longitudinales que parten de la ranura anular, a través del racor de impulsión, el correspondiente conducto y el porta inyectores hasta llegar al inyector. En cuanto se alcanza el final de alimentación (orificio de descarga del émbolo distribuidor abierto), el empuje en el lado de alta presión desciende hasta el valor del recinto interior de la bomba, y el muelle de válvula oprime a la válvula de impulsión contra su asiento.

- 24 -


Válvula de impulsión con estrangulador de retorno La necesaria y exacta descarga de presión al final de la inyección genera ondas de presión que son reflejadas en la válvula de impulsión y que originan la reapertura de la aguja del inyector, o bien fases de depresión en el conducto de inyección. Las consecuencias de este fenómeno son postinyecciones con su correspondiente efecto negativo en lo que se refiere a emisión de contaminantes, o bien se producen fenómenos de desgaste en dicho conducto o en el inyector. Para impedir estas reflexiones, por delante de la válvula de impulsión se intercala un orificio estrangulador que actúa únicamente en la dirección de retorno. El estrangulador de retorno se compone de una placa de válvula y un muelle de compresión, de forma que no actúa en la dirección de alimentación, sin embargo, se aprecia su efecto amortiguador en la dirección de retorno. Tuberías de impulsión En la instalación de inyección, los conductos de impulsión están adaptados al desarrollo de la inyección, y no deben ser alterados cuando se realicen trabajos de mantenimiento. Las tuberías de impulsión unen la bomba de inyección a los porta inyectores y van instalados sin formar ningún tipo de codos pronunciados. Su radio de curvatura no deberá ser en ningún caso inferior a 50 mm. En los motores de automóviles, las tuberías de impulsión van fijadas mediante piezas de apriete dispuestas a intervalos. Las tuberías son de tubo de acero sin soldaduras. Porta inyectores El porta inyector sirve para fijar el inyector a la culata, y para estanqueizarlo frente a la cámara de combustión. El conducto de alimentación desemboca en el portainyector. Este tiene, además, una conexión para el aceite de fuga.

- 25 -

MANTENIMIENTO Y CALIBRACIÓN DE BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL ROTATIVAS (EP / VE) Construcción Este conjunto funcional está formado por el porta inyector y el inyector. El primero consta del cuerpo de soporte, el disco intermedio y la tuerca de fijación del inyector, así como del perno de presión, el muelle de compresión y las arandelas de ajuste de presión. El inyector va fijado con la correspondiente tuerca, centrado en el cuerpo de soporte. Al enroscar conjuntamente el cuerpo soporte y la tuerca de fijación del inyector, ambos presionan el disco intermedio contra la superficie plana del cuerpo. El perno de presión, el muelle de compresión y las arandelas de ajuste de presión se encuentran en el cuerpo de soporte. Así, el perno guía al muelle y la aguja del inyector centra el perno. Por el lado del recinto del muelle de compresión en el cuerpo soporte desemboca el canal de presión al orificio de entrada del cuerpo del inyector, uniendo de esta forma a este último con el conducto de impulsión de la bomba de inyección. Según sea el destino del portainyector, en el canal de presión del cuerpo soporte podrá montarse una varilla filtro. Funcionamiento El muelle de compresión del cuerpo soporte presiona la aguja del inyector a través del perno de presión. La tensión previa de este muelle determina la presión de apertura del inyector, que se regula mediante las arandelas de ajuste de presión. El combustible fluye a través del correspondiente canal de entrada en el cuerpo soporte, disco intermedio e inyector hacia el asiento del inyector. Al realizar la inyección, la presión eleva la aguja del inyector y el combustible circula a través del taladro ciego y los orificios de inyección hasta la cámara de combustión. Al reducirse la presión de inyección, el muelle presiona la aguja del inyector reponiéndola en su asiento, con lo que termina la inyección.

- 26 -

MANTENIMIENTO Y CALIBRACIÓN DE BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL ROTATIVAS (EP / VE) Inyectores El inyector introduce el combustible en la cámara de combustión. La presión de combustible que se origina en la carrera útil de la bomba de inyección es la que actúa sobre el inyector. Generalidades El inyector introduce el combustible alimentado a alta presión por la bomba de inyección a la cámara de combustión del motor. El inyector consta de cuerpo y aguja. Ambos están ensamblados con una precisión de ajuste del orden de 2 a 4 µm y sólo deben utilizarse como unidad completa. El conjunto inyector / portainyector va montado en la culata del motor.

- 27 -


Tipos de inyectores Debido a los diferentes tipos de combustión y a la versatilidad de cámaras donde se produce ésta, la forma, fuerza de penetración y pulverización del chorro de combustible del inyector influyen sobre las condiciones de funcionamiento especificas del motor. Se distinguen dos tipos principales: •

Inyectores de orificios para motores de inyección directa, por ejemplo en vehículos industriales e

•

Inyectores de tetón para motores con precámara de combustión y cámara de turbulencia, por ejemplo en automóviles de turismo.

Dentro de estos dos tipos principales existe, sin embargo, diversidad de variantes previstas para los diferentes tipos de motores. Inyectores de orificios Los inyectores de orificios tienen un cono de estanqueidad, un asiento de inyector de forma muy particular en el cuerpo del inyector y un taladro ciego. Los inyectores de orificios se realizan predominantemente con perforaciones múltiples. Sin embargo, también los hay de un solo orificio. En función de los condicionantes de la cámara de combustión, el orificio de inyección del inyector de orificio único puede estar dispuesto central o lateralmente. En el caso de inyectores de varios orificios de inyección, éstos pueden estar dispuestos simétrica o asimétricamente. La presión de apertura del inyector se encuentra por lo general entre 150 y 250 bar. Inyectores de tetón En el caso de motores con precámara o cámara de turbulencia, la preparación de la mezcla de combustible se efectúa principalmente mediante turbulencia de aire asistida por un chorro de inyección con la forma apropiada. En el caso de inyectores de tetón, la presión de apertura del inyector se encuentra - 28 -

MANTENIMIENTO Y CALIBRACIÓN DE BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL ROTATIVAS (EP / VE) generalmente entre 110 y 135 bar. La aguja del inyector de tetón tiene en su extremo un tetón de inyección con una forma perfectamente estudiada, que posibilita la formación de un prechorro. Al abrir, la aguja del inyector ibera primero sólo un intersticio anular muy estrecho, que únicamente permite la salida de escaso combustible (efecto estrangulador). A medida que se agranda la abertura (por aumento de la presión), la sección de paso aumenta, y sólo casi al final de la carrera de la aguja se inyecta la dosis principal de combustible. El inyector de tetón y el estrangulador asegura una combustión más suave y por consiguiente, un funcionamiento más uniforme del motor, ya que el aumento de la presión de combustión es más progresivo. La forma del tetón de inyección, las características del muelle de compresión del porta inyector y el juego en el intersticio de estrangulación determinan el efecto de estrangulamiento deseado.

- 29 -


REGULACIÓN DEL RÉGIMEN El comportamiento de los vehículos Diesel es satisfactorio cuando el motor responde a cualquier movimiento del acelerador. Al ponerlo en marcha, no debe tender a pararse de nuevo. Cuando se varía la posición del pedal del acelerador, el vehículo debe acelerar o retener sin tirones. A idéntica posición del acelerador y con pendiente constante de la calzada, la velocidad de marcha debe mantenerse asimismo, constante. Al dejar de pisar el acelerador, el motor debe retener el vehículo. En el motor Diesel, estas funciones están encomendadas al regulador de régimen de la bomba rotativa de inyección.

El bloque regulador, compuesto por el regulador mecánico y el conjunto de palancas, funciona con una gran sensibilidad y define la posición de la corredora de regulación, es decir, la carrera de alimentación y la duración de la inyección. El comportamiento regulador se puede adaptar mediante las diferentes versiones del conjunto de palancas.

- 30 -

MANTENIMIENTO Y CALIBRACIÓN DE BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL ROTATIVAS (EP / VE) Funciones del regulador de régimen •

Regulación del ralentí El motor Diesel no funciona con un régimen de ralentí inferior al prefijado, si dicho régimen ha sido regulado (fig. 24).

•

Regulación del régimen máximo En caso de bajada de régimen máximo de plena carga está limitado al de ralentí superior. El regulador considera esta situación y retrae la corredera de regulación hacia la dirección de parada. El motor recibe menos combustible.

•

Regulación de regímenes intermedios La regulación de regímenes intermedios corre a cargo del regulador de todo régimen. Con este tipo de regulador también se pueden mantener constantes,

dentro

de

determinados

límites,

los

regímenes

comprendidos entre el de ralentí y el máximo. El régimen n sólo varia entre nvt (un régimen de la curva de plena carga) y nlt (motor no sometido a carga), en función de la carga específica del margen de potencia correspondiente del motor. Además de sus funciones propias, al regulador se le exigen funciones de control: o Liberación o bloqueo de un caudal mayor de combustible necesario para el arranque o Variación del caudal de plena carga en función del régimen (corrección). Para estas funciones adicionales, se precisan, en parte, dispositivos adaptadores. Exactitud de la regulación

- 31 -

MANTENIMIENTO Y CALIBRACIÓN DE BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL ROTATIVAS (EP / VE) El grado proporcional (grado P) mide la precisión de un regulador. Representa el aumento

relativo,

en

porcentaje,

del

régimen del motor al disminuir la carga de éste sin que varíe la posición de la palanca de control. El aumento de régimen no debe sobrepasar un valor determinado dentro del margen de regulación. Como valor máximo se considera el régimen superior de corte de inyección. Este régimen se ajusta cuando el motor Diesel baja desde su régimen máximo de plena carga hasta llegar a carga nula. El aumento del régimen es proporcional a la variación de la carga, y tanto mayor cuanto más elevada es ésta. El grado P a elegir depende de las condiciones de funcionamiento del motor Diesel. Así, por ejemplo, en los grupos electrógenos es preferible un grado P inferior para que al cambiar el estado de carga, la variación del régimen sea pequeña. En automóviles es aconsejable un grado P mayor, ya que, en caso de variaciones de carga pequeñas (al acelerar o retener el vehículo), favorece la estabilidad de la regulación y del funcionamiento, lo que implica un mejor comportamiento de marcha. Un grado P pequeño significaría que la marcha del automóvil se realizarla a tirones cada vez que se modificara el estado de carga. Regulador de todo régimen El regulador de todo régimen ajusta éste entre el de arranque y el máximo. Con el regulador de todo régimen se pueden regular, además de los de ralentí y el nominal, cualquier otro régimen que se encuentre comprendido entre éstos. El pedal del acelerador permite seleccionar un régimen constante a mantener (en función del grado P). Esto es imprescindible si el vehículo industrial o el

- 32 -

MANTENIMIENTO Y CALIBRACIÓN DE BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL ROTATIVAS (EP / VE) motor estacionario deben accionar grupos secundarios tales como tornos de cable, bomba de agua para extinción de incendios, grúa, etc. Este tipo de regulador se utiliza también en los automóviles de turismo y en la maquinaria agrícola (tractores, segadora trilladora). Construcción La figura 25 muestra la disposición, estructura, componentes y modo de funcionamiento del regulador de todo régimen de la bomba rotativa de inyección. El bloque regulador, que comprende los pesos centrífugos y su carcasa, así como el muelle de regulación y el grupo de palancas, es movido por el árbol de accionamiento de la bomba. El bloque regulador gira sobre el eje de regulación solidario del cuerpo de la bomba. El movimiento radial de los pesos centrífugos se transforma en desplazamiento axial del manguito regulador. La fuerza del manguito regulador y su recorrido influyen en la posición del mecanismo regulador, compuesto por tres palancas: La de ajuste, la tensora y la de arranque. La palanca de ajuste gira sobre un pivote alojado en el cuerpo de la bomba y se puede graduar mediante el tornillo de ajuste del caudal de alimentación (no representado en la figura esquemática 25 para mayor claridad). Las palancas de sujeción y de arranque pivotan también sobre la de ajuste. La palanca de arranque dispone en su parte inferior de una rótula que actúa sobre la corredera de regulación, en oposición a la cual, en su parte superior, va fijado el muelle de arranque. En la parte superior de la palanca tensora va fijado el muelle de ralentí por medio de un perno de retención, al que también va enganchado el muelle de regulación. La palanca de control y el eje de ésta forman la unión con la que regula el régimen. La posición del mecanismo de regulación queda definida por la interacción de las fuerzas del muelle y el manguito. El movimiento de control se transmite a la corredera de regulación y de esta forma se determina el caudal de alimentación del émbolo distribuidor.

- 33 -


Comportamiento en el arranque Cuando la bomba rotativa de inyección está parada, los pesos centrífugos se encuentran en reposo, y el manguito regulador en su posición inicial. La palanca de arranque se desplaza a la posición de arranque mediante el muelle de arranque, que la hace girar alrededor de su punto de rotación M2. Simultáneamente, la rótula de la palanca de arranque hace que la corredera de regulación se desplace sobre el émbolo distribuidor en la dirección del caudal de arranque, con el resultado de que el émbolo distribuidor debe recorrer una carrera útil considerable (volumen de alimentación máximo = caudal de arranque) hasta que se produce la limitación determinada por el mando. De este modo, al arrancar se produce el caudal necesario para la puesta en marcha. El régimen más bajo(régimen de arranque) es suficiente para desplazar el manguito regulador, en oposición al débil muelle de arranque, una distancia igual a a. La palanca de arranque vuelve a girar entonces alrededor del punto M2, y el caudal de arranque se reduce automáticamente al necesario para el ralentí. Regulación del ralentí Una vez arrancado el motor Diesel, al soltar el acelerador, la palanca de control de régimen pasa a la posición de ralentí, quedando apoyada entonces sobre su tope del tornillo de ajuste de éste. El régimen de ralentí ha sido elegido de modo que, en ausencia de carga, el motor continúe funcionando de forma segura y sin el riesgo de que se pare. La regulación la asegura el muelle de ralentí dispuesto sobre el perno de sujeción. Este mantiene el equilibrio en contra de la oposición creada por los pesos centrífugos. Mediante este equilibrio de fuerzas se determina la posición de la corredera de regulación respecto del orificio de descarga del émbolo distribuidor y, por lo tanto, se fija la carrera útil. Cuando los regímenes superan el margen de ralentí, finaliza el recorrido c del muelle y se vence la resistencia opuesta por el muelle.

- 34 -


Funcionamiento en carga En servicio, la palanca de control de régimen pivota y adopta una posición definida por el régimen o la velocidad de

desplazamiento

deseada

del

vehículo. Esta posición la determina el conductor

mediante

correspondiente

posición

la del

acelerador. La acción de los muelles de arranque y de ralentí queda anulada para regímenes superiores al margen

de

ralentí.

Aquellos

no

influyen sobre la regulación. El muelle de regulación interviene sólo en el siguiente caso.

- 35 -

MANTENIMIENTO Y CALIBRACIÓN DE BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL ROTATIVAS (EP / VE) Ejemplo: El conductor acciona el acelerador y pone la palanca de mando de régimen en una posición determinada que debe corresponder a la velocidad deseada (superior). Esta corrección somete al muelle de regulación a una tensión de un valor determinado. El efecto de la fuerza del muelle de regulación es por tanto superior al de la fuerza centrifuga. Las palancas de arranque y de sujeción siguen el movimiento del muelle, es decir, pivotan alrededor del eje M2 y transmiten el movimiento a la corredera, desplazándola en el sentido de caudal máximo. Este aumento del caudal de alimentación determina una subida del régimen, acción que obliga a los pesos centrífugos a desplazarse hacia el exterior y empujar el manguito regulador en oposición a la fuerza del muelle actuante. Sin embargo, la corredera de regulación permanece en “máximo” hasta que el par se equilibra. Si el régimen del motor sigue aumentando, los pesos centrífugos se desplazan más hacia afuera, predominando entonces el efecto de la fuerza del manguito de regulación. Por consiguiente, las palancas de arranque y de sujeción pivotan alrededor de su eje común (M2) y desplazan la corredera de regulación en el sentido de “parada”, con lo que el orificio de descarga queda libre antes. El caudal de alimentación puede reducirse hasta “caudal nulo”, lo que garantiza la limitación del régimen. Durante el funcionamiento, cada posición de la palanca de control del régimen tiene asignado por tanto un margen de régimen perfectamente definido entre cargas máxima y nula, siempre que el motor sea sometido a sobrecarga, de lo que se deduce que el regulador de régimen mantiene ajustado, en el marco de su grado P, el régimen teórico. Si la carga (p.ej., una pendiente) es tan pronunciada que la corredera de regulación se encuentra en la posición de plena carga, pero el régimen disminuye a pesar de ello, los pesos centrífugos se desplazan más hacia el interior y en función de este régimen. Pero como la corredera de regulación ya se encuentra en la posición de plena carga, no es posible aumentar más el caudal de combustible. El motor está sobrecargado y, en este caso, el conductor debe reducir a una marcha inferior, o bien modificar el régimen.

- 36 -

MANTENIMIENTO Y CALIBRACIÓN DE BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL ROTATIVAS (EP / VE) Marcha con freno motor Al bajar una pendiente (marcha con freno motor) ocurre lo contrario. El impulso y la aceleración del motor los produce el vehículo. Debido a esto, los pesos centrífugos se desplazan hacia afuera y el manguito regulador presiona contra las palancas de arranque y de sujeción. Ambas cambian de posición y desplazan la corredera de regulación en la dirección de menos caudal hasta que se ajusta un caudal de alimentación inferior, correspondiente al nuevo estado de carga, que en el caso extremo es nulo. En caso de descarga completa del motor se alcanza el régimen superior de ralentí. El comportamiento del regulador de “todo régimen” ya descrito es siempre aplicable a todas las posiciones de la palanca de control de régimen si, por algún motivo, la carga del régimen varian de forma tan considerable que la corredera de regulación apoya en sus posiciones finales de “plena carga” o “parada”.

- 37 -

MANTENIMIENTO Y CALIBRACIÓN DE BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL ROTATIVAS (EP / VE) Regulador minimaxi El regulador minimaxi determina únicamente los regímenes de ralentí y máximo. El margen intermedio se controla directamente mediante el acelerador. Construcción El bloque regulador, que comprende los pesos centrífugos y el conjunto de palancas, es similar al regulador de todo régimen. El regulador minimaxi se distingue por el muelle de regulación y su montaje. Se trata de un muelle de compresión alojado en un elemento de guía. La unión entre la palanca de sujeción y el muelle de regulación está encomendada al perno de tope. Comportamiento en el arranque El manguito regulador se encuentra en la posición de salida, ya que los pesos centrífugos están en reposo. Por ello, el muelle de arranque está en condiciones de presionar la palanca de arranque contra el manguito regulador. La corredera de regulación del émbolo distribuidor se encuentra en la posición caudal de arranque. Regulación de ralentí Después de arrancar el motor y soltar el acelerador, la palanca de control del régimen pasa a la posición de ralentí por efecto del muelle antagonista. Al aumentar el régimen aumenta también la fuerza centrífuga de los pesos que, por su ala interna presionan el manguito regulador contra

la

palanca

de

arranque.

La

regulación se efectúa por medio del muelle de ralentí solidario de la palanca de sujeción. La corredera de regulación se

- 38 -

MANTENIMIENTO Y CALIBRACIÓN DE BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL ROTATIVAS (EP / VE) desplaza en el sentido correspondiente a reducción del caudal de alimentación por efecto del movimiento giratorio de la palanca de arranque. La posición de la corredera de regulación la determina, por tanto, la interacción entre la fuerza centrífuga y la del muelle. Funcionamiento en carga Si el conductor acciona el pedal del acelerador, la palanca de mando de régimen adopta un ángulo de inclinación determinado. El margen de actuación de los muelles de arranque y de ralentí queda anulado y entra en acción el muelle intermedio. El muelle intermedio del regulador minimaxi permite obtener un margen de ralentí más amplio, un mayor grado P y una transición más suave al margen no regulado. Si la palanca de control de régimen se sigue desplazando en dirección a plena carga, el desplazamiento del muelle intermedio prosigue hasta que el collarín del perno apoya en la palanca tensora. El margen de actuación del muelle intermedio queda anulado y actúa, por tanto, el margen sin regulación, determinado por la tensión previa del muelle de regulación. Para este margen de régimen, el muelle puede considerarse rígido. La variación de la posición de la palanca de control de régimen (o del pedal del acelerador) es transmitida ahora a la corredera de regulación por medio del mecanismo regulador. Así, mediante el pedal del acelerador, se determina directamente el caudal de alimentación. Si el conductor desea aumentar la velocidad o ha de subir una pendiente, debe dar más gas; si, por el contrario, se exige menor potencia del motor, deberá quitar gas. Si el motor queda ahora sin carga, con la posición de la palanca de control de régimen sin modificar, a caudal constante se produce una elevación del régimen. La fuerza centrífuga aumenta y obliga a los pesos a desplazar el manguito regulador contra las palancas de arranque y de sujeción. Sólo después de que ha sido vencida la tensión previa del muelle de regulación por efecto de la fuerza del manguito, tiene lugar de forma eficiente la regulación imitadora final al margen de régimen nominal. En ausencia total de carga, el motor alcanza el régimen máximo de ralentí y está, por tanto, protegido contra sobrerrevoluciones.

- 39 -

MANTENIMIENTO Y CALIBRACIÓN DE BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL ROTATIVAS (EP / VE) Los vehículos de turismo suelen ir equipados con una combinación de reguladores todo régimen y minimaxi.

- 40 -


VARIACIÓN DEL AVANCE El variador de avance de la bomba rotativa de inyección permite adelantar el comienzo de la alimentación en relación con la posición del cigüeñal del motor y de acuerdo con el régimen, para compensar los retardos de inyección e inflamación. Función Durante la fase de alimentación de la bomba de inyección, la apertura del inyector se produce mediante una onda de presión que se propaga a la velocidad del sonido por la tubería de inyección. El tiempo invertido en ello es independiente del régimen; sin embargo, el ángulo descrito por el cigüeñal entre el comienzo de la alimentación y el de la inyección aumenta el régimen. Esto obliga, por tanto, a introducir una corrección adelantando el comienzo de la alimentación. El tiempo de la propagación de la onda de presión lo determinan las dimensiones de la tubería de inyección y la velocidad del sonido que es de aprox. 1500 m/seg. en el gasóleo. El tiempo necesario para ello se denomina retardo de inyección (fig. 32) y el comienzo de la inyección está, por consiguiente, retrasado con respecto al comienzo de alimentación. Debido a este fenómeno, a regímenes altos el inyector abre, en términos referidos a la posición del pistón, más tarde que a regímenes bajos. Después de la inyección, el gasóleo necesita cierto tiempo para pasar al estado gaseoso y formar con el aire la mezcla inflamable. Este tiempo de preparación de la mezcla es independiente del régimen del motor. El intervalo necesario para ello entre el comienzo de la inyección y el de la combustión se denomina, en los motores Diesel, retraso de inflamación (fig. 32) y depende de la inflamabilidad del gasóleo (indicada por el índice de cetano), la relación de compresión, la temperatura del aire y la pulverización del combustible. Por lo general, la duración del retraso de inflamación es del orden de 1 milisegundo. Siendo el comienzo de la inyección constante y el régimen del motor ascendente, el ángulo de cigüeñal entre el comienzo de la inyección y el de la combustión, va aumentando hasta que esta última no puede - 41 -

MANTENIMIENTO Y CALIBRACIÓN DE BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL ROTATIVAS (EP / VE) comenzar en el momento adecuado, en términos relativos a la posición del pistón del motor. Como la combustión favorable y la óptima potencia de un motor Diesel sólo se consiguen con una posición determinada del cigüeñal o del pistón, a medida que aumenta el régimen debe adelantarse el comienzo de alimentación de la bomba de inyección para compensar el desplazamiento temporal condicionado por el retraso de la inyección e inflamación. Para ello se utiliza el variador de avance en función del régimen. Construcción El variador de avance por control hidráulico va montado en la parte inferior del cuerpo de la bomba rotativa de inyección, perpendicular a su eje longitudinal. El émbolo del variador de avance es guiado por el cuerpo de la bomba, que va cerrado con tapas a ambos lados. En el émbolo del variador de avance hay un orificio que posibilita la entrada de combustible, mientras que en el lado contrario va dispuesto un muelle de compresión. El émbolo del variador de avance va unido al anillo de rodillos mediante una pieza deslizante y un perno.

- 42 -


Funcionamiento La posición inicial del émbolo del variadar de avance en la bomba de inyección rotativa la mantiene el muelle tarado del variador. Durante el funcionamiento, la presión del combustible en el interior de la bomba la regula, en proporción al régimen, la válvula de control de presión junto con el estrangulador de rebose. Por consiguiente, la presión del combustible creada en el interior de la bomba se aplica por el lado del émbolo opuesto al muelle del variador de avance. La presión del combustible (presión en el interior de la bomba) sólo vence la resistencia inicial del muelle y desplaza el émbolo del variador de avance, a partir de un determinado régimen ( ≥ 300 min-1 ); en la fig. 31, hacia la izquierda. El movimiento axial del émbolo se transmite al anillo de rodillos montado sobre cojinete por medio de la pieza deslizante y el perno. Esto hace que la disposición del disco de levas con respecto al anillo de rodillos varíe de forma que los rodillos del anillo levanten, con cierta antelación, el disco de levas en giro. El disco de levas y el émbolo distribuidor están, por tanto, desfasados en un determinado ángulo de rotación con respecto al anillo de rodillos. El valor angular puede ser de hasta 12º de ángulo de leva (24º de ángulo de cigüeñal).

- 43 -


Funcionamiento del variador de avance

- 44 -


DISPOSITIVOS DE ADAPTACIÓN La bomba rotativa de inyección ha sido realizada según el principio de construcción modular y puede ser equipada con diferentes dispositivos adicionales según las exigencias del motor. De esta forma se consiguen múltiples posibilidades de adaptación que permiten alcanzar los valores más favorables de par motor, potencia, consumo y emisiones de escape. La tabla resumen de abajo explica estos dispositivos y cómo influyen en el motor Diesel. El esquema funcional muestra la interacción del equipo básico y de los dispositivos de adaptación de la bomba rotativa de inyección.

- 45 -

MANTENIMIENTO Y CALIBRACIÓN DE BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL ROTATIVAS (EP / VE) Compensación Se entiende por compensación la adaptación del caudal de alimentación de combustible a la curva característica de consumo del motor de acuerdo con el régimen. La compensación puede ser necesaria frente a determinadas exigencias a la característica de plena carga (optimización de la composición de los gases de escape, de la característica del par motor y del consumo de combustible). En consecuencia, se debe inyectar tanto combustible como consuma el motor. El consumo de combustible del motor disminuye sensiblemente al aumentar el régimen. La figura 35 muestra la curva característica del caudal de alimentación de una bomba de inyección no compensada. De ella se desprende que, a idéntica posición de la corredera de regulación en el émbolo distribuidor, la bomba de inyección alimenta algo más de combustible a régimen alto que a régimen bajo. La causa de este caudal adicional es el efecto de estrangulación del orificio de descarga del émbolo distribuidor. Si el caudal de alimentación de la bomba de inyección se ajusta deforma que el par motor máximo posible se consiga en el margen inferior de régimen, a regímenes elevados el motor no quemará el combustible inyectado sin producir humos. La consecuencia de inyectar demasiado combustible será un sobrecalentamiento del motor. Si, por el contrario, el caudal de alimentación máximo se determina de forma que corresponda al consumo del motor a su régimen y carga máximos, a regímenes bajos, éste no podrá desarrollar su máxima potencia, ya que también el caudal de alimentación se reduce cada vez más a medida que el régimen disminuye. La potencia no sería, por tanto, “óptima”. En consecuencia, el caudal de combustible inyectado se debe adaptar al consumo de combustible del motor. La compensación puede efectuarse en la bomba rotativa de inyección mediante la válvula de impulsión o un grupo ampliado de palancas de regulación. La compensación de plena carga con el grupo de palancas de regulación se efectúa siempre que una compensación positiva de plena carga con la válvula de impulsión no es suficiente, o bien se requiere una compensación de plena carga negativa.

- 46 -


Compensación positiva La compensación positiva de plena carga es necesaria en las bombas de inyección que alimentan demasiado combustible en el margen superior de régimen. Para evitarlo en algunas bombas de inyección es preciso reducir el caudal de alimentación de la bomba de inyección a medida que aumenta el régimen. Compensación positiva con la válvula de impulsión Esta compensación positiva puede conseguirse, dentro de determinados limites, mediante válvulas de impulsión. Para este caso de aplicación, las válvulas de impulsión llevan, además del collarín de descarga, un segundo collarín. Sobre éste, según las necesidades, van dos superficies cónicas. Las secciones así formadas actúan a modo de estrangulador que, a medida que aumenta el régimen de la bomba de inyección, produce una evolución decreciente del caudal de alimentación.

- 47 -


- 48 -


Compensación positiva con el grupo de palancas de regulación. El régimen especifico de inicio de la compensación depende de los distintos valores de tarado del muelle de compensación. Al alcanzarse este régimen las fuerzas de tarado inicial del muelle de compensación y la fuerza del manguito (Pm) deben estar equilibradas. La palanca de compensación (6) apoya entonces sobre el perno tope (5) de la palanca tensora (4). El extremo libre de la palanca de compensación toca el perno de compensación. Si aumenta el régimen lo hace también la fuerza del manguito que actúa sobre la palanca de arranque (1). El eje de giro común (M4) de la palanca de arranque y de la de compensación

cambia

de

posición.

Simultáneamente,

la

palanca

de

compensación gira alrededor del perno tope (5) y presiona el de compensación en dirección al tope. Debido a esto la palanca de arranque gira alrededor del eje (M2) y empuja la corredera de regulación (8) hacia menor caudal de inyección. Tan pronto como el collarín del perno (10) descansa en la palanca de arranque (1), la compensación termina. Compensación negativa La compensación negativa de plena carga puede ser necesaria en los motores con problemas de humos negros en el margen inferior de régimen o que precisan conseguir un aumento especial del par motor. Asimismo, los motores sobrealimentados exigen una compensación negativa si se prescinde del tope de plena carga en función de la presión de carga (LDA). En estos casos a medida que aumenta el régimen crece también considerablemente el caudal de alimentación (fig. 35). Compensación negativa con el grupo de palancas de regulación Tras comprimir el muelle de arranque (9), la palanca de compensación (6) apoya en la palanca de sujeción (4) por medio del perno de tope (5). El perno de compensación (7) también apoya en la palanca tensora. Si la fuerza del manguito (PM) crece como consecuencia del aumento del régimen, la palanca

- 49 -

MANTENIMIENTO Y CALIBRACIÓN DE BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL ROTATIVAS (EP / VE) de compensación presiona contra el muelle de compensación tarado. Si la fuerza del manguito es superior a la del muelle de compensación, la palanca de compensación (6) es empujada en dirección al collarín del perno (10), con lo que el eje de giro conjunto (M4) de las palancas de arranque y de compensación cambia de posición. Simultáneamente, la palanca de arranque gira alrededor de su eje (M2) y empuja la corredera de regulación (8) en dirección a más caudal. La compensación termina tan pronto como la palanca de compensación descansa sobre el collarín del perno. Adaptación de la presión de carga El tope de plena carga según la presión reacciona a la que produce el turbocompresor de gases de escape y tiene por misión adaptar el caudal de alimentación de plena carga a la presión de carga.

- 50 -


Sobrealimentación mediante turbocompresor A dimensiones y regímenes prácticamente idénticos la sobrealimentación del motor Diesel mediante turbocompresor supone una ganancia de potencia en relación al método de aspiración libre (atmosférica). La potencia útil se puede aumentar entonces en función del incremento sensible de la masa de aire.

39) Motor Diesel con turbocompresor de gases de escape.

- 51 -

MANTENIMIENTO Y CALIBRACIÓN DE BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL ROTATIVAS (EP / VE) Además a menudo es posible reducir el consumo especifico de combustible. La sobrealimentación del motor Diesel se realiza mediante un turbocompresor de gases de escape. Los residuos de la combustión, producidos por el motor, ya no son expulsados inútilmente a la atmósfera, sino que se utilizan para accionar la turbina de un compresor, cuya velocidad de rotación puede sobrepasar las 100,000 revoluciones por minuto. La turbina va conectada al compresor del turbo por medio de un árbol. El compresor aspira aire y lo envía, bajo presión, a la cámara de combustión del motor. Con ello, no sólo aumenta la presión del aire aspirado, sino también su temperatura. Si la temperatura es demasiado elevada, se procede a enfriar el aire entre la entrada del turbocompresor y la del motor.

Tope de plena carga según la presión de carga (LDA) Función El tope de plena carga según la presión de carga

se

utiliza

en

motores

sobrealimentados. En estos motores Diesel, el caudal de combustible está adaptado al mayor volumen de aire de llenado de los cilindros {sobrealimentación). Si el motor Diesel sobrealimentado funciona con un volumen de aire inferior en los cilindros del motor, el caudal de combustible deberá ser adaptado a esta masa de aire reducida. De esa misión se encarga el tope de plena carga accionado por la presión de carga, que reduce el caudal de plena carga a partir de

una

presión

de

sobrealimentación

definida {elegible).

- 52 -


Construcción El tope de plena carga según la presión de carga va montado en la parte superior de la bomba rotativa de inyección. En la parte superior se encuentra la conexión para la presión de sobrealimentación y el orificio de purga. El recinto interior se divide en dos cámaras autónomas y estancas al aire por medio de una membrana contra la que actúa un muelle de compresión fijado al otro lado mediante una tuerca de ajuste, con la que se puede graduar la tensión previa del muelle de compresión. De esta forma se adapta el momento de actuación del tope de plena carga a la presión de sobrealimentación del turbocompresor en función de la presión de carga. La membrana se solidaria del perno de control, que dispone de un cono al que palpa un pasador guía. Este pasador transmite el movimiento de regulación del perno de ajuste a la palanca de tope, que modifica el tope de plena carga. Con el perno de ajuste en la parte superior del LDA se define la posición de partida de la membrana y el perno de control.

Funcionamiento La presión de sobrealimentación generada por el turbocompresor a bajo régimen no basta para vencer la resistencia del muelle. La membrana se encuentra en su posición inicial. En el momento en que la membrana es sometida a la fuerza generada por el aumento de la presión de sobrealimentación, la membrana y, por tanto, el perno de control, se desplazan en oposición al empuje del muelle. Debido a este movimiento vertical del perno de control, el pasador guía cambia de posición, lo que obliga a la palanca de tope a realizar un movimiento de giro alrededor de su eje M1. Gracias a la fuerza de tracción del muelle de regulación, la palanca de sujeción, la de tope, el pasador guía y el cono de control se hacen solidarios. Por tanto, la palanca de sujeción sigue el movimiento de giro de la de tope, de forma que las palancas de arranque y de sujeción describen un movimiento de giro alrededor de su eje común, y desplazan la corredera de regulación en el sentido «aumento de caudal». El caudal de combustible se adapta, por tanto, a la mayor masa de aire presente en la cámara de combustión del motor. Si la

- 53 -

MANTENIMIENTO Y CALIBRACIÓN DE BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL ROTATIVAS (EP / VE) presión de sobrealimentación desciende, el muelle de compresión situado debajo de la membrana empuja el perno de control hacia arriba. El movimiento de ajuste del mecanismo regulador se invierte, con lo que se reduce el caudal de combustible en función de la variación de presión de sobrealimentación. Si se avería el turbocompresor, el LDA vuelve a su posición de partida y limita el caudal de plena carga de forma que quede garantizada una combustión sin humos. El caudal de plena carga con presión de carga se ajusta mediante el tornillo de tope de plena carga montado en la tapa del regulador.

- 54 -

MANTENIMIENTO Y CALIBRACIÓN DE BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL ROTATIVAS (EP / VE) Adaptación en función de la carga El instante de comienzo de la alimentación debe desplazarse en el sentido de avance o en el de retraso de acuerdo con la carga del motor Diesel. Comienzo de la alimentación en función de la carga LFB) Función El instante de comienzo de la alimentación en función de la carga ha sido calculado de forma que, al reducirse la carga (p.ej. de máxima a parcial), a idéntica posición de la palanca de mando de régimen, el comienzo de alimentación se desplace en el sentido de “retraso”. A medida que aumenta la carga se va produciendo un desplazamiento del momento inicial de la alimentación o bien del de inyección, en el sentido de “avance”. Mediante esta adaptación se consigue una marcha más suave del motor. Estructura La adaptación de “comienzo de alimentación según la carga” se realiza modificando el manguito regulador, el eje regulador y el cuerpo de la bomba. Para ello, el manguito va provisto de un taladro transversal adicional y el eje lleva un orificio longitudinal así como dos transversales. En el cuerpo de la bomba hay otro orificio más, de forma que con esta disposición se establezca la unión entre el recinto interior de la bomba de inyección y el lado de aspiración de la bomba de alimentación de aletas. Funcionamiento El variador de avance desplaza en el comienzo de la alimentación en el sentido de avance a medida que aumenta el régimen, debido a la presión creciente de la bomba de alimentación. Mediante la reducción de presión en el recinto interior de la bomba provocada por el LFB, se puede conseguir un desplazamiento (relativo) en el sentido de retraso. El control tiene lugar por medio de los taladros del eje y del manguito de regulación. Mediante la palanca de control de régimen se puede preajustar un régimen determinado. Para - 55 -

MANTENIMIENTO Y CALIBRACIÓN DE BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL ROTATIVAS (EP / VE) alcanzar este régimen teórico preestablecido es necesario aumentarlo. A medida que aumenta el régimen los pesos centrífugos se mueven hacia afuera desplazando el manguito regulador. Así, por un lado, en lo relativo a la regulación normal, se reduce el caudal de alimentación; y por otro, regula el orificio del manguito regulador mediante el borde de control del eje. Ahora, una parte del combustible fluye a través de los orificios longitudinal y transversal del eje regulador en dirección al lado de aspiración, provocando una disminución de la presión en el recinto interior de la bomba. Debido a esta disminución el émbolo del variador de avance cambia de posición, lo que necesariamente provoca el giro hacia el interior de la bomba del anillo de rodillos, con el consiguiente desplazamiento del comienzo de la alimentación hacia retraso. Al disminuir el régimen (p.ej., por aumento de la carga), el manguito regulador se desplaza de forma que sus orificios y los del eje regulador quedan tapados. El combustible del recinto interior de la bomba ya no puede circular al lado de aspiración, con lo que aumenta la presión en el interior. El émbolo del variador de avance realiza un movimiento en oposición a la fuerza de su muelle, el anillo de rodillos se desplaza en sentido inverso al de giro de la bomba y el comienzo de la alimentación se desplaza de nuevo en el sentido “avance”.

- 56 -

MANTENIMIENTO Y CALIBRACIÓN DE BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL ROTATIVAS (EP / VE) Adaptación acorde con la presión atmosférica A grandes altitudes y debido a la menor densidad del aire, la masa de aire aspirada es también menor. El caudal de plena carga inyectado no se puede quemar, se producen humos y aumenta la temperatura del motor. Para evitarlo se emplea un tope de plena carga en función de la presión atmosférica, que modifica el caudal de plena carga en función del valor de aquélla. Tope de plena carga según la presión atmosférica (ADA) Construcción El tope de plena carga de acuerdo con la presión atmosférica se encuentra situado al igual que el que actúa en función de la presión de carga, en la tapa del regulador. Este tiene, en lugar de la membrana, una cápsula barométrica. El muelle de compresión, con el que se puede determinar el momento de actuación de la cápsula barométrica, está dispuesto entre el cuerpo de la tapa del regulador y el platillo de muelle. La cápsula barométrica está en comunicación con la atmósfera a través del orificio de purga. Funcionamiento En el margen de actuación de la cápsula barométrica se produce un aumento de la altura de la cápsula a medida que disminuye la presión atmosférica. El perno de control cargado por muelle se desplaza en oposición a la fuerza de éste, y el pasador guía describe un movimiento horizontal debido al cono de control. La continuación del proceso de control ya ha sido descrita en la pagina 23 al explicar el tope de plena carga en función de la presión de carga. Adaptación para arranque en frío Este sistema permite mejorar las características del motor Diesel en frío, desplazando el comienzo de la alimentación en dirección a “avance”.

- 57 -

MANTENIMIENTO Y CALIBRACIÓN DE BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL ROTATIVAS (EP / VE) La corrección la efectúa el conductor desde el habitáculo del vehículo por medio de un cable, o bien se realiza automáticamente mediante un dispositivo de graduación en función de la temperatura. Acelerador mecánico de arranque en frío (KSB) Construcción El KSB va montado sobre el cuerpo de la bomba. La palanca de tope está unida por un árbol a la palanca interior, en la que va dispuesta, en posición excéntrica, una rótula, y que actúa sobre el anillo de rodillos. (Existe también una versión en la que el dispositivo de ajuste actúa sobre el émbolo del variador de avance). La posición inicial de la palanca de tope la define el tope y el muelle con patas. En la parte superior de la palanca de tope va fijado el cable que conecta con el dispositivo de control manual o automático. El dispositivo de control automático va fijado mediante un soporte a la bomba rotativa de inyección, mientras que el de accionamiento manual se encuentra en el habitáculo del vehículo. Funcionamiento Los aceleradores para arranque en frío mediante control automático sólo se diferencian de los manuales en el dispositivo de corrección externa. Su funcionamiento es idéntico. Si no se acciona el cable, el muelle con patas empuja la palanca de tope contra éste. La rótula y el anillo de rodillos se encuentran en la posición inicial. Cuando el conductor acciona el cable, la palanca de tope y el árbol, así como la palanca interior con la rótula giran. Debido a este movimiento giratorio, el anillo de rodillos cambia de posición, anticipándose el comienzo de la alimentación. La rótula engancha el anillo de rodillos en una ranura longitudinal. Así, el émbolo del variador de avance puede seguir desplazando el anillo de rodillos en el sentido “avance”, a partir de un régimen determinado. La corrección automática tiene lugar mediante un dispositivo de control en el que un elemento dilatable en función de la temperatura transforma las diferencias producidas en la del refrigerante en un movimiento de traslación. La ventaja está en que, según sea la temperatura del - 58 -

MANTENIMIENTO Y CALIBRACIÓN DE BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL ROTATIVAS (EP / VE) refrigerante (arranque en frío, fase de calentamiento o arranque con el motor caliente), siempre se ajusta el instante óptimo de comienzo de alimentación o de inyección. Según el sentido de giro y la posición de montaje, existen diferentes disposiciones de palancas y dispositivos de accionamiento.

Control del caudal de arranque en función de la temperatura (TAS) El dispositivo de caudal de arranque en función de la temperatura (TAS) es un equipo adicional que se puede combinar con el KSB automático. Al poner en marcha en frío el motor Diesel, no actúa el dispositivo de caudal de arranque en función de la temperatura debido a que la palanca de control KSB se encuentra en su posición inicial. La palanca exterior de parada está en posición de reposo, ya que descansa sobre la tapa del regulador. En esta posición de la palanca es posible la máxima alimentación de caudal durante el proceso de arranque. Con el motor caliente, la palanca de mando KSB descansa en su - 59 -

MANTENIMIENTO Y CALIBRACIÓN DE BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL ROTATIVAS (EP / VE) tope. En esta posición, la varilla ha hecho girar la palanca exterior de parada en un recorrido determinado en la dirección al tornillo de tope. Así, mediante la palanca de parada se impide que la carrera del caudal de arranque se libere totalmente o en parte en el interior de la bomba, con lo que se evita la formación de humos al arrancar (con el motor caliente).

- 60 -


Elevación del ralenti en función de la temperatura (TLA) También el TLA es accionado mediante el dispositivo de control y está combinado con el KSB automático, para lo cual se ha prolongado la palanca de control KSB y se la ha dotado de una rótula. Con el motor frío, esta rótula presiona contra la palanca de control de régimen y la separa de su tornillo de tope de ralentí, con oque se aumenta el régimen de éste, evitándose la marcha irregular del motor. Con el motor caliente, la palanca de control KSB descansa en su tope. Como consecuencia, la palanca de mando de régimen descansa también en el tornillo tope de ralentí, y la elevación de régimen en función de la temperatura deja de actuar.

Acelerador hidráulico de arranque en frío El avance del instante comienzo de la inyección mediante el desplazamiento mecánico del émbolo del variador de avance sólo se puede realizar dentro de estrechos límites y no es aplicable a todos los motores. El método hidráulico de desplazamiento del momento de inyección en sentido “avance” consiste en aplicar al émbolo del variador de avance la presión reinante en el interior de la bomba. La presión en el recinto interior se eleva automáticamente para lograr una corrección en el sentido de “avance” a los bajos regímenes de arrangue en frío. Para lograrlo se actúa directamente sobre el control automático de presión del interior de la bomba, a través de un canal en bypass situado en la válvula de mantenimiento de presión.

- 61 -


Construcción El acelerador hidráulico de arranque en frío consta de dos válvulas: una de control y otra de mantenimiento de la presión y de un elemento dilatable con calefacción eléctrica (fig. 50). Funcionamiento La bomba de alimentación aspira el combustible del depósito y lo conduce al interior de la bomba rotativa de inyección. Desde aquí, el combustible, sometido a la presión interior, llega a la cara frontal del émbolo del variador de avance. Según la presión existente, el émbolo se desplaza en oposición a la fuerza del muelle antagonista. Su carrera define la corrección del instante de comienzo de la inyección. La presión en el interior de la bomba la determina una válvula de control de presión que la hace subir a medida 51 que aumenta el régimen y, por tanto, conforme aumenta el caudal de alimentación. Para conseguir la evolución de la presión para motor frío representada con líneas de - 62 -

MANTENIMIENTO Y CALIBRACIÓN DE BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL ROTATIVAS (EP / VE) trazos (fig. 51), el émbolo de válvula (fig. 50; pos. 2) de la válvula de control de presión, lleva un orificio estrangulador (pos. 3) a través del cual se consigue una mayor presión en el interior de la bomba mientras la válvula de mantenimiento de presión (pos. 5) intercalada detrás, está cerrada. Una vez en marcha el motor, la válvula de mantenimiento de presión se abre por medio del elemento dilatable con calefacción eléctrica (pos. 6), de forma que el combustible pueda circular sin presión. Luego, el descenso del nivel de presión en el interior de la bomba se efectúa únicamente mediante la válvula de control de presión.

51) Ya en el arranque en frío a regímenes bajos el acelerador hidráulico para arranque en frío desplaza el comienzo de la inyección en el sentido de avance. En el gráfico se representa mediante una línea a trazos el efecto del acelerador de arranque en frío.

- 63 -


PARADA La parada del motor Diesel se efectúa interrumpiendo la entrada de combustible. Función Debido a su principio de funcionamiento (autoinflamación), el motor Diesel sólo puede pararse cortando la alimentación del combustible. La bomba rotativa de inyección se puede equipar opcionalmente con un dispositivo de parada mecánico o eléctrico.

Dispositivo de parada mecánico El dispositivo de parada mecánico de la bomba rotativa de inyección trabaja mediante un conjunto de palancas. Está dispuesto en la tapa del regulador y lleva dos palancas de parada; exterior e interior. La palanca de parada exterior la acciona el conductor, por ejemplo mediante un cable, desde el habitáculo del vehículo. Al accionar el cable, ambas palancas giran alrededor de su eje de rotación, con lo que la palanca de parada interior hace presión contra la de arranque del mecanismo regulador. La palanca de arranque gira asimismo alrededor de su eje M2 y desplaza la corredera de regulación a la posición de

- 64 -

MANTENIMIENTO Y CALIBRACIÓN DE BOMBAS DE INYECCIÓN DIESEL ROTATIVAS (EP / VE) parada. El orificio de descarga del émbolo distribuidor permanece abierto, y éste no puede seguir alimentando combustible. Dispositivo de parada eléctrico (ELAB) El dispositivo de parada eléctrico, que se activa con la llave de contacto, tiene mayor aceptación porque ofrece al conductor una mayor comodidad de manejo La válvula electromagnética de corte de alimentación de combustible va montada en la parte superior de la cabeza distribuidora de la bomba rotativa de inyección. Cuando está conectada, es decir, con el motor Diesel en marcha, e electroimán mantiene abierto el orificio de entrada al recinto de alta presión (atracción del inducido con válvula). Al quitar el contacto mediante el interruptor correspondiente, la bobina del electroimán queda sin 53) Dispositivo de parada eléctrico corriente. El campo magnético se anula y el muelle presiona el inducido contra el asiento de válvula, con lo que se obtura el orificio de llegada a la cámara de alta presión y el émbolo distribuidor deja de alimentar combustible. Existen diversas posibilidades de realizar el circuito eléctrico de corte (electroimán de tracción o de empuje).

- 65 -

PROPIEDAD INTELECTUAL DEL SENATI PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN Y VENTA SIN LA AUTORIZACIÓN CORRESPONDIENTE

CÓDIGO DE MATERIAL 0129

EDICIÓN JUNIO 2004

129 Mantenimiento y Calibracion de Bombas Iny Diesel Rotativas - Tecnologia

Recommend Documents