Bosch Tipo Ve.

BOSCH Bomba rotativa de inyección Tipo VE

Bomba rotativa de inyección Tipo VE

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

El motor Diesel (de gasóleo)

Principio de funcionamiento del motor Diesel, comportamiento de los gases de escape

Instalación de inyección 3 Bomba rotativa de inyección tipo VE

Campo de aplicaciones, estructura estructura y accionamiento de la bomba

Alimentación de combustible 6

Alimentación Alimentación a baja presión presión Alimentación Alimentación a alta presión, presión, válvula de impulsión, tuberías de impulsión, portainyectores, inyectores. Regulación mecánica

14

Regulación electrónica electróni ca

28

Parada

32

Regulación mecánica del régimen 14 Regulador de todo régimen, regulador de ralentí y régimen máximo Variación del avance de inyección 18 Dispositivos adaptares 20 Compensación, adaptación de la presión de carga adaptación en función de la carga, adaptación altimétrica y de arranque en frío Aplicaciones, bloques del sistema, componentes, circuitos reguladores, concepto de seguridad

Jefe de redacción:

Ulrich Adler, Dipl.-lng. (FH) Redactor:

Horst Bauer, Dipl.-lng. (FH) Diseño:

Ulrich Adler, Dipl.-lng. (FH), Helmut Flaig (publicidad, Kirchheim), Fotografías:

Audi NSU Auto Unión Unión AG, Ingolstadt Ingolstadt y Volkswagenwerk AG, Wolfsburg Diseño gráfico:

Bauer & Partner, Stuttgart. En tanto no se indique lo contrario, se trata de colaboradores de Robert Bosch GmbH, Stuttgart. _________________ __________________________ _____________ ____ La foto de la portada muestra, en alzado, una bomba rotativa de inyección del tipo VE con un chorro de inyección de gasóleo y ía distribución de combustible en la cámara de combustión. Foto de la izquierda: modelo en sección de una bomba rotativa de inyección montada en el motor Diesel del VW-Golf. Abajo en la figura, un alternador trifásico.

El motor Diesel

El motor Diesel

Principio de funcionamiento del motor Diesel El motor Diesel sólo aspira aire, que se calienta durante la carrera de compresión. El gasóleo inyectado se inflama al entrar en contacto con el aire a elevada temperatura. Durante la carrera de compresión, el aire aspirado por el motor Diesel de autoencendido por compresión, alcanza temperaturas tan elevadas que el combustible se inflamaespontáneamente. El combustible lo dosifica la bomba de inyección y es introducido a alta presión en el interior de la cámara de combustión por los inyectores. La inyección del combustible tiene lugar: • con un caudal exactamente dosificado de acuerdo con la carga y el régimen del motor • en el momento preciso según la posi ción del cigüeñal • de la forma forma más más apropiada para el co rrespondiente procedimiento de com bustión. La instalación de inyección se encarga de que se cumplan estas condiciones. Registra determinadas condiciones de funcionamiento tales como régimen del motor, posición del acelerador y otros datos de servicio y, a partir de estos, determina el caudal de inyección. El combustible es inyectado a una precámara, una cámara de turbulencia o directamente a la cámara de combustión (fig. 2). El funcionamiento del motor Diesel de cuatro tiempos es como sigue: 1er tiempo: Aspiración del aire, precomprimido o no. 2° tiempo: Compresión. Relación de compresión aprox. 1 : 20, con sobrealimentación aprox. 1 :18 y presiones de compresión entre 30 y 55 bares. El aire se calienta entonces a una temperatura muy elevada (aprox. 500 hasta 750°C). El combustible se inyecta en este aire comprimido.

3er tiempo: Combustión (trabajo). Al entrar en contacto con el aire caliente, el combustible se inflama y se produce la combustión. La energía creada por la combustión desplaza el pistón hacia el punto muerto inferior. 4° tiempo: Expulsión de los gases de escape. Comportamiento de los gases de escape

Los motores Diesel queman combustibles a base de aceites minerales formados por hidrocarburos. Al producirse la combustión de los hidrocarburosen contacto con el oxígeno se origina, si es completa, dióxido de carbono y agua. En los motores, sin embargo, I a combustión combustión que se produce es incompleta. Losdiferentes estados de carga y márgenes de revoluciones, la deficiente mezcla de aire y combustible así como las temperaturas inapropiadas en la cámara de combustión dan lugar a reacciones parciales o secundarias que forman gases de escape con elementos contaminantes. Como la combustión del motor Diesel se realiza con un gran exceso de mezcla aire/oxígeno, no se producen problemas relacionados con la emisión de CO. Sin embargo, la formación de hidrocarburos cuya combustión sólo ha tenido lugar en parte, sobre todo en condiciones de baja carga y marcha en frío, constituye un problema. Los óxidos de nitrógeno se originan localmente a temperaturas muy elevadas causadas por picos de presión que aparecen brevemente en el proceso de combustión, es decir, problemas debidos a regímenes altos y grandes cargas. Las humaredas negras, generalmente conocidas como humos Diesel, son consecuencia de la falta de oxígeno local durante la combustión, que origina la fisión del carbono puro, lo que da lugar al humo negro en forma de nube de pequeñas partículas.

Ciclo del motor Diesel de cuatro tiempos. er

1 tiempo: admisión tiempo: combustión

2° tiempo:compresión 3 4° tiempo: escape

Conformación de la cámara de com- bustión y procedimiento de inyección.

er

Inyección en la precámara

Inyección en la cámara de turbulencia

Inyección directa

2) En los motores de precámara y cámara de turbulencia la inflamación de la mezcla enriquecida se produce en una pequeña cámaraylamezcla penetra, por un canal relativamente estrecho, en la principal, donde se mezcla con gran turbulencia con el aire en ella comprimido y se quema. La división de la cámara de combustión enunade combustión principal y una precámara o cámara de turbulencia, favorece la combustión regular y silenciosa. Los motores con precámara y cámara de turbulencia se utilizan por tanto predominantemente en los automóviles de turismo y en los vehículos industriales ligeros. Los motores de inyección directa se caracterizan por un consumo de combustible relativamente bajo. Están destinados a aplicaciones móviles y estacionarias, por ejemplo, camiones, tractores, barcos y maquinaria de construcción.

Instalación de inyección


Función

Resumen

La instalación de inyección suministra al inyector, en cada carrera de trabajo, el caudal necesario de combustible, haciéndolo a gran presión y a una posición exactamente definida del cigüeñal. El inyector asegura una fina pulverización del combustibleenlacámara de combustión.

Los motores Diesel pequeños y rápidos exigen, especialmente en los turismos y vehículos industriales ligeros, una instalación de inyección de poco peso y pequeño volumen. La bomba rotativa de inyección del tipo VE satisface ambas exigencias al reunir en un grupo compacto y de reducido tamaño la bomba de alimentación, el regulador de régimen y el variador de avance.

Caudal de inyección

Para conseguir un buen comportamiento de los gases de escape, es necesario dosificar el caudal de inyección de modo que, incluso a plena carga, se disponga de exceso de aire. Además, el caudal de inyección debe regularse de manera que el régimen del motor no descienda por debajo del ralentí ni supere el máximo admisible. La adaptación a condiciones de servicio especiales puede implicar la necesidad de corregir el caudal de inyección. Momento de inyección

El instante de la inyección se rige por el régimen y estado de carga del motory se modifica de acuerdo con el régimen, de forma que la inflamación principal tenga lugar después de rebasado el punto muerto superior. Desarrollo de la inyección

El principio del motor Diesel se caracteriza por la combustión a presión constante a partir del momento que se inicia la inflamación. Durante la inyección, el caudal de combustible a inyectar debe repartirse de forma que la presión de combustión se mantenga lo más constante posible. Sólo debe inyectarse el volumen de combustible por grado de cigüeñal que se pueda quemar en este período sin que la presión ascienda por encima de lo necesario ni la emisión de elementos contaminantes supere los valores admisibles.

Sección de baja presión

A la sección de baja presión de un sistema de inyección pertenecen el depósito de combustible, el filtro de éste, la bomba de alimentación de aletas y la válvula de rebose, así como las tuberías de alimentación de combustible. Sección de alta presión

En la sección de alta presión de la bomba de inyección se crea la presión necesaria para inyectar el combustible. Con ello se al i menta éste al inyector a través de la válvula, la tubería y el racor de impulsión. Disposición de las tuberías

Para el funcionamiento de la bomba de inyección es necesario alimentar el combustible de forma continua a la sección de alta presión de la bomba, sin burbujas y a presión. En los turismos y en los vehículos industriales ligeros, la diferencia de altura entre el depósito de combustible y la bomba de inyección suele ser pequeña, la longitud de las tuberías favorable y su sección de tales dimensiones que la potencia de aspiración de la bomba de alimentación de aletas montada en la bomba rotativa de inyección sea suficiente. En los vehículos con gran diferencia de altura y/o una tubería más larga entre el depósito de combustible y la bomba de inyección, se instala una bomba de alimentación previa, que permite vencer las resistencias de dicha

tubería y del filtro y aumenta la vida útil de éste. La alimentación por gravedad se utiliza, sobre todo, en tractores y en motores estacionarios. Filtro de combustible

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

I Instalación de inyección

Bombas rotativas de inyección TÍPO

Aplicaciones

Gracias a su flexibilidad, las bombas rotativas de inyección del tipo VE ofrecen un gran número de posibilidades de aplicación. El campo de aplicación y el diseño de la bomba viene determinados por el régimen real, lapotenciayeltipode construcción del motor Diesel. Las bombas de inyección rotativas se emplean, sobre todo, en automóviles de turismo, camiones, tractores y motores estacionarios. Generalidades

A diferencia de la bomba de inyección en línea, la rotativa del tipo VE no dispone más que de un solo cilindro y un solo émbolodistribuidor, aunqueel motor sea de varios cilindros. La lumbrera de distribución asegura el reparto, entre las diferentes salidas correspondientes al número de cilindros del motor, del combustible alimentado por el émbolo de la bomba. En el cuerpo cerrado de la bomba rotativa de inyección se encuentran reunidos los siguientes grupos: • Bomba de alta presión con distribuidor • Regulador mecánico de velocidad • Variador de avance hidráulico • Bomba de alimentación de aletas • Dispositivo de parada

bomba rotativa de inyección va equipada con un dispositivo mecánico de parada, éste se encuentra en la tapa del regulador. El grupo regulador es movido por el accionamiento correspondiente solidario del eje conductor, a través de una rueda dentada. El grupo regulador va equipado con pesos centrífugos y el manguito regulador. El mecanismo regulador, compuesto por las palancas de ajuste, de arranque y tensora, va alojado en el cuerpo y es giratorio. Sirve para modificar la posición de la corredera de regulación del émbolo de bomba. En la parte superior del mecanismo regulador actúa el resorte de regulación, unido a la palanca de control a través del eje de ésta. El eje va alojado en la tapa del regulador, mediante lo cual y a través de la palanca de control se actúa sobre el funcionamiento de la bomba. La tapa del regulador cierra por arriba la bomba rotativa de inyección. En el regulador van dispuestos, además, el tornillo de ajuste del caudal de plena carga, el estrangulador de rebose y el tornillo de ajuste de régimen.

Montado en sentido transversal al eje longitudinal de la bomba, en la parte inferior de la bomba rotativa de inyección va el variador de avance hidráulico. Su funcionamiento es influido por la presión interna de la bomba de inyección - que depende de la bomba de alimentación de aletas y de la válvula de mando de presión -. Este variador está delimitado a ambos lados de la bomba por unatapade cierre. Accionamiento de la bomba

El accionamiento de la bomba rotativa se efectúa mediante un mecanismo de transmisión del motor Diesel. En los motores de cuatro tiempos, la velocidad de rotación de la bomba es la mitad de la del cigüeñal del motor Diesel. Esto significa que el accionamiento de la bomba de inyección se realiza al mismo régimen que el del árbol de levas. El accionamiento de la bomba rotativa de inyección es forzado y, además, se realiza de forma que el eje conductor de la bomba rotativa de inyección gira en perfecto sincronismo con el movimiento del pistón del motor. Este modo de accionamiento sin-

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

El eje de accionamiento de la bomba rotativa de inyección va alojado en el cuerpo de ésta. Sobre él va dispuesta la bomba de alimentación de aletas. Detrás del eje se encuentra el anillo de rodillos, que no es solidario con el dispositivo de accionamiento aunque se encuentra alo jado, así mismo, en el cuerpo de la bomba. Por medio del disco de levas • que se apoya sobre los rodillos del ani llo y es accionado por el eje - se crea un movimiento simultáneamente eleva dor y rotativo, que se transmite al ém bolo distribuidor, el cual es guiado por la cabeza hidráulica, solidaria del cuerpo de la bomba. En éste van fijados el dispositivo eléctrico de parada mediante corte de la alimentación de combustible, el tapón roscado con tor nillo de purga y las válvulas de impulsión con los correspondientes racores. Si la

1 Bomba de alimentación de aletas Aspirar co mbustible y llevarlo al interio r de la bomba. 2 Bomba de alta presión con distribuidor Crear la presión de inyección, transportar y distribuir el combustible. 3 Regulador mecánico de velocidad Regular el régimen, variar el caudal de alimentación mediante el dispositivo regulador en e! margen de regulación.

4 Válvula electromagnética de parada Cortar la alimentación de combustible. 5 Variador de avance Corregiré!comienzo de alimentación en función del régimen.


crónico se consigue mediante correa dentada, piñón de acoplamiento, rueda dentada o cadena. Hay bombas rotativas de inyección para giro a derechas o a izquierdas. El orden de inyección depende, por tanto, del sentido de rotación, pero las salidas inyectan siempre el combustible según el orden geométrico de disposición. Para evitar confusiones con la designación de los cilindros del motor, las salidas de la bomba rotativa de inyección se designan con A, B, C, etc.

5) Bomba rotativa de inyección del tipo VE montada en un motor Diesel de cuatro cilindros. 6) Componentes y su interacción. 1 Válvula de mando de presión 2 Grupo regulador 3 Estrangulador de rebose 4 Cabeza distribuidora y bomba de alta presión 5 Bomba de alimentación de aletas 6 Variador de avance 7 Disco de levas 8 Válvula electromagnética de parada

Alimentación de combustible


Alimentación de baja presión En las instalaciones de inyección con bombas rotativas de inyección, el combustible es aspirado del depósito mediante la bomba de alimentación de aletas y transportado al interior de la bomba de inyección. La bomba de alimentación, al girar, transporta un caudal de combustible casi constante. Para obtener en el interior de la bomba una presión determinada en función del régimen, se necesita una válvula de control de presión que permita ajustar una presión definida a un determinado régimen. La presión aumenta entonces proporcionalmente al régimen, es decir, cuanto mayor sea éste, tanto más elevada será la presión en el interior de la bomba.

7) Bomba de alimentación de aletas con anillo excéntrico sobre el eje de accionamiento. 8) Interacción de la bomba de alimentación de aletas, la válvula de control de presión y el 1 estrangulador de rebose. 1 2 3 4 5 6

Eje de accionamiento Válvula de control de presión Anillo excéntrico Anillo de apoyo Accionamiento del regulador Garra del eje de accionamiento 7 Estrangulador de rebose 8 Cuerpo de la bomba

Una parte del caudal de combustible transportado retorna, a través de la válvula de control de presión, al lado de aspiración. Asimismo, para la refrigeración y autopurga de aire de la bomba rotativa de inyección, el combustible fluye al depósito a través del estrangulador de rebose dispuesto en la tapa del regulador.

Bomba de alimentación de aletas

En la bomba rotativa de inyección va montada la de alimentación de aletas en torno al eje de accionamiento. El rotor de aletas está centrado sobre el eje y es accionado por una chaveta de disco. El rotor de aletas está rodeado por un anillo excéntrico alojado en el cuerpo.

Alimentación de combustible Las cuatro aletas del rotor son presionadas hacia el exterior, contra el anillo excéntrico, por efecto del movimiento de rotación y de la fuerza centrífuga resultante. A este movimiento centrífugo de las aletas contribuye el combustible que se introduce entre el lado inferior de la aleta y el rotor. El combustible llega al cuerpo de la bomba de inyección a través del canal de alimentación y pasa, poruña abertura en forma de riñon, a la cámara delimitada por el rotor, la aleta y el anillo excéntrico. Por efecto de la rotación, el combustible que se encuentra entre las aletas, es transportado hacia el recinto superior y penetra en el interior de la bomba a través de un taladro. Al mismo tiempo, a través de un segundo taladro, una parte del combustible llegaa la válvula de control de presión. Válvula de control de presión

La válvula de control de presión va unida, a través de un taladro, con la escotadura superior en forma de riñon y situada en las proximidades de la bomba de alimentación de aletas. La válvula de control de presión es de corredera, tarada por resorte, con la que se puede variar la presión en el interior de la bomba según el caudal de combustible que se alimente. Si la presión de combustible excede un determinado valor, el émbolo déla válvula abre el talad ro de retorno, de forma que el combustible pueda retornar a través de un canal al lado de aspiración de la bomba de aletas. Si la presión del combustible es demasiado baja, el tala71) La bomba de alimen- tación de aletas aspira el combustible y lo transporta al interior de la bomba de inyección. Figura de la derecha: aberturas en forma de riñon para entrada (abajo) y salida (arriba) en el cuerpo de la bomba.

dro de retorno permanece cerrado debido a la fuerza del muelle. La presión de apertura la determina la tensión previa del muelle de compresión. Estrangulador de rebose

El estrangulador de rebose va roscado a la tapa del regulador de la bomba rotativa de inyección y comunica con el interior de la bomba, permitiendo el retorno de un caudal variable al depósito de combustible, a través de un pequeño orificio (diámetro 0,6 mm). El taladro ofrece resistencia al combustible, por lo que se mantiene la presión en el interior de la bomba. Como en el recinto interior de la bomba se necesita una presión de combustible exactamente definida de acuerdo con el régimen, el estrangulador de

rebose y la válvula de control de presión están coordinados entre sí en lo que al funcionamiento se refiere.


Alimentación a alta presión

Conjunto de la bomba en el interior de la bomba rotativa de inyección.

Accionamiento del émbolo distribuidor

El movimiento de rotación del eje impulsor se transmite al émbolo distribuidor por medio de un acoplamiento. Las garras del eje impulsor y del disco de levas engranan en el disco cruceta dispuesto entre ellas. Por medio del disco de levas, el movimiento giratorio del eje impulsor se convierte en un movimiento de elevación y giro. Esto se debe a que la trayectoria de las levas del disco discurre sobre los rodillos del anillo. El émbolodistribuidor es solidario del disco de levas por medio de una pieza de ajuste, y está coordinado por un arrastrador. El desplazamiento del émbolo distribuidor hacia el punto muerto superior está asegurado por el perfil del disco de levas. Los dos muelles antagonistas del émbolo, dispuestos simétricamente, que reposan sobre la cabeza distribuidora y actúan sobre el émbolo distribuidor a través de un puente elástico, que provocan el desplazamiento del émbolo hacia el punto muerto inferior. Además, dichos muelles impiden que el disco de levas pueda saltar, a causa de la elevada aceleración, de los rodillos del anillo. Para que el émbolo distribuidor no pueda salirse de su posición central a causa de la presión centrífuga, se ha determinado con precisión la altura de los muelles antagonistas del émbolo que están perfectamente coordinados. Discos de levas y formas de leva

Además de la función motriz del eje impulsor, el disco de levas influye sobre la presión de inyección y sobre la duración de ésta. Los criterios determinantes a este respecto son la carrera y la velocidad de elevación de la leva. Según la

13) El conjunto de bomba genera la alta presión y distribuye el combustible a los inyectores correspondientes.

Debido al perfil ondulado del disco de levas (levas axiales), el movimiento giratorio del accionamiento de la bomba se transforma en movimiento ascendente del émbolo de ésta. 1 2 3 4 5 6 7

Disco cruceta Anillo de rodillos Disco de levas Arandelas de ajuste Embolo distribuidor Puen te elástico Corredera de regulación 8 Cabeza distribuidora 9 Racorde impulsión

forma de la cámara de combustión y el método de combustión de los distintos tipos de motor, las condiciones de inyección deberán producirse de forma individualmente coordinada. Por esta razón, para cada tipo de motor se calcula una pista especial de levas que luego se coloca sobre la cara frontal del disco de levas. El disco así configurado se monta acto seguido en la correspondiente bomba rotativa de inyección. Por eso, los discos de levas de las distintas bombas de este tipo no son intercambiables entre sí. Conjunto de la bomba

La cabeza y el émbolo distribuidores, así como la corredera de regulación están

tan exactamente ajustados entre sí (por rodaje) que su estanqueidad es total incluso a las presiones más elevadas. Las pérdidas por fuga son ínfimas pero tan inevitables como necesarias para la lubricación del émbolo distribuidor. Por esta razón, en caso de sustitución deberá cambiarse el conjunto de bomba completo; en nigún caso el émbolo distribuidor, la cabeza distribuidora o la corredera de regulación, por separado.


El Diesel y su historia Todo el mundo sabe que el Diesel es económico y de larga duración. Sin embargo, muy pocos saben que Robert Bosch fue el pionero de su aplicación al automóvil. Corría el año 1895 cuando Rudolf Diesel presentó su invento al público: un motor de encendido por compresión que poseía, con respecto al ya consagrado motor Otto (de gasolina) las ventajas de que consumía menos combustible, funcionaba con un carburante relativamente más barato y por último, estaba diseñado para potencias mucho mayores. El invento de Diesel se impuso con rapidez y en poco tiempo se convirtió en la alternativa ideal para motores navales y estacionarios. Por contra, el motor Diesel tenía un gran inconveniente: el de no poder alcanzar regímenes elevados. Pero a medida que se iban difundiendo, gracias a su popularización, las ventaj as del sistema Diesel, mayores iban siéndolas exigencias de que se diseñase un motor de autoencendido pequeño y rápido. El principal impedimento para que el motor Diesel alcanzase un régimen elevado lo representaba la alimentación de combustible. El procedimiento de soplado utilizado hasta entonces, mediante el cual se insuflaba el com bustible con aire comprimido a la cámara de combustión, no permitía el correspondiente aumento del régimen. Además, la «bomba de aire» requería una construcción complicada, lo que impedía reducir el tamaño y el peso del conjunto. A finales de 1922, Robert Bosch decidió dedicar sus esfuerzos a desarrollar un

miento cuyas consecuencias eran difíciles de prever. El motor Diesel fue conquistando paulatinamente campos de aplicación cada vez más amplios, sobre todo en el sector del automóvil. El desarrollo del motor Diesel y de la instalación de inyección prosiguió sin interrupción. Un vehículo de ensayo Diesel equipado con una instalación de inyección Bosch, demostró con una velocidad punta superior a 360 km/h, lo que un Rudolf Diesel 1858-1913 Robert Bosch 1861-1942 propulsor Diesel actual es capaz de rendir. Normalmente, no suele mensistema de inyección para cionarse el consumo en los vehículos motores Diesel. dedicados a batir récords. Sin embargo, Las condiciones técnicas eran favorables, pues cuando se trata del Diesel sucede todo la experiencia con motores de combustión era lo contrario: el vehículo que batió el ya considerable. Además, las técnicas de récord consumió sólo 13,6 Itrs./lOO km, fabricación estaban muy desarrolladas y, sobre a la velocidad máxima de 360 km/h y, a todo, podía aplicarse el caudal de conocimientos 250 km/h, al Diesel de carreras le bassobre fabricación de bombas de lubricación que taron 6 Itrs./lOO km, simplemente. se había ido acumulando. Todavía se sigue demostrando, después Aprincipios de 1923 se disponía de una docena, de haber pasado decenios, la capacidad más o menos, de proyectos distintos para de adaptación y de evolución de la bombas de inyección, y a mediados de dicho año herencia de Rudolf Diesel, especialse efectuaron los primeros experimentos con mente en los turismos de los que el motor. En el verano de 1925 ya estaba en marcha porcentaje equipado con motor Diesel el proyecto definitivo sobre el tipo de aumenta de año en año. Puede decirse construcción de la bomba de inyección, y, en que casi todos los fabricantes europeos 1927, salieron de fábrica las primeras unidades de automóviles disponen en su profabricadas en serie. Esta bomba de inyección grama de un vehículo equipado con desarrollada por Bosch permitió, finalmente, que motor Diesel, por lo menos, o lo están el motor de Rudolf Diesel alcanzase los desarrollando. elevados regímenes necesarios, asegurándole así un lanza-

Alimentación de combustible Dosificación de combustible

La alimentación de combustible mediante bombas de inyección es un proceso dinámico que consta de varias carreras sucesivas. La presión necesaria para la inyección se crea mediante la bomba de émbolo. Las fases de desplazamiento del émbolo distribuidor, esquematizadas en lafigura 15, corresponden a la dosificación del combustible por cada cilindro del motor. En el caso de un motor de cuatro cilindros, el émbolo distribuidor describe un cuarto de vuelta entre las posiciones del punto muerto inferior y el punto muerto superior, y un sexto de vuelta si se trata de un motor de 6 cilindros. Si el émbolo distribuidor se desplaza desde el punto muerto superior al inferior, tiene lugar, gracias al movimiento alternativo y rotativo, el control del canal de entrada de la cabeza distribuidora por medio de una ranura de control del émbolodistribuidor. El combustible fluye desde el recinto interior de la bomba de inyección rotativa, sometido a la presión creada en dicho recinto y a través del canal de entrada, hasta el de alta presión situado por encima del émbolo distribuidor. Tras invertirse el sentido de desplazamiento a punto muerto inferior, el canal de entrada queda cerrado por el émbolo distribuidor, que continúa describiendo un movimiento alternativo y rotativo (hacia el PMS). En el curso de este movimiento progresivo, la ranura de distribución abre un orificio de salida perfectamente determinado de la cabeza

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

distribuidora. La presión creada en el émbolo se desplaza hacia el punto recinto de alta presión y en el canal muerto superior. Esta fase de desplazainterior abre la válvula de impulsión, miento del émbolo se llama carrera empuja el combustible a través del con- remanente. ducto de impulsión hacia el inyector Al retornar el émbolo, debido al movimontado en el portainyectores. La carrera miento de desplazamiento y giro, el oriútil concluye en el momento en quei el ficio de descarga transversal del émbolo orificio de descarga transversal del émbolo distribuidor se cierra, mientras que distribuidor alcanza la rampa de distribución mediante la siguiente ranura de mando de la corredera de regulación (final de la del émbolo distribuidor el canal de alimentación). A partir de este momento ya entrada de combustible se abre. El no se alimenta combustible al inyector, y la recinto de alta presión situado por válvula de impulsión cierra el conducto. El encima del émbolo distribuidor se llena combustible retorna a la bomba a través de nuevamente de combustible. la unión existente entre el orificio de descarga y el interior de ésta, mientras el 16

Válvula de impulsión. 4 Racor de impulsión 5 Vastago 6 Embolo de descarga Ranura anular a cerrada b abierta 1 Portaválvula 2 Asiento de válvula 7 3 Muelle de válvula 8 Ranura longitudinal

15

Alimentación de combustible Válvula de impulsión

La válvula de impulsión aisla el conducto de inyección de la bomba. La misión de esta válvula es descargar la tubería de inyección tras concluir la fase de alimentación, extrayendo un volumen exactamente definido. De esta forma se consigue un final de cierre preciso del inyector al finalizar la inyección. Simultáneamente y con independencia del caudal de inyección momentáneo, debe asegurarse el equilibrio de las presiones en el conducto de impulsión para las diferentes fases de inyección. La válvula de impulsión es de émbolo, mandada por la acción de un líquido; abre a impulsos de la presión del combustible y cierra mediante el muelle de válvula. La válvula de impulsión permanece cerrada para un cilindro determinado del motor entre cada carrera de admisión del émbolo distribuidor. El conducto de impulsión y el correspondiente orificio de salida de la cabeza distribuidora están separados. Cuando hay alimentación, la elevada presión que se origina levanta la válvula de impulsión de su asiento. El combustible circula por las ranuras longitudinales que parten de la ranura anular, a través del racor de impulsión, el correspondiente conducto y el portainyectores hasta llegar al inyector. En cuanto se alcanza el final de alimentación (orificio de descarga del émbolo distribuidor abierto), el empuje en el lado de alta presión desciende hasta el valor del recinto interior de la bomba, y el 17) Cabeza distribuidora con recinto de alta presión. 1 2 3 4 5

Corredera de regulación Cabeza distribuidora Embolo distribuidor Racor de impulsión Válvula de impulsión

muelle de válvula oprime a la válvula de impulsión contra su asiento. Válvula de impulsión con estrangulador de retorno

La necesaria y exacta descarga de presión al final de la inyección genera ondas de presión que son reflejadas en la válvula de impulsión y que originan la reapertura de la aguja del inyector, o bien fases de depresión en el conducto de inyección. Las consecuencias de este fenómeno son postinyecciones con su correspondiente efecto negativo en lo que se refiere a emisión de contaminantes, o bien se producen fenómenos de desgaste en dicho conducto o en el inyector. Para impedir estas reflexiones, por delante de la válvula de impulsión se intercala un orificio estrangulador que actúa únicamente en la dirección de retorno. El estrangulador de retorno se compone de una placa de válvula y un muelle de compresión, de forma que no actúa en la dirección de alimentación, sin embargo, se aprecia su efecto amortiguador en la dirección de retorno. Tuberías de impulsión

En la instalación de inyección, los conductos de impulsión están adaptados al desarrollo de la inyección, y no deben ser alterados cuando se realicen trabajos de mantenimiento. Las tuberías de impulsión unen la bomba de inyección a los portainyectores y van instalados sin formar ningún tipo de codos pronunciados. Su radio de curvatura no deberá ser en

ningún caso inferior a 50 mm. En los motores de automóviles, las tuberías de impulsión van fijadas mediante piezas de apriete dispuestas a intervalos. Las tuberías son de tubo de acero sin soldaduras.

Alimentación de combustible Porta inyectores

El portainyector sirve para fijar el inyector a la culata, y para estanqueizarlo frente a la cámara de combustión. El conducto de alimentación desemboca en el portainyector. Este tiene, además, una conexión para el aceite de fuga. Construcción Esteconjunto funcional está formado por el portainyector y el inyector. El primero consta del cuerpo de soporte, el disco intermedio y la tuerca de fijación del inyector, así como del perno de presión, el muelle de compresión y las arandelas de ajuste de presión. El inyector va fijado con la correspondiente tuerca, centrado en el cuerpo de soporte. Al enroscar conjuntamente el cuerpo soporte y la tuerca de fijación del inyector, ambos presionan el disco intermedio contra la superficie plana del cuerpo. El perno de presión, el muelle de compresión y las arandelas de ajuste de presión se encuentran en el cuerpo de soporte. Así, el perno guía al muelle y la aguja del inyector centra el perno. Por el lado del recinto del muelle de compresión en el cuerpo soporte desemboca el canal de presión al orificio de entrada del cuerpo del inyector, uniendo de esta forma a este último con el conducto de impulsión de la bomba de inyección. Según sea el destino del portainyector, en el canal de presión del cuerpo soporte podrá montarse una varilla filtro. 78

Funcionamiento El muelle de compresión del cuerpo soporte presiona la aguja del inyector a través del perno de presión. La tensión previa de este muelle determina la presión de apertura del inyector, que se regula mediante las arandelas de ajuste de presión. El combustible fluye a través del correspondiente canal de entrada en el cuerpo soporte, disco intermedio e inyector hacia el asiento del inyector. Al realizar la inyección, la presión eleva la aguja del inyector y el combustible circula a través del taladro ciego y los orificios de inyección hasta la cámara de combustión. Al reducirse la presión de inyección, el muelle presiona la aguja del inyector reponiéndola en su asiento, con lo que termina la inyección. Inyectores

El inyector introduce el combustible en la cámara de combustión. La presión de combustible que se origina en la carrera útil de la bomba de inyección es la que actúa sobre el inyector. Generalidades El inyector introduce el combustible alimentado a alta presión por la bomba de 19) Portainyector con inyector de tetón en un motor con cámara de turbulencia. Además de l a du ración y el caudal de i nyección por grad o del ángulo de leva, tam bién tien e gran importancia la dirección del chorro en cuanto se refiere a una buena preparación de la mezcla combustible/aire.

inyección a la cámara de combustión del motor. El inyector consta de cuerpo y aguja. Ambos están ensamblados con una precisión de ajuste del orden de 2 a 4 fim y sólo deben utilizarse como unidad completa. El conjunto inyector/portainyector va montado en la culata del motor. Tipos de inyectores Debido a los diferentes tipos de combustión y a la versatilidad de cámaras donde se produce ésta, la forma, fuerza de penetración y pulverización del chorro de combustible del inyector influyen sobre las condiciones de funcionamiento específicas del motor. Se distinguen dos tipos principales: • I nyectores de orificios para motores de inyección directa, por ejemplo en vehículos industriales e • Inyectores de tetón para motores con precámara de combustión y cámara de turbulencia, por ejemplo en automó viles de turismo. Dentro de estos dos tipos principales existe, sin embargo, diversidad de variantes previstas para los diferentestipos de motores. Inyectores de orificios Los inyectoresdeorificios tienen uncono de estanqueidad, un asiento de inyector

Alimentación de combustible de forma muy particular en el cuerpo del inyector y un taladro ciego. Los inyectores de orificios se realizan predominantemente con perforaciones múltiples. Sin embargo, también los hay de un solo orificio. En función de los condicionantes de la cámara de combustión, el orificio de inyección del inyector de orificio único puede estar dispuesto central o lateralmente. En el caso de i nyectores de varios orificios de inyección, éstos pueden estar dispuestos simétrica o asimétricamente. La presión de apertura del inyector se encuentra por lo general entre 150 y 250 bar. Inyectores de tetón En el caso de motores con precámara o cámara de turbulencia, la preparación de 20

Sección del inyector de orificios.

1 Cuerpo del inyector 2 Aguja del inyector 3 Asiento del inyector

4 Taladro ciego 5 Agujero de inyección

la mezcla de combustible se efectúa principalmente mediante turbulencia de aire asistida por un chorro de inyección con la forma apropiada. En el caso de inyectores de tetón, la presión de apertura del inyector se encuentra generalmente entre 110 y 135 bar. La aguja del inyector de tetón tiene en su extremo un tetón de inyección con una forma perfectamente estudiada, que posibilita la formación de un prechorro. Al abrir, la aguja del inyector libera primero sólo un intersticio anular muy estrecho, que únicamente permite la salida de escaso combustible (efecto estrangulador). A medida que se agranda la abertura (por aumento de la presión), la sección de paso aumenta, y sólo casi al final de la carrera de la aguja se inyecta la dosis 21

principal de combustible. El inyector de tetón y el estrangulador asegura una combustión más suave y por consiguiente, un funcionamiento más uniforme del motor, ya que el aumento de la presión de combustión es más progresivo. La forma del tetón de inyección, las características del muelle de compresión del portainyector y el juego en el intersticio de estrangulación determinan el efecto de estrangulamiento deseado.

Inyector de tetón estrangulador, característica de la inyección, completamente abierto cerrado poco abierto (prechorro) (chorr o principal)

1 Aguja del inyector 2 Cuerpo del inyector 3 Cono de impulsión

4 5

Cámara de presión Tetón de inyección

Regulación mecánica

Regulación mecánica del régimen 23)

El bloque regulador, compuesto por el regulador mecánico y el conjunto de palancas, funciona con una gran sensibilidad y define la posición de la corredera de regulación, es decir, la carrera de alimentación y la duración de la inyección. El

comportamiento regulador se puede adaptar mediante las diferentes versiones del conjunto de palancas.

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

entre nVT(un régimen de la curva de plena carga) y nLT (motor no sometido a carga), en función de la carga específica del margen de potenciacorrespondientedel motor. Además de sus funciones propias, al regulador se le exigen funciones de control: • Liberación o bloqueo de un caudal mayor de combustible necesario para el arranque • Variación del caudal de plena carga en función del régimen (corrección). Para estas funciones adicionales, se precisan, en parte, dispositivos adaptadores.

Funciones del regulador de régimen

Exactitud de la regulación

• Regulación del ralentí El motor Diesel no funciona con un régimen de ralentí inferior al prefijado, si dicho régimen ha sido regulado (fig. 24). • Regulación del régimen máximo En caso de bajada de régimen máximo de plena carga está limitado al de ralentí superior. El regulador considera esta situación y retrae la corredera de regulación hacia la dirección de parada. El motor recibe menos combustible. • Regulación de regímenes intermedios La regulación de regímenes intermedios corre a cargo del regulador de todo régimen. Con este tipo de regulador también se pueden mantener constantes, dentro de determinados límites, los regímenes comprendidos entre el de ralentí y el máximo. El régimen n sólo varía

El grado proporcional (grado P) mide la precisión de un regulador. Representa el aumento relativo, en porcentaje, del régimen del motor al disminuir la carga de éste sin que varíe la posición de la palanca de control. El aumento de régimen no debe sobrepasar un valor determinado dentro del margen de regulación. Como valor máximo se considera el régimen superior de corte de inyección. Este régimen se ajusta cuando el motor Diesel baja desde su régimen máximo de plena carga hasta llegar a carga nula. El aumento del régimen es proporcional a la variación de la carga, y tanto mayor cuanto más elevada es ésta. El grado P a elegir depende de las condiciones de funcionamiento del motor

Diesel. Así, por ejemplo, en los grupos electrógenos es preferible un grado P inferior para que al cambiar el estado de carga, la variación del régimen sea pequeña. En automóviles es aconsejable un grado P mayor, ya que, en caso de variaciones de carga pequeñas (al acelerar o retener el vehículo), favorece la estabilidad de la regulación y del fun-

Regulación mecánica cionamiento, lo que implica un mejor comportamiento de marcha. Un grado P pequeño significaría que la marcha del automóvil se realizaría a tirones cada vez que se modificara el estado de carga.

Regulador de todo régimen El regulador de todo régimen ajusta éste entre el de arranque y el máximo. Con el regulador de todo régimen se pueden regular, además de los de ralentí y el nominal, cualquier otro régimen que se encuentre comprendido entre éstos. El pedal del acelerador permite seleccionar un régimen constante a mantener (en función del grado P). Esto es imprescindible si el vehículo industrial o el motor estacionario deben accionar grupos secundarios tales como tornos de cable, bomba de agua para extinción deincendios, grúa, etc. Este ti pode regulador se utiliza también en los automóviles de turismo y en la maquinaria agrícola (tractores, segadora-trilladora).

regulador, compuesto portres palancas: ladeajuste, latensoray ladearranque. La palanca de ajuste gira sobre un pivote alojado en el cuerpo de la bomba y se puede graduar mediante el tornillo de ajuste del caudal de alimentación (no representado en la figura esquemática 25 para mayor claridad). Las palancas de sujeción y de arranque pivotan también sobre la de ajuste. La palanca de arranque dispone en su parte inferior de una rótula que actúa sobre la corredera de regulación, en oposición a la cual, en su parte superior, va fijado el muelle de arranque. En la parte superior de la palanca tensora va fijado el muelle de ralentí por medio de un perno de retención, al que también va enganchado el muelle de regulación. La palanca de controlyelejedeéstaformanlaunióncon la que regula el régimen. La posición del mecanismo de regulación queda definida por la interacción de las fuerzas del muelle y el manguito. El movimiento de control se transmite a la corredera de regulación y de esta forma se determina el caudal de alimentación del émbolo distribuidor. Comportamiento en el arranque

Construcción

La figura 25 muestra la disposición, estructura, componentes y modo de funcionamiento del regulador de todo régimen de la bomba rotativa de inyección. El bloque regulador, que comprende ios pesos centrífugos y su carcasa, así como el muelle de regulación y el grupo de palancas, es movido por el árbol de accionamiento de la bomba. El bloque regulador gira sobre el eje de regulación solidario del cuerpo de la bomba. El movimiento radial de los pesos centrífugos se transforma en desplazamiento axial del manguito regulador. La fuerza del manguito regulador y su recorrido influyen en la posición del mecanismo 25

Cuando la bomba rotativa de inyección está parada, los pesos centrífugos se encuentran en reposo, y el manguito regulador en su posición inicial. La palanca de arranque se desplaza a la posición de arranque mediante el muelle de arranque, que la hace girar alrededor de su punto de rotación M2. Simultáneamente, la rótula de la palanca de arranque hace que la corredera de regulación se desplace sobre el émbolo distribuidor en la dirección del caudal de arranque, con el resultado de que el émbolo distribuidor debe recorrer una carrera útil considerable (volumen de alimentación máximo = caudal de arranque) hasta que se produce la limitación determinada por el mando. De

este modo, al arrancar se produce el caudal necesario para la puesta en marcha. El régimen más bajo (régimen de arranque) es suficiente para desplazar el manguito regulador, en oposición al débil muelle de arranque, una distancia igual a a. La palanca de arranque vuelve a girar entonces alrededor del punto M,, y el caudal de arranque se reduce automáticamente al necesario para el ralentí. Regulación del ralentí

Una vez arrancado el motor Diesel, al soltar el acelerador, la palanca de control de régimen pasa a la posición de ralentí, quedando apoyada entonces sobre su tope del tornillo de ajuste de éste. El régimen de ralentí ha sido elegido de modo que, en ausencia de carga, el motor continúe funcionando de forma segura y sin el riesgo de que se pare. La regulación la asegura el muelle de ralentí dispuesto sobre el perno de sujeción. Este mantiene el equilibrio en contra de la oposición creada por los pesos centrífugos. Mediante este equilibrio de fuerzas se determina la posición de la corredera de regulación respecto del orificio de descarga del émbolo distribuidor y, por lo tanto, se fija la carrera útil. Cuando los regímenes superan el margen de ralentí, finaliza el recorrido c del muelle y se vence la resistencia opuesta por el muelle.

Regulación mecánica Funcionamiento en carga

En servicio, la palanca de control de régimen pivota y adopta una posición definida por el régimen o la velocidad de desplazamiento deseada del vehículo. Esta posición la determina el conductor mediante la correspondiente posición del acelerador. La acción de los muelles de arranque y de ralentí queda anulada para regímenes superiores al margen de ralentí. Aquellos no influyen sobre la regulación. El muelle de regulación interviene sólo en el siguiente caso. Ejemplo: El conductor acciona el acelerador y pone la palanca de mando de régimen en una posición determinada que debe corresponder a la velocidad deseada (superior). Esta corrección somete al muelle de regulación a una tensión de un valor determinado. El efecto de la fuerza del muelle de regulación es por tanto superior al de la fuerza centrífuga. Las palancas de arranque y de sujeción siguen el movimiento del muelle, es decir, pivotan alrededor del eje M2 y transmiten el movimiento a la corredera, desplazándola en el sentido de caudal máximo. Este aumento del caudal de alimentación determina una subida del régimen, acción que obliga a los pesos centrífugos a desplazarse hacia el exterior y empujar el manguito regulador en oposición a la fuerza del muelle actuante. Sin embargo, la corredera de regulación permanece en «máximo» hasta que el par se equilibra. Si el régimen del motorsigueaumentando, los pesos centrífugos se desplazan más hacia afuera, predominando entonces el efecto de la fuerza del manguito de regulación. Por consiguiente, las palancas de arranque y de sujeción pivotan alrededor de su eje común (M2) y desplazan la corredera de regulación en el sentido de «parada», con lo que el orificio 27

de descarga queda libre antes. El caudal de alimentación puede reducirse hasta «caudal nulo», lo que garantiza la limitación del régimen. Durante el funcionamiento, cada posición de la palanca de control del régimen tiene asignado por tanto un margen de régimen perfectamente definido entre cargas máxima y nula, siempre que el motor sea sometido a sobrecarga, de lo que se deduce que el regulador de régimen mantiene ajustado, en el marco de su grado P, el régimen teórico. Si la carga (p.ej., una pendiente) es tan pronunciada que la corredera de regulación se encuentra en la posición de plena carga, pero el régimen disminuye a pesar de ello, los pesos centrífugos se desplazan más hacia el interior y en función de este régimen. Pero como la corredera de regulación ya se encuentra en la posición de plena carga, no es posible aumentar más el caudal de combustible. El motor está sobrecargado y, en este caso, el conductor debe reducir a una marcha inferior, o bien modificar el régimen. Marcha con freno motor

Al bajar una pendiente (marcha con freno motor) ocurre lo contrario. El impulsoy la aceleración del motor los produce el vehículo. Debido a esto, los pesos centrífugos se desplazan hacia afuera y el manguito regulador presiona contra las palancas de arranque y de sujeción. Ambas cambian de posición y desplazan la corredera de regulación en lad i rección de menos caudal hasta que se ajusta un caudal de alimentación inferior, correspondiente al nuevo estado de carga, que en el caso extremo es nulo. En caso de descarga completa del motor se alcanza el régimen superior de ralentí. El comportamiento del regulador de «todo régimen» ya descrito es siempre aplicable a todas las posiciones de la palanca de control de régimen si, por

algún motivo, lacargaoel régimen varían de forma tan considerable que la corredera de regulación apoya en sus posiciones finales de «plena carga» o «parada».

26) Curvas características del regulador de todo régimen. A: posición de arranque de la corredera de regulación, S: arranque del motor con el caudal de arranque, S-L: reducción del caudal de arranque al de ralentí, L: régimen de ralentí n LN una vez puesto en marcha el motor (sin carga), L-B: fase de aceleración del motor una vez que la palanca de mando de régimen ha sido ajustada desde ralentí a un valor teórico nc, 6-6': la corredera de regulación permanece en la posición de plena carga durante breve tiempo provocando un aumento más rápido del régimen, B'-C: retorno de la corredera de regulación (menor caudal, mayor régimen), según el grado P, el vehículo mantiene la velocidad deseada o bien el régimen nc en el margen de carga parcial, £: régimen n¡_j que se alcanza al quedar sin carga el motor (p.ej. marcha con freno motor) sin que varíe la posición de la palanca de control de régimen. 1 Posición de la corredera de regulación al comienzo del corte en deceleración, 2 Final del corte en deceleración.


Regulador mini-maxi El regulador mini-maxi determina únicamente los regímenes de ralentí y máximo. El margen intermedio se controla directamente mediante el acelerador. Construcción

El bloque regulador, que comprende los pesos centrífugos y el conjunto de palancas, es similar al regulador de todo régimen. El regulador mini-maxi se distingue por el muelle de regulación y su montaje. Se trata de un muelle de compresión alojado en un elemento de guía. La unión entre la palanca de sujeción y el muelle de regulación está encomendada al perno de tope. Comportamiento en el arranque

El manguito regulador se encuentra en la posición de salida, ya que los pesos centrífugos están en reposo. Por ello, el muelle de arranque está en condiciones de presionar la palanca de arranque contra el manguito regulador. La corredera de regulación del émbolo distribuidor se encuentra en la posición «caudal de arranque». Regulación de ralentí

Después de arrancar el motor y soltar el acelerador, la palanca de control del régimen pasa a la posición de ralentí por efecto del muelle antagonista. Al aumentar el régimen aumenta también la fuerza centrífuga de los pesos que, por su ala intern a presionan el manguito regulador contra la palanca de arranque. La regulación se efectúa por medio del muelle de ralentí solidario de la palanca de sujeción. La corredera de regulación se desplaza en el sentido correspondiente a «reducción del caudal de al i mentación» por efecto del movimiento gira29

torio de la palanca de arranque. La posición de la corredera de regulación la determina, por tanto, la interacción entre la fuerza centrífuga y la del muelle. Funcionamiento en carga

Si el conductor acciona el pedal del acelerador, la palanca de mando de régimen adopta un ángulo de inclinación determinado. El margen de actuación de los muelles de arranque y de ralentí queda anulado y entra en acción el muelle intermedio. El muelle intermedio del regulador mini-maxi permite obtener un margen de ralentí más amplio, un mayor grado P y una transición más «suave» al margen no regulado. Si la palanca de control de régimen sesiguedesplazando en dirección a plena carga, el desplazamiento del muelle intermedio prosigue hasta que el collarín del perno apoya en la palanca tensora. El margen de actuación del muelle intermedio queda anulado y actúa, por tanto, el margen sin regulación, determinado por la tensión previa del muelle de regulación. Para este margen de régimen, el muelle puede considerarse rígido. La variación de la posición de la palanca de control de régimen (o del pedal del acelerador) es 28 transmitida ahora a la corredera de regulación por medio del mecanismo regulador. Así, mediante el pedal del acelerador, se determina directamente el caudal de alimentación. Si el conductor desea aumentar la velocidad o ha de subir una pendiente, debe dar «más gas»; si, por el contrario, se exige menor potencia del motor, deberá «quitar gas». Si el motor queda ahora sin carga, con la posición de la palanca de control de régimen sin modificar, a caudal constante se produce una elevación del régimen. La fuerza centrífuga aumenta, y obliga a los pesos a desplazar el manguito regulador contra las palancas de arranque y de sujeción. Sólo después de que ha sido vencida la tensión previa del muelle de regulación

por efecto de lafuerza del manguito, tiene lugar de forma eficiente la regulación limitadora final al margen de régimen nominal. En ausencia total de carga, el motor alcanza el régimen máximo de ralentí y está, por tanto, protegido contra sobrerrevoluciones. Los vehículos de turismo suelen ir equipados con una combinación de reguladores «todo régimen» y mini-maxi.

28) Curvas características de un regulador mini-maxí con muelle de ralentíy muelle intermedio. a: carrera del muelle de arranque, b: carrera de/ muelle de arranque y del muelle de ralentí, d: carrera del muelle intermedio, f: carrera del muelle de regulación, 1: Posición de la corredera de regulación al comienzo del corte en deceleración, 2: Final del corte en deceleración.


Variación del

Construcción

El

30) Disposición del venador de avance en la bomba rotativa de inyección. 1 2 3 4 5 6 7

Anillo de rodillos Rodillos del anillo Pieza deslizante Perno Embolo del varíador de avance Disco de levas Embolo distribuidor

avance Después de la inyección, el gasóleo necesita cierto

Variador de avance tiempo para pasar al estado gaseoso y formar con el aire la mezcla inflamable. El variador de avance de la bomba Este tiempo de preparación de la mezcla es rotativa de inyección permite adelantar el independiente del régimen del motor. El comienzo de la alimentación en relación intervalo necesario para ello entre el con la posición del cigüeñal del motor y comienzo de la inyección y el de la de acuerdo con el régimen, para compen- combustión se denomina, en los motores sar los retardos de inyección e inflama- Diesel, retraso de inflamación (fig. 32) y ción. depende de la inflamabilidad del gasóleo (indicada por el índice de cetano), la Función relación de compresión, la temperatura del Durante la fase de alimentación de la aire y la pulverización del combustible. bomba de inyección, la apertura del Por lo general, la duración del retraso de inyector se produce mediante una onda inflamación es del orden de 1 milisegundo. de presión que se propaga a la velocidad Siendo el comienzo de la inyección del sonido por la tubería de inyección. El constante y el régimen del motor tiempo invertido en ello es independienteascendente, el ángulo de cigüeñal entre el del régimen; sin embargo, el ángulo comienzo de la inyección y el de la descrito por el cigüeñal entre el comien- combustión, va aumentando hasta que zo de la alimentación y el de la inyección esta última no puede comenzar en el aumenta el régimen. Esto obliga, por momento adecuado, en términos relativos tanto, a introducir una corrección ade- a la posición del pistón del motor. Como lantando el comienzo de la alimentación. la combustión favorable y la óptima El tiempo de la propagación de la onda potencia de un motor Diesel sólo se de presión lo determinan las dimensio- consiguen con una posición determinada nes de la tubería de inyección y la velo- del cigüeñal o del pistón, a medida que cidad del sonido que es de aprox. aumenta el régimen debe adelantarse el 1500 m/seg. en el gasóleo. El tiempo comienzo de alimentación de la bomba de necesario para ello se denomina retardo inyección para compensar el de inyección (fig. 32) y el comienzo de la desplazamiento temporal condicionado por inyección está, por consiguiente, retra- el retraso de la inyección e inflamación. sado con respecto al comienzo de ali- Para ello se utiliza el variador de avance mentación. Debido a este fenómeno, a en función del régimen. regímenes altos el inyector abre, en términos referidos a la posición del pistón, más tarde que a regímenes bajos.

variador de avance por control hidráulico va montado en la parte inferior del cuerpo de la bomba rotativa de inyección, perpendicular a su eje longitudinal. El émbolo del variador de avance es guiado por el cuerpo de la bomba, que va cerrado con tapas a ambos lados. En el émbolo del variador de avance hay un orificio que posibilita la entrada de combustible, mientras que en el lado contrario va dispuesto un muelle de compresión. El émbolo del variador de avance va unido al anillo de rodillos mediante una pieza deslizante y un perno. Funcionamiento

La posición inicial del émbolo del variador de avance en la bomba de inyección rotativa la mantiene el muelle tarado del variador. Durante el funcionamiento, la presión del combustible en el interior de la bomba la regula, en proporción al régimen, la válvula de control de presión junto con el estrangulador de rebose. Por consiguiente, la presión del combustible creadaen el interior de la bomba se aplica por el lado del émbolo opuesto al muelle del variador de avance. La presión del combustible (presión en el interior de la bomba) sólo vence la resistencia inicial del muelle y desplaza el émbolo del variador de avance, a partir de un determinado régimen (S 300 min~1); en la fig. 31, hacia la izquierda. El movimiento axial del émbolo se transmite al anillo de rodillos montado sobre

Regulación mecánica Funcionamiento del variador de avance. del variador de avance

a Posición de reposo b Posición de funcionamiento 7 Embolo del varia 1 Cuerpo de la bomba dor de avance 2 Anillo de rodillos 8 Pieza deslizante 3 Rodillos del anillo 9 Muelle del variador 4 Perno de avance 5 Orificio del émbolo

cojinete por medio de la pieza deslizante y el perno. Esto hace que la disposición del disco de levas con respecto al anillo de rodillos varíe de forma que los rodillos del anillo levanten, con cierta antelación, el disco de levas en giro. El disco de levas y el émbolo distribuidor están, por tanto, desfasados en un determinado ángulo de rotación con respecto al anillo de rodillos. El valor angular puede ser de hasta 1 2° de ángulo de leva (24° de ángulo de cigüeñal).

32

Evolución de la combustión. El inicio de la alimentación (FB) se produce al cierre del orificio de entrada. En elinteriorde la bomba se origina la alta presión que provoca el comienzo de inyección (SB) hasta alcanzar la presión de apertura de los inyectores. El intervalo entre FB y SB se denomina retraso de inyección (SV). Al continuar/a compresión se produce el comienzo de la combustión (VB). Elinterva/oentre SBy VBes el retraso de inflamación (ZV). Tras la apertura del orificio de descarga, la presión en el interior de la bomba disminuye (fin de inyección, SE). A continuación se produce el fin de la combustión (VE). © Presión de combustión ® Compr esión UT Punto muerto inferior OT Punto muerto superior


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

Compensación Se entiende por compensación la adaptación del caudal de alimentación de combustible a la curva característica de consumo del motor de acuerdo con el régimen. La compensación puede ser necesaria frente a determinadas exigencias a la característica de plena carga (optimización de la composición de los gases de escape, de la característica del par motor y del consumo de combustible). En consecuencia, se debe inyectar tanto combustible como consuma el motor. El 34

33) Bomba rotativa de inyección con dispositivos de adaptación.

Regulación mecánica palancas de regulación se efectúa siempre que una compensación positiva de plena carga con la válvula de impulsión no es suficiente, o bien se requiere una compensación de plena carga negativa.

consumo de combustible del motor disminuye sensiblemente al aumentar el régimen. La figura 35 muestra la curva Característica del caudal de alimentación de una bomba de inyección no compensada. De ella se desprende que, a idéntica posición de la corredera de regulación en el émbolo distribuidor, la bomba de inyección alimenta algo más de combustible a régimen alto que a régimen bajo. La causa de este caudal adicional es el efecto de estrangulación del orificio de descarga del émbolo distribuidor. Si el caudal de alimentación de la bomba de inyección se ajusta de forma que el par motor máximo posible se consigaenel margen inferiorde régimen, a regímenes elevados el motor no quemará el combustible inyectado sin producir humos. La consecuencia de inyectar demasiado combustible será un sobrecalentamiento del motor. Si, por el contrario, el caudal de alimentación máximo se determina de forma que corresponda al consumo del motor a su régimen y carga máximos, a regímenes bajos, éste no podrá desarrollar su máxima potencia, ya que también el caudal de alimentación se reduce cada vez más a medida que el régimen disminuye. La potencia no sería, por tanto, «óptima». En consecuencia, el caudal de combustible inyectado se debe adaptar al consumo de combustible del motor. La compensación puede efectuarse en la bomba rotativa de inyección mediante la válvula de impulsión o un grupo ampliado de palancas de regulación. La compensación de plena carga con el grupo de

Compensación positiva

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

valores de tarado del muelle de pensación. Al alcanzarse este ré ¡as fuerzas de tarado incial del mu compensación y la fuerza del ma (P M ) deben estar equilibradas. La p de compensación (6) apoya ent sobre el perno tope (5) de la p tensora (4). El extremo libre de la p de compensación toca el per compensación. Si aumenta el régi hace también la fuerza del mangui actúa sobre la palanca de arranque eje de giro común (M 4 ) de la pala arranque y de la de compensació bia de posición. Simultáneame palanca de compensación gira al r del perno-tope (5) y presiona el d pensación en dirección al tope. De esto la palanca de arranque gira dor del eje (M2) y empuja la cor de regulación (8) hacia menor de inyección. Tan pronto como el c del perno (10) descansa en la p de arranque (1), la compensaci mina. Compensación negativa

La compensación negativa de carga puede ser necesaria en los res con problemas de humos negro margen inferior de régimen o que san conseguir un aumento espec par motor. Asimismo, los motor brealimentados exigen una co sación negativa si se prescinde d de plena carga en función de la p de carga (LDA). En estos casos, a que aumenta el régimen crece ta considerablemente el caudal de a tación (fig. 35).

36

3537

ÜT5

Compensación negativa con el gr palancas de regulación Tras co el muelle de arranque (9), la pala compensación (6) apoya en la pala sujeción (4) por medio del per tope (5). El perno de compensaci también apoya en la palanca te Si la fuerza del manguito (P u ) como consecuencia del aumen régimen, la palanca de compen presiona contra el muelle de pensación tarado. Si la fuerza del guito es superior a la del mue compensación, la palanca de co sación (6) es empujada en direc collarín del perno (10), con lo que de giro conjunto (M4) de las palan arranque y de compensación cam posición. Simultáneamente, la p de arranque gira alrededor de su ej y empuja la corredera de regulaci en dirección a más caudal. La co sación termina tan pronto co palanca de compensación des sobre el collarín del perno.


Adaptación de la presión de carga El tope de plena carga según la presión reacciona a la que produce el turbocompresor de gases de escape y tiene por misión adaptar el caudal de alimentación de plena carga a la presión de carga. 38) a la derecha, bomba rotativa de inyección con tope de plena carga en función de la presión de carga. 1 Muelle de regulación 2 Tapa del regulador 3 Palanca de tope 4 Pasador guía 5 Tuerca de ajuste 6 Membrana 7 Muelle de compresión 8 Perno de control 9 Cono de control 10 Tornillo de ajuste del caudal de plena carga 11 Palanca de ajuste 12 Palanca de sujeción 13 Palanca de arranque MI Eje de giro de 3

Sobrealimentación mediante turbocompresor

A dimensiones y regímenes prácticamente idénticos lasobrealimentación del motor Diesel mediante turbocompresor supone una ganancia de potencia en relación al método de aspiración libre (atmosférica). La potencia útil se puede aumentar entonces en función del incremento sensible de la masa de aire. Además a menudo es posible reducir el consumo específico de combustible. La sobrealimentación del motor Diesel se realiza mediante un turbocompresor de gases de escape. Los residuos de la combustión, producidos por el motor, ya no son expulsados inútilmente a la atmósfera, sino que se utilizan para accionar la turbina de un compresor, cuya velocidad de rotación puede sobrepasar las 100.000 revoluciones por minuto. La turbina va conectada al compresor del turbo por medio de un árbol. El compresor aspiraairey lo envía, bajo presión, a la cámara de combustión del motor. Con ello, no sólo aumenta la presión del aire aspirado, sino también su temperatura. Si la temperatura es demasiado elevada, se procede a enfriar el aire entre la entrada del turbocompresor y la del motor.

39) Motor Diesel con turbocompresor de gases de escape.

Regulación mecánica Principio de la sobrealimentación 1 mediante turbocompresor. 40

42 41

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

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

El tope de plena carga según la presión de carga va montado en la parte superior de la bomba rotativa de inyección. En la parte superior se encuentra la conexión para la presión de sobrealimentación y el orificio de purga. El recinto interior se divide en dos cámaras autónomas y estancas al aire por medio de una membrana contra la que actúa un muelle de compresión fijado al otro lado mediante una tuerca de ajuste, con laque se puede graduar la tensión previa del muelle de compresión. De esta forma se adapta el momento de actuación del tope de plena carga a la presión de sobrealimentación del turbocompresor en función de la

presión de carga. La membrana es solidaria del perno de control, que dispone de un cono al que palpa un pasador guía. Este pasador transmite el movimiento de regulación del perno de ajuste a la palanca de tope, que modifica el tope de plena carga. Con el perno de ajuste en la parte superior del LDA se define la posición de partida de la membrana y el perno de control. Funcionamiento

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

adapta, por tanto, a la mayor masa de aire presente en la cámara de combustión del motor. Si la presión de sobrealimentación desciende, el muelle de compresión situado debajo de la membrana empuja el perno de control hacia arriba. El movimiento de ajuste del mecanismo regulador se invierte, con lo que se reduce el caudal de combustible en función de la variación de presión de sobrealimentación. Si se avería el turbocompresor, el LDA vuelve a su posición de partida y limita el caudal de plena carga de forma que quede garantizada una combustión sin humos. El caudal de plena carga con presión de carga se ajusta mediante el tornillo de tope de plena carga montado en la tapa del regulador.


Adaptación en función de la carga El instante de comienzo de la alimentación debe desplazarse en el sentido de «avance» o en el de «retraso» de acuerdo con la carga del motor Diesel. Comienzo de la alimentación en función de la carga LFB) Función

El instante de comienzo de la alimentación en función de la carga ha sido calculadodeformaque, al reducirse lacarga (p.ej. de máxima a parcial), a idéntica posición de la palanca de mando de régimen, el comienzo de alimentación se desplace en el sentido de «retraso». A medida que aumenta la carga se va produciendo un desplazamiento del momento inicial de la alimentación o bien del de inyección, en el sentido de «avance». Mediante esta adaptación se consigue una marcha más suave del motor. Estructura

La adaptación de «comienzo de alimentación según la carga» se realiza modificando el manguito regulador, el eje regulador y el cuerpo de la bomba. Para ello, el manguito va provisto de un taladro transversal adicional y el eje lleva un orificio longitudinal así como dos transversales. En el cuerpo de la bomba hay otro orificio más, de forma que con esta disposición se establezca la unión entre el recinto interior de la bomba de inyección y el lado de aspiración de la bomba de alimentación de aletas. Funcionamiento

El variador de avance desplaza en el comienzo de la al i mentación en el sentido de «avance» a medida que aumenta el

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Adaptación acorde con la presión atmosférica

régimen, debido a la presión creciente de la bomba de alimentación. Mediante la reducción de presión en el recinto interior de la bomba provocada por el LFD, se puede conseguir un desplazamiento (relativo) en el sentido de «retraso». El control tiene lugar por medio de los taladros del eje y del manguito de regulación. Mediante la palanca de control de régimen se puede preajustar un régimen determinado. Para alcanzar este régimen teórico preestablecido es necesario aumentarlo. A medida que aumenta el régimen los pesos centrífugos se mueven hacia afuera desplazando el manguito regulador. Así, por un lado, en lo relativo a la regulación normal, se reduce el caudal de alimentación; y por otro, regula el orificio del manguito regulador mediante el borde de control del eje. Ahora, una parte del combustible fluye a través de los orificios longitudinal y transversal del eje regulador en dirección al lado de aspiración, provocando una disminución de la presión en el recinto interior de la bomba. Debido a esta disminución el émbolo de I variador de avance cambia de posición, lo que necesariamente provoca el giro hacia el interior de la bomba del anillo de rodillos, con el consiguiente desplazamiento del comienzo de la alimentación hacia «retraso». Al disminuir el régimen (p.ej., por aumento de la carga), el manguito regulador se desplaza de forma que sus orificios y los del eje regulador quedan tapados. El combustible del recinto interior de la bomba ya no puede circular al lado de aspiración, con lo que aumenta la presión en el interior. El émbolo del variador de avance realiza un movimiento en oposición a la fuerza de su muelle, el anillo de rodillos se desplaza en sentido inverso al de giro de la bomba y el comienzo de la alimentación se desplaza de nuevo en el sentido «avance».

A grades altitudes y debido a la menor densidad del aire, la masa de aire aspirada es también menor. El caudal de plena carga inyectado no se puede quemar, se producen humos y aumenta la temperatura del motor. Para evitarlo, se emplea un tope de plena carga en función de la presión atmosférica, que modifica el caudal de plena carga en función del valor de aquélla. Tope de plena carga según la presión atmosférica (ADA) Construcción

El tope de plena carga de acuerdo con la presión atmosférica se encuentra situado al igual que el que actúa en función de la presión de carga, en la tapa del regulador. Este tiene, en lugar de la membrana, una cápsula barométrica. El muelle de compresión, con el que se puede determinar el momento de actuación de la cápsula barométrica, está dispuesto entre el cuerpo de la tapa del regulador y el platillo de muelle. La cápsula barométrica está en comunicación con la atmósfera a través del orificio de purga. Funcionamiento

En el margen de actuación de la cápsula barométrica se produce un aumento de la altura de la cápsula a medida que disminuye la presión atmosférica. El perno de control cargado por muelle se desplaza en oposición a la fuerza de éste, y el pasador guía describe un movimiento horizontal debido al cono de control. La continuación del proceso de control ya ha sido descrita en la pagina 23 al explicar el tope de plena carga en función de la presión de carga.

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Adaptación para arranque en frío Este sistema permite mejorar las características del motor Diesel en frío, desplazando el comienzo de la alimentación en dirección a «avance». La corrección la efectúa el conductor desde el habitáculo del vehículo por medio de un cable, o bien se realiza automáticamente mediante un dispositivo de graduación en función de latemperatura. Acelerador mecánico de arranque en frío (KSB) Construcción

El KSB va montado sobre el cuerpo de la bomba. La palanca de tope está unida por un árbol a la palanca interior, en la que va dispuesta, en posición excéntrica, una rótula, y que actúa sobre el anillo de rodillos. (Existetambién unaversiónen la que el dispositivo de ajuste actúa sobre el émbolo del variador de avance). La posición inicial de la palanca de tope la define el tope y el muelle con patas. En la

partir de un régimen determinado. La corrección automática tiene lugar mediante un dispositivo de control en el que un elemento dilatable en función de latemperatura transforma las diferencias producidas en la del refrigerante en un movimiento de traslación. La ventaja está en que, según sea la temperatura del refrigerante (arranque en frío, fase de calentamiento o arranque con el motor caliente), siempre se ajusta el instante óptimo de comienzo de al i mentación o de inyección. Según el sentido de giro y la posición de montaje, existen diferentes disposiciones de palancas y dispositivos de accionamiento.

parte superior de la palanca de tope va fijado el cable que conecta con el dispositivo de control manual o automático. El dispositivo de control automático va fijado mediante un soporte a la bomba rotativa de inyección, mientras que el de accionamiento manual se encuentra en el habitáculo del vehículo. Funcionamiento

Los aceleradores para arranque en frío mediante control automático sólo se diferencian de los manuales en el dispositivo de corrección externa. Su funcionamiento es idéntico. Si noseacciona el cable, el muelle con patas empuja la palanca de tope contra éste. La rótula y el anillo de rodillos se encuentran en la posición inicial. Cuando el conductor acciona el cable, la palanca de tope y el árbol, así como la palanca interior con la rótula giran. Debido a este movimiento giratorio, el anillo de rodillos cambia de posición, anticipándose el comienzo de la alimentación. La rótula engancha el anillo de rodillos en una ranura longitudinal. Así, el émbolo del variador de avance puede seguir desplazando el añil lo de rodil los en el sentido «avance», a

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48) Bomba rotativa de inyección con acelerador mecánico de arranque en frío.

Control del caudal de arranque en función de la temperatura (TAS)

El dispositivo de caudal de arranque en función de la temperatura (TAS) es un equipo adicional que se puede combinar con el KSB automático. Al poner en marcha en frío el motor Diesel, no actúa el dispositivo de caudal de arranque en función de la temperatura debido a que la palanca de control KSB se encuentra en su posición inicial. La palanca exterior de parada está en posición de reposo, ya que descansa sobre la tapa del regulador. En esta posición de la palanca es posible la máxima alimentación de caudal durante el proceso de arranque. Con el motor caliente, la palanca de mando 49

KSB descansa en su tope. En esta posición, la varilla ha hecho girar la palanca exterior de parada en un recorrido determinado en la dirección al tornillo de tope. Así, mediante la palanca de parada se impide que la carrera del caudal de arranque se libere totalmente o en parte en el interior de la bomba, con lo que se evita la formación de humos al arrancar (con el motor caliente). Elevación del ralenti en función de la temperatura (TLA)

También el TLA es accionado mediante el dispositivo de control y está combinado con el KSB automático, para lo cual se ha prolongado la palanca de control KSB y se la ha dotado de una rótula. Con el

motor frío, esta rótula presiona contra la palanca de control de régimen y la separa de su tornillo de tope de ralentí, con lo que se aumenta el régimen de éste, evitándose la marcha irregular del motor. Con el motor caliente, la palanca de control KSB descansa en su tope. Como consecuencia, la palanca de mando de régimen descansa también en el tornillo tope de ralentí, y la elevación de régimen en función de la temperatura deja de actuar.

Regulación mecánica 50

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Válvula de control de presión Embolo de válvula Orificio estrangu/ador Presión en el interior 5 Válvula de mantenimiento de la presión 6 E/emento dilatable con calefacción eléctrica 7 Válvula de bola 8 Combustible circulante sin presión (con la válvula de bola abierta)

Acelerador hidráulico de arranque en frío.

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

Construcción

El acelerador hidráulico de arranque en frío consta de dos válvulas: una de control y otra de mantenimiento de la presión, y de un elemento dilatable con calefacción eléctrica (fig. 50).

Luego, el descenso del nivel de presión en el interior de la bomba se efectúa únicamente mediante la válvula de control de presión.

Funcionamiento

La bomba de alimentación aspira el combustible del de pósito y lo conduce al interior de la bomba rotativa de inyección. Desde aquí, el combustible, sometido a la presión interior, llega a la cara frontal del émbolo del variador de avance. Según la presión existente, el émbolo se desplaza en oposición a la fuerza del muelle antagonista. Su carrera define la corrección del instante de comienzo de la inyección. La presión en el interior de la bomba la determina una válvula de control de presión que la hace subir a medida 51 que aumenta el régimen y, por tanto, conforme aumenta el caudal de alimentación. Para conseguir la evolución de la presión para motor frío representada con líneas de trazos (fig. 51), el émbolo de válvula (fig. 50; pos. 2) de la válvula de control de presión, lleva un orificio estrangulador(pos.3)atravésdelcualse consigue una mayor presión en el interior de la bomba mientras la válvula de mantenimiento de presión (pos. 5) intercalada detrás, está cerrada. Una vez en marcha el motor, la válvula de mantenimiento de presión se abre por medio del elemento dilatable con calefacción eléctrica (pos. 6), deformaqueel combustible pueda circular sin presión.

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

Regulación electrónica

Regulación electrónica Válvula de retroalimentación de gases de escape (ARF)

La válvula de retroalimentación de gases de escape tiene la tarea de dejar libre la sección para el caudal de retroalimentación de gases de escape necesario momentáneamente. La unidad de control da una señal de conexión eléctrica para el control de un convertidor electroneumático, con el que se acciona la válvula.

Circuitos de regulación Caudal de inyección del combustible

Sobre el arranque, el ralentí, la potencia y el comportamiento de marcha, así como la salida de humos influye de forma decisiva el caudal de inyección de combustible. Correspondientemente son programados los campos característicos de caudal de arranque, ralentí, plena carga, característica del pedal acelerador, delimitación de humos y característica de la bomba. A través de un transductor del pedal acelerador, se fija previamente el par motor/régimen de revoluciones deseado por conductor. En la unidad de control se determina, bajo observancia de los valores de campos característicos memorizados y los valores reales de los sensores, un valor decisivo para la posición del servomecanismo de imán giratorio. Este servomecanismo con confirmador se preocupa del ajuste correcto de la corredera de regulación, Comienzo de la inyección

El arranque, los ruidos, el consumo de combustible y la emisión son influidos

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decisivamente por el comienzo de la del caudal de inyección se ajusta el caudal necesario para la velocidad de marinyección. Los campos característicos de comienzo de cha deseada. inyección programados observan estas dependencias. La elevada exactitud del Retroalimentación de comienzo de la inyección se garantiza con gases de escape un circuito regulador. Para ello, un detector La retroalimentación de gases de escape de movimientos de aguja (NBF) capta el (ARF) se instala para reducir las emisiocomienzo exacto de la inyección nes contaminantes. Para ello se toma un directamente en el inyector y lo compara caudal parcial definido de los gases de con el inicio de inyección programado. Una escape del motor, y se mezcla con el aire desviación tiene como consecuencia una de aspiración. El caudal deairedeaspiramodificación de la relación de impulsos de cióndel motor, determinado por una soncontrol para la válvula electromagnética en da volumétrica de aire (proporcional a la el variador de avance. La relación de cuota ARF), es captado por la unidad de impulsos se modifica hasta que la mando observando los restantes datos desviación de la regulación tenga el valor de inyección y del motor para cada punto cero. A través de esta válvula de servicio, y se compara con el valor proelectromagnética de impulsos se modula la gramado del campo característico ARF. presión de ajuste en el émbolo del variador de avance. Con ello se asegura el mismo comportamiento dinámico 54 que con el Señales de los sensores. regulador mecánico del comienzo de la 1 señal no procesada del detector de inyección. Cuando durante el arranque y movimientos de la aguja (NBF), 2 señal en marcha con freno motor (cuando no tiene derivada de NBF, 3 señal no procesada del de revoluciones, 4 señal derivada lugar i nyección) sólo hay disponibles transductor del transductor de revoluciones, 5 señal señales insuficientes de comienzo de la evaluada del comienzo de inyección referida a inyección o incluso éstas faltan totalmente, una señal de referencia. se desconecta el regulador y se conmuta a un estado de servicio controlado. La relación de impulsos necesaria para el control de la válvula electromagnética se asume de un campo característico de mando programado. Regulación de la velocidad de marcha

Una señal evaluada de la velocidad de marcha se compara con un valor nominal prefijado por el conductor a través de la parte de mando. A través déla regulación


En caso de una desviación, la unidad de control acciona un convertidor electroneumático, que ajusta la válvula ARF para el caudal de retroalimentación de gases de escape necesario.

Medidas de seguridad Autosupervisión El concepto de seguridad abarca una autosupervisión de sensores, servomecanismos y microprocesadores a través de la unidad de control, asi como situaciones de funcionamiento de emergencia. El sistema de diagnóstico avisa al conductor en caso de perturbaciones en componentes importante medianteuntestigo en el campo de instrumentos, y pobilita un análisis de averías detallado en el taller. Funciones de marcha de emergencia En el sistema hay integradas muchas y sofisticadas funciones de marcha de emergencia. Si falla, por ejemplo, el transductor del régimen de revoluciones,

se determina una señal de régimen de revoluciones sustitutiva a partir del intervalo de las señales de comienzo de i nyección procedentes del detector de movimientos de aguja. Un dispositivo eléctrico de parada (ELAB) detiene el motor, si, por ejemplo, ha fallado el dispositivo regulador de caudal. Sólo en caso de fallo de sensores importantes se enciende el testigo de advertencia. En la tabla inferior están indicadas las reacciones de la unidad de control al aparecer determinadas averías. Con Emisión de diagnóstico aparatos de diagnóstico Bosch, que pueden utilizarse para todos los sistemas electrónicos Bosch para vehículos, es posible una emisión de diagnósticos. En combinación con una secuencia especial de prueba pueden verificarse sistemáticamente todos los sensores, incluidos los enchufes, y las funciones de la unidad de control.

Reacción de la unidad de control

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Componentes de la regulación electrónica Diesel

Ventajas • Gracias a una adaptación flexible, el comportamiento del motor y el control de emisiones son óptimos. • Clara separación de las funciones in dividuales: plena carga-caudales de inyección-desarrollo independientes de la característica del regulador y del diseño del sistema hidráulico. • Proceso ampliado de magnitudes de influencia, que hasta ahora no podían representarse mecánicamente (p. ej. característica de caudal de inyección con corrección de temperatura, regu lación del régimen de ralentí indepen diente de la carga). • Elevada exactitud a lo largo de todo el tiempo de funcionamiento gracias a circuitos reguladores que reducen la influencia de tolerancias. • Mejora del comportamiento de mar cha. Mediante memorización de los campos característicos se establecen, independientemente de efectos hi dráulicos, curvas características y pa rámetros de regulación ideales y se adaptan con precisión en una optimización de todo el sistema motor/vehí culo. No se producen tirones durante la marcha ni sacudidas en ralentí. • El acoplamiento con otros sistemas electrónicos de los vehículos abre po sibilidades para hacer al automóvil del futuro más confortable, más econó mico, más ecológico y seguro (p. ej. mando de instalaciones de incandes cencia o del cambio). • Reducción importante de la necesidad de espacio para la bomba de inyec ción, ya que se su primen grupos mecá nicos de conexión en la bomba.

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Conjunto portainyector con detector de movimientos de aguja (NBF). 1 perno de ajuste, 2 bobina de impulsos, 3 perno de pr esión, 4 cabl e, 5 enchuf e.


Componentes de la regulación electrónica Diesel. 1 unidad de control, 2 bomba rotativa de inyección, 3 sonda volumétrica de aire, 4 transductor del pedal acelerador, 5 sondas térmicas del aire y del agua de refrigeración, 6 transductor del régimen de revoluciones, 7 transductor de la presión atmosférica, 8 transductor de la presión de carga, 9 conjuntos portainyectores sin o con detector de movimien tos de aguja.

Bosch Tipo Ve.

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