Bombas Lineales Mecanica y Electrinicas

TRABAJO BÁSICO DEL MOTOR DIESEL El motor diesel, admite solamente aire en el primer ciclo, aire que es comprimido en el segundo ciclo, elevándose la temperatura y la presión. Poco antes de que el pistón llegue al PMS, la bomba de inyección envía un "chorro" de combustible (diesel) a alta presión y las moléculas del combustible pulverizado se inflaman al contacto con las moléculas del aire comprimido, produciéndose la expansión de los gases, que se encargan de empujar al pistón hacia el PMI. La fuerza de esta combustión es mucho mayor que la fuerza de la combustión del motor a gasolina, debido a que la relación de compresión es mayor y por lo tanto la fuerza de la expansión de los gases también lo son. Por esta razón este motor diesel puede generar alta Potencia, pero especialmente alto Torque y debido a estas particularidades se lo ha instalado especialmente en Vehículos Comerciales, es decir en Buses, Camiones, Equipo Caminero, Equipo Agrícola y en usos Industriales.

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Bombas Lineales Electrónicas Capítulo 1

GENERALIDADES El Motor Diesel, a diferencia del motor a Gasolina, tiene índices de compresión mucho más elevados, con una presión dentro de la Cámara de combustión entre 30 hasta 45 bar. de promedio. Esta alta compresión del motor eleva considerablemente la temperatura dentro de la cámara, llegando a valores entre los 700 hasta los 900 Grados Celsius y hasta mayores en algunos casos. Es tan alta la temperatura, que si se inyecta el combustible diesel dentro del aire caliente que se ha comprimido, este combustible automáticamente se enciende, sin necesidad de una chispa eléctrica, como lo requiere el motor a Gasolina. este combustible inyectado necesitará por lo tanto ser dosificado con gran exactitud, para lograr obtener con ello el mayor rendimiento del motor, alta potencia y torque durante su funcionamiento, así como la menor cantidad de gases combustionados y no combustionados que puedan contaminar la Atmósfera. Para lograr estos objetivos se necesitan los siguientes parámetros:

a. Una correcta distribución de la inyección dentro de la Cámara. b. Exactitud en la dosificación del combustible inyectado. c. Perfección en la relación de la mezcla aire‐combustible. d. Exactitud en el punto de encendido del motor, así como exactitud del adelanto en cada etapa de aceleración del motor. e. Una relación perfecta de la inyección, correspondiente a todos los parámetros de aceleración y a las necesidades del motor

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NUEVOS SISTEMAS DIESEL UTILIZADOS EN LOS MOTORES Los sistemas tradicionales de Inyección Diesel con Bombas Lineales han sido reemplazados por las Bombas Lineales con control Electrónico, debido a la importante y necesaria era de aplicación de la Electrónica, es decir un mecanismo (Bomba) controlado por un Computador. Es muy importante anotar que al ser inyectado el combustible dentro de la cámara, las moléculas del mismo deberán mezclarse rápidamente con las moléculas del comburente, es decir con el aire aspirado por el motor, de tal manera que la combustión sea lo más pareja posible dentro de la superficie de empuje en el pistón. El tiempo que requiere el diesel para auto inflamarse es de aproximadamente 0.001 segundos, por lo que es muy importante que las moléculas del combustible abarquen una gran área, mezclándose convenientemente con las moléculas del aire. También es importante anotar que, para que se realice una buena mezcla aire combustible y esta se pueda combustionar completamente, será necesario inyectar el combustible con gran exactitud dentro de la cámara de combustión del motor y en el momento más oportuno. Adicionalmente decimos que la temperatura interna permitirá una buena combustión, por lo que se debe aprovechar al máximo esta particularidad; de esta parte se encarga la relación de compresión del motor, mientras que la exacta dosificación del combustible se encarga la bomba de inyección. Cuando el motor trabaja en revoluciones mínimas (Ralentí) podemos decir que el punto de inyección (principio de envío) tendrá que estar algunos grados antes de que el pistón llegue al Punto Muerto Superior, ya que el tiempo que requiere el Diesel para inflamarse será igual al tiempo en que el pistón llegue hasta este punto en su giro continuo. De todo el trabajo en el moderno motor Diesel se encargará la nueva Bomba Lineal con Control Electrónico, ya que dosificará el caudal inyectado con gran exactitud y mantendrá un punto de inyección exacto y

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adecuado a cada necesidad del motor.

CONTROL DE ADELANTO Y CONTROL DE CAUDAL DE INYECCIÓN Con el incremento de las revoluciones, la bomba de inyección deberá encargarse de anticiparse (adelanto) con el inicio de la inyección, para compensar la velocidad de giro del motor, o lo que es lo mismo, la velocidad en la que el pistón llegue al Punto Muerto Superior. De este anticipo también se encarga la Bomba de Inyección, adelantando su principio de inyección con respecto a su posición original de sincronización. Como último punto podemos mencionar que, algunas condiciones especiales hacen necesaria una modificación en el caudal o punto de inyección, como por ejemplo durante el arranque, diferentes alturas sobre el nivel del mar, en donde la cantidad de moléculas de aire son mayores si el nivel es menor, requiriendo mayor caudal de inyección, así como compensación por carga del Turbo, ya que este llena al motor con mayor cantidad de aire que el aspirado. Estas condiciones especiales deben ser corregidas por la bomba de inyección, para poder obtener con estas variantes una adecuada mezcla dentro de la cámara y la mayor potencia del motor.

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EL SISTEMA DE ALIMENTACIÓN DEL COMBUSTIBLE El combustible diesel es almacenado en un depósito, lugar del cual la bomba de alimentación o bomba de transferencia lo succiona y elevando la presión aproximadamente entre 2,5 hasta 5 bar. lo envía hasta los filtros. En ellos el combustible es filtrado y enviado hacia la cámara de presión constante de la bomba de inyección. Con las bombas Lineales mecánicas era la tensión del muelle de la Bomba de alimentación quien determinaba la presión de alimentación, pero en la Bomba con Control Electrónico es un Regulador controlado por el Computador quien mantiene una regulación exacta de alimentación a la Cámara de Presión Constante.

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LA BOMBA DE ALIMENTACIÓN Y TRANSFERENCIA Como la Bomba de Inyección necesita ser alimentada de combustible, una bomba de alimentación, impulsada por una ex céntrica del mismo eje de levas de la bomba, se encarga de succionar el combustible desde el depósito, lo filtra y alimenta a la cámara de presión constante, alimentando de esta forma a todos y cada uno de los cilindros o elementos de la Bomba Inyectora. Un propulsor de rodillos transmite el movimiento de la excéntrica a través de un vástago, para que sea empujado el pistón de la bomba, pistón que es el encargado de crear aspiración en una cámara, transferir a una segunda cámara y luego enviarla o comprimirla hacia el Regulador de Presión. La presión generada por esta bomba de transferencia atraviesa por el Regulador de Presión, el mismo que siendo controlado por el Computador, mantiene una exacta presión de trabajo y este combustible es enviado hasta la Cámara de Presión Constante de la Bomba Lineal.

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FILTROS Y FLUJO DEL COMBUSTIBLE En los sistemas diesel más modernos se han diseñado otras opciones de filtros, todos ellos buscando mejorar la calidad del combustible y proteger con ello a los elementos del sistema de inyección, es decir a la bomba y a los inyectores del motor en el cual van instalados. Para ello se instalan filtros con "trampas de agua", que no son más que recipientes que permiten alojar en la parte baja del combustible al agua que se puede condensar en él, ya que como sabemos, el agua es más pesada que el diesel. Justamente en la parte baja del recipiente se ha instalado un sensor, el cual detecta esta presencia peligrosa y dañina para los elementos de la bomba y de lo inyectores y un tornillo para purgarla.

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Para realizar un debido mantenimiento y cuidados del sistema de combustible, los filtros están diseñados como cartuchos recambiables, alojados dentro del cuerpo, simplemente son cartuchos de filtrado que se enroscan en una base metálica. El papel de filtrado es un papel fino micro poroso, que logra retener las más finas impurezas del combustible que circula a través de él. Para mantener al papel micro poroso indeformable, este está enrollado alrededor de un soporte interno perforado y en sus extremos superior e inferior se han instalado las tapas metálicas que lo soportan. El tiempo que puede filtrar un elemento depende de la calidad del papel, de la cantidad arrollada y de la calidad del combustible que deberá ser filtrado.

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BOMBA DE INYECCIÓN LINEAL EN CORTE La estructura y el funcionamiento de la Bomba Lineal Diesel con Control Electrónico básicamente no difiere de su antecesora, a pesar de que existen muchos cambios, como la forma de controlar el caudal y el avance de la bomba, temas que los trataremos adelante. En las partes de la bomba podemos revisar a todos y cada uno de los elementos, su estructura, su forma externa y específicamente a los elementos que generan la presión dentro del cilindro, como el eje de levas, el propulsor de rodillos, el pistón dentro del cilindro, la válvula de retención y descompresión dentro del capuchón roscado.

CONTROL DE CAUDAL DE COMBUSTIBLE CON CREMALLERA Generalmente el procedimiento utilizado para controlar el caudal de combustible de la bomba lineal con Control Electrónico es utilizando una cremallera que obliga a girar a los segmentos dentados fijados al pistón de cada cilindro. El desplazamiento lineal de la cremallera obliga a girar angularmente al segmento dentado, segmento que "abraza" al pistón. Durante este giro angular, el corte helicoidal o la ranura helicoidal le permitirá al pistón descubrir al orificio de llenado

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apenas inicia su carrera ascendente y el caudal inyectado será mínimo. Cuando el segmento dentado gira más, el caudal que se logrará inyectar será mayor, ya que el corte helicoidal del pistón permitirá inyectar un mayor recorrido hasta encontrase con el orificio de llenado, por lo tanto el motor trabajará a medias revoluciones. Cuando el pistón ha girado un ángulo mayor, obligado por el segmento dentado, casi todo o todo el desplazamiento lineal del pistón será aprovechado para producir presión y envío de combustible hasta el inyector y en este caso el motor estará trabajando en carga máxima. Para apagar al motor, la cremallera obliga al segmento dentado a girar hasta que las ranuras verticales del pistón coincidan con los orificios de llenado, de tal manera que no existe envío de combustible. De este control de la Cremallera de la bomba lineal con Control Electrónico se encargará el Computador, cuando controle al actuador, enviándole pulsos eléctricos.

CONTROL DE LA CREMALLERA SOBRE LOS SEGMENTOS DENTADOS Vimos el trabajo individual de un pistón y su segmento dentado, el cual es obligado a girar por la Cremallera para modificar el caudal de entrega de combustible a los inyectores. Este giro de los segmentos dentados de una bomba deberá ser de forma exacta para todos y cada uno de los cilindros de la bomba de inyección, para que el caudal de entrega sea de igual manera exacta para cada cilindro del motor.

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De esta forma, la Bomba de inyección lineal con Control Electrónico dispondrá de tantos segmentos dentados como el número de cilindros y pistones disponga, que serán igual al número de cilindros del motor en el cual está instalada la bomba. La cremallera será única y deberá obligar a girar a todos los segmentos dentados de forma simultánea, para que todos los pistones entreguen el caudal necesario a cada inyector del motor, cuando le corresponda esta entrega, que será, de acuerdo al orden de encendido del motor, ya que las levas de la bomba seguirán impulsando a los pistones cada 90 grados de giro.

ESTRUCTURA DEL GOBERNOR DE LA BOMBA LINEAL DIESEL En el gráfico podemos apreciar la complejidad de un Gobernor Mecánico o por contrapesos de una Bomba Lineal. Al tener tantas partes mecánicas que deben trabajar de forma coordinada, cualquier desgaste o desajuste ocasionará también un trabajo deficiente del motor en el cual está instalada.

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TRABAJO BÁSICO DE CONTROL DE LA CREMALLERA La Bomba lineal mecánica con un Gobernor de contrapesos que hemos visto en el gráfico anterior nos dará una idea más clara de las desventajas comparativas con el nuevo procedimiento para controlar el caudal de inyección de las nuevas bombas lineales. Como nos hemos dado cuenta, el caudal de combustible será mayor mientras el punto de apoyo de la palanca de aceleración esté más bajo, ya que con ello se cambia la relación de palancas. Este sistema mecánico anterior, ya que controlaba el recorrido de la cremallera basado en una serie de palancas, resultaba impreciso y por supuesto, el caudal entregado. Por estas razones, la nueva bomba mecánica con control electrónico ha cambiado esta forma mecánica de controlar el recorrido de la cremallera con un actuador electromagnético, el mismo que lo controla un Computador, brindando conello una gran exactitud del trabajo de control de caudal. El actuador se encarga de empujar a la cremallera de acuerdo a reales necesidades el motor y para ello el Computador recibe información de sus sensores para enviar los pulsos eléctricos al actuador.

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GOBERNOR ELECTRÓNICO DE LA BOMBA LINEAL El Gobernor mecánico o de contrapesos de la Bomba Lineal Diesel Mecánica controlaba, como lo hemos revisado, de forma mecánica al recorrido de la cremallera y por lo tanto el caudal de combustible que se inyecta en cada etapa del motor. Para su época, esta bomba con Gobernor mecánico intentaba controlar al motor de la forma más eficiente posible, intentando también emitir la menor cantidad de emisiones contaminantes hacia la Atmósfera. La nueva tecnología con controles Electrónicos ha permitido optimizar estos controles que han logrado en realidad dosificar el combustible inyectado de una manera muy exacta, y los motores pueden con ello ser muchísimo más eficientes, reduciendo los niveles de contaminación significativamente.

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LOCALIZACIÓN DE LA BOMBA LINEAL DIESEL Recordemos nuevamente que la bomba lineal debe estar engranada con el motor, el mismo que la debe propulsar para que gire de forma sincronizada con él. La bomba puede estar sincronizada con piñones en la parte posterior del motor (figura) o con piñones en el sistema de distribución en la parte delantera del motor. En ambos casos la bomba está asentada en bases o soportes, adosada al cuerpo o bloque del motor, en el cual también se instalan los elementos del sistema de alimentación, como filtros, cañerías de baja y alta presión, etc. La bomba de alimentación, en este caso, está adosada a la bomba de inyección, ya que recibe el impulso del eje de levas para trabajar.

ESTRUCTURA DE LA BOMBA LINEAL TIPO “A” En el gráfico podemos observar la estructura de la Bomba lineal tipo "A", diseño similar al utilizado en las nuevas bombas lineales, con algunas diferencias que las explicaremos adelante. El sistema de comando de los pistones es a través de una cremallera de control que impulsa a los segmentos dentados. Estos provocan el giro de los pistones, con cuyo giro se obtiene un menor o menor caudal de inyección, cuando el corte helicoidal se encuentra en menos tiempo o en mayor tiempo con el orificio de llenado de la cámara de presión constante, respectivamente. Esta presión generada dentro del cilindro abre la válvula de retención y descompresión y esta se dirige por medio de la cañería hasta el inyector, localizado dentro de la cámara de combustión.

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BOMBA LINEAL CON CONTROL ELECTRÓNICO En el gráfico podemos apreciar la nueva bomba lineal de un motor de seis cilindros, cuyo Gobernor mecánico ha sido desplazado, y en su lugar se ha instalado un sistema de control electrónico, controlado por un Computador. El control más importante instalado en esta bomba es el actuador de control de caudal o desplazamiento de la cremallera de control. Este cambio permitió adaptarse a las nuevas regulaciones y controles de emisión europeas, es decir de la regulaciones EURO I a las regulaciones EURO II.

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SENSORES Y ACTUADORES DEL SISTEMA DE INYECCIÓN Para iniciar este capítulo, recordemos brevemente la estructura de funcionamiento del sistema de control del Computador. Se requerirán varias señales de los sensores, tanto del motor, como de la misma Bomba de Inyección, información que es enviada al Computador para que este pueda relacionar esta información, comparándola con su Mapa interno y tomar las acciones respectivas de control sobre los actuadores.En este caso los actuadores más importantes son el Actuador Avance de la Bomba y el Actuador de Control del caudal inyectado, además de otras funciones importantes que deberá cumplir el computador. Los sensores que informan al computador pueden, dependiendo del diseño propio requerido por cada motor, el sensor de Revoluciones del motor, sensor de recorrido de la cremallera, el sensor de temperatura del agua o refrigerante del motor, el Interruptor de arranque, la temperatura del aire aspirado, la presión de la carga del turbo y otros menos importantes, los cuales los vamos a analizar.

SENSOR DE REVOLUCIONES DEL MOTOR

El sensor de Revoluciones del motor es un sensor inductivo que genera una señal de corriente alterna, enviándola al computador de control del Motor. Para generar esta señal, el sensor está alojado en la parte delantera, para medir el paso de una rueda dentada en la polea del cigüeñal o simplemente en el volante de inercia del motor. Con el paso de los dientes de la rueda fónica (dentada), se induce una pequeña tensión eléctrica en la bobina del sensor, tensión como dijimos

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alterna, que lo envía al Computador de control. Esta señal puede servir simultáneamente,

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dependiendo del diseño de esta rueda y como en los sistemas más modernos, de una señal de referencia angular del pistón del primer cilindro, es decir como un sensor del eje de levas, quien determina la posición del pistón dentro del cilindro, con cuya información el Computador puede determinar el punto de inyección y el avance.

SENSOR DE REVOLUCIONES DEL MOTOR En algunos motores, especialmente de vehículos comerciales (camiones, buses), el sensor de revoluciones del motor esta instalado en la parte posterior de la misma bomba de inyección, como lo podemos apreciar en la figura. En estos casos, el sensor está midiendo el número de revoluciones de la bomba, pero estas revoluciones resultan ser exactamente la mitad del número de revoluciones del motor e igual número de revoluciones del eje de levas. En el ejemplo es un disco ranurado quien dispone en su periferia de varios dientes y espacios. El sensor que está instalado cerca de esta rueda, al girar desvía el campo magnético del imán permanente del sensor, induciéndose en su bobina una tensión. Ese desvío será en un sentido cuando el diente se acerque y en diferente sentido cuando el diente se aleje del sensor y por esta razón podemos afirmar que la señal generada es una tensión alterna.

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SENSOR DE TEMPERATURA DEL REFRIGERANTE DEL MOTOR

Dependiendo de la temperatura del refrigerante del motor, el Computador adapta los valores del caudal de inyección y el avance de la bomba, adaptándolas para las etapas de Arranque, en la etapa de calentamiento del motor y en temperatura normal de trabajo. El sensor de temperatura del refrigerante es un sensor NTC, es decir un sensor con un Coeficiente Negativo de Temperatura. Cuando el sensor está frío, el valor de la resistencia del sensor es alto y conforme se va calentando este valor va bajando, valores que los podemos apreciar en el cuadro. En algunos casos este sensor es combinado, para dar la información de su temperatura tanto al Computador de control como al Tablero de instrumentos. En los gráficos se puede observar este cuadro de valores de la resistencia, el conector y sus terminales de conexión y la ubicación del sensor, cercano al termostato del agua.

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DESCRIPCIÓN El sensor de temperatura del agua o refrigerante es utilizado para detectar la temperatura del refrigerante del motor. Este sensor modifica la señal de voltaje que le envía el ECM, modificando y enviando de vuelta al ECM como señal, de acuerdo a la temperatura medida por el sensor en el motor. Este sensor utiliza un termistor NTC, el cual es sensible a los cambios de temperatura. Cuando la temperatura es baja, la resistencia del termistor es alta y cuando la temperatura del

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motor es alta, la resistencia eléctrica del termistor es baja.

SENSOR DE RECORRIDO DE LA CREMALLERA El recorrido de la Cremallera de control de la Bomba de Inyección lineal es medido por el sensor instalado en la tapa posterior del cuerpo de la bomba. Este sensor informa al Computador de la posición exacta de la cremallera, para que este pueda, confirmando con sus datos internos y las otras señales que recibe, si requiere realizar las correcciones para aumentar o disminuir el caudal de inyección, enviando los pulsos de corriente al actuador de caudal, quien la desplaza un menor o mayor recorrido, de acuerdo a los requerimientos del motor. Dependiendo del estado del motor, de la temperatura de trabajo, del número de revoluciones de giro del motor o de la bomba, el Computador realiza las correcciones para controlar este caudal de combustible, enviando a los inyectores el combustible necesario. En el gráfico podemos ver un ejemplo de los valores de medición del sensor de recorrido de la cremallera de control y la forma del conector.

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SENSOR DE POSICIÓN ANGULAR DEL ACTUADOR DE AVANCE El Actuador de avance del punto de inyección tiene instalado en el eje del rotor a un potenciómetro, que es capaza de determinar la posición angular del eje del actuador. Este Potenciómetro envía esta información al Computador de control para que este último determine si el punto de avance está relacionado con las necesidades del motor en cada etapa de aceleración. Dependiendo del Mapa interno del Computador y de las otras señales de los sensores, el Computador adapta este punto de inyección para lograr el mejor torque en todas los estados y rangos del motor, relacionando estas señales. Para corregir el punto de inyección o principio de envío de la Bomba de inyección lineal, el Computador envía los pulsos de corriente a las bobinas del actuador, para girar al rotor en el ángulo correspondiente a los grados de avance que necesita controlar.

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OTRAS SEÑALES QUE PUEDE RECIBIR EL COMPUTADOR Nos habíamos referido siempre al sistema de Bomba Lineal con Control electrónico como un sistema muy adaptable a los diferentes diseños de motores diesel, desde pequeños motores para automóviles, como motores grandes para camiones y buses. Este diseño del motor puede requerir de más informaciones que se desee enviar al Computador y entre estas podríamos mencionar al sensor de la carga de la presión del turbo, señal que entregada al computador sirve para aumentar proporcionalmente el caudal de entrega, para que la relación aire aspirado con el combustible inyectado sea la más apropiada durante esta etapa. También una señal que puede recibir el Computador es la señal del interruptor de arranque, posición que determina, junto con el número de revoluciones y la temperatura del motor, las necesidades de inyectar el mayor caudal para que encienda el motor sin dificultad. En otros casos se necesitará una señal del interruptor de autodiagnóstico para que el computador inicie la etapa de generación de los códigos de avería. Esta operación de determinación de fallos se logra en otras versiones solamente conectando el Equipo de Diagnóstico, equipo que nos permite visualizar el fallo presente, intermitente, comprobación y correcciones de fallos en el sistema.

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UBICACIÓN Y TERMINALES DEL COMPUTADOR DEL MOTOR El Computador de Control de la Inyección con Bomba Lineal Diesel con Control electrónico, es realmente uno de los elementos más importantes del sistema, ya que a él le deben llegar todas las señales de los sensores, tanto de la Bomba de Inyección, como de los sensores del motor. A su vez, gracias al diseño de sus Datos Internos (Mapa), el Computador se encarga de controlar el trabajo del Actuador de caudal de la cremallera, el trabajo del Actuador de Avance del principio de inyección, controlar a la válvula solenoide del Regulador de presión (en caso de disponer de él) y advertir al conductor de alguna anomalía presente en el sistema. Para advertir de una anomalía, el Computador envía un pulso de corriente a una lámpara de advertencia en el Tablero de Instrumentos del Vehículo, para que el conductor pueda tomar las debidas precauciones y pueda llevar el vehículo al taller. Otra función importante del computador será guardar en su Memoria interna todos los fallos presentes o intermitentes que se han producido durante las operaciones de manejo. Esta información almacenada se podrá obtener del Conector de Diagnóstico con el Equipo apropiado.

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ESQUEMA ELÉCTRICO DEL SISTEMA DE GESTIÓN DEL MOTOR En el esquema podemos apreciar un ejemplo clásico de conexiones del sistema de Inyección, pudiendo revisar cada sensor, actuador, interruptor y elementos eléctricos relacionados.

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PROCESO DE DIAGNÓSTICO DE CÓDIGOS Y BORRADO DE LA MEMORIA En los esquemas que vemos a continuación se puede visualizar el proceso para detectar un código e identificarlo a base de los destellos de la lámpara de advertencia en el Tablero de instrumentos. En el código 12 del ejemplo, la lámpara se encenderá durante 1,2 segundos, luego se apagará durante otros 1,2 segundos más para identificar al primer dígito "1" del código. Luego se encenderá durante 0,4 segundos, se apagará otros 0,4 segundos, se encenderá 0,4 segundos y se apagará otros 0,4 segundos, identificando al segundo dígito del código "2" Para borrar este u otros códigos almacenados en el Computador dentro de su Memoria interna, se deberá conectar el Interruptor de borrado durante un mínimo de 1 segundo, y luego de 3 segundos se habrá borrado el código, siempre y cuando el fallo se haya solucionado, ya que de no haberlo hecho, el código volverá a aparecer en la Memoria del Computador.

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LISTADO DE LOS CÓDIGOS DE AVERÍAS GENERALES Entenderemos claramente que cada Fabricante utilizará un listado de Códigos propio, pero como estos códigos deben estar relacionados con los códigos internacionales, podemos dar un cuadro de ejemplo de los códigos más frecuentes que podemos analizar con el "flasheo" de la lámpara de advertencia en el tablero de Instrumentos o con el Equipo de Diagnóstico. Cuando se descubra un código, el trabajo del Técnico después de identificarlo será, revisar la parte o circuito afectado y solucionar el problema presentado antes de borrar el código, ya que de hacer lo contrario, ya no podrá tener la guía para descubrirlo y deberá esperar a que nuevamente se presente este código luego de algún proceso de manejo.

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TRABAJO DE LA RESISTENCIA DE CALENTAMIENTO DEL AIRE ASPIRADO

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En algunos motores diesel, especialmente aquellos que deben trabajar en temperaturas muy bajas, se instala en la boca del colector de admisión un sistema de calentamiento previo, resistencias eléctricas que sirven para calentar el aire que ingresa al motor. Este sistema es controlando con una señal enviada por el Computador hacia la bobina del relé, cuando el Computador ha recibido la señal del sensor de temperatura. La señal del comando hacia el relé permite que se conecte la corriente principal del contacto 30 del relé hacia el contacto 87, y esta corriente llega a la resistencias, calentándolas. Esta señal del computador solamente se dará si la temperatura medida está en un máximo de 0º Centígrados o por debajo de este valor. Si la temperatura medida está sobre este valor, no se enviará la señal al relé, ya que el motor no requiere un calentamiento previo del aire de admisión, como lo podemos apreciar en el siguiente cuadro.El Relé se conecta (ON) cuando la temperatura es menor a 0ºC El precalentamiento es de 28 segundos El tiempo del calentamiento posterior será dependiente de la temperatura medida.

Temperatura en ºC 0 ‐ 3 ‐ 6 ‐ 26 ‐ 28 Tiempo en 10 30 30 60 60 segundos

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BOMBA LINEAL CON CONTROL ELECTRÓNICO Hemos hablado del control del recorrido de la cremallera, control que lo ejerce el actuador electromagnético del caudal de entrega de la Bomba Lineal moderna. El actuador se desplazará un cierto recorrido para halar a la Cremallera, de acuerdo a lacorriente de control que le envíe el Computador. Este desplazamiento deberá ser "medido" por un sensor del desplazamiento, el mismo que está encargado de enviar la información de esta posición exacta de la cremallera al Computador. Como podemos entender, si el Computador obliga al actuador a desplazarse un recorrido "X", este recorrido será conocido por el Computador por la información venida del sensor. De esta forma se coordina con gran exactitud el caudal del combustible que se entrega a los inyectores.

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BOMBA LINEAL CON CONTROL ELECTRÓNICO EN CORTE

En la foto podemos observar una Bomba lineal Bosch con Control Electrónico, en la cual apreciamos un corte del actuador de control del caudal de entrega. El actuador electromagnético está reemplazando a todo un complejo sistema de palancas y contrapesos. Con este diseño se ha logrado, como repetimos, una reducción significativa de partes móviles, mayor exactitud de control y mayor simplicidad de la misma bomba de inyección.

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DISEÑO Y TRABAJO DEL ACTUADOR ELECTROMAGNÉTICO El actuador electromagnético está compuesto por una bobina a la cual el Computador le entregará pulsos de corriente variable para formar un campo magnético también variable. Dependiendo de la corriente que llegue a la bobina, se producirá una menor o mayor atracción magnética al núcleo de hierro móvil y al estar conectado este último con la cremallera de control de la Bomba lineal, se desplazará esta de forma controlada. El caudal de combustible que entregará la bomba será entonces dependiente del control exacto del Computador sobre esta bobina y para ello este computador necesitará informarse de algunos parámetros del motor, tales como el número de revoluciones a los cuales está girando (RPM de Bomba), la temperatura del refrigerante, el recorrido mismo del actuador, la temperatura del aire aspirado, el valor de la tensión de la batería y otros valores importantes que los analizaremos luego.

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SENSOR DE RECORRIDO DE LA CREMALLERA DE LA BOMBA El desplazamiento del núcleo de hierro móvil del actuador electromagnético es"medido" por un sensor, desplazamiento que el sensor debe informar permanentemente al Computador de Control. Esta información recibida es procesada por el Computador, el mismo que, conociendo de otra información recibida puede calcular de forma exacta, si requiere modificar el desplazamiento de la cremallera para entregar menor o mayor caudal de combustible o mantenerla en ese estado. Los datos grabados en la Memoria del Computador determinan un control del torque en las diferentes etapas de aceleración y condiciones de manejo del vehículo, en conjunto con otros controles, como son el control del avance del punto de inyección de la Bomba. Con estos controles, el Computador puede determinar tanto el caudal que requiere como el avance o retardo del punto de inyección, brindando al motor la mejor potencia y torque en todo momento.

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DISEÑO BÁSICO DEL ACTUADOR ELECTROMAGNÉTICO Hemos mencionado el término "control del avance de la bomba" y este control es una función muy importante que la nueva bomba lo puede realizar, con el objeto de buscar el punto exacto de inyección en todos los rangos de funcionamiento del motor. Este actuador para controlar el avance de la bomba funciona con el mismo principio electromagnético que se utiliza en las primeras Bombas Rotativas con Control Electrónico, pero su función es diferente, como lo

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podremos entender en las siguientes explicaciones. Cuando alrededor de un rotor, formado por un imán permanente que se ha alojado en un eje, se forma un campo electromagnético, el rotor tenderá a gira un cierto ángulo, el cual dependerá de la cantidad de corriente que se envíe a esta bobina. Este giro angular del eje del rotor se utilizará para mover un mecanismo de control del sistema de avance de la bomba de Inyección Lineal. En el eje está instalado el cursor de un potenciómetro, para que pueda medirse el giro angular del rotor, información que se envía al Computador de control para que realice las correcciones pertinentes, sumadas por supuesto a las informaciones adicionales mencionadas.

SISTEMA DE AVANCE DE LA BOMBA LINEAL MECÁNICA En el siguiente esquema podemos observar la estructura del sistema de avance por contrapesos de una Bomba Lineal diesel, sistema que lo queremos analizar para compararlo luego con el sistema de control electrónico de una Bomba lineal moderna. Este sistema, como dijimos es un conjunto que no forma parte necesariamente de la misma Bomba de inyección, pero está acoplada por un lado con el motor y el cubo se acopla al eje de levas. El giro ocasionado por la

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fuerza centrífuga de los contrapesos obliga a girar un ángulo adicional al eje de levas, adelantando con ello el punto básico de inyección o principio de envío estático. En el caso del ejemplo, este conjunto recibirá el movimiento de un eje de mando, eje en cuyo extremo está conectado con el piñón de engrane con el motor.

TRABAJO BÁSICO DEL SISTEMA DE AVANCE El sistema de avance no es más que un sistema de contrapesos, que, debido a la fuerza centrífuga ocasionada por el giro del eje o piñón que la impulsa, se desplazan hacia afuera, en contra de la tensión de los muelles calibrados. El desplazamiento de los contrapesos obliga al eje de levas de la bomba a girar un cierto ángulo y ya que este incremento del giro del eje es mayor, el punto inicial con el cual estaba sincronizada la bomba con el motor se adelanta, inyectándose cada vez antes, acorde al incremento del número de revoluciones del motor y de este sistema mecánico de avance. El cuerpo del sistema de avance está girando con la brida del motor o acoplado directamente al piñón de mando de la bomba, de tal manera que el punto básico de sincronización estático se irá avanzando, cuando este sistema avance el giro del eje de levas de la bomba lineal. Como podemos notar, este trabajo mecánico también puede producir un desequilibrio significativo del motor, ya que su estabilidad dependerá de que las partes del sistema no tengan desgaste y estén bien calibradas, y a pesar de ello no podrán competir con el control electrónico de un Computador, como lo podremos ver a continuación.

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DISEÑO DEL ACTUADOR ELECTROMAGNÉTICO DE AVANCE

A diferencia del diseño anteriormente expuesto, este Actuador no requerirá de muchos elementos mecánicos para realizar la importante función de controlar el sistema de avance de la Bomba Lineal con Control electrónico. El actuador dispone de un núcleo laminado externo, en el cual se arrolla la bobina de control. El campo magnético creado en la bobina cuando el Computador le entregue corriente, se encarga de obligar a girar al eje del actuador, debido a que el rotor es atraído o rechazado magnéticamente. El giro del eje es medido por un potenciómetro, el mismo que envía la información de su posición angular al Computador de control.

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TRABAJO DEL ACTUADOR DE AVANCE Este actuador electromagnético del avance de la bomba trabaja de la siguiente manera: Como esta nueva bomba dispone de un disco de control que abraza al pistón en su parte baja, este disco permitirá "fugar" la alta presión que se está generando dentro delcilindro y enviando al inyector, cuando el disco tapone el orifico que tiene el pistón, comunicado con un taladro central

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longitudinal. El actuador de avance se encargará entonces de desplazar al disco de control hacia arriba o hacia abajo, para que el pistón que inicia su desplazamiento hacia arriba, comenzando desde su estado inicial (sin empuje de la leva respectiva), el orificio de alivio se tapone apenas inicie su desplazamiento (estado de avance), con lo que se logra que la elevación de presión inicie antes de lo que le correspondía, si este disco inicialmente hubiera estado más arriba.

TRABAJO DEL ACTUADOR DE AVANCE

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Si el disco de control es obligado a subir, el pistón necesitará avanzar un mayor recorrido para que se tapone el orificio y comience a generarse presión dentro del cilindro. De esta manera, el actuador se encarga de girar al eje de mando, para que este empuje a todos y cada uno de los discos de control, adelantando o retardando el principio de envío de cada pistón o elemento de la bomba, cuando la leva impulse a cada pistón en el ángulo que le corresponda de acuerdo al orden de inyección. De acuerdo al Programa Interno del Computador (Mapa de avance), se enviará los pulsos de corriente al actuador para obligarlo a girar en el ángulo que corresponda a los grados de avance más adecuados, para obtener con ello un mayor torque en relación a la marcha del motor.

CONEXIONES DEL ACTUADOR DE AVANCE

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En los gráficos que tenemos a continuación podemos observar el diseño y una vista superior del actuador de avance de una Bomba Lineal con Control Electrónico. En esta vista se aprecia la estructura del actuador y el potenciómetro del actuador, potenciómetro que está enviando la información angular del actuador hacia el Computador, para que este mantenga con gran exactitud el punto de inyección y pueda controlar el avance y el retardo en las condiciones que requiere el motor durante su trabajo y en todas las condiciones de marcha. Para determinar el buen estado del actuador, se recomienda, de acuerdo a este ejemplo, comprobar las conexiones y los valores de resistencia interna de sus bobinas de control.

BOMBA LINEAL CON CONTROL DE AVANCE Este sistema ha sido instalado tanto en bombas lineales para vehículos de pasajeros, como en bombas para vehículos comerciales. Esta innovación instalada en ellas ha permitido una gran eficiencia y exactitud del motor en todos los regímenes de aceleración, de tal manera que se ha podido optimizar la potencia de un mismo motor, el mismo que antes utilizaba la bomba sin control, reduciendo significativamente el consumo de combustible, y especialmente le ha permitido al nuevo motor diesel adaptarse a los nuevos controles de emisión obligatorios a nivel mundial. Con este control y el control de caudal, la bomba lineal con control electrónico permite obtener mayores potencias y mayores torques en los motores en los cuales han sido instaladas.

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BOMBA LINEAL CON CONTROL ELECTRÓNICO Ahora que hemos revisado la nueva estructura de las Bombas Lineales con Control Electrónico, podremos relacionarla y compararla con la Bomba anterior Mecánica y encontrar las significativas diferencias que existen entre ellas. También es importante anotar que el Computador de Control de estas nuevas Bombas requerirá de algunas informaciones importantes para controlar de forma efectiva y eficiente al motor en el cual ha sido instalada. En el siguiente capítulo revisaremos todas las señales de los sensores, información que le permitirá al Computador realizar este trabajo. Podemos entender que, dependiendo del motor en el cual esté instalada la bomba, el Mapa de avance del punto de inyección y el caudal de entrega del combustible podrá diferir, ya que cada motor tiene un diseño diferente, un cilindraje propio y una estructura diseñada por cada constructor, pero notaremos también que una bomba controlada podrá adaptarse a todas estas condiciones, solamente cambiando la programación en su Computador.

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EL INYECTOR DE COMBUSTIBLE DEL SISTEMA La bomba de inyección lineal se la alimenta de combustible, para que el conjunto móvil lo pueda elevar a alta presión y enviarlo por medio de la cañería hasta el inyector, localizado este último dentro de la cámara de combustión del motor. Este combustible inyectado necesita ser finamente pulverizado, para que las moléculas de combustible se inflamen al contacto con el aire caliente, produciéndose en este momento la combustión que se encarga de empujar al pistón con gran fuerza hacia el Punto Muerto Inferior, como lo podemos observar en el siguiente video.

DISEÑO BÁSICO DEL INYECTOR Para que el combustible pueda ser pulverizado o "atomizado" se necesita de una alta presión y esta alta presión es enviada desde el pistón de la bomba de inyección. La tobera del inyector está conformada por un cuerpo cilíndrico, dentro del cual se desliza una aguja. El combustible que es

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enviado por la bomba ingresa por un taladro, practicado en el cuerpo de la tobera y llega hasta la cámara de presión. La misma presión que ingresa a la cámara de presión empuja a la superficie cónica de la aguja y la obliga a levantarse de su asiento cónico. En este momento el combustible puede salir con gran presión por el o los orificios de la tobera, pulverizándose en finas partículas.

DIFERENTES TIPOS DE TOBERAS DE LOS INYECTORES

Dependiendo de la forma de la cámara de combustión, de la forma de la cámara en el mismo pistón, de la presión de inyección, de la posición misma del inyector, es decir perpendicular sobre el pistón o formando un cierto ángulo y de otros factores no menos importantes, la forma de la tobera puede ser diferente, así como su longitud. De la misma manera, el número de orificios de inyección dependerá de los factores anotados anteriormente, ya que un dardo único se diseñará por ejemplo cuando la cámara en la cabeza del pistón tiene una forma cónica con vértice superior, de tal manera que el combustible inyectado se repartirá de forma homogénea y la combustión de igual manera. Cuando el inyector está inclinado, debido a su diseño dentro de la cámara de combustión, el inyector puede disponer de varios orificios y con diferentes ángulos de salida, para que el combustible se pueda repartir de forma homogénea dentro de la cámara.

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INYECTORES CON ORIFICIO ÚNICO En el caso de que el inyector se ha diseñado con un sólo orificio, el combustible saldrá por la boquilla de inyección por el orifico central debajo de la aguja. Nuevamente, dependiendo de las necesidades del mismo motor, este dardo de inyección puede ser de forma cilíndrica o de forma cónica. En el caso de un dardo de forma cilíndrico, la forma de la aguja del inyector permitirá inyectar al combustible en esta forma, cuando la aguja se levante de su asiento. En el caso de una inyección de dardo cónico, la aguja tendrá en su extremo inferior otra forma, para que el combustible adquiera esta forma el momento de inyectar y pulverizar el combustible.

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TRABAJO DE UNA TOBERA CON DARDO PROGRESIVO Cuando se necesita un encendido rápido del motor y al mismo tiempo se desea entregar al combustible de forma más homogénea dentro de la cámara de combustión, se utiliza un diseño especial en la aguja de la tobera del inyector. Esta aguja permite salir al combustible en el primer momento como un dardo cilíndrico y mayor profundidad, de tal manera que las moléculas del combustible son rápidamente inflamadas al contacto con el aire caliente. De forma inmediata, el dardo se convierte en un dardo cónico, permitiendo enviar al combustible hacia todos los ángulos de la cámara de combustión. Esto permite que la combustión creada llegue a todos los extremos de la cámara y se produzca una mejor y más completa combustión.

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INYECTORES DE FORMA COMÚN Y DE FORMA PROTEGIDA En los dos esquemas podemos ver también otras formas utilizadas de toberas de los inyectores de un motor diesel. En el gráfico del lado izquierdo podemos notar una forma comúnmente utilizada y en el gráfico derecho una tobera protegida o elevada. La primera forma es la más común y el dardo de inyección puede llegar a cubrir la cámara con todo el combustible inyectado, debido a que el flujo de aire ingresado así se lo permite. La última se la diseña de esta forma con el objeto de evitar el ensuciamiento de la tobera del inyector, especialmente cuando el flujo de aire que ingresa al motor permite un buen movimiento en forma de espiral y con la inyección del combustible se puede formar una buena mezcla y de forma homogénea dentro de la cámara de combustión.

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ESTRUCTURA Y TRABAJO DEL INYECTOR DE UN SOLO MUELLE Nos habíamos referido al proceso de apertura del inyector, cuando la misma presión que viene de la bomba de inyección obliga a subir a la aguja del inyector y el combustible puede salir con gran presión por los orificios de la tobera. El muelle calibrado es el encargado de empujar a la aguja y por esta razón la presión que la empuja deberá ser igual o mayor para empujar y vencer a este muelle. El combustible que lubrica a la aguja dentro del cuerpo escapa levemente entre estas dos superficies y se dirige hacia el conducto de retorno y de él hacia el depósito.

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ESTRUCTURA DEL INYECTOR DE UN SOLO MUELLE Podemos apreciar en los esquemas la estructura del inyector de un solo muelle. La presión ejercida sobre la superficie cónica de la aguja del inyector deberá vencer a la tensión del muelle para que la aguja suba y permita salir al combustible. Podemos entonces afirmar que de la tensión del muelle dependerá la presión de inyección y esta tensión podrá ser regulada, aumentando o disminuyendo las arandelas de calibración en el caso del inyector del ejemplo y en otros inyectores se dispondrá de un tornillo y contratuerca para hacerlo.

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TRABAJO DEL INYECTOR DE DOBLE MUELLE En los motores diesel modernos se han buscado nuevos diseños para que el inyector pueda proyectar al combustible dentro de la cámara, pero a hora de forma progresiva, logrando con ello una mejor atomización del combustible y reduciendo también el ruido ocasionado por la combustión. Esto se ha logrado utilizando inyectores con dos muelles, los mismos que trabajan de 8 Bombas Lineales Electrónicas Capítulo 4

forma progresiva. El primer muelle es empujado por la presión inicial venida de la bomba inyectora, permitiendo abrir al inyector e inyectar con una menor presión inicial. El desplazamiento de la aguja sobre el elemento de empuje comprime al primer muelle. Cuando este muelle se comprime, este primer elemento se apoya sobre el segundo elemento de empuje, el mismo que comprime al segundo muelle (más fuerte) y la presión de inyección aumenta, pulverizándose mucho más fino el combustible en este segundo escalón. Podemos observar el proceso en el video.

DESPIECE DEL INYECTOR DE DOBLE MUELLE Para analizar de mejor forma la estructura del inyector de doble muelle progresivo, observemos las partes de un inyector despiezado, gráfico en el cual podemos analizar cada una de ellas.

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VALORES DE PRESIÓN EN INYECTOR En este ejemplo podemos relacionar a los valores de presión de apertura de un inyector de un motor de vehículo comercial. Como en este caso hablamos de un inyector de dos muelles, es decir un inyector progresivo, revisaremos las dos presiones indicadas.

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LA BUJIA DE INCANDESCENCIA En los motores de Inyección Indirecta especialmente, aunque ahora también se los utiliza en motores de Inyección directa, es muy necesario utilizar un procedimiento que asegure el buen encendido del diesel inyectado, especialmente en el proceso de arranque del motor, que es el estado más crítico. Decimos que es el estado más crítico del motor, ya que el aire que ingresa está más frío, necesita de una muy buena compresión del motor para comprimirlo y calentarlo a una temperatura suficiente para que el combustible se inflame rápidamente. Para ello se instalan bujías incandescentes o bujías de precalentamiento, aojadas en la precámara del motor cuando es de Inyección Indirecta, o en la cámara cuando es de Inyección directa. Las finas partículas del combustible al ser inyectado chocan contra el elemento incandescente y se inflamar con gran seguridad, iniciando la combustión del motor. Esta combustión inicial sale hacia la cámara principal del motor, empujando al pistón. Para ello se puede notar que la tobera del inyector está instalada en la Precámara, para que el combustible inyectado se proyecte justamente sobre la bujía incandescente.

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INSTALACIÓN DE LA BUJÍA INCANDESCENTE EN LA INYECCIÓN DIRECTA Cuando el Motor diesel es de inyección directa, lo que significa que el inyector está inyectando directamente sobre la cabeza del pistón, la bujía incandescente puede estar instalada cercana al dardo de inyección, en este caso paralela a él. A pesar de que el combustible inyectado no se proyecta necesariamente sobre el elemento caliente de la bujía de incandescencia, la bujía calienta al aire que ha sido comprimido aún más, de tal manera que el aire alrededor de la punta del inyector está muy caliente y el combustible se puede inflamar de forma rápida y eficiente.

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COMPROBACIÓN DE LA PRESIÓN DE PERTURA Y TRABAJO DEL INYECTOR El correcto trabajo de un motor diesel depende básicamente de que la bomba de inyección esté debidamente regulada así como su Gobernor, para todos los parámetros de aceleración. Pero otro factor importantísimo es el trabajo del inyector y tanto su presión de trabajo, definida por el constructor, como la forma y el ángulo del dardo deben ser comprobados con la frecuencia definida para los mantenimientos del motor diesel. Para comprobar si el inyector está trabajando debidamente, de acuerdo a su diseño, se procederá a revisarlo en un comprobador de inyectores, como lo apreciamos en el video. El comprobador no es más que una bomba de alta presión manual, que envía esta alta presión generada a través de una cañería hasta el inyector a probarse. El Inyector se ajusta en la tuerca de la cañería, apuntando al dardo de inyección dentro del depósito, ya que esta presión es muy elevada y debe ser cuidadoso el operario de no probar fuera de él, ya que esta alta presión puede causar severos daños en la persona, tanto en su cuerpo como en los ojos. Se bombea varias veces hasta generar presión en la cañería y el momento en el cual empieza a inyectar se comprobará la forma del dardo y la presión a la cual se está abriendo el inyector.

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REPARACION Y COMPROBACIÓN DE LA BOMBA DE INYECCIÓN Cuando la bomba de inyección tiene desgaste, se necesita mantenimiento o simplemente se necesita comprobarla, será necesario enviarla a un taller especializado para este trabajo. En el Taller se revisará, medirá y comprobará cada elemento, reemplazando aquellos que estén muy gastados o fuera de tolerancia. Luego de la comprobación, reparación y reemplazo de las partes afectadas o gastadas, se instalará la bomba en el banco de pruebas para comprobarla, utilizando para ello los datos técnicos del fabricante, quien la ha regulado de acuerdo a las características y necesidades del motor para el cual fue diseñada. La comprobación básicamente será del caudal de inyección y el adelanto en cada etapa de aceleración del motor, repetimos, de acuerdo a los datos del Fabricante.

BOMBA DE INYECCIÓN PARA SER COMPRIMIDA EN EL BANCO Como se puede ver en la foto (tomada de una bomba lineal mecánica y no con control electrónico), la bomba de inyección se ha instalado en el banco y se ha engranado con el mandril de giro del banco de pruebas, el mismo que la impulsará a las mismas revoluciones alas cuales gira en el motor. También se instala un sistema de alimentación del combustible, las cañerías e

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inyectores de prueba, calibrados al valor que recomiendan las tablas de cada bomba. Los valores

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de las tablas se regularán en esta bomba y luego de comprobada en todas las etapas, la bomba estará lista para montarse en el motor, previamente sincronizándola en el punto respectivo, como lo podemos revisar a continuación.

EL SISTEMA DE AVANCE DE LA BOMBA LINEAL MECÁNICA La bomba de inyección lineal inyectará en el primer cilindro del motor cuando el pistón esté cercano al Punto Muerto superior y las válvulas estén cerradas, es decir en la etapa final de Compresión. El tiempo desde que se inyecta el combustible hasta que se combustiona al contacto con el aire caliente es similar al tiempo en el cual el pistón, que ha continuado girando, llega al PMS, y es en este momento en el cual la expansión de los gases de la combustión lo empuja hacia el PMI. Pero, debido a que la velocidad del pistón sigue aumentando conforme aumentan las revoluciones del motor, se requiere avanzar al tiempo básico de inyección, para igualar la velocidad de la combustión con la velocidad creciente del pistón, ya que este llegará al PMS en menos tiempo con un número mayor de revoluciones. Si este punto básico no fuera adelantado conforme el aumento de revoluciones, la combustión llegaría atrasada, cuando el pistón está

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descendiendo ya hacia el PMI. De este trabajo se encarga el sistema de avance de la bomba, sistema que será controlado por el Computador, controlando este al actuador de avance.

TRABAJO BÁSICO DEL SISTEMA DE AVANCE El sistema de avance de la Bomba Lineal con control electrónico es controlado por el Computador y el trabajo, como lo hemos revisado, es muy diferente al trabajo que realizaban los contrapesos de la bomba mecánica. Este Control Electrónico deberá ser comprobado, luego de la comprobación en el Banco de pruebas, en estado de funcionamiento del motor, debiendo comprobar el ajuste de los grados de avance en cada etapa de aceleración, de acuerdo a los valores del fabricante. Para entenderlo mejor, revisemos el trabajo anterior de la bomba mecánica para compararlo luego con el trabajo de control del Computador.

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PUNTOS DE SINCRONIZACIÓN DEL MOTOR

Los valores en grados de los puntos de sincronización de un motor son dependientes, como hemos dicho, de muchos factores, pero se recomienda seguir los datos de cada Fabricante. Este punto de sincronización es el dado por cada Fabricante y generalmente los piñones de la distribución del motor y engrane de la bomba nos darán los puntos de referencia. El gráfico nos muestra el proceso anterior de engrane y sincronización de un sistema con bomba mecánica, con el punto de referencia de los grados de avance estático de la bomba, gráfico que nos enseña un procedimiento tradicional, similar en el concepto general de sincronización de la nueva Bomba.

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INSTALACIÓN DE LA BOMBA LINEAL EN EL MOTOR

Cuando se necesita revisar la sincronización de la Bomba Lineal, cuando se ha realizado una reparación del motor o simplemente se la vuelve a instalar después de un mantenimiento, será necesario instalar la bomba nuevamente en el motor. Para ello deberemos seguir las instrucciones de cada Fabricante, pero podemos seguir los siguientes pasos comunes para instalarla y sincronizarla. Giramos al motor para que el pistón del primer cilindro esté cercano al PMS en el ciclo de compresión, con los grados anteriores al PMS de acuerdo a instrucciones del fabricante (aproximadamente entre 2 a 8 grados APMS.)

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SINCRONIZACIÓN Y ENGRANE Colocamos la Bomba en el motor, engranando su piñón con los piñones de la distribución del motor, utilizando las señales correspondientes, tal como se aprecia en la figura. Dependiendo de la estructura y diseño de cada motor, pueden existir algunos piñones que sirven de comando del eje cigüeñal, ejes de levas, bomba hidráulica, bomba de aceite y otros, y las señales deben coincidir adecuadamente, entre ellas al piñón de la bomba de inyección. En el ejemplo hemos puesto a cuatro piñones de la distribución de un motor, pudiendo reconocer al piñón del eje cigüeñal en rojo, al piñón del eje de levas del motor en color verde azulado, al piñón intermedio que engrana con ellos y finalmente al piñón de la bomba inyectora con color verde claro.

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PUNTO DE ENCENDIDO O PUNTO DE INYECCIÓN DINÁMICO Antes de referirnos a este tema, revisemos nuevamente el trabajo del motor diesel, observando cuidadosamente el video. Podemos ver que el inyector inyecta el combustible al final del segundo ciclo, es decir al final de la Compresión del motor. Para poder entender mejor este proceso, hemos exagerado este punto de inyección, que angularmente lo tenemos muy adelantado, pero esto nos servirá para comprender que siempre se requerirá un cierto tiempo desde que el combustible es pulverizado en el inyector, hasta que la combustión realmente se realiza y empuja al pistón. Luego de observar el video, vamos a referirnos al punto básico de sincronización del motor, ya que del avance se encargará el sistema de control del Computador, que lo hemos revisado ya.

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COMPROBACIÓN DE LA SINCRONIZACIÓN ESTÁTICA DE LA BOMBA Recordemos que el punto exacto de esta sincronización será cuando el pistón del primer cilindro de la bomba esté comenzando a taponar al orificio de llenado del cilindro, punto exacto de sincronización de la Bomba de inyección, llamado "principio de envío", ya que el combustible empieza a enviarse al inyector. Para poder comprobar este punto exacto será necesario acelerar a fondo, para que el borde superior del pistón que determina el inicio de presión coincida con el orificio de llenado, caso contrario podría coincidir el corte vertical y no existiría presión. También durante esta operación se deberá seguir estrictamente las recomendaciones de cada Fabricante.

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SINCRONIZACIÓN DE LA BOMBA

Para sincronizar el punto en el cual el pistón de la bomba cierra al orificio de llenado y este momento inicia el principio de envío, deberemos girar al cuerpo de la bomba, ya que ella está sincronizada y fijada a los piñones de la distribución del motor. Si giramos al cuerpo de la bomba en sentido horario, es decir en sentido de las manecillas del reloj y en el mismo sentido de rotación del motor y de la bomba (en este caso), el propulsor de rodillos se alejará del punto en el cual la leva empuje al pistón, retardándose el punto. Esta primera operación será necesaria para comprobar y asegurarnos que el pistón dejan entrar combustible al cilindro y está un poco más bajo del taponamiento, que será nuestro punto final. Luego de girar al cuerpo de la bomba en sentido horario, giramos ahora en sentido antihorario lentamente, hasta que el pistón del primer elemento coincida con el borde superior del orificio de llenado, punto exacto del principio de envío del motor.

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PURGADO DE AIRE EN EL SISTEMA Tanto después de la sincronización, como en cada mantenimiento, durante el cual se han retirado o cambiado filtro, cañerías, bomba o inyectores, será necesario purgar el aire que ha ingresado en el sistema de baja y alta presión. Ya nos habíamos referido al sistema de baja presión, por lo cual nos referiremos en este caso al purgado del sistema de alta presión, suponiendo que el sistema de baja presión ya está purgado. Para no girar al eje de levas durante esta operación y al mismo tiempo suponiendo que el motor aún no ha sido encendido, debido a la falta misma de purgado, retiraremos la tapa lateral de la bomba para realizar un purgado manual.

PURGADO DE AIRE EN EL SISTEMA

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Por medio de la ventana de la bomba impulsamos a los propulsores de rodillos hacia arriba, asegurándonos que el propulsor a impulsar está en la parte baja, es decir no está atacado por la leva correspondiente. Esta acción de impulso manual nos permite generar la presión de forma manual y si aflojamos inicialmente la cañería del inyector correspondiente, retiraremos el aire y luego empezará a salir solamente combustible. Luego de purgar el cilindro, purgaremos la cañería, aflojándola junto al inyector. Finalmente purgaremos al inyector, escuchando atentamente el momento en el cual empieza a inyectar, momento en el cual notaremos una mayor resistencia en el impulso del rodillo. Este proceso se deberá repetir en cada cilindro y en cada inyector y finalmente deberemos ajustar todas las cañerías y comprobar que no existan fugas del combustible.

COMPROBACIÓN DEL PUNTO DE SINCRONIZACIÓN

La sincronización explicada anteriormente debe estar acompañada del procedimiento que vamos a explicar, ya que el "corte de combustible" que explicaremos es la mejor forma y más óptica de comprobar este punto, alimentando a la bomba de combustible con la bomba manual

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permanentemente. Antes de iniciar el proceso de sincronización y luego de haber instalado la bomba, se deberá retirar la cañería del primer inyector. Se retira luego el capuchón roscado y se saca la válvula de retención, reinstalando el capuchón roscado, pero sin la válvula. Instalamos en lugar de la cañería original un pedazo de cañería en forma de "cuello de cisne", la cual nos permitirá ver el flujo y corte del combustible en ese cilindro y en el punto exacto. Cuando giramos al cuerpo de la bomba en sentido horario, podemos notar que el combustible sale en gran cantidad por el cuello de cisne y el momento que giramos lentamente al cuerpo en sentido contrario, el combustible empezará a disminuir, hasta que se cortará. Este corte de combustible será nuestro punto exacto de principio de envío, que es el punto en el cual el pistón taponó al orificio de llenado e inició la etapa de presión y envío. NOTA: este procedimiento es referencial, ya que cada Fabricante nos dará un proceso determinado, proceso que deberemos seguir.

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Bombas Lineales Mecánicas Capítulo 1

COMPARACIÓN ENTRE EL PRINCIPIO DEL FUNCIONAMIENTO DEL MOTOR A GASOLINA CON EL PRINCIPIO DEL MOTOR DIESEL

A pesar de que estos principios han sido debidamente estudiados y conocidos, vamos a revisarlos nuevamente para entender estas similitudes y diferencias. El motor a gasolina admite una mezcla aire‐combustible durante el ciclo de Admisión, mezcla que es comprimida en la cámara de combustión durante la segunda etapa del motor. Al final del recorrido del pistón, una "chispa eléctrica" salta entre los electrodos de una bujía, la misma que inicia la inflamación de la mezcla y en este momento la expansión de los gases combustionados empujan al pistón con gran fuerza hacia el PMI. Luego los gases quemados serán evacuados por la válvula de escape en el cuarto ciclo. En el caso del motor diesel, solamente se admite aire en el primer ciclo, aire que es comprimido en el segundo ciclo, elevándose la temperatura y la presión. Poco antes de que el pistón llegue al PMS, la bomba de inyección envía un "chorro" de combustible (diesel) a alta presión y las moléculas del combustible pulverizado se inflaman al contacto con las moléculas del aire comprimido, produciéndose la expansión de los gases, que se encargan de empujar al pistón hacia el PMI. La fuerza de esta combustión es mucho mayor que la fuerza de la combustión del motor a gasolina, debido a que la relación de compresión es mayor y por lo tanto la fuerza de la expansión de los gases también lo son. Por esta razón este motor diesel puede generar alta Potencia, pero especialmente alto Torque y debido a estas particularidades se lo ha instalado especialmente en Vehículos Comerciales, es decir en Buses, Camiones, Equipo Caminero, Equipo Agrícola y en usos Industriales. Observemos el trabajo de un motor diesel con bomba lineal en lal siguiente imagen.

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GENERALIDADES Es sabido que el Motor Diesel, a diferencia del motor a Gasolina, tiene índices de compresión mucho más elevados, con una presión dentro de la Cámara de combustión entre 30 hasta 45 bar. de promedio. Esta alta compresión del motor eleva considerablemente la temperatura dentro de la cámara, llegando a valores entre los 700 hasta los 900 Grados Celsius y hasta mayores en algunos casos. Es tan alta la temperatura, que si se inyecta el combustible diesel dentro del aire caliente que se ha comprimido, este combustible automáticamente se enciende, sin necesidad de una chispa eléctrica, como lo requiere el motor a Gasolina. este combustible inyectado necesitará por lo tanto ser dosificado con gran exactitud, para lograr obtener con ello el mayor rendimiento del motor, alta potencia y torque durante su funcionamiento, así como la menor cantidad de gases combustionados y no combustionados que puedan contaminar la Atmósfera. Para lograr estos objetivos se necesitan los siguientes parámetros: a. Una correcta distribución de la inyección dentro de la Cámara. b. Exactitud en la dosificación del combustible inyectado. c. Perfección en la relación de la mezcla aire‐combustible. d. Exactitud en el punto de encendido del motor, así como exactitud del adelanto en cada etapa de aceleración del motor. e. Una relación perfecta de la inyección, correspondiente a todos los parámetros de aceleración y a las necesidades del motor.

Desde la década de los Setenta, este motor Diesel empezó a aplicarse e instalarse con mayor ímpetu no solamente en los Vehículos Comerciales, sino también en los Vehículos de Pasajeros, ya que se podían aprovechar sus grandes ventajas, y como unas de las principales el Alto Torque y la

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gran economía de combustible, comparándolo con las prestaciones que ofrece el Motor a Gasolina. Como antecedentes negativos podemos mencionar que el motor Diesel se ha caracterizado por emitir bastante humo y gases contaminantes que se dirigían hacia la Atmósfera, parámetros negativos para ser utilizadas en los vehículos de Pasajeros, pero la utilización de innumerables mejoras tecnológicas de los Sistemas de Inyección Diesel han logrado vencer estas dificultades y se ha conseguido diseñar motores de alta calidad con bajas emisiones contaminantes.

SISTEMAS DIESEL UTILIZADOS EN LOS MOTORES Los sistemas tradicionales de Inyección Diesel con Bombas Lineales se han ido perfeccionando gracias a la aplicación de controles Electrónicos, tanto en estas Bombas como en las Bombas Rotativas, hasta llegar a una completa tecnificación con sistemas completamente Electrónicos. Es muy importante anotar que al ser inyectado el combustible dentro de la cámara, las moléculas del mismo deberán mezclarse rápidamente con las moléculas del comburente, es decir con el aire aspirado por el motor, de tal manera que la combustión sea lo más pareja posible dentro de la superficie de empuje en el pistón. El tiempo que requiere el diesel para auto inflamarse es de aproximadamente 0.001 segundos, por lo que es muy importante que las moléculas del combustible abarquen una gran área, mezclándose convenientemente con las moléculas del aire. También es importante anotar que, para que se realice una buena mezcla aire combustible y esta se pueda combustionar completamente, será necesario inyectar el combustible con gran exactitud dentro de la cámara de combustión del motor y en el momento más oportuno.

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Adicionalmente decimos que la temperatura interna permitirá una buena combustión, por lo que se debe aprovechar al máximo esta particularidad; de esta parte se encarga la relación de compresión del motor, mientras que la exacta dosificación del combustible se encarga la bomba de inyección. Cuando el motor trabaja en revoluciones mínimas (Ralentí) podemos decir que el punto de inyección (principio de envío) tendrá que estar algunos grados antes de que el pistón llegue al Punto Muerto Superior, ya que el tiempo que requiere el Diesel para inflamarse será igual al tiempo en que el pistón llegue hasta este punto en su giro continuo. Pero con el incremento de las revoluciones, la bomba de inyección deberá encargarse de anticiparse (adelanto) con el inicio de la inyección, para compensar la velocidad de giro del motor, o lo que es lo mismo, la velocidad en la que el pistón llegue al Punto Muerto Superior. De este anticipo también se encarga la Bomba de Inyección, adelantando su principio de inyección con respecto a su posición original de sincronización. Como último punto podemos mencionar que, algunas condiciones especiales hacen necesaria una modificación en el caudal o punto de inyección, como por ejemplo durante el arranque, diferentes alturas sobre el nivel del mar, en donde la cantidad de moléculas de aire son mayores si el nivel es menor, requiriendo mayor caudal de inyección, así como compensación por carga del Turbo, ya que este llena al motor con mayor cantidad de aire que el aspirado. Estas condiciones especiales deben ser corregidas por la bomba de inyección, para poder obtener con estas variantes una adecuada mezcla dentro de la cámara y la mayor potencia del motor.

EL SISTEMA DE ALIMENTACIÓN DEL COMBUSTIBLE El combustible diesel es almacenado en un depósito, lugar del cual la bomba de alimentación o bomba de transferencia lo succiona y elevando la presión aproximadamente entre 2,5 hasta 5 bar

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lo envía hasta los filtros. En ellos el combustible es filtrado y enviado hacia la cámara de presión constante de la bomba de inyección.

LA BOMBA DE ALIMENTACIÓN Y TRASNFERENCIA Como la Bomba de Inyección necesita ser alimentada de combustible, una bomba de alimentación se encarga de succionar el combustible desde el depósito, lo filtra y alimenta a la cámara de presión constante, alimentando de esta forma a todos y cada uno de los cilindros o elementos de la Bomba Inyectora. Esta bomba mecánica es impulsada por una excéntrica del mismo eje de levas de la bomba de inyección, la cual empuja a un propulsor de rodillos. Este transmite el movimiento a través de un vástago, para que sea empujado el pistón de la bomba, pistón que es el encargado de crear aspiración en una cámara, transferir a una segunda cámara y luego enviarla o comprimirla hacia la cámara de alimentación de los cilindros. Decimos que es una bomba de transferencia, ya que primeramente se transfiere el combustible a una segunda cámara, para que el muelle calibrado sea el encargado de presionarlo hacia la cámara de alimentación de los elementos.

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TRABAJO DE LA BOMBA DE TRANSFERENCIA Esta bomba, accionada mecánicamente por el eje de levas de la misma bomba de Inyección lineal, dispone del sistema mecánico para generar succión del combustible, transferir la presión a la cámara superior y luego enviar esta presión hasta la bomba de inyección. Este proceso se produce debido al empuje de la excéntrica del eje de levas de la bomba sobre el propulsor, este sobre el vástago y finalmente este transmite el empuje hasta el pistón de la bomba de transferencia. También esta bomba dispone de un pistón o bomba manual que realiza el trabajo de forma similar, pero utilizando un pistón que se lo debe empujar y halar de forma manual. Esta bomba manual sirve especialmente en los casos que se necesita realizar los mantenimientos, purgados del sistema, debido a que el motor en estos casos está en reposo y por lo tanto no existe empuje del eje de levas de la bomba de inyección lineal.

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LOCALIZACIÓN DE LA BOMBA DE TRANSFERENCIA En la siguiente figura podemos apreciar la localización de la bomba de transferencia, adosada al cuerpo de la bomba de inyección lineal. En la entrada de combustible de la bomba de transferencia se instala un filtro fino que logra retener las impurezas venidas del depósito, evitando con ello que estos elementos y suciedades primarias puedan dañar a los elementos internos de la bomba de transferencia. Este filtro puede ser fácilmente retirado para limpiarlo y sacar el agua que se puede depositar en él.

BOMBA DE TRANSFERENCIA DE DOBLE EFECTO Al revisar el trabajo de la bomba de transferencia anterior pudimos notar que el recorrido "útil" del pistón para enviar el combustible es solamente el ascendente, recorrido que al mismo tiempo

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sirve para succionar al combustible en su cámara inferior. Para aprovechar de mejor manera a la bomba de transferencia, se han diseñado bombas mejoradas, que logran entregar el combustible tanto en la carrera ascendente como en la descendente del pistón y para ello se han instalado cuatro válvulas en lugar de las dos válvulas de la bomba anterior. Podemos ver en el video que durante ambos recorridos se está succionando al combustible de la cámara de aspiración y se produce la presión y envío en la cámara de presión.

PARTES DE LA BOMBA DE TRANSFERENCIA Para entender de mejor manera el trabajo de la bomba de alimentación o de transferencia del combustible, revisemos a todas y cada una de las partes que la constituyen. Como podremos notar, debido a que el buen trabajo de la bomba depende de la calidad de sus partes, las pequeñas tolerancias entre ellas y de una buena hermeticidad de su ensamble, todos los racores y tapones tienen rodelas de cobre o aluminio, que se encargan de sellar efectivamente, evitando con ello la fuga del combustible, pero especialmente evitando la entrada de aire al sistema.

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SISTEMA DEL FILTRADO DEL COMBUSTIBLE Habíamos mencionado que uno de los elementos más dañinos de todo sistema de inyección, tanto a gasolina como a diesel, es la suciedad en el combustible. Sabemos también que el diesel, además de combustible es un buen lubricante de las partes móviles tanto de la bomba de transferencia, de los elementos de la bomba de inyección y de los inyectores. Todos ellos tienen pequeñas tolerancias, a veces de no más de 2 a 3 centésimas de milímetro (0,02‐0,03 mm.), por lo cual se hace imponderable el uso de buenos elementos filtrantes, que sean capaces de retener estas impurezas, ya que de no hacerlo debidamente, los pueden dañar y desgastar prematuramente.

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FILTROS Y FLUJO DEL COMBUSTIBLE En el caso de la mayoría de los sistemas de bombas lineales se dispone de dos tipos de filtros conectados uno a continuación del otro. El primer filtro retiene las primeras impurezas, es decir las más gruesas, pasando el combustible previamente filtrado hasta el segundo filtro. En el segundo filtro de combustible se retienen las pequeñas impurezas de hasta 2 a 3 micrones, es decir toda la suciedad y los elementos abrasivos del combustible no pasarán hasta los elementos de la bomba de inyección. En el cuerpo del filtro se ha instalado un tornillo de purgado, para poder retirar la entrada de aire en el sistema de combustible de baja presión, especialmente en casos de necesidad de mantenimientos.

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Para realizar un debido mantenimiento y cuidados del sistema de combustible, los filtros están diseñados como cartuchos recambiables, alojados dentro del cuerpo, o simplemente son cartuchos de filtrado que se enroscan en una base metálica. El papel de filtrado es un papel fino microporoso, que logra retener las más finas impurezas del combustible que circula a través de él. Para mantener al papel microporoso indeformable, este está enrollado alrededor de un soporte interno perforado y en sus extremos superior e inferior se han instalado las tapas metálicas que lo soportan. El tiempo que puede filtrar un elemento depende de la calidad del papel, de la cantidad arrollada y de la calidad del combustible que deberá ser filtrado.

En los sistemas diesel más modernos se han diseñado otras opciones de filtros, todos ellos buscando mejorar la calidad del combustible y proteger con ello a los elementos del sistema de inyección, es decir a la bomba y a los inyectores del motor en el cual van instalados. Para ello se instalan filtros con "trampas de agua", que no son más que recipientes que permiten alojar en la parte baja del combustible al agua que se puede condensar en él, ya que como sabemos, el agua es más pesada que el diesel. Justamente en la parte baja del recipiente se ha instalado un sensor, el cual detecta esta presencia peligrosa y dañina para los elementos de la bomba y de los inyectores y un tornillo para purgarla.

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DISEÑO DE LA BOMBA LINEAL La bomba de inyección tiene para cada cilindro del motor a un elemento completo, el cual está conformado de un cilindro y un pistón. Al cilindro se lo alimenta de combustible por medio de una bomba de transferencia, la cual lo aspira desde el depósito, lo filtra y lo eleva a un valor bajo de presión. Este combustible ingresa a todos y cada uno de los cilindros de la bomba a través de uno o varios orificios de llenado. Cada pistón de la bomba se desliza dentro de un cilindro y tiene en su parte lateral un corte vertical y un corte o ranura helicoidal; en otros diseños de pistones tienen en cambio un orificio o taladro vertical en su centro en lugar de este corte vertical, el cual se comunica con el corte o ranura helicoidal.

Cuando el Pistón está en reposo, es decir en su parte baja o sin recorrido, cuando la leva correspondiente no ha empujado al propulsor y este a su vez no empuja al pistón, su canto superior permite que el combustible ingrese al cilindro para ser llenado. Este canto está más abajo del orificio de llenado del cilindro, orificio que está comunicado con la presión de alimentación de la cámara de presión constante, presión como recordaremos, viene de la bomba de transferencia. Cuando la leva gira y empuja al propulsor de rodillos, el pistón es empujado en su movimiento ascendente; cuando sube dentro del cilindro, su mismo canto superior tapona el orificio de

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llenado, empezando a presionar el combustible almacenado dentro del cilindro.

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Esta entrega de combustible seguiría hasta el total del recorrido del pistón, es decir la altura total que tiene e impulsa la leva de empuje, pero es limitada por el encuentro del corte helicoidal con el orificio de llenado, ya que en este momento la presión existente en la cabeza del pistón y en el cilindro fugaría por el orificio de retorno hacia la cámara de alimentación.

ELEMENTO DE LA BOMBA DE INYECCIÓN Por lo tanto, si el pistón está "girado" a una posición en la cual el corte helicoidal coincida con el orificio de llenado y apenas inicia su recorrido, la entrega de combustible sería mínima. Cuando el pistón ha girado un ángulo mayor, el envío de combustible será mayor, ya que el restante del recorrido del pistón ya no envía combustible y así sucesivamente se entregará cada vez mayor cantidad si el giro del pistón es en un ángulo mayor, como lo podemos observar en la siguiente figura, en la cual el pistón está girado para entregar la mayor cantidad posible, es decir prácticamente durante todo su recorrido. En el siguiente gráfico podemos observar este proceso con pistones diseñados con el corte vertical y el corte helicoidal.

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PROCESO DE INYECCIÓN DE LOS ELEMENTOS DE LA BOMBA

En el siguiente gráfico podemos observar a las cuatro posiciones básicas del pistón dentro del cilindro y los podemos diferenciar de esta forma:

1. Cuando el pistón está en su punto básico, tiempo durante el cual el combustible ingresa al cilindro. 2. Cuando el pistón tapona el orificio de llenado y comienza el principio de envío. 3. Cuando el pistón está enviando presión del combustible desde el principio hasta medio recorrido. 4. El recorrido final del pistón en su carrera ascendente, empujado por la altura total de la leva.

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PISTONES CON RANURA VERTICAL Y RANURA HELICOIDAL Toda bomba de inyección lineal dispone de dos tipos básicos de pistones: Pistones con ranuras verticales y cortes helicoidales (inclinados) y otros pistones que tienen un orificio interno vertical y una ranura helicoidal o inclinada, conectados entre sí. Ambas formas han sido diseñadas para limitar el caudal de envío del combustible, ya que como sabemos, el recorrido del pistón siempre será el mismo, debido al empuje de la leva y su altura. Para limitar o regular el caudal de envío hacia el inyector, simplemente se girará al pistón para que el corte o ranura helicoidal permita retornar al combustible comprimido hacia la cámara de alimentación.

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El corte helicoidal se encargará, durante el recorrido ascendente del pistón de encontrarse con el orificio de llenado, dependiendo de ángulo de giro del pistón. Cuando el pistón está ascendiendo, el mismo pistón está taponando al orificio de llenado, por lo cual todo este tiempo se enviará presión del combustible hacia la cañería y al inyector. Cuando el canto del corte helicoidal coincide con el orificio de llenado, la presión de envío que existe sobre la cabeza del pistón regresa hacia la cámara de presión constante a través de la ranura vertical y por el orificio de llenado. En este momento se limita el envío de combustible, aunque el pistón siga su carrera ascendente, por lo tanto este control se logrará haciendo girar al pistón para cambiar el caudal de inyección, de acuerdo al ángulo de giro y a la posición del corte helicoidal con el orifico de llenado.

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PISTONES CON TALADRO VERTICAL Y RANURA HELICOIDAL Igual que en el caso anterior del pistón con corte vertical y corte helicoidal, los pistones que tienen un taladro u orificio vertical en el centro del pistón y una ranura helicoidal conectada con este orifico, limitan el caudal del combustible, dependiendo igualmente del giro angular del pistón con respecto al orificio de llenado. Durante el recorrido ascendente del pistón, si la ranura helicoidal coincide con el orificio de llenado, la presión que se está enviando al inyector se limitará, ya que el combustible regresará por medio del taladro interno del pistón hacia la ranura helicoidal y de ella se regresará hacia la cámara de presión constante (alimentación) a través del orificio de llenado.

CONTROL DEL APAGADO Y CONTROL DEL CAUDAL DE INYECCIÓN Hasta este momento hemos revisado el diseño de los dos tipos de pistones más utilizado como elementos de las bombas de inyección lineales y el trabajo de cada uno de ellos dentro del cilindro. Revisamos también que el caudal o cantidad de combustible que puede enviar cada pistón, depende exclusivamente de su posición angular respecto al orificio de llenado del cilindro, el mismo que está en comunicación con la cámara de presión constante, a la cual se la alimentado del combustible diesel. Para apagar el motor, en cambio, la bomba de inyección no debe entregar combustible a los inyectores y esto se logra girando a los pistones para que coincida el corte

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vertical con el orificio de llenado. Cuando están coincidiendo, el pistón puede estar subiendo, pero nunca logra comprimir dentro del cilindro al combustible, ya que este regresa por la ranura vertical hacia la cámara de presión constante. Para mantener al motor en Ralentí, el pistón gira levemente, para que el corte helicoidal permita inyectar durante poco recorrido y se encuentre con el orificio de llenado, dejando al resto del recorrido sin entregar combustible. En carga media girará a la mitad del corte helicoidal y para aceleración y caudal máximo se girará a los pistones hasta que coincida la mayor longitud del corte helicoidal, como lo podemos observar en el video.

MODIFICACIONES EN EL DISEÑO BÁSICO DE LOS PISTONES DE LA BOMBA LINEAL El pistón de la bomba lineal debe cumplir otra importante función, además de comprimir y enviar presión del combustible hacia los inyectores y esta función es, definir el principio de la inyección, es decir el "principio de envío", que es el punto exacto en el cual el motor necesita el combustible pulverizado para la combustión. Este punto de inyección está definido cuando el canto superior del pistón tapona al orificio de llenado, momento en el cual empieza a comprimir al combustible, enviando a la cañería y al inyector y es en este momento en el cual el inyector se abre, pulverizándolo dentro de la cámara de combustión. En algunas bombas de inyección este pistón tiene un corte inclinado o helicoidal adicional en su canto superior, corte que sirve para avanzar el punto de inyección mientras más gira angularmente. Si el pistón está en la posición de Ralentí (poco giro), deberá subir bastante para

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taponar con su canto al orificio de llenado, pero tardará menos tiempo si el pistón gira cada vez un ángulo mayor, avanzándose o adelantándose el punto de inyección o principio de envío del combustible.

MONTAJE DEL PISTON DE LA BOMBA EN LA BASE DE PROPULSIÓN Para que la leva del eje de levas pueda empujar al pistón en su carrera ascendente se necesita de una base en la cual el pistón está alojado. Esta base sirve de alojamiento de la parte baja del pistón y al mismo tiempo de base para el muelle de retorno, muelle que obliga al pistón a regresar a su posición inicial. La ranura de la base le permite alojar al borde inferior del pistón y con ello se logra que el pistón se desplace de forma exacta y sin holguras hasta su desplazamiento máximo superior y regrese, empujado por el muelle hasta su posición básica inferior. Sobre la base del pistón está apoyada la regulación del propulsor de rodillos y este último se apoya sobre la leva del eje de levas de la bomba de inyección. Cuando el eje de levas gira, la leva empuja al propulsor y el propulsor empuja al pistón por medio de su base, retornando a su posición original cuando la leva ha dejado de atacar al propulsor.

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EL EJE DE LEVAS DE LA BOMBA DE INYECCIÓN LINEAL Cada bomba de inyección lineal dispone de un eje de levas, similar al eje de levas del motor de combustión interna, pero que cumple con otra función importante y diferente. El eje de levas de la bomba se encarga de empujar a los propulsores de rodillos, para que cada pistón o elemento de la bomba pueda producir la presión de combustible para cada inyector del motor. En un motor de cuatro cilindros, por ejemplo, el eje de levas de la bomba inyectora dispondrá de cuatro levas, dispuestas cada 90 grados de giro, ya que deberá generar presión sobre cada elemento y para cada inyector, cada 90 grados de giro. Como el eje de levas de la bomba está engranado con el motor en una relación de 2:1 con el cigüeñal o en una relación de 1:1 con el eje de levas, para que la inyección corresponda con el trabajo de los cilindros del motor, los mismos que trabajan cada 180 grados de giro del eje cigüeñal (media vuelta). En los casos de motores de seis cilindros, el eje de levas de la bomba de inyección tendrá seis levas, dispuestas cada 60 grados de giro.

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FORMAS DE LAS LEVAS DEL EJE DE LAS LEVAS De igual forma, dependiendo del tiempo en el cual los pistones de los elementos de la bomba deben permanecer en su punto máximo superior y en el punto máximo inferior dependerá el diseño del perfil de las levas, así como del sentido de giro dentro de la bomba de inyección. De este perfil dependen muchos parámetros, como por ejemplo el tiempo de llenado del cilindro con el combustible venido desde la cámara de presión constante. También de este perfil dependerá el tiempo de descarga de la presión cuando el corte helicoidal coincida con el orificio de llenado de la cámara de presión constante. Un aspecto importante tomado en cuenta para este diseño es también la suavidad de trabajo y el menor ruido mecánico que puedan producir las levas al empujar a los propulsores de rodillos. Por ejemplo si el perfil es creciente progresivo durante el empuje y corta rápidamente, tendrá el motor una reacción y desempeño diferente que si el perfil de la leva es simétrico.

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ALTURA DE LAS LEVAS DEL EJE DE LAS LEVAS La altura de la leva producirá el desplazamiento total del pistón o elemento de la bomba dentro del cilindro, desde su posición básica inferior hasta su recorrido máximo superior. Si el diámetro del pistón es de 8 milímetros por ejemplo, podrá entregar menor caudal de combustible hacia el inyector que otro pistón que tiene 9 ó 10 milímetros de diámetro, considerando a la misma altura de la leva. Jugando con estos dos factores, tanto con la altura de la leva como con el diámetro del pistón, se han fabricado bombas de inyección idénticas en tamaño, pero con diferentes alturas de sus levas y también con diferentes diámetros de pistones, para acoplarlas a motores de diferentes cilindrajes o simplemente motores que requieran menores o mayores caudales de inyección de combustible.

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VALVULA DE RETENCIÓN Y DESCOMPRENSION

El combustible que es presionado y enviado hacia el inyector debe atravesar una válvula, localizada sobre la parte superior del cilindro. Esta válvula mantiene retenida la presión del combustible dentro de la cañería, combustible que fue enviado anteriormente al inyector. La válvula deja salir la nueva presión generada y se cierra cuando el pistón deja de enviar el combustible, manteniendo una presión en la cañería, trabajando como válvula "check". Para evitar que el inyector quede "goteando", la válvula dispone de un borde cilíndrico bajo el asiento cónico de cierre. El volumen de combustible alojado entre el borde cilíndrico y el asiento cónico logra descomprimir o bajar la presión de la cañería, ya que el volumen total del combustible disminuye dentro de ella, debido a que se aloja un porcentaje del combustible en ese espacio.

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TRABAJO DE LA VALVULA DE RETENCIÓN Y DESCOMPRENSION

Desde el momento en el cual el pistón tapona al orificio de llenado se inicia la etapa de presión y envío del combustible hacia el inyector. La presión generada dentro del cilindro empuja a la válvula de retención y descompresión, saliendo el combustible hacia la cañería y de él hacia el inyector. Este último pulverizará al combustible dentro de la cámara de combustión del motor, inflamándose al contacto con el aire caliente. Cuando el pistón de la bomba deje de comprimir al combustible, debido a que la presión retorna hacia la cámara de presión constante, la válvula se cierra, descomprimiendo primeramente la presión que queda dentro de la cañería, manteniéndose una presión un poco más baja, pero insuficiente para abrir al inyector, evitando con ello que se quede goteando en la cámara.

CAÑERÍAS DE PRESIÓN PARA LOS INYECTORES La presión que entrega la bomba a cada uno de los inyectores del motor es enviada a través de las cañerías de alta presión, las mismas que están ajustadas en uno de sus extremos a la salida del racor o capuchón roscado de cada cilindro y en el otro extremo en el racor del inyector. Las cañerías tienen un pequeño orificio y la sección de las paredes del tubo es gruesa, debido a que

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debe soportar altas presiones. La longitud de todas y cada una de las cañerías debe ser igual, ya que deben transportar en el mismo tiempo la presión a cada uno de los inyectores, cuando cada inyector lo requiere, de acuerdo al orden de trabajo de ellos, ya que de otra forma el motor trabajaría de forma inestable.

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TRABAJO DE LA BOMBA DE INYECCIÓN LINEAL Hasta este momento hemos revisado el diseño de los pistones de la bomba, la forma de elevar presión y el trabajo de limitación de la presión. También hemos revisado el proceso de apertura de la válvula y su trabajo de retención y descompresión del combustible dentro de la cañería. Ahora nos corresponde analizar el proceso de control de aceleración, control del caudal del combustible que se debe enviar hacia los inyectores y la forma de apagar al motor diesel. El conductor presiona al pedal del acelerador para acelerar al motor y este movimiento, por medio del control del gobernor" se transporta al sistema de control del caudal, quien se encarga de girar a todos los pistones en un ángulo que le permita entregar el caudal de combustible que necesita el motor, en el determinado número de revoluciones a los cuales está girando. Si el motor gira a menos revoluciones, el giro de los pistones será muy leve, reduciendo el caudal de entrega, pero aumentará el giro y el caudal cuando las revoluciones del motor aumenten y requiera mayor caudal. De este trabajo se encargará el gobernor, tema que lo trataremos después de analizar el proceso de control. Para apagar el motor en cambio, los pistones serán obligados a girar hasta que el corte o ranura helicoidal de los pistones coincidan con el orificio de llenado, dejando de enviar el combustible a los inyectores, ya que no se produce presión porque se corta el envío del combustible.

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CONTROL DE CADUAL DE COMBUSTIBLE CON CREMALLERA Uno de los dos procedimientos utilizados para controlar el caudal de combustible de la bomba lineal es utilizando una cremallera y un segmento dentado fijado al pistón de cada cilindro. El desplazamiento lineal de la cremallera obliga a girar angularmente al segmento dentado, segmento que "abraza" al pistón. Durante este giro angular, el corte helicoidal o la ranura helicoidal le permitirá al pistón descubrir al orificio de llenado apenas inicia su carrera ascendente, justamente cuando el motor está en revoluciones mínimas (Ralentí), por lo tanto el caudal inyectado será mínimo. Cuando el segmento dentado gira más, el caudal que se logrará inyectar será mayor, ya que el corte helicoidal del pistón permitirá inyectar un mayor recorrido hasta encontrase con el orificio de llenado, por lo tanto el motor trabajará a medias revoluciones.Cuando el pistón ha girado un ángulo mayor, obligado por el segmento dentado, casi todo o todo el desplazamiento lineal del pistón será aprovechado para producir presión y envío de combustible hasta el inyector y en este caso el motor estará trabajando en carga máxima. Para apagar al motor, la cremallera obliga al segmento dentado a girar hasta que las ranuras verticales del pistón coincidan con los orificios de llenado, de tal manera que no existe envío de combustible.

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CONTROL DE LA CREMALLERA SOBRE LOS SEGMENTOS DENTADOS Vimos el trabajo individual de un pistón y su segmento dentado, el cual es obligado a girar por la Cremallera para modificar el caudal de entrega de combustible a los inyectores. Este giro de los segmentos dentados de una bomba deberá ser de forma exacta para todos y cada uno de los cilindros de la bomba de inyección, para que el caudal de entrega sea de igual manera exacta para cada cilindro del motor. De esta forma, una bomba de inyección lineal dispondrá de tantos segmentos dentados como el número de cilindros y pistones disponga, que serán igual al número de cilindros del motor en el cual está instalada la bomba de inyección lineal. La cremallera será única y deberá obligar a girar a todos los segmentos dentados de forma simultánea, para que todos los pistones entreguen el caudal necesario a cada inyector del motor, cuando le corresponda esta entrega, que será, de acuerdo al orden de encendido del motor, ya que las levas de la bomba seguirán impulsando a los pistones cada 90 grados de giro.

DISEÑO Y PARTES DE UNA BOMBA LINEAL CON CREMALLERA La bomba del tipo A es aquella bomba lineal que dispone de una cremallera que controla el giro de todos y cada uno de los segmentos dentados, cuya función es, repetimos, obligar a cada pistón a irar un cierto ángulo, para que dosifique el caudal del combustible que necesitamos enviar a los inyectores del motor. Como podemos observar en el video, la bomba nos muestra una vista frontal de los elementos que empujan y controlan al pistón durante su carrera ascendente, es

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decir la leva del eje de levas que empuja al propulsor de rodillos, el propulsor que se encarga de empujar al pistón por medio del tornillo y tuercas de regulación de altura, tema que lo trataremos adelante cuando nos refiramos a las regulaciones y calibraciones de la bomba. La cremallera de la bomba se encarga de girar al segmento dentado y este al pistón, mientras el movimiento ascendente y descendente se produce durante el trabajo de elevación y envío de presión del combustible hacia el inyector.

CONTROL DE CAUDAL DE COMBUSTIBLE CON CREMALLERA Toda bomba de inyección lineal dispone de dos tipos básicos de pistones: Pistones con ranuras verticales y cortes helicoidales (inclinados) y otros pistones que tienen un orificio interno vertical y una ranura helicoidal o inclinada, conectados entre sí. Ambas formas han sido diseñadas para limitar el caudal de envío del combustible, ya que como sabemos, el recorrido del pistón siempre será el mismo, debido al empuje de la leva y su altura. Para limitar o regular el caudal de envío hacia el inyector, simplemente se girará al pistón para que el corte o ranura helicoidal permita retornar al combustible comprimido hacia la cámara de alimentación.

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CONTROL DE CAUDAL DE COMBUSTIBLE CON REGLETA Otra de las formas utilizadas para controlar el giro de los pistones y por lo tanto del caudal de inyección, es utilizando una regleta ranurada, que durante su desplazamiento longitudinal obliga a girar un cierto ángulo a unas palancas, y estas últimas a los pistones de la bomba. De la misma manera que el control con cremallera, el giro de los pistones permite enviar poco caudal de combustible en revoluciones mínimas del motor (Ralentí), mayor caudal en carga parcial o medias revoluciones y un máximo caudal cuando los pistones han girado hasta su tope máximo.

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TRABAJO DE CONTROL DE CAUDAL DE COMBUSTIBLE CON REGLETA Si la regleta mantiene al pistón en la posición en la cual la ranura o corte vertical coincide con el orificio de llenado, el envío será NULO, lo que significa que no se envía combustible hacia los inyectores y el motor se apagará. Para mantenerlo en Ralentí la regleta es empujada un pequeño recorrido por una palanca del gobernor, de tal manera que un sector del corte helicoidal permite inyectar poco combustible durante la carrera inicial del pistón y luego se corta el combustible. En revoluciones medias se gira al pistón a media distancia del corte helicoidal y en caudal máximo hasta la parte más alta del corte helicoidal, como lo podemos observar en el siguiente video.

De igual manera, la regleta deberá comandar el giro simultáneo de todos los pistones de la bomba lineal y para ello necesitará tantas ranuras como número de cilindros posea el motor. En el ejemplo hemos instalado un control de cuatro cilindros, y podemos ver el movimiento longitudinal de control de la regleta de forma sincronizada con los cuatro pistones.

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DISEÑO DE UNA BOMBA DE INYECCIÓN CON REGLETA La estructura y diseño básico de la bomba lineal de este ejemplo, cuyo control de caudal sobre el giro de pistones está basado en una regleta en lugar de la cremallera del ejemplo anterior, cumple con la función de forma idéntica. Cuando la regleta se desplaza longitudinalmente, empujada o halada por el sistema de palancas del gobernor de la bomba de inyección, esta obliga a girar a todos y cada uno de los pistones, pero de manera simultánea y exacta, para que ellos produzcan el mismo caudal de inyección a sus inyectores.

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Ahora que hemos revisado el funcionamiento de la bomba de inyección, los elementos, es decir tanto el pistón como el cilindro y la forma de controlar el caudal, revisemos el esquema de una bomba completa, para familiarizarnos con su estructura.

BOMBA DE INYECCIÓN LINEAL TIPO “PES” EN CORTE En el siguiente esquema podemos apreciar ya una bomba completa en corte, bomba que dispone del sistema de control con regleta. En las partes de la bomba podemos revisar a todos y cada uno de los elementos, su estructura, su forma externa y específicamente a los elementos que generan la presión dentro del cilindro, como el eje de levas, el propulsor de rodillos, el pistón dentro del cilindro, la válvula de retención y descompresión dentro del capuchón roscado.

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Hemos anotado durante las explicaciones anteriores que el sistema de control, ya sea de cremallera o de regleta, deberá ser "comandado" o "controlado" por el Gobernor de la Bomba de Inyección lineal. Este control está relacionando las necesidades específicas de combustible del motor en todas las condiciones de manejo y justamente es el Gobernor quien, dependiendo de la aceleración imprimida por el conductor, el número de revoluciones de giro, la carga del Turbo compresor y otros factores no menos importantes, se encargará de recorrer a la cremallera o a la regleta la cantidad necesaria para dar a los inyectores del motor la cantidad de combustible óptimo para todas las etapas. En el gráfico podemos apreciar a una Bomba de Inyección lineal, la misma que ha sido diseñada para compensar todos los factores relacionados con el buen desempeño del motor diesel.

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Debido a que toda bomba de Inyección lineal tiene diferentes características, regulaciones y diseños, todos acordes al motor en el cual están instaladas, revisemos un cuadro de la Firma alemana Bosch, en el cual nos describe el código que viene estampado en cada una de ellas.

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EL GOBERNOR NEUMÁTICO DE LA BOMBA LINEAL DIESEL Iniciaremos explicando que la función del Gobernor de una Bomba Lineal es controlar de forma exacta el recorrido de la cremallera o de la regleta, de acuerdo al tipo empleado en la bomba, para cubrir con las necesidades de combustible del motor. Estas necesidades de combustible significan una dosificación exacta de diesel inyectado en la cámara de combustión, para lograr una mezcla exacta de aire‐combustible, pero, repetimos, en cada condición del motor. Por ejemplo la cantidad de diesel entregado en la etapa de arranque no será igual a la etapa de revoluciones en Ralentí o marcha mínima, tampoco en medias revoluciones del motor o carga parcial, en carga máxima o carga total será igual diferente, así como con menor o mayor carga del Turbo compresor, etc., etc. También otras condiciones diferentes podrán ser una mayor o menor altura del motor diesel sobre el nivel del mar, debido a la disminución de la cantidad del Oxígeno en el aire aspirado cuando existe mayor altura, momento en el cual la bomba o su gobernor deberá disminuir la cantidad de combustible, ya que no compensarlo, el motor emitirá una gran cantidad de humo negro. Estas y otras importantes funciones de control las deberá realizar el gobernor de la Bomba Inyectora.

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EL GOBERNOR NEUMÁTICO DE LA BOMBA LINEAL DIESEL Conocemos de antemano que el motor diesel convencional no necesita de una mariposa para controlar la aceleración del motor, ya que el control solamente lo realiza la bomba de inyección, modificando el caudal de combustible para acelerar o desacelerar al motor. En el caso del Gobernor neumático, el pedal del acelerador controla la palanca de aceleración de la Bomba y simultáneamente al eje de la mariposa de aceleración, para que la dosificación del combustible inyectado esté acorde al vacío o depresión que se forma en la mariposa de aceleración y se relacione el caudal del aire aspirado con el combustible a inyectarse. Por lo tanto, la depresión que se produce en la mariposa de aceleración será la encargada de "comandar" al Gobernor de la bomba y este Gobernor se encargará de desplazar a la cremallera para que los segmentos dentados de cada pistón de la bomba giren el ángulo necesario para entregar el caudal de combustible adecuado a las necesidades del motor. El vacío producido o la depresión del motor jalan al diafragma en contra del muelle calibrado, desplazando a la cremallera de control.

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TRABAJO DEL GOBERNOR NEUMÁTICO DE LA BOMBA LINEAL Para entender de mejor manera el proceso de depresión ocasionado en la mariposa de aceleración, localizada en el colector común de admisión del motor, observemos las figuras. Cuando el motor inicia su giro, la aspiración de cada cilindro se dirige hasta la boca del colector, lugar en el cual está alojada la mariposa, que se encarga de cerrar ya brir este paso.Junto al eje de la mariposa se ha localizado un vénturi, lugar por el cual el aire succionado por el motor pasa a gran velocidad, ocasionando una gran depresión en el tubo que se dirige hacia la cápsula neumática del gobernor de la bomba. Esta depresión ocasiona que el diafragma se desplace en contra del muelle calibrado y desplace al mismo tiempo a la cremallera de la bomba a la posición básica, es decir en la posición de Ralentí.Al irse abriendo la mariposa, la depresión que se ocasiona en el vénturi es cada vez menor mientras más se abre, ya que el aire pasa hacia los cilindros con menor "restricción" o con mayor facilidad.Cuando la depresión se va perdiendo, la cremallera automáticamente se va desplazando hacia la posición de mayor caudal, debido a la disminución de depresión y al empuje del muelle calibrado.

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DISEÑO Y PARTES DE UNA BOMBA LINEAL CON CREMALLERA DE CONTROL Nos hemos referido al vacío o depresión del motor como el agente encargado de "medir" las necesidades de combustible del motor, ya que la bomba de inyección y específicamente el Gobenor neumático controla este caudal de acuerdo al desplazamiento de la cremallera, la misma que es halada por el diafragma cuando tiene mayor depresión y en menor desplazamiento cuando la depresión disminuye, como lo podemos observar en el video.

DISEÑO DEL GOBERNOR NEUMÁTICO DE LA BOMBA LINEAL

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Este Gobernor ha sido cuidadosamente diseñado para la función de controlar el recorrido de la cremallera, como hemos dicho, de acuerdo al vacío ocasionado por el motor. El vacío o depresión ingresan a una cámara eN la cual el diafragma es atraído en contra del muelle calibrado. En el tope final del recorrido máximo está instalado un tornillo de regulación de combustible para marcha Máxima, tornillo que dispone de un muelle de amortiguación. Cuando el Diafragma está en reposo o sin depresión, el muelle de retorno empuja a la cremallera en contra del Balancín y este se apoya en el tope de Ralentí, quien dispone de otro muelle de amortiguación, muelle que al mismo tiempo permite desplazar al balancín durante el apagado del motor.

APAGADO DEL MOTOR Para apagar el motor debemos desplazar a la cremallera hasta que el corte vertical de los pistones coincida con el orificio de llenado, para que el envío sea nulo. En este momento, aunque los pistones sigan subiendo y bajando, el combustible no puede ser comprimido y como no se envía combustible a los inyectores, el motor se apagará. Para apagar al motor en este sistema de gobernor neumático, la perilla de parada es empujada por el conductor. En este momento la

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palanca de parada empuja al balancín, quien obliga a la cremallera a desplazarse, comprimiendo el muelle del tope de Ralentí, por lo tanto los pistones coinciden con el corte vertical y se deja de enviar el combustible a los inyectores, apagándose el motor.

MOTOR EN ACELERACIÓN MÁXIMA Cuando aceleramos al máximo, para obtener la mayor potencia del motor con el mayor caudal, la depresión mayor obliga al diafragma a halar a la cremallera hasta el tope máximo. En ese momento la cremallera topa en el tornillo de regulación del máximo caudal y este desplazamiento ha obligado a los pistones de la bomba de inyección a girar hasta que el corte helicoidal coincida con el mayor desplazamiento y por lo tanto el caudal entregado será el máximo. El tope de máximo caudal podrá cambiar este recorrido si se lo atornilla o desatornilla, regulación que deberá realizarse en un banco de pruebas, de acuerdo al motor en el cual vaya instalada la bomba de inyección y de acuerdo a las necesidades específicas de cada motor.

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MOTOR EN ACELERACIÓN MEDIA Cuando aceleramos poco, la depresión ocasionada por el motor podrá halar al diafragma para que este hale a la cremallera, de acuerdo a las necesidades propias del motor en estas condiciones. Para ello la cantidad de depresión ocasionada halará a la cremallera tanto como depresión exista en esta etapa, girando a los pistones de la bomba a medio recorrido angular. Con este giro, los pistones entregarán un caudal medio de combustible, entregando este combustible a los inyectores para que el motor trabaje de forma estable, de acuerdo a la cantidad de aire que está ingresando al colector de admisión.

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CORRECCIONES DEL GOBERNOR NEUMÁTICO Si revisamos cuidadosamente el esquema, notaremos que en este nuevo gobernor se ha instalado una leva y un pistón con muelle, que actúan liberando a la cremallera, para que su recorrido adicional aumente el recorrido del desplazamiento que ocasiona la depresión. Esta innovación se diseñó para ayudar a enriquecer el caudal de combustible mientras se acelera, ya que la depresión del motor no siempre es la manera suficiente para desplazar a la cremallera de acuerdo a las reales necesidades del motor durante esta etapa de aceleración. Cuando el acelerador es empujado, una segunda varilla obliga a la palanca auxiliar a girar la leva y en ese momento el pistón permite desplazarse un mayor recorrido al eje de la cremallera. Esta desplazamiento adicional ayuda notablemente al Gobernor, especialmente en las etapas de arranque del motor, ya que en este estado la depresión sobre el diafragma del gobernor es insuficiente para desplazar a la cremallera en su carga máxima, caudal importantísimo para el encendido del motor.

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DISEÑO DEL GOBERNOR NEUMÁTICO MODIFICADO En el gráfico podemos revisar la nueva estructura del gobernor, al mismo que se le ha adicionado una palanca, una leva de liberación y un pistón con muelle para desplazar la cremallera. La palanca de aceleración empuja por medio de la palanca auxiliar al pistón y este empuje ayuda a desplazar aún más a la cremallera. Este recorrido anterior, repetimos, fue realizado por la depresión ocasionada en el vénturi de la mariposa de aceleración. Con este recorrido extra, la cremallera puede girar un ángulo mayor a los pistones, para que estos puedan entregar en este momento un caudal adicional de combustible, ya que la mariposa se ha abierto bruscamente ya ingresado mucho aire para las necesidades de este momento del motor. El muelle del pistón amortigua este empuje, para que esté acorde al desplazamiento y a las necesidades del motor en las etapas de media a aceleración.

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TRABAJO DE AMORTIGUACIÓN EN CAUDAL MÁXIMO Cuando se acelera a fondo, la depresión que hala al diafragma del Gobernor permite llegar hasta el tope de regulación máxima solamente, que en este caso es el caudal que requiere el motor. Pero este desplazamiento empuja al tornillo de tope y ocasiona que el pistón sea empujado con cierta fuerza y el muelle del pistón se comprime. Esta compresión del muelle y pequeño desplazamiento del pistón se encargan de amortiguar el recorrido máximo de la cremallera y esto permite al motor estabilizarse y oscilar amortiguadamente durante su operación a altas revoluciones y con aceleración media, sin acción del giro de la leva.

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TRABAJO DE LA LEVA CON AUMENTO DEL CAUDAL MÁXIMO En el video se puede notar el trabajo que realiza la leva, que inicialmente servía de tope del recorrido normal de la cremallera, debido al trabajo de la depresión del motor sobre el diafragma, pero que permite un mayor recorrido cuando el pedal del acelerador libera a este tope, ya que la leva al girar permite un mayor recorrido de la cremallera. Con este recorrido adicional el caudal de inyección aumenta y el motor responde con un mejor torque, especialmente cuando el vehículo necesita un mayor empuje, por ejemplo en una subida. Cuando el pedal del acelerador se suelta, la leva regresa a su posición original, empujando al pistón para que obligue a la cremallera a regresar también, disminuyendo el caudal inyectado.

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APAGADO DEL MOTOR CON EL GOBERNOR NEUMÁTICO Recordemos el proceso de apagado del motor en el tipo de Gobernor neumático. Cuando el conductor opera la perilla de apagado, se transmite el empuje de esta perilla hasta el balancín del gobernor y este se encarga de empujar a la cremallera hasta la posición de envío nulo. Esto significa que los pistones giran para coincidir la ranura vertical con los orificios de llenado de los cilindros, momento en el cual la entrega de combustible se limita, apagándose el motor.

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BOMBA INYECTORA LINEAL CON GOBERNOR NEUMÁTICO Ahora que hemos revisado el trabajo del Gobernor neumático podremos darnos cuenta que este gobernor, si bien es cierto tiene un diseño que relaciona las necesidades de aire del motor con sus necesidades de combustible, el trabajo no resulta muy exacto, porque la depresión en el colector no es muy exactamente medida, ya que depende mucho del estado del motor, de posibles ingresos de aire adicional, variantes que pueden provocar desajustes en el buen funcionamiento del mismo Gobernor. Esto ha ocasionado variaciones en el desempeño del motor, y por lo tanto consumo excesivo de combustible, inestabilidad y reducción de potencia, así como en la emisión de muchos humos contaminantes, por lo cual este Gobernor ha sido desplazado por el Gobernor mecánico de contrapesos, del cual hablaremos en el siguiente capítulo.

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EL GOBERNOR MECÁNICO O DE CONTRAPESOS DE LA BOMBA LINEAL Si recordamos el diseño del Gobernor Neumático, el mismo que aprovechaba la depresión del motor para desplazar a la cremallera y controlar con ello el caudal de combustible, podremos compararlo rápidamente con el Gobernor mecánico de contrapesos. Este Gobernor de contrapesos cambia totalmente el diseño anterior, que como dijimos, tenía muchos inconvenientes, ya que no trabajaba de forma muy exacta y esto ocasionaba un rendimiento bajo en el motor diesel, además de muchas emisiones de humo negro y falta de potencia. El nuevo Gobernor aprovecha la fuerza centrífuga que empuja a unos contrapesos en contra de unos muelles calibrados. Este desplazamiento controlará el desplazamiento de la cremallera de la Bomba, por lo que podemos decir que la velocidad de giro de la bomba sirve para determinar el caudal del combustible a inyectarse, de acuerdo al aire aspirado y en todas las etapas y condiciones de aceleración.

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TRABAJO BÁSICO DE LOS CONTRAPESOS DEL GOBERNOR El eje de levas de la Bomba de Inyección está alojando en su parte posterior a la base o soporte de los contrapesos y los muelles calibrados y por lo tanto los contrapesos giran en conjunto con el eje de levas. Los contrapesos, debido a la fuerza centrífuga que se produce por el incremento de giro del eje, tienden a desplazarase hacia afuera, en contra de los muelles calibrados. Mientras mayor sea la fuerza de giro del eje, mayor será la fuerza centrífuga y mayor el desplazamiento de los contrapesos, quienes van comprimiendo a los muelles durante su recorrido. Este desplazamiento de los contrapesos se transporta por medio de balancines y palancas hasta la cremallera de la bomba, obligándola a desplazarse. El desplazamiento de la cremallera será acorde al número de revoluciones del motor, o lo que es lo mismo, con el número de revoluciones del eje de la bomba, por lo que se relacionará la cantidad de combustible entregado con las necesidades del aire aspirado por el motor.

TRABAJO BÁSICO DE LOS CONTRAPESOS CON POCA ACELERACIÓN (RALENTI) Cuando el acelerador no está accionado o simplemente se lo suelta, la palanca llega al tope de Ralentí, cambiando con ello el punto de apoyo de la palanca de aceleración, obligando a la cremallera a retornar a su posición básica. Cuando los contrapesos son obligados a salir por la

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fuerza centrífuga, estos halan al eje corredizo y este a su vez hala a la palanca de aceleración. Como el punto de apoyo de la palanca ha subido, la cremallera es desplazada un poco recorrido, dando con ello poco giro a los pistones y también poco caudal de combustible hacia los inyectores. En el video que observamos se ha exagerado el desplazamiento de los contrapesos, con el único objeto de dar una mejor idea del proceso y de la relación de palancas que obligan a recorrer muy poco a la cremallera. Sabemos que el desplazamiento de los contrapesos será mínimo con bajas revoluciones de la bomba en Ralentí.

TRABAJO BÁSICO DE LOS CONTRAPESOS CON MEDIA ACELERACIÓN Cuando empujamos el acelerador, cambiamos automáticamente el punto de apoyo de la palanca de aceleración y con ello cambiaremos el desplazamiento de la cremallera, dando mayor caudal de inyección al motor, justamente cuando está girando con mayor velocidad. También en este video hemos exagerado el desplazamiento de los contrapesos, pero con la finalidad de comprender mejor que el cambio del punto de apoyo influye en mayor recorrido de la cremallera de control.

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Podemos observar que la distancia entre el punto de apoyo de la palanca de aceleración y el eje corredizo ha disminuido, dando mayor longitud de palanca para el recorrido de la cremallera y por esta razón obtendremos mayor caudal de combustible.

TRABAJO BÁSICO DE LOS CONTRAPESOS CON ACELERACIÓN MÁXIMA Cuando desplazamos a la palanca del acelerador hasta su tope de máxima aceleración, el punto de apoyo de la palanca de aceleración también cambia. La relación de palancas es mucho más grande aún que en el caso anterior, lo que significa que poco desplazamiento de los contrapesos ocasionará un gran desplazamiento de la cremallera de control. Al tener un gran desplazamiento la cremallera, el caudal entregado será el máximo, ya que los segmentos dentados han sido obligados a girar a plena carga y los pistones prácticamente no limitan el caudal de combustible en esta etapa. Como nos hemos dado cuenta, el caudal de combustible será mayor mientras el punto de apoyo de la palanca de aceleración esté más bajo, ya que con ello se cambia la relación de palancas.

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RELACIÓN DE PALANCAS AL CAMBIAR EL PUNTO DE APOYO Como nos hemos dado cuenta, el caudal de combustible será mayor mientras el punto de apoyo de la palanca de aceleración esté más bajo, ya que con ello se cambia la relación de palancas. Con poco empuje de los contrapesos se logra un gran recorrido de la cremallera cuando el punto de apoyo está más abajo, de acuerdo al esquema. En cambio, con un punto de apoyo hacia arriba, el recorrido de la cremallera será menor, aunque el empuje de los contrapesos sea mayor.

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CONTRAPESOS CON TRES MUELLES Y CONTROL TOTAL Los contrapesos anteriormente explicados tenían a un solo muelle calibrado que se encargaba de retornar al muelle a su posición original. Este diseño básico no es suficiente para controlar el desplazamiento de la cremallera en todos los rangos de velocidad o giro de la bomba de inyección, ya que las regulaciones de caudal deben darse en revoluciones mínimas, en media aceleración y en revoluciones máximas.Para ello se diseñan los Gobernores con dos o tres juegos de muelles. En el caso de dos muelles, el primero servirá para revoluciones de Ralentí y el otro muelle para máximas revoluciones, pero el gobernor no controla el caudal a medias revoluciones, por lo que se instala en motores en los cuales no requieren de un control exacto en esa etapa intermedia. Para motores que requieren un control exacto en todo rango de revoluciones se instalan tres juegos de muelles, para que el caudal de entrega sea progresivo, de acuerdo a las necesidades de cada etapa de aceleración, brindando con ello gran control y estabilidad del motor. Podemos observar en el video el trabajo de los tres muelles y vemos en el esquema su diseño.

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CAMBIO DEL PUNTO DE APOYO DE LA PALANCA DE ACELERACIÓN Revisemos nuevamente el proceso de aceleración y el recorrido de la cremallera, ya que en cada etapa de revoluciones del motor se requerirá, que la cremallera entregue diferentes caudales de inyección. Por ejemplo en la etapa de arranque se necesitará el mayor caudal de inyección para que el motor inicie su marcha y para ello la cremallera deberá recorrer hasta su tope máximo, aunque los contrapesos prácticamente no actúan, debido al giro muy lento del eje de levas de la bomba. En la etapa de Ralentí se necesita poco caudal de combustible y poco recorrido de la cremallera, aunque las revoluciones sean bajas y el recorrido de los contrapesos sea mínimo. En medias revoluciones tendremos un desplazamiento medio de los contrapesos, pero como el acelerador ha cambiado el punto de apoyo, el recorrido de la cremallera será mayor, entregando con ello un caudal suficiente de combustible.

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CAMBIO DEL PUNTO DE APOYO DE LA PALANCA DE ACELERACIÓN En aceleración máxima, en cambio, las revoluciones son altas del eje de levas, por lo que los contrapesos se desplazarán hasta su máximo tope. En este momento, dependiendo de la posición del acelerador y del punto de apoyo de la palanca de aceleración, la cremallera recorrerá un menor o mayor recorrido, entregando menos o más combustible. Finalmente podemos decir que, cuando el motor debe limitarse en su aceleración, debido al peligro de "desbocarse", el gobernor deberá actuar para que, aunque el desplazamiento de los contrapesos sea el máximo, deberá regresar a la cremallera a la posición casi nula, entregando una cantidad insuficiente de combustible, que obliga al motor a limitarse. Por lo tanto, el trabajo conjunto de los contrapesos, del acelerador y del punto de apoyo de la palanca de aceleración permitirán recorrer a la cremallera en una dirección u otra, para permitir entregar el caudal de combustible que requiere el motor y al llegar a las revoluciones máximas permitidas, deberá cortar la entrega de combustible, regresando a la cremallera.

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ACELERACIÓN Y APAGADO DEL MOTOR DIESEL CON GOBERNOR Una Bomba Lineal que tiene instalada a un Gobernor Mecánico de contrapesos necesita del acelerador, el mismo que es comandado por el conductor para acelerar o desacelerar al motor. La bomba se encarga de entregar el caudal necesario de combustible a los inyectores de acuerdo al número de revoluciones de giro de su eje de levas y no directamente de la cantidad de aceleración que está imprimiendo el conductor sobre el pedal del acelerador, y justamente la función del Gobernor es controlar este caudal de acuerdo a las regulaciones que han sido diseñadas para el motor específico en el cual se ha instalado esta bomba. Aunque el conductor acelere a fondo, el Gobernor determina con exactitud la cantidad que debe inyectarse, de acuerdo a la posición de sus contrapesos y sus palancas de control. Para apagar el motor, un mecanismo (en los primeros sistemas) y un control eléctrico (en los últimos), por medio de una palanca empuja a la cremallera de control hasta la posición de entrega nula, es decir, permite que coincidan las ranuras verticales de los pistones con los orificios de llenado de los cilindros, y de esta forma los pistones no pueden generar alta presión hacia los inyectores, apagándose el motor.

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GOBERNOR PARA TODOS LOS RANGOS DE ACELERACIÓN Ahora que tenemos claro el proceso del trabajo del Gobernor mecánico podemos decir que cada Bomba de Inyección Lineal tendrá, de acuerdo en el motor en el cual está instalada, de la sensibilidad y exactitud del trabajo y la aplicación que se desee dar, un tipo de gobernor acorde a estos parámetros. En el gráfico podemos observar un Gobernor RQV, que es un sistema mucho más complejo de palancas y muelles que "gobiernan" el caudal del combustible a inyectarse en todo rango de revoluciones del motor y de la Bomba Inyectora. Control del Gobernor en todos los rangos significa que el Gobernor deberá controlar el caudal de inyección en Arranque, Ralentí o revoluciones mínimas, carga parcial o etapa de aceleración y en carga total o en revoluciones máximas del motor. Este diseño instalado en el motor diesel moderno le permite ser muy eficiente, con gran potencia y torque en todas las condiciones de aceleración y con ello se logran niveles de emisiones muy bajas, ya que el control de combustible es muy exacto en todas ellas.

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EL COMPENSADOR DE CARGA DEL TURBO CARGADOR La estructura de un Gobernor mecánico puede ser más compleja de la estructura que hemos podido revisar, ya que puede tener algunos sistemas adicionales de compensación, tales como el compensador de carga del Turbo cargador y otras compensaciones, que las analizaremos luego. Cuando el motor diesel con bomba lineal tiene instalado un Turbo cargador, el volumen de aire que logra aspirar el motor será mucho menor que el volumen de aire que ingresa cuando un Turbo le envía aire comprimido.Podemos entender este fenómeno ya que el volumen de aire comprimido por el Turbo contiene mucha mayor cantidad de moléculas de Oxígeno para ser combustionadas con el combustible inyectado y por esta razón se necesitará "compensar" este exceso de aire con un aumento proporcional de combustible a inyectarse. De esta función se encarga el Compensador de carga del Turbo, permitiendo un mayor recorrido de la cremallera de control cuando existe una presión de carga mayor. Para ello la presión de carga, además de enviarse al colector de admisión del motor, se envía a una cápsula instalada en la Bomba de inyección. La presión de carga del Turbo que ingresa empuja a un diafragma y el eje de este diafragma empuja a un balancín, quien modifica el tope del recorrido total de la cremallera. Con mayor recorrido de la cremallera, se obtendrá un mayor caudal de combustible inyectado y con ello se equipará la proporción aire‐combustible dentro de la cámara de combustión.

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BOMBA DE INYECCIÓN LINEAL CON COMPENSADOR DE CARGA DEL TURBO En la foto podemos apreciar la estructura de una bomba de inyección lineal que está provista del compensador de carga del Turbo. Este compensador es parte del diseño de la misma bomba y no es un elemento aparte necesariamente, es decir no es un sistema acoplable a una bomba que no lo posee, ya que el sistema es bastante complejo y pensado en el diseño para motores diesel que tienen turbo compresor instalado en Fábrica, con todas las regulaciones para que trabaje de forma ideal.

COMPENSACIÓN DE LA CARGA DEL TURBO En el siguiente esquema podemos notar el proceso de compensación de carga del turbo en otro tipo de Gobernor de una Bomba lineal. En este caso no el diafragma de la cápsula quien modifica de forma directa el recorrido de la cremallera, sino que esta modificación se realiza por medio de un sistema un tanto más complejo de palancas, como lo podemos observar en el esquema. El diafragma empuja a su eje en contra de un muelle calibrado y este recorrido libera al sistema de palancas, para que finalmente la cremallera sea empujada a un desplazamiento mayor al que estaba empujada por el sistema de palancas del Gobernor. Cuando la carga del turbo disminuye, el

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muelle obliga al diafragma a regresar a su posición original, regresando a la cremallera a su posición original.

COMPENSADOR DE CARGA DIRECTO A LA CREMALLERA Otro procedimiento de compensación es el que tenemos en la siguiente figura, llamado "LDA" por sus siglas en alemán, que significa un "Compensador de Carga en dependencia de la sobrealimentación del motor". Esto significa que el empuje del tope máximo del recorrido de la cremallera se incrementará aún más cuando la presión venida del Turbo empuje al diafragma y este empuje directamente a la palanca de la cremallera. Un muelle calibrado retorna al diafragma a su posición básica, es decir este muelle está calibrado para actuar en contra de la presión de carga. El caudal adicional que entrega la bomba dependerá del menor o mayor recorrido que le ocasione el empuje del diafragma del compensador, relacionándose de esta manera el aire que ingresa al motor con el caudal de inyección.

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COMPENSADOR ALTIMÉTRICO O BAROMÉTRICO Otra compensación importante que puede tener el Gobernor de una Bomba lineal es el Compensador Altimétrico o Compensador Baro‐métrico. Recordemos que la cantidad de moléculas de Oxígeno que posee el aire a nivel del mar se verá restado significativamente si el aire está aun a mayor altura sobre este nivel. Si la Bomba de inyección se ha calibrado para trabajar al nivel del mar y el motor diesel del vehículo debe trabajar a una mayor altura (por ejemplo a 2.000 metros de altura), la cantidad de combustible inyectado sería la misma en cada etapa de aceleración, pero si la cantidad de moléculas de Oxígeno dentro del aire aspirado a esta altura es menor, la relación de mezcla sería muy rica (demasiado combustible para la cantidad de Oxígeno del aire), tendiendo el motor a emitir una gran cantidad de humo negro. Para compensar esta diferencia de altura, se ha diseñado un Compensador que mantenga la relación ideal Aire‐ combustible en las diferentes alturas sobre el nivel del mar en las cuales pueda transitar el mismo vehículo, manteniéndose con ello un buen desempeño del motor pero "sin humo" y por ello sin contaminación hacia la Atmósfera. El compensador Barométrico está diseñado con una Cápsula llenada internamente con la presión Atmosférica a 0 metros de altura. Si la presión exterior es igual a la interior de la cápsula (por ejemplo a nivel del mar), la cápsula mantiene su espesor o volumen, pero este volumen de la cápsula será mayor cuando la presión atmosférica externa sea menor que la interior de la Cápsula. Este cambio de volumen de la cápsula empuja por medio de palancas al sistema de palancas del Gobernor de la Bomba de Inyección y con ello se controla y varía el recorrido de la cremallera de control, reduciéndose el caudal inyectado a mayor altura sobre el nivel del mar.

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TRABAJO DE LA CÁPSULA BAROMÉTRICA Como podemos darnos cuenta, la variación de la Presión Atmosférica se va reduciendo progresivamente mientras la altura sobre el nivel del mar es menor.La cápsula compensadora por lo tanto tenderá a aumentar su volumen, ocasionando que empuje al balancín y este permita un menor recorrido de la cremallera de control de la Bomba de Inyección. Dependiendo de un menor o mayor volumen de la cápsula se logrará menor o mayor recorrido total de la cremallera y con ello menor o mayor caudal de combustible inyectado respectivamente. En el video podemos observar el proceso, que nos enseña el diseño y trabajo del sistema de compensación.

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PARTES Y SISTEMAS DEL GOBERNOR DE LA BOMBA LINEAL DIESEL El Gobernor mecánico o de contrapesos de la Bomba Lineal Diesel puede ser diseñado de forma muy sencilla, como los que fueron diseñados para los primeros motores diesel. Pero como eran motores muy básicos y en ese momento no importaba nada más que funcionara lo más ágil posible, no se tomaron en cuenta los aspectos que han permitido ir modificando y mejorando tanto a la Bomba Inyectora y sobre todo a los controles del Gobernor, para que el motor moderno trabaje de forma eficiente en todo rango y en toda condición y además emita la menor cantidad de emisiones contaminantes hacia la Atmósfera. Ya que cada fabricante diseña sus propias bombas y gobernores para el motor, existen parámetros comunes que los vamos a tomar en cuenta, explicando los más importantes en un diseño moderno.

ESTRUCTURA DEL GOBERNOR DE LA BOMBA LINEAL DIESEL En el esquema que presentamos a continuación podemos observar la estructura, las partes y los sistemas completos de un Gobernor completo de una Bomba Lineal diesel y cada sistema importante de este Gobernor lo vamos a describir a continuación, relacionándolo con las explicaciones de los funcionamientos que hemos tratado en los capítulos anteriores.

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LA PALANCA DE ACELERACIÓN DE LA BOMBA DE INYECCIÓN Como recordamos, el conductor solamente debe presionar el pedal del acelerador, el mismo que acciona a la palanca de aceleración de la bomba de inyección, por medio de palancas o un cable de mando y no se requiere en un motor diesel girar una mariposa de aceleración en el colector. Solamente recordaremos que una mariposa de aceleración se requería en un motor diesel cuando el Gobernor de la Bomba debía funcionar con depresión o vacío del motor, y este sistema fue utilizado en versiones anteriores de bombas inyectoras. En el caso de la Bomba con Gobernor mecánico y contrapesos, la aceleración del motor solamente se controla girando la palanca de aceleración en la misma bomba. La palanca tiene dos topes regulables externos, el tope de Ralentí o revoluciones mínimas y el tope de aceleración máxima, como lo podemos ver en el esquema.

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LA PALANCA DE CONTROL Y PALANCA FLOTANTE El giro de la palanca de control o palanca de mando se encarga de girar a la palanca flotante. Este giro y desplazamiento de la palanca flotante cambiará el punto de apoyo tanto del empalmador de la cremallera, como de la palanca de tensión. Este cambio del punto de apoyo, recordemos, cambiará el recorrido de la cremallera, dependiendo del empuje que recibe la palanca de tensión del accionar de los contrapesos cuando adquieren mayor fuerza centrífuga.

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FUNCIÓN DEL MUELLE DE ARRANQUE Cuando el motor diesel está en la etapa de arranque y debido a que gira en muy bajas revoluciones durante ella, el Gobernor de la Bomba debe entregar el caudal máximo, ya que solamente de esta forma se asegura el encendido preciso del motor. Como los contrapesos prácticamente no actúan en esta etapa, ya que la fuerza centrífuga que tienen es nula, debido al giro lento del eje de levas de la bomba, el Gobernor se ha diseñado para que la cremallera se logre desplazar hasta el tope máximo, entregando con ello el gran caudal que requieren los inyectores del motor. Para lograr este objetivo se instala un muelle que empuja a la cremallera hasta este recorrido, ya que el sistema de palancas del gobernor lo permiten.

COMPENSACIÓN DEL CAUDAL DURANTE EL ARRANQUE Para liberar a la cremallera durante la etapa de arranque, una uñeta que sirve de tope para menor recorrido durante la operación normal de trabajo es liberada, justamente cuando la palanca mueve al balancín, recorriendo hacia abajo(en la figura) y permitiendo que la cremallera se desplace libremente. Esta figura no pertenece en realidad al Gobernor descrito, pero lo hemos representado para demostrar lo explicado y el proceso que queremos entender. Cuando la cremallera se desplaza en todo su recorrido, los segmentos dentados de los pistones son girados a pleno tope y los pistones pueden entregar el mayor caudal hacia los inyectores. Cuando el motor

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ya enciende, la cremallera regresa a la posición de Ralentí y el proceso de control del recorrido de la cremallera depende directamente del trabajo de los contrapesos y del sistema de palanca, tal como lo habíamos revisado anteriormente.

TRABAJO DE LOS CONTRAPESOS DEL EJE DE LEVAS Cuando el motor diesel gira, obliga a girar al eje de levas de la Bomba lineal a la mitad del número de revoluciones del cigüeñal. Este giro del eje de levas obliga a los contrapesos a salir por la fuerza centrífuga ocasionada y cada contrapeso empuja linealmente a la manga deslizante. Esta última se encarga de empujar a la palanca de pivoteo, para que la horquilla de control sea la encargada finalmente de empujar a la palanca de tensión. Podemos entender que el movimiento o desplazamiento de los contrapesos se ha transportado y cambiado en un giro de la horquilla de control y en un empuje de la palanca de tensión.

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COMANDO DE MOVIMIENTO DE LA PALANCA DE TENSIÓN Para controlar el caudal de acuerdo al accionamiento de los contrapesos, la horquilla de control recibe el empuje resultante del desplazamiento de ellos. Este empuje es transportado hasta la palanca de tensión y ella es la encargada de empujar a la palanca flotante. Dependiendo de la posición y desplazamiento de la palanca flotante, se desplazará una menor o mayor cantidad la cremallera de control, entregando el caudal adecuado de combustible.

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DESPLAZAMIENTO DE LA ORQUILLA DE CONTROL Para que la horquilla pueda desplazarse se ha instalado un eje guía o eje del gobernor, de tal manera que el asiento del muelle que está pivoteando en esta horquilla, sirva de buje de deslizamiento en el eje y de apoyo del muelle calibrado de retorno. Este desplazamiento de la horquilla, recordemos nuevamente, es causado por el trabajo de los contrapesos de acuerdo a la fuerza centrífuga causada por el giro del eje de levas de la bomba y será mayor si el número de revoluciones se incrementa.

EMPUJE DE LA LEVA DE TORQUE Con el desplazamiento de la Horquilla de control se consigue también empujar a la leva de torque, a través de un vástago de empuje, que actúa en contra de la leva y de un muelle calibrado. Esta leva de torque será la encargada de, dependiendo de la necesidad del motor, es decir dependiendo de la cantidad de aceleración y del número de revoluciones del motor, modificar el caudal de entrega de combustible en estas condiciones especiales. Decimos condiciones especiales, ya que no se está relacionando directa y únicamente al caudal que se inyecta con el accionar de los contrapesos, sino que se implementa un parámetro adicional, que es aumentar el torque del motor en esas circunstancias, momento en el cual se requiere un caudal adicional, logrado este por el accionar de la leva.

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TRABAJO DE LA LEVA DE TORQUE Y UÑETA Cuando la leva de torque ha sido empujada, esta puede accionar al balancín para lograr halar un poco más a la cremallera de control, aumentando un porcentaje el caudal de inyección. Para ello la horquilla dispone de una uñeta que entra en contacto con la leva de torque, pero dependiendo de la posición del ángulo de giro de la palanca en "U", que está accionada por el sistema de palancas y relacionada con la cantidad de aceleración del conductor. Si esta uñeta está en un cierto ángulo, la leva de torque no actuará, es decir no aumentará el caudal, ya que las necesidades de incremento del torque no han sido solicitadas por el conductor, pero si la palanca en "U" gira, la leva de torque entra en contacto con la uñeta y se produce el incremento y este será proporcional al perfil de la leva de torque que entre en contacto con la uñeta.

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TRABAJO DE LA EXCENTRICA DE CARGA MÁXIMA La palanca en "U" está pivoteando en el cuerpo del gobernor de la bomba para girar y cambiar este ángulo de giro, acorde a la aceleración. En su eje está alojada una Excéntrica de Carga máxima, apoyada en el tornillo de regulación del caudal máximo requerido, de tal forma que de la regulación del tornillo de tope dependerá la carga máxima que se desee dar al motor. Este tornillo de tope modifica el ángulo de giro de la Palanca en "U" y consecuentemente modificará la acción de la leva de torque, que es la encargada de empujar a la uñeta del balancín.

PROCESOS DEL APAGADO DEL MOTOR EN LA BOMBA LINEAL Recordemos que todo motor diesel, al no tener un sistema de encendido de chispa eléctrica, no se apagará con solo accionar al interruptor de encendido a la posición de OFF (girar el "switch"), ya que para realizar la combustión solamente inyectamos al combustible que entra en contacto con el aire caliente y para apagar al motor solamente deberemos "cortar" o interrumpir el envío de combustible a los inyectores del motor. De ello se encarga una palanca de parada, que puede ser accionada de forma manual o eléctrica. Esta palanca al girar desplaza a la cremallera de regreso a su posición básica, para que las ranuras verticales de los pistones de la bomba inyectora coincidan con los orificios de llenado, cortándose automáticamente el envío de combustible y apagándose el motor.

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TOPES DE RECORRIDO MÁXIMO DE LA CREMALLERA Revisemos finalmente otra regulación importante que tiene que ver con el desplazamiento máximo permitido de la cremallera de control. Como sabemos, el recorrido en la etapa de arranque es el mayor recorrido que debe tener la cremallera, ya que el máximo caudal es importante para encender de forma efectiva al motor diesel, quien requiere de ese caudal excesivo para este proceso. Para ello existen dos procedimientos de tope del recorrido máximo, uno con un tope fijo regulable y otro tope amortiguado. En ambos casos la cremallera cumplirá, durante la etapa de arranque la función de recorrer a su tope máximo para entregar el caudal requerido de combustible.

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ESTRUCTURA DEL GOBERNOR DE LA BOMBA LINEAL DIESEL En resumen, esta estructura compleja permite que la bomba de inyección envíe el combustible adecuado a los inyectores en todas las etapas de aceleración del motor y en todas las condiciones, para que este trabaje de forma efectiva y eficiente.

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CALIBRACIONES DEL GOBERNOR MECÁNICO DE LA BOMBA LINEAL Observemos una vista externa del Gobernor instalado en la Bomba Lineal. Es necesario entender que cada bomba de inyección, instalada en cada motor diesel requerirá de ciertas regulaciones o calibraciones específicas en su Gobernor, regulaciones que han sido debidamente probadas en Fábrica para obtener con ellas la mejor potencia del motor, el mejor torque en toda etapa de aceleración y el menor caudal de combustible, para que el motor pueda trabajar de forma eficiente y limpia. Cualquier calibración o modificación diferente de estas regulaciones técnicamente realizadas podrán dar como efecto un mayor consumo, variación de la potencia y torque del motor y emisiones contaminantes hacia la Atmósfera, fuera de las regulaciones técnicas internacionales. Por esta razón, cada bomba de Inyección deberá ser comprobada y regulada de acuerdo a las tablas establecidas y en un laboratorio diesel especializado.

CUADRO COMPARATIVO ENTRE GOBERNOR “RQ” Y OTRO “RQV” En el siguiente cuadro podemos observar una comparación entre un Gobernor RQ (regulación en Ralentí y regulación máxima) y otro Gobernor RQV (regulación en Ralentí, carga parcial y carga máxima), apreciando el caudal de inyección con relación al número de revoluciones del motor.

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DIFERENTES DISEÑOS DE LAS BOMBAS LINEALES DIESEL Ahora que hemos estudiado el diseño general de una Bomba Lineal Diesel y de los Gobernores que están instalados en ellas, revisemos algunos tipos y diseños de ellas para observar su estructura y relacionar las diferencias entre ellas. En la foto podemos observar un motor diesel moderno, equipado con una Bomba Lineal. Además podremos observar algunos elementos del sistema de alimentación y la localización de las cañerías de alta presión y los inyectores.

PRIMERAS BOMBAS DE INYECCIÓN Habíamos explicado que los primeros motores Diesel estaban equipados con bombas de inyección muy básicas y que tanto la bomba como el Gobernor fueron diseñados en su época para proveer de la mejor manera del combustible para enviar a los inyectores del motor, pero tenían algunas deficiencias, comparándolas con los diseños modernos de bombas. Estos últimos diseños, luego de innumerables estudios y pruebas han logrado obtener bombas muy eficientes que brindan el día de hoy un trabajo casi perfecto en el motor en el cual van equipadas. A pesar de ello, las nuevas tecnologías que se han diseñado en la última década desplazarán totalmente a las bombas lineales, ya que la utilización de la electrónica ha podido optimizar al máximo las deficiencias de un sistema mecánico.

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LOCALIZACIÓN DE LA BOMBA LINEAL DIESEL Recordemos nuevamente que la bomba lineal debe estar engranada con el motor, el mismo que la debe propulsar para que gire de forma sincronizada con él. La bomba puede estar sincronizada con piñones en la parte posterior del motor (figura) o con piñones en el sistema de distribución en la parte delantera del motor. En ambos casos la bomba está asentada en bases o soportes, adosada al cuerpo o bloque del motor, en el cual también se instalan los elementos del sistema de alimentación, como filtros, cañerías de baja y alta presión, etc. La bomba de alimentación, en este caso, está adosada a la bomba de inyección, ya que recibe el impulso del eje de levas para trabajar.

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ESTRUCTURA DE LA BOMBA DE INYECCIÓN En la foto podemos apreciar una bomba lineal con control del caudal por cremallera. La tapa lateral ha sido removida y se puede apreciar a los muelles de los pistones, así como a los segmentos dentados, encargados de girar a los pistones cuando la cremallera los impulsa. También se puede observar la excéntrica del eje de levas a través del orificio inferior y la base de apoyo de la bomba de transferencia. La excéntrica del eje impulsa al propulsor de rodillos de la Bomba de transferencia. En la parte delantera se puede ver el eje de la bomba, lugar en el cual se instalará la brida de acople o directamente el piñón que se acopla con los piñones de la distribución del motor. Finalmente en la parte posterior de la bomba se puede apreciar el cuerpo del Gobernor y uno de los tapones que servirán, al retirarlos, para calibrar los muelles de los contrapesos.

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BOMBA, GOBERNOR Y SISTEMA DE AVANCE Además de la Bomba de Inyección y del Gobernor, se requiere de un sistema que adelante el punto de inyección básico, para que el motor trabaje en la etapa de aceleración progresiva acorde a la velocidad de la combustión que se forma en sus cámaras. Este sistema de avance lo componen un conjunto de contrapesos y muelles, que se encargan de avanzar al eje de levas unos grados antes de la sincronización básica que tiene con el motor.Este sistema está acoplado en el eje de levas de la bomba en su parte delantera o simplemente es un sistema aparte de la bomba, pero acoplada al movimiento del motor.

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BOMBA CON COMPENSADOR DE CARGA DEL TURNO Revisamos anteriormente el sistema de compensación de la carga del Turbo cargador y este sistema está acoplado en la misma bomba, para proveer de un mayor caudal de inyección de combustible al motor, cuando el turbo cargador comprime aire en el colector de admisión. Los sistemas de compensación deben estar diseñados acorde a las necesidades y regulaciones del motor en el cual van instalados, para que la mezcla sea precisa en los rangos sin carga y con carga del turbo.

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Podemos observar la foto de la misma bomba anterior, bomba que dispone del compensador de carga del turbo. El diseño de la bomba como tal puede ser variado, pero el sistema de compensación está acoplado a la bomba para trabajar de forma adecuada a las necesidades explicadas.

ESTRUCTURA DE LA BOMBA LINEAL TIPO “A” En el gráfico podemos observar la estructura de la Bomba lineal tipo "A". El sistema de comando de los pistones es a través de una cremallera de control que impulsa a los segmentos dentados. Estos provocan el giro de los pistones, con cuyo giro se obtiene un menor o menor caudal de inyección, cuando el corte helicoidal se encuentra en menos tiempo o en mayor tiempo con el orificio de llenado de la cámara de presión constante, respectivamente. Esta presión generada dentro del cilindro abre la válvula de retención y descompresión y esta se dirige por medio de la cañería hasta el inyector, localizado dentro de la cámara de combustión.

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BOMBA LINEAL TIPO “A” EN CORTE La estructura de esta bomba tipo "A" se puede apreciar en este corte. El eje de levas de la bomba, sincronizada con los piñones de la distribución del motor en el cual está instalada empuja al propulsor de rodillos, para que este, por medio del tornillo de regulación empuje al pistón dentro del cilindro. Cuando el pistón está en su punto bajo, el combustible ingresa por el orificio de llenado, el cual está comunicado con el combustible almacenado dentro de la cámara de presión constante. Cuando la leva gira, impulsa al pistón hacia arriba y el combustible es comprimido, elevándose rápidamente la presión, que luego de abrir a la válvula, llegará al inyector.

ESTRUCTURA DE LA BOMBA LINEAL TIPO “P” Esta bomba lineal difiere de la anterior, debido a que el comando para girar a los pistones es controlado por una regleta y un elemento de giro. Esta regleta, comandada por las palancas del Gobernor de la bomba, es impulsada linealmente y cada ranura de la regleta es capaz de obligar a girar a cada elemento que gira al pistón, todos ellos girando de forma simultánea. La presión que se genera será dependiente de la posición de cada leva del eje de levas, el mismo que impulsará a cada pistón de acuerdo al orden de encendido del motor en el cual está instalado.

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BOMBAL LINEAL TIPO “P” EN CORTE A La estructura de esta bomba tipo "P" se puede apreciar en este corte. El eje de levas de la bomba, sincronizada con los piñones de la distribución del motor en el cual está instalada empuja al propulsor de rodillos, para que este, por medio del tornillo de regulación empuje al pistón dentro del cilindro.Cuando el pistón está en su punto bajo, el combustible ingresa por el orificio de

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llenado, el cual está comunicado con el combustible almacenado dentro de la cámara de presión constante. Cuando la leva gira, impulsa al pistón hacia arriba y el combustible es comprimido, elevándose rápidamente la presión, que luego de abrir a la válvula, llegará al inyector.

MANTENIEMIENTO, REPARACIÓN Y CALIBRACIÓN DE BOMBAS Nos hemos referido a que una bomba lineal está tan bien diseñada, que podría durar sin generar inconvenientes durante la vida útil de un vehículo, pero debido a falta de mantenimiento, descuidos o desgaste normal se hace necesario comprobarla con cierta frecuencia, siempre pensando en que es el corazón del sistema de inyección del motor. Estas reparaciones y mantenimientos los debe realizar un taller especializado, ya que un taller común podrá solamente detectar un mal funcionamiento, pero no podrá calibrarla ni repararla, ya que para ello se requiere de herramientas especiales, datos técnicos muy precisos y sobre todo un banco de pruebas

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diseñado para regular tanto a la bomba de inyección como al Gobernor. En la foto podemos apreciar una bomba sujetada en el banco de trabajo, alistándose para ser reparada y comprobada.

IDENTIFICACIÓN DE LAS BOMBAS DE INYECCIÓN NIPPON DENSO Como cada Fabricante tiene su propia identificación y codificación, las mismas que indican la estructura, las partes, el lado de giro y los elementos del cual están constituídos, vamos aponer dos ejemplos de Bombas. El primero es una identificación de la bomba ND‐ PES4NB105B412LND565, de la Fábrica Nipona Nippon Denso, cuyas características las podemos observar en la tabla.

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IDENTIFICACIÓN DE LAS BOMBAS BOSHC La Fábrica Alemana Bosch, como pionera en el diseño y construcción de sistemas Diesel también identifica a sus bombas y a los elementos que la conforman, utilizando un código de letras y números, códigos descritos en la siguiente tabla.

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EL INYECTOR DE COMBUSTIBLE DEL SISTEMA La bomba de inyección lineal se la alimenta de combustible, para que el conjunto móvil lo pueda elevar a alta presión y enviarlo por medio de la cañería hasta el inyector, localizado este último dentro de la cámara de combustión del motor. Este combustible inyectado necesita ser finamente pulverizado, para que las moléculas de combustible se inflamen al contacto con el aire caliente, produciéndose en este momento la combustión que se encarga de empujar al pistón con gran fuerza hacia el Punto Muerto Inferior, como lo podemos observar en el siguiente video.

DISEÑO Y TRABAJO BÁSICO DEL INYECTOR Para que el combustible pueda ser pulverizado o "atomizado" se necesita de una alta presión y esta alta presión es enviada desde el pistón de la bomba de inyección. La tobera del inyector está conformada por un cuerpo cilíndrico, dentro del cual se desliza una aguja. El combustible que es enviado por la bomba ingresa por un taladro, practicado en el cuerpo de la tobera y llega hasta la cámara de presión. La misma presión que ingresa a la cámara de presión empuja a la superficie cónica de la aguja y la obliga a levantarse de su asiento cónico. En este momento el combustible puede salir con gran presión por el o los orificios de la tobera, pulverizándose en finas partículas.

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DIFERENTES TIPOS DE TOBERAS DE LOS INYECTORES Dependiendo de la forma de la cámara de combustión, de la forma de la cámara en el mismo pistón, de la presión de inyección, de la posición misma del inyector, es decir perpendicular sobre el pistón o formando un cierto ángulo y de otros factores no menos importantes, la forma de la tobera puede ser diferente, así como su longitud. De la misma manera, el número de orificios de inyección dependerá de los factores anotados anteriormente, ya que un dardo único se diseñará por ejemplo cuando la cámara en la cabeza del pistón tiene una forma cónica con vértice superior, de tal manera que el combustible inyectado se repartirá de forma homogénea y la combustión de igual manera .Cuando el inyector está inclinado, debido a su diseño dentro de la cámara de combustión, el inyector puede disponer de varios orificios y con diferentes ángulos de salida, para que el combustible se pueda repartir de forma homogénea dentro de la cámara.

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INYECTORES CON ORIFICIO ÚNICO En el caso de que el inyector se ha diseñado con un sólo orificio, el combustible saldrá por la boquilla de inyección por el orifico central debajo de la aguja. Nuevamente, dependiendo de las necesidades del mismo motor, este dardo de inyección puede ser de forma cilíndrica o de forma cónica. En el caso de un dardo de forma cilíndrico, la forma de la aguja del inyector permitirá inyectar al combustible en esta forma, cuando la aguja se levante de su asiento. En el caso de una inyección de dardo cónico, la aguja tendrá en su extremo inferior otra forma, para que el combustible adquiera esta forma el momento de inyectar y pulverizar el combustible.

INYECTORES DE FORMA COMÚN Y FORMA PROTEGIDA En los dos esquemas podemos ver también otras formas utilizadas de toberas de los inyectores de un motor diesel. En el gráfico del lado izquierdo podemos notar una forma comúnmente utilizada y en el gráfico derecho una tobera protegida o elevada.La primera forma es la más común y el dardo de inyección puede llegar a cubrir la cámara con todo el combustible inyectado, debido a que el flujo de aire ingresado así se lo permite. La última se la diseña de esta forma con el objeto de evitar el ensuciamiento de la tobera del inyector, especialmente cuando el flujo de aire que ingresa al motor permite un buen movimiento en forma de espiral y con la inyección del combustible se puede formar una buena mezcla y de forma homogénea dentro de la cámara de combustión.

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TRABAJO DE UNA TOBERA CON DARDO PROGRESIVO Cuando se necesita un encendido rápido del motor y al mismo tiempo se desea entregar al combustible de forma más homogénea dentro de la cámara de combustión, se utiliza un diseño especial en la aguja de la tobera del inyector. Esta aguja permite salir al combustible en el primer momento como un dardo cilíndrico y mayor profundidad, de tal manera que las moléculas del combustible son rápidamente inflamadas al contacto con el aire caliente. De forma inmediata, el dardo se convierte en un dardo cónico, permitiendo enviar al combustible hacia todos los ángulos de la cámara de combustión. Esto permite que la combustión creada llegue a todos los extremos de la cámara y se produzca una mejor y más completa combustión.

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ESTRUCTURA Y EL TRABAJO DEL INYECTOR DE UN SOLO MUELLE Nos habíamos referido al proceso de apertura del inyector, cuando la misma presión que viene de la bomba de inyección obliga a subir a la aguja del inyector y el combustible puede salir con gran presión por los orificios de la tobera. El muelle calibrado es el encargado de empujar a la aguja y por esta razón la presión que la empuja deberá ser igual o mayor para empujar y vencer a este muelle. El combustible que lubrica a la aguja dentro del cuerpo escapa levemente entre estas dos superficies y se dirige hacia el conducto de retorno y de él hacia el depósito.

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ESTRUCTURA DEL INYECTOR DE UN SOLO MUELLE Podemos apreciar en los esquemas la estructura del inyector de un solo muelle. La presión ejercida sobre la superficie cónica de la aguja del inyector deberá vencer a la tensión del muelle para que la aguja suba y permita salir al combustible. Podemos entonces afirmar que de la tensión del muelle dependerá la presión de inyección y esta tensión podrá ser regulada, aumentando o disminuyendo las arandelas de calibración en el caso del inyector del ejemplo y en otros inyectores se dispondrá de un tornillo y contratuerca para hacerlo.

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EL TRABAJO DEL INYECTOR DE DOBLE MUELLE En los motores diesel modernos se han buscado nuevos diseños para que el inyector pueda proyectar al combustible dentro de la cámara, pero a hora de forma progresiva, logrando con ello una mejor atomización del combustible y reduciendo también el ruido ocasionado por la combustión. Esto se ha logrado utilizando inyectores con dos muelles, los mismos que trabajan de forma progresiva. El primer muelle es empujado por la presión inicial venida de la bomba inyectora, permitiendo abrir al inyector e inyectar con una menor presión inicial. El desplazamiento de la aguja sobre el elemento de empuje comprime al primer muelle. Cuando este muelle se comprime, este primer elemento se apoya sobre el segundo elemento de empuje, el mismo que comprime al segundo muelle (más fuerte) y la presión de inyección aumenta, pulverizándose mucho más fino el combustible en este segundo escalón. Podemos observar el proceso en el video.

DESPIECE DEL INYECTOR DE DE DOBLE MUELLE Para analizar de mejor forma la estructura del inyector de doble muelle progresivo, observemos las partes de un inyector despiezado, gráfico en el cual podemos analizar cada una de ellas.

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LA BUJÍA DE INCANDESCENCIA En los motores de Inyección Indirecta especialmente, aunque ahora también se los utiliza en motores de Inyección directa, es muy necesario utilizar un procedimiento que asegure el buen encendido del diesel inyectado, especialmente en el proceso de arranquedel motor, que es el estado más crítico. Decimos que es el estado más crítico del motor, ya que el aire que ingresa está más frío, necesita de una muy buena compresión del motor para comprimirlo y calentarlo a una temperatura suficiente para que el combustible se inflame rápidamente. Para ello se instalan bujías incandescentes o bujías de precalentamiento, aojadas en la precámara del motor cuando es de InyecciónIndirecta, o en la cámara cuando es de Inyección directa. Las finas partículas del combustible al ser inyectado chocan contra el elemento incandescente y se inflamar con gran seguridad, iniciando la combustión del motor. Esta combustión inicial sale hacia la cámara principal del motor, empujando al pistón. Para ello se puede notar que la tobera del inyector está instalada en la Precámara, para que el combustible inyectado se proyecte justamente sobre la bujía incandescente.

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INSTALACIÓN DE LA BUJÍA INCANDESCENTE EN LA INYECCIÓN DIRECTA Cuando el Motor diesel es de inyección directa, lo que significa que el inyector está inyectando directamente sobre la cabeza del pistón, la bujía incandescente puede estar instalada cercana al dardo de inyección, en este caso paralela a él. A pesar de que el combustible inyectado no se proyecta necesariamente sobre el elemento caliente de la bujía de incandescencia, la bujía calienta al aire que ha sido comprimido aún más, de tal manera que el aire alrededor de la punta del inyector está muy caliente y el combustible se puede inflamar de forma rápida y eficiente.

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COMPROBACIÓN DE LA PRESIÓN DE APERTURA Y TRABAJO DEL El correcto trabajo de un motor diesel depende básicamente de que la bomba de inyección esté debidamente regulada así como su Gobernor, para todos los parámetros de aceleración. Pero otro factor importantísimo es el trabajo del inyector y tanto su presión de trabajo, definida por el constructor, como la forma y el ángulo del dardodeben ser comprobados con la frecuencia definida para los mantenimientos del motor diesel. Para comprobar si el inyector está trabajando debidamente, de acuerdo a su diseño, se procederá a revisarlo en un comprobador de inyectores, como lo apreciamos en el video. El comprobador no es más que una bomba de alta presión manual, que envía esta alta presión generada a través de una cañería hasta el inyector a probarse. El Inyector se ajusta en la tuerca de la cañería, apuntando al dardo de inyección dentro del depósito, ya que esta presión es muy elevada y debe ser cuidadoso el operario de no probar fuera de él, ya que esta alta presión puede causar severos daños en la persona, tanto en su cuerpo como en los ojos. Se bombea varias veces hasta generar presión en la cañería y el momento en el cual empieza a inyectar se comprobará la forma del dardo y la presión a la cual se está abriendo el inyector.

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REPARACIÓN Y COMPROBACIÓN DE LA BOMBA DE INYECCIÓN Cuando la bomba de inyección tiene desgaste, se necesita mantenimiento o simplemente se necesita comprobarla, será necesario enviarla a un taller especializado para este trabajo. En el Taller se revisará, medirá y comprobará cada elemento, reemplazando aquellos que estén muy gastados o fuera de tolerancia. Luego de ello se instalará la bomba en el banco de pruebas para comprobarla, utilizando para ello los datos técnicos del fabricante, quien la ha regulado de acuerdo a las características y necesidades del motor para el cual fue diseñada. La comprobación será del caudal de inyección en cada etapa de giro en revoluciones, y con las compensaciones que tenga cada bomba a probarse.

BOMBA DE INYECCIÓN PARA SER COMPROBADA EN EL BANCO Como se puede ver en la foto, la bomba de inyección se ha instalado en el banco y se ha engranado con el mandril de giro del banco de pruebas, el mismo que la impulsará a las misma revoluciones a las cuales gira en el motor. También se instala un sistema de alimentación del combustible y las cañerías e inyectores de prueba, calibrados al valor que recomiendan las tablas de cada bomba. Los valores de las tablas se regularán en esta bomba y luego de comprobada en todas las etapas, la bomba estará lista para montarse en el motor, previamente sincronizándola en el punto respectivo, como lo podemos revisar a continuación.

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EL SISTEMA DE AVANCE DE LA BOMBA LINEAL MECÁNICA La bomba de inyección lineal inyectará en el primer cilindro del motor cuando el pistón esté cercano al Punto Muerto superior y las válvulas estén cerradas, es decir en la etapa final de Compresión. El tiempo desde que se inyecta el combustible hasta que se combustiona al contacto con el aire caliente es similar al tiempo en el cual el pistón, que ha continuado girando, llega al PMS, y es en este momento en el cual la expansión de los gases de la combustión lo empuja hacia el PMI. Pero, debido a que la velocidad del pistón sigue aumentando conforme aumentan las revoluciones del motor, se requiere avanzar al tiempo básico de inyección, para igualar la velocidad de la combustión con la velocidad creciente del pistón, ya que este llegará al PMS en menos tiempo con un número mayor de revoluciones. Si este punto básico no fuera adelantado conforme el aumento de revoluciones, la combustión llegaría atrasada, cuando el pistón está descendiendo ya hacia el PMI. De este trabajo se encarga el sistema de avance de la bomba, sistema que puede estar acoplado directamente al piñón de entrada de la bomba o puede conformar un sistema acoplado al eje de mando que impulsa a la bomba desde el motor.

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TRABAJO BÁSICO DEL SISTEMA DE AVANCE El sistema de avance no es más que un sistema de contrapesos, que, debido a la fuerza centrífuga ocasionada por el giro, salen hacia afuera, en contra de muelles calibrados. El desplazamiento de los contrapesos obliga al eje de levas de la bomba a girar un cierto ángulo y ya que este incremento del giro del eje es mayor, el punto inicial con el cual estaba sincronizada la bomba con el motor se adelanta, inyectándose cada vez antes, acorde al incremento del número de revoluciones del motor. El cuerpo del sistema de avance está girando con la brida del motor o acoplado directamente al piñón de mando de la bomba, de tal manera que el punto básico de sincronización estático se irá avanzando cuando el sistema avance el giro del eje de levas de la bomba.

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ESTRUCTURA DEL SISTEMA DE AVANCE DE LA BOMBA En el siguiente esquema podemos observar la estructura del sistema de avance por contrapesos para la Bomba Lineal diesel. Este sistema, como dijimos es un conjunto que no forma parte misma de la Bomba de inyección, pero está acoplada por un lado con el motor y el cubo se acopla al eje de levas. El giro ocasionado por la fuerza centrífuga de los contrapesos obliga a girar un ángulo adicional al eje de levas, adelantando con ello el punto básico de inyección o principio de envío estático. En el caso del ejemplo, este conjunto recibirá el movimiento de un eje de mando, eje en cuyo extremo está conectado con el piñón de engrane con el motor.

SISTEMA DE AVANCE ACOPLADO AL MISMO PIÑON DE MANDO El sistema de avance representado en el gráfico nos indica que está alojado dentro del mismo piñón de engrane de la Bomba de Inyección. La estructura es similar a la indicada en el gráfico anterior, pero es un sistema más compacto, aunque su función sea idéntica a la anterior. El ángulo de avance está diseñado de acuerdo a cada motor en el cual va instalado, ya que cada motor tiene las prestaciones diferentes, una potencia y aceleración de acuerdo a su estructura y de la misma manera su torque máximo. Por estas razones, el peso de los contrapesos y la tensión de los muelles del sistema de avance dependerán de estos parámetros analizados, y cada constructor de motores deberá realizar las pruebas de potencia y torque en el banco, acoplando al sistema de avance que le permita generar las mejores condiciones en cada etapa de revoluciones del motor.

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SISTEMA DE AVANCE DE CONTRAPESOS EN DESPIECE Para entender mejor la estructura del sistema de avance de contrapesos podemos ver a todas y cada una de sus partes en el siguiente esquema.

INSTALACIÓN DE LA BOMBA LINEAL EN EL MOTOR Cuando se necesita revisar la sincronización de la Bomba Lineal, cuando se ha realizado una reparación del motor o simplemente se la vuelve a instalar después de un mantenimiento, será

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necesario instalar la bomba nuevamente en el motor. Para ello deberemos seguir las instrucciones de cada Fabricante, pero podemos seguir los siguientes pasos comunes para instalarla y sincronizarla. Giramos al motor para que el pistón del primer cilindro esté cercano al PMS en el ciclo de compresión, con los grados anteriores al PMS de acuerdo a instrucciones del fabricante (aproximadamente entre 2 a 8 grados APMS.)

PUNTO DE ENCENDIDO O PUNTO DE INYECCIÓN MECÁNICO Antes de referirnos a este tema, revisemos nuevamente el trabajo del motor diesel, observando cuidadosamente el video. Podemos ver que el inyector inyecta el combustible al final del segundo ciclo, es decir al final de la Compresión del motor. Para poder entender mejor este proceso, hemos exagerado este punto de inyección, que angularmente lo tenemos muy adelantado, pero esto nos servirá para comprender que siempre se requerirá un cierto tiempo desde que el combustible es pulverizado en el inyector, hasta que la combustión realmente se realiza y empuja al pistón. Luego de observar el video, vamos a referirnos al punto básico de sincronización del motor, ya que del avance se encargará el sistema de avance de contrapesos, que lo hemos revisado ya.

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PUNTOS DE SINCRONIZACION DEL MOTOR Los valores en grados de los puntos de sincronización de un motor son dependientes, como hemos dicho, de muchos factores, pero se recomienda seguir los datos de cada Fabricante. Este punto de sincronización, por ejemplo, podría ser de 23 grados antes del punto muerto superior, como en el gráfico que tenemos en el ejemplo, debido a que este motor posiblemente dispone de pistones con un sector de avance en lugar del sistema de avance mecánico de contrapesos y también de su diseño mismo, el cual necesitará posiblemente este valor de avance. De todas maneras, las señales en un motor están localizadas en la polea delantera del cigüeñal o en la superficie del volante de inercia del cigüeñal, como lo podemos ver en la figura.

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SINCRONIZACIÓN Y ENGRANE Colocamos la Bomba en el motor, engranando su piñón con los piñones de la distribución del motor, utilizando las señales correspondientes, tal como se aprecia en la figura. Dependiendo de la estructura y diseño de cada motor, pueden existir algunos piñones que sirven de comando del eje cigüeñal, ejes de levas, bomba hidráulica, bomba de aceite y otros, y las señales deben coincidir adecuadamente, entre ellas al piñón de la bomba de inyección. En el ejemplo hemos puesto a cuatro piñones de la distribución de un motor, pudiendo reconocer al piñón del eje cigüeñal en rojo, al piñón del eje de levas del motor en color verde azulado, al piñón intermedio que engrana con ellos y finalmente al piñón de la bomba inyectora con color verde claro.

COMPROBACIÓN DE LA SINCRONIZACIÓN ESTATICA DE LA BOMBA Recordemos que el punto exacto de esta sincronización será cuando el pistón del primer cilindro de la bomba esté comenzando a taponar al orificio de llenado del cilindro, punto exacto de sincronización de la Bomba de inyección, llamado "principio de envío", ya que el combustible empieza a enviarse al inyector. Para poder comprobar este punto exacto será necesario acelerar a fondo, para que el borde superior del pistón que determina el inicio de presión coincida con el orificio de llenado, caso contrario podría coincidir el corte vertical y no existiría presión.

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SINCRONIZACIÓN DE LA BOMBA Para sincronizar el punto en el cual el pistón de la bomba cierra al orificio de llenado y este momento inicia el principio de envío, deberemos girar al cuerpo de la bomba, ya que ella está sincronizada y fijada a los piñones de la distribución del motor, simplemente con la brida de acople en casos de otros motores. Si giramos al cuerpo de la bomba en sentido horario, es decir en sentido de las manecillas del reloj y en el mismo sentido de rotación del motor y de la bomba (en este caso), el propulsor de rodillos se alejará del punto en el cual la leva empuje al pistón, retardándose el punto. Esta primera operación será necesaria para comprobar y asegurarnos que el pistón deja entrar combustible al cilindro y está un poco más bajo del taponamiento, que será nuestro punto final. Luego de girar al cuerpo de la bomba en sentido horario, giramos ahora en sentido antihorario lentamente, hasta que el pistón del primer elemento coincida con el borde superior del orificio de llenado, punto exacto del principio de envío del motor.

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COMPROBACIÓN DEL PUNTO DE SINCRONIZACIÓN La sincronización explicada anteriormente debe estar acompañada del procedimiento que vamos a explicar, ya que el "corte de combustible" que explicaremos es la mejor forma y más óptica de comprobar este punto, alimentando a la bomba de combustible con la bomba manual permanentemente. Antes de iniciar el proceso de sincronización y luego de haber instalado la bomba, se deberá retirar la cañería del primer inyector. Se retira luego el capuchón roscado y se saca la válvula de retención, reinstalando el capuchón roscado, pero sin la válvula. Instalamos en lugar de la cañería original un pedazo de cañería en forma de "cuello de cisne", la cual nos permitirá ver el flujo y corte del combustible en ese cilindro y en el punto exacto. Cuando giramos al cuerpo de la bomba en sentido horario, podemos notar que el combustible sale en gran cantidad por el cuello de cisne y el momento que giramos lentamente al cuerpo en sentido contrario, el combustible empezará a disminuir, hasta que se cortará. Este corte de combustible será nuestro punto exacto de principio de envío, que es el punto en el cual el pistón taponó al orificio de llenado e inició la etapa de presión y envío.

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PURGADO DEL AIRE EN EL SISTEMA Tanto después de la sincronización, como en cada mantenimiento, durante el cual se han retirado o cambiado filtro, cañerías, bomba o inyectores, será necesario purgar el aire que ha ingresado en el sistema de baja y alta presión. Ya nos habíamos referido al sistema de baja presión, por lo cual nos referiremos en este caso al purgado del sistema de alta presión, suponiendo que el sistema de baja presión ya está purgado. Para no girar al eje de levas durante esta operación y al mismo tiempo suponiendo que el motor aún no ha sido encendido, debido a la falta misma de purgado, retiraremos la tapa lateral de la bomba para realizar un purgado manual.

COMPENSADOR ALTIMETRICO O BAROMETRICO Por medio de la ventana de la bomba impulsamos a los propulsores de rodillos hacia arriba, asegurándonos que el propulsor a impulsar está en la parte baja, es decir no está atacado por la leva correspondiente. Esta acción de impulso manual nos permite generar la presión de forma manual y si aflojamos inicialmente la cañería del inyector correspondiente, retiraremos el aire y luego empezará a salir solamente combustible. Luego de purgar el cilindro, purgaremos la cañería, aflojándola junto al inyector. Finalmente purgaremos al inyector, escuchando atentamente el momento en el cual empieza a inyectar, momento en el cual notaremos una mayor resistencia en el impulso del rodillo. Este proceso se deberá repetir en cada cilindro y en cada inyector y finalmente deberemos ajustar todas las cañerías y comprobar que no existan fugas del combustible.

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Bombas Lineales Mecanica y Electrinicas

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