BOMBAS ROTATIVAS CAV TIPOS DPA Y DPC Las bombas de inyección DPA y DPC del tipo distribuidor, que incorpora un regulador sensitivo de todas las velocidades, es una unidad compacta apropiada para motores Diesel de alta velocidad. En estos modelos de bomba, el rotor distribuidor está dotado de un elemento de bombeo único, compuesto por dos émbolos de carrera opuesta. Un conjunto rodillo zapata, movido por el relieve interior de un anillo de levas fijo, acciona los émbolos. El volumen de combustible adecuado a las condiciones de marcha del motor, es distribuido a cada uno de los inyectores en el orden preciso y en el instante deseado, por medio de un sistema de conductos taladrados en el rotor y el cabezal hidráulico, dosificado con exactitud a su llegada al dispositivo de bombeo.
Fig.5.17 Bomba rotativa CAV tipo DPC
PRESION DE TRANSFERENCIA Cuando está en funcionamiento el motor, el combustible es aspirado del depósito por la bomba de transferencia, de tipo volumétrico, similar a la descrita en la bomba BOSCH. Después, el combustible es enviado a la presión de transferencia al elemento de bombeo, a través de una válvula reguladora de esta presión y una placa de distribución. Este conjunto de mecanismos está acoplado al cabezal hidráulico, en la parte posterior de la bomba. La bomba de transferencia está formada por un rotor 1 (Fig.5.18) provisto de paletas 3, que se aloja en el anillo excéntrico y, en su giro, arrastran el combustible que llega a la cámara superior, formando un volumen V que es impulsado hacia la cámara de salida situada en la parte inferior. El rotor de la bomba de transferencia gira solidario del rotor distribuidor, al cual se acopla por medio de un roscado cuyo sentido (rosca a izquierda o derecha) depende del sentido de giro de la bomba de inyección.
Fig.5.18. Bomba de transferencia. Dado que la presión de transferencia es función del régimen de giro de la bomba, a medida que éste aumenta lo hace también la presión, hasta que a un cierto régimen se alcanza el valor de tarado, en cuyo instante se produce la descarga de presión por medio de la válvula reguladora. El valor se establece por medio de un tornillo de reglaje 5, capaz de modificar la fuerza del muelle antagonista 3 (Fig.5.19). En las bombas CAV tipo DPA (Fig.5.20), la válvula reguladora de presión C está adosada directamente a la bomba de transferencia A, sin interposición de la placa de distribución.
Fig.5.19. Válvula reguladora de presión.
Fig. 5.20 Bomba rotativa CAV tipo DPA.
DOSIFICACION BOMBEO Y DISTRIBUCION Estas tres funciones son realizadas por el cabezal hidráulico, que constituye el elemento principal de la bomba de inyección. En la Fig.5.21, se puede apreciar que el conjunto que forma el cabezal hidráulico (zona sombreada) está emplazado en el extremo posterior de la bomba y lo componen el rotor distribuidor, el elemento de bombeo y los conductos correspondientes de entrada y salida de combustible. Además de esta función primaria, el cabezal hidráulico incorpora una válvula dosificadora, accionada por el regulador, que modifica el caudal inyectado de acuerdo con las condiciones de funcionamiento del motor.
Fig.5.21. Zona sombreada del cabezal hidráulico. El combustible procedente de la bomba de transferencia, llega a través de la válvula dosificadora hasta el rotor de distribución, a la presión de transferencia. En la fig.5.22. se ven claramente las funciones de bombeo y distribución del combustible dosificado, en la parte de la izquierda se muestra la fase de carga, en la derecha el bombeo y distribución de la carga dosificada. Al girar el rotor, una lumbrera de admisión se enfrenta con la lumbrera dosificadora o de llenado de la cabeza hidráulica, el combustible, a presión de dosificación, fluye dentro del conducto central del rotor y separa los émbolos. El valor de desplazamiento de los émbolos viene determinado por la cantidad de combustible que se suministra, el cual varía de acuerdo con el reglaje de la válvula dosificadora.
Fig.5.22. Dosificación, bombeo y distribución.
En consecuencia, los rodillos impulsores no siguen enteramente el contorno interno del anillo de leva, sino que toman contacto con los lóbulos de leva en puntos que difieren de acuerdo con el desplazamiento de los émbolos impulsores. La lumbrera de admisión se cierra al continuar el giro y la única lumbrera distribuidora o de descarga del rotor se enfrenta con una de las lumbreras de salida en la cabeza hidráulica, los rodillos impulsores entran en contacto con los lóbulos de levas y los émbolos son empujados hacia adentro enviando el combustible, a alta presión, hacia los inyectores a través de los tubos de inyección.
Fig.5.23. Anillo de levas. El perfil de la leva proporciona un alivio de la presión en las líneas de inyección al final del ciclo de inyección y evita el “goteo” de las toberas. El intervalo de sincronización entre las inyecciones de la bomba viene regulado por la distancia precisa de los lóbulos de levas y las lumbreras de salida. En el momento de la inyección, es inyectado el volumen total de combustible, que durante la admisión ha sido introducido dentro del elemento de bombeo. Por esta razón, se dosifica el combustible a inyectar, actuando o controlando el volumen de líquido que penetra en el elemento de bombeo durante la fase de admisión, lo cual es función de la presión de dosificación en el rotor y de la duración de la comunicación entre el conducto de admisión en el rotor y del cabezal hidráulico, duración que, en realidad, solamente depende de la velocidad de rotación. Actuando sobre la presión de dosificación del rotor, se obtiene un volumen preciso de combustible admitido.
REGULACION DE LA VELOCIDAD En las bombas rotativa CAV se utiliza generalmente un regulador de tipo mecánico, accionado por la fuerza centrífuga, que actúa sobre la válvula dosificadora para ajustar con precisión el caudal inyectado. En este sistema de regulador, el sistema de contrapesos está montado directamente en el árbol de mando y actúa sobre la válvula dosificadora por intermedio de un sistema de palancas y muelles, al que se enlaza también la palanca de mando del acelerador. Bajo la acción de la fuerza centrífuga, los contrapesos A (Fig.5.24.) pueden separarse, empujando al manguito deslizante C hacia la derecha, desplazando a la palanca de control B, que actúa sobre la válvula dosificadora para modificar el caudal inyectado.
Fig.5.24. Regulador de velocidad mecánico. Las mejoras en el regulador mecánico proporcionan muy buena repetibilidad de la regulación durante la vida funcional de la bomba (Fig.5.25).
Fig.5.25. Control del Caudal.
VARIADOR DE AVANCE Con la normativa de emisiones de gases cada vez más severas, han de optimizarse al máximo los inicios de la inyección de la bomba con respecto al motor, en cualquier condición de funcionamiento (Fig.5.26). En las bombas rotativas CAV la inyección de combustible comienza cuando los rodillos entran en contacto con alguno de los salientes de las levas del anillo. Por ello, y dado que en condiciones de funcionamiento del motor en carga ligera, la cantidad de combustible admitido en el elemento de bombeo y el recorrido de los émbolos es pequeño, los salientes de la leva tocan los émbolos después de haber subido por el lóbulo hasta un punto cercano al máximo, en cuyo instante comienza la inyección. Por otro lado, en condiciones de carga total, el recorrido comienza casi inmediatamente después que los rodillos toquen lo lóbulos de leva. De este modo, cuando la cantidad de combustible que es necesario inyectar aumenta, los émbolos comienzan su recorrido en un punto inferior del lóbulo de la leva, es decir, en un instante anterior al giro del rotor.
Fig.5.26. Control de inicio de la inyección.
De todo ello se deduce que el inicio de la inyección avanza progresivamente al aumentar la entrega de combustible, ya que el contacto entre los émbolos y los seguidores sucede progresivamente en un punto anterior al giro del rotor, lo que constituye un sistema automático del avance, en función de la carga del motor. También se dispone en estas bombas de inyección, de un sistema de avance automático en función del régimen de giro, donde el avance se consigue actuando sobre el plato de levas, desplazándolo en sentido contrario al giro del motor.
DISPOSITIVO DE SOBRECARGA Con el propósito de facilitar la puesta en marcha del motor, en las bombas CAV se dispone un mecanismo capaz de modificar el caudal de inyección, aumentándolo en el momento del arranque. Ello se consigue aumentando la separación de lo émbolos de bombeo en la fase de admisión del combustible, lo cual se logra modificando la estructura del sistema de mando de los émbolos.
DISPOSITIVOS COMPLEMENTARIOS Independientemente de los mecanismos que se han citado y que pueden considerarse como fundamentales, las bombas rotativas CAV pueden estar equipadas de otros dispositivos auxiliares para la realización de distintas funciones. De entre ellos se puede citar el interruptor electromagnético , que al igual que en las bombas BOSCH se sitúa en el cabezal hidráulico, en este caso en el conducto de llegada de combustible a la válvula dosificadora. El tornillo de tope anticalado es otro de los dispositivos auxiliares, cuya misión es evitar el calado del motor que puede producirse en ciertas circunstancias, como por ejemplo en una desaceleración brusca, en la cual, el muelle regulador queda de repente destarado, produciéndose un desequilibrio entre la fuerza centrífuga y el muelle del regulador, que arrastra a la palanca de regulación y hace girar la válvula dosificadora más allá de la posición de caudal mínimo, lo que produce la parad del motor. Para evitar este incidente se recurre a instalar en la carcasa de bomba un tornillo tope de calado 1 (Fig.5.27).
En algunas aplicaciones, las bombas CAV están dotados de un sistema de desgasificación, con el objeto de eliminar las eventuales burbujas de aire, antes de que penetren en el elemento de bombeo. Para ello se modifica ligeramente el chaflán de la válvula dosificadora y se dispone un canal auxiliar que desemboca en el cuerpo de la bomba, de manera que las burbujas de aire puedan ser evacuadas a través de él.
Fig.5.27. Tornillo de tope anticalado. Un dispositivo adicional acoplado a la mayor parte de las bombas CAV es el mecanismo de ralentí acelerado, constituido por un soporte 4 (Fig.5.28) fijado a la carcasa de la bomba, sobre el que se monta el pistón 1 con muelle antagonista 2, guiado en el casquillo cilíndrico 3. Sobre el pistón está roscado el tornillo 6, sobre el que descansa la palanca 7 de mando del acelerador en su posición de reposo. La posición de reglaje del tornillo se fija con la contratuerca 5. A la cabeza 1 del tornillo tope de ralentí se fija un cable de acero, que por su extremo está enlazado a una cápsula termostática alojada a la culata del motor, en contacto con el líquido de refrigeración. Cuando el motor está frío, la cápsula se contrae tirando del cable de acero y del pistón 1, cuyo desplazamiento a la derecha lleva a la palanca 7 de mando del acelerador a una posición en la que se obtiene un régimen superior al ralentí. A medida que se va calentando el motor en su funcionamiento, se dilata la cápsula termostática soltando el cable de acero, con lo que el pistón de mando 1 retorna a su posición de reposo, dejando que la palanca 7 tome la posición de ralentí.
Fig.5.28. Mecanismo de ralentí acelerado.
Con este tipo de bombas se consigue incrementar aproximadamente un 20% más la presión de inyección máxima. Con ello, se ayuda a conseguir un mejor control del inicio de la inyección y una menor cantidad de emisiones.
Comentario: Hay que empezar a desarrollar tecnología y transferirla sobre nuevas bases y sobre nuevos inventos que logren el buen funcionamiento y el ahorro para el cliente que es lo más importante. Estas bombas son muy interesantes y muy importantes para el desarrollo del auto.
