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INFORME LABORATORIO DIESEL

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BOMBA LINEAL PE

Profesor: Néstor Raúl Fonseca Medina

Estudiantes:

Cesar Quiroga Jairo Martínez Camilo Andrés Mora Sebastián Bernal Juan David Betancurth

Universidad E.C.C.I

Ciudad - Bogotá D.C

Mayo 2017


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Tabla de Contenido

INTRODUCCION………………………………………………………………………………………3 OBJETIVOS……………………………………………………………………………………………4 BOMBA LINEAL ………………………………………………………………………………………5 PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO …………………………………………………………………6 FUNCIONAMIENTO………………………………………………………………………………......6 PARTES DE LA BOMBA……………………..………………………………………………...........15 CONCLUSIONES……………………………………………………………………………………..22


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INTRODUCCION Bomba lineal

Este tipo de bomba ideada por Robert Bosch a principios del siglo XX ha sido la más utilizada por no decir la única que funcionaba sobre todo en vehículos pesados, incluso se usó en turismos hasta la década de los 60 pero se vio sustituida por las bombas rotativas más pequeñas y más aptas para motores rápidos. Este tipo de bombas es de constitución muy robusta y de una fiabilidad mecánica contrastada, sus inconvenientes es su tamaño, peso y que están limitadas a un número de revoluciones que las hacen aptas para vehículos pesados, pero no para turismos. La bomba en línea está constituida por tantos elementos de bombeo, colocados en línea, como cilindros tenga el motor. En su conjunto incluye además de los elementos de bombeo, un regulador de velocidad que puede ser centrifugo, neumático o hidráulico; un variador de avance automático de inyección acoplado al sistema de arrastre de la bomba. Las bombas de inyección en línea, se componen de una carcasa principal que contiene las unidades de bombeo del tipo émbolo cilindro alineadas una a continuación de otra en un número igual al número de cilindros del motor. Adosada a la parte posterior se monta la unidad de control llamado también “gobernador”, y adosado a la parte delantera se monta el mecanismo de control del tiempo.


OBJETIVOS: GENERAL.

Saber cómo es el funcionamiento de la bomba de inyección de tipo lineal PE con comprobaciones y desarme de la misma. ESPECIFICO.

1. Reconocer los elementos componentes de esta bomba y realizar un estudio del mismo. 2. Verificar el buen funcionamiento de los componentes que se encuentran dentro de la bomba lineal PE.

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Bomba lineal PE

FIGURA 1: Bomba PE La bomba lineal está constituida por una cremallera, un eje de levas, émbolos actuadores, esta bomba tiene como función llevar el combustible a una alta presión a los inyectores, por medio de la leva la cual acciona el embolo y este aprisiona u oprime el combustible para que salga a una alta presión hacia el inyector para que posteriormente sea inyectado a la cámara de combustión. La dosificación de combustible está a cargo de una cremallera el cual mueve el embolo actuador de izquierda a derecha, en el lado izquierdo envía menos combustible, si se mueve al lado derecho envía más combustible a los inyectores. Al comenzar a girar el árbol de levas se empiezan a mover los impulsadores y los émbolos que están ubicados en los cilindros de la bomba mientras se oprime el acelerador, que acciona la cremallera haciendo girar el helicoidal y suministrando más cantidad de combustible a los cilindros de la bomba por medio de los émbolos, que envían el carburante a los inyectores mediante la cámara de combustión del motor.


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PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

Principio de operación. el elemento principal de estas bombas es la unidad de bombeo (figura 2), que se compone del cilindro de la bomba (1) y su correspondiente Émbolo (3), accionado por una de las jorobas del eje de levas, la carrera por lo tanto es invariable, este eje de levas es parte integrante de la bomba de inyección, y es movido o conducido por el motor, a través de un piñón cuya relación de engrane de 2 a 1 le permite a la bomba gira a la mitad de las rpm del cigüeñal. Las jorobas del árbol de levas empujan al Émbolo en la dirección de la descarga. El retorno del pistón se produce gracias a la acción de un resorte, que debe tener la suficiente fuerza como para garantizar que el seguidor del émbolo jamás llegue a separarse de la leva. La presión y duración de la inyección dependen de la forma de la leva. Para entender el funcionamiento, hay que tener en cuenta que siempre hay combustible en el espacio que rodea al cilindro. Cuando el émbolo se mueve hacia abajo, destapa el agujero de entrada permitiendo que el Diesel inunda la cámara sobre la corona del émbolo, así como también el canal axial y el volumen tallado bajo la hélice del mismo, (figura 3 a).

El émbolo en su carrera ascendente dentro del cilindro, tapona los orificios circundantes. Cuando esto sucede, la presión aumenta en la cámara, (figura 3 b) hasta que iguala la presión del resorte de la válvula de descarga levantando la válvula de su asiento, como indican las flechas pequeñas de la (figura 3c). El combustible es entonces descargado a la cañería de alta presión y por esta a la tobera de rociado.


Figura 2

Elemento de bombeo de una bomba de inyección en línea de control mecánico.

1.

Cilindro de la bomba

2.

orificio de fuga

3.

embolo

4.

varilla de control (llamada también cremallera)

5.

manga de control

6.

cuadro conductor de la manga de control

7.

válvula de descarga

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Finalmente, mientras el émbolo se mueve todavía hacia arriba en el cilindro, su hélice destapa el agujero de fuga, (figura 3d) Esto produce el colapso de la presión en la cámara, como resultado la válvula de descarga regresar a su asiento. Ahora refiriéndome a la (figura 4) explicare como el émbolo, girado a diferentes posiciones en el cilindro, puede controlar el total de combustible descargado. Debe tenerse en cuenta que los émbolos se mueven hacia arriba y hacia abajo en sus respectivos cilindros, al tiempo que pueden ser rotados a diferentes posiciones angulares gracias a la acción de la cremallera de control engranada al segmento de piñón solidario al émbolo como muestra la (figura 2).


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En la figura 4(a), el embolo se muestra rotado a la posición de máxima descarga. Se ve que el embolo deberá subir una considerable distancia antes de que la porción tallada de la hélice descubra el agujero de fuga. En la figura 4b, el embolo ha sido girado a la posición de descarga normal. Aquí, el embolo no necesita subir muy alto para destapar el agujero de fuga. En la figura 4c, el embolo ha sido rotado completamente a la derecha, y el canal vertical del embolo está directamente alineado con el agujero de fuga. Por consiguiente, no es obstruido en ningún momento cuando el embolo sube, por lo tanto, no puede generarse presión alguna en la cámara, en este caso hay cero descargas. CIRCUITO DE ALIMENTACIÓN La bomba de inyección se acompaña de un circuito de alimentación que le suministra combustible (figura inferior). Este circuito tiene un depósito de combustible (1) que está compuesto de una boca de llenado, de un tamiz de tela metálica, que impide la entrada al depósito de grandes impurezas que pueda contener el combustible. El tapón de llenado va

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provisto de un orificio de puesta en atmósfera del depósito. La bomba de alimentación aspira el combustible del depósito y lo bombea hacia la bomba de inyección a una presión conveniente, que oscila entre 1 y 2 bar. El sobrante de este combustible tiene salida a través de la válvula de descarga situada en la bomba de inyección y también puede estar en el filtro, retornando al depósito. Esta válvula de descarga controla la presión del combustible en el circuito. En vehículos donde la distancia y la altura del depósito con respecto a la bomba de inyección estén muy alejados, se instala una bomba de alimentación (2), normalmente esta bomba se encuentra acoplada a la bomba de inyección. Según las condiciones de funcionamiento del motor y de sus características constructivas, se requieren distintos sistemas de alimentación de la bomba de inyección, como se ve en la figura inferior. Si el filtro de combustible está en las proximidades inmediatas del motor, pueden formarse burbujas de gas dentro del sistema de tuberías. Para evitar esto resulta necesario "barrer" la cámara de admisión de la bomba de inyección. Esto se consigue instalando una válvula de descarga (6) en la cámara de admisión de la bomba de inyección. En este sistema de tuberías, el combustible sobrante vuelve al depósito de combustible a través de la válvula de descarga y de la tubería de retorno. Si en el vano del motor hay una temperatura ambiente elevada, puede utilizarse un circuito de alimentación como el representado en la figura inferior derecha. En este circuito el filtro de combustible va instalada una válvula de descarga (7) a través de la cual una parte del combustible retorna al depósito del mismo durante el funcionamiento, arrastrando eventuales burbujas de gas o vapor. Las burbujas de gas que se forman en la cámara de admisión de la bomba de inyección son evacuadas por el combustible a través de la tubería de retorno. El


barrido continuo de la cámara de admisión refrigera la bomba de inyección e impide que se formen burbujas de gas.

BOMBA DE ALIMENTACION: Sirve para aspirar combustible del depósito y suministrarlo a presión a la cámara de admisión de la bomba de inyección a través de un filtro de combustible. El combustible tiene que llegar a la cámara de admisión de la bomba de inyección con una presión de aprox., 1 bar para garantizar el llenado de la cámara de admisión. Esta presión se puede conseguir utilizando un depósito de combustible instalado por encima de la bomba de inyección (depósito de gravedad), o bien recurriendo a una bomba de alimentación. Es este último caso, el depósito de combustible puede instalarse por debajo y (o) alejado de la bomba de inyección.


La bomba de alimentación es una bomba mecánica de émbolo fijada generalmente a la bomba de inyección. Esta bomba de alimentación es accionada por el árbol de levas de la bomba de inyección. Además, la bomba puede venir equipada con un cebador o bomba manual que sirve para llenar y purgar el lado de admisión del sistema de inyección para la puesta en servicio o tras efectuar operaciones de mantenimiento. Existen bombas de alimentación de simple y de doble efecto. Según el tamaño de la bomba se acoplan en la misma una o dos bombas de alimentación.


REGULACION DEL CAUDAL DE COMBUSTIBLE La cantidad de combustible inyectado, depende, por tanto, de la longitud de la carrera efectuada por el pistón, desde el cierre de la lumbrera de admisión, hasta la puesta en comunicación de esta con el cilindro, por medio de la rampa helicoidal. Moviendo la cremallera en uno u otro sentido, pueden conseguirse carreras de inyección más o menos largas que corresponden:

El cierre de la válvula de readmisión, debido a la acción conjunta de su muelle y de la presión existente en el conducto de salida, mantiene en esta canalización una cierta presión, llamada


residual, que permite en el siguiente ciclo una subida de presión más rápida y un funcionamiento mejor del inyector. En el motor de gasolina, las variaciones de régimen y de potencia, se obtienen modificando la cantidad de mezcla (aire/gasolina) que entra en el cilindro. En el motor Diesel, estas variaciones se obtienen actuando únicamente sobre la cantidad de combustible inyectado en el cilindro, es decir, modificando la duración de la inyección. El fin de la inyección depende de la posición de la rampa helicoidal con respecto a la lumbrera de admisión. Esta posición puede ser modificada haciendo girar el pistón sobre su eje vertical, por medio de una cremallera que engrana sobre la corona dentada fijada sobre el casquillo cilíndrico, que a su vez mueve al pistón. La cremallera es movida por el pedal del acelerador, o automáticamente por medio de un regulador, y da movimiento simultáneamente a todos los elementos de inyección de la bomba.

En un motor Diesel para provocar su paro debemos cortar el suministro de combustible que inyectamos en sus cilindros, para ello los motores dotados con bomba de inyección en línea llevan un dispositivo de mando accionado por un tirador y cable desde el tablero de mandos del vehículo, el cual hace desplazar a la cremallera hasta su posición de gasto nulo. Para la puesta en servicio de la bomba y el arranque del motor, basta pisar el pedal acelerador, con lo cual se anula


el bloqueo del dispositivo de parada dejando a la cremallera en posición de funcionamiento de ralentí. La bomba en línea además del "elemento de bombeo" necesita de otros elementos o accesorios para su correcto funcionamiento, como son un regulador de velocidad que limite el número de revoluciones (tanto al ralentí como el número máximo de revoluciones, corte de inyección), y de un variador de avance a la inyección que en función del número de r.p.m. varía el momento de comienzo de la inyección de combustible en los cilindros del motor.

PARTES DE LA BOMBA

Válvula de aspiración La válvula de aspiración o de descarga permite la entrada del combustible hacia los inyectores. Cuerpo de la bomba El cuerpo de la bomba es donde se acoplan todos los elementos y se integran al funcionamiento de la misma, en algunas ocasiones también acopla la bomba alimentadora. Esta normalmente se fabrica de aleación de aluminio y rara vez se usa la fundición de hierro. Árbol de levas


El árbol de levas va soportado sobre rodamientos, es de acero forjado, templado y posee alta resistencia al desgaste, debe ir fijo con un engranaje que a su vez va conectado con el cigüeñal. Tiene tantas levas o lóbulos como cilindros tenga el motor y los flancos de ataque son de un perfil adecuado. Entrada del combustible La entrada del combustible se da por un componente llamado el émbolo de la bomba el cual introduce la cantidad suficiente de combustible al inyector. El émbolo Este movimiento de giro en el émbolo se realiza por medio de la cremallera que engrana con los sectores dentados de cada uno de los elementos de bomba, de forma que cualquier desplazamiento en la misma hace que todos los émbolos giren simultáneamente para que la entrega y el caudal de combustible sean idénticos en cada uno de los cilindros del motor. El control de la varilla de regulación se efectúa a través del pedal acelerador, el cual, con su desplazamiento, determina la mayor o menor cantidad de combustible a inyectar para obtener la potencia deseada. Antiguamente para parar el motor se empleaba un tirador que actuaba sobre la cremallera. Actualmente, se consigue automáticamente mediante una válvula cónica accionada por un relé que lleva la bomba conectado a la llave de contacto, cortando el paso del gasoil a los inyectores. Varilla de control La varilla de control hace girar todos los émbolos para variar la cantidad de combustible inyectado. Las horquillas de control son montadas en la varilla y se acoplan con las palancas en el extremo inferior de los émbolos. Este movimiento de giro en el émbolo se realiza por medio


de la cremallera que engrana con los sectores dentados de cada uno de los elementos, de forma que cualquier desplazamiento en la misma, hace que todos los émbolos giren simultáneamente para que las entregas de caudal de combustible sean idénticos en cada uno de los cilindros del motor. El control de la varilla de regulación se efectúa a través del pedal de acelerador, el cual, con su desplazamiento, determina la mayor o menor cantidad de combustible a inyectar para obtener la potencia deseada.

Válvula de entrega Se encuentra en la parte superior de la bomba, arriba del elemento de bombeo, posee una sección paralela que actúa como un pistón pequeño. Actúa como válvula de retención. Retiene el combustible en el tubo (caño) y en el inyector a baja presión. Pero produce una caída brusca de


presión en el inyector al final del periodo de inyección (al final de la carrera efectiva del émbolo). Se cierra con rapidez por acción de su resorte y por la alta presión.

Acoplamiento para avance automático


En las bombas de inyección en línea es posible instalar un acoplamiento para avance automático en el extremo delantero del árbol de levas de la misma, en lugar del acoplamiento normal para impulsión. Este sirve además para avanzar la inyección cuando aumenta la velocidad de rotación del árbol de levas. Se trata de un acople dividido con sus partes delantera y trasera conectadas por un mecanismo de avance centrífugo. En este mecanismo hay contrapesos que se mueven hacia afuera o hacia adentro por la fuerza centrífuga cuando se hace el eje y con ello se gira la parte trasera del acople en relación con la parte delantera del mismo avanzando así la sincronización de la bomba de inyección.


Reguladores de velocidad Los reguladores de velocidad tienen por misión limitar la velocidad máxima y mínima que el motor puede alcanzar cuando decrece su par resistente o cuando trabaja en vacío, actuando sobre la cremallera que regula el gasto de combustible en la inyección, es decir que la cantidad de combustible a inyectar depende de la posición de la cremallera, que es mandada por el pedal del acelerador. Sin embargo, puede ocurrir que, en posición de plena carga, el motor se revolucione al decrecer su par resistente. Entonces el regulador para máxima velocidad desplaza la cremallera de forma que disminuya el combustible o caudal a inyectar a medida que las RPM aumenta.


El regulador para velocidad mínima actúa cuando, estando la cremallera en posición de mínimo consumo, la carga o par resistente en el motor aumenta, con lo cual, al decrecer el número de revoluciones, éste podría pararse. En estas condiciones, el regulador desplaza a la cremallera para aumentar el suministro de combustible en la medida suficiente para incrementar el número de revoluciones y evitar que se pare el motor. Además, la regulación en mínima velocidad sirve para el tarado (regulación) de marcha en ralentí. Los reguladores empleados para bombas inyectoras lineales pueden ser de dos tipos: -mecánicos (de fuerza centrífuga) -neumáticos (de vacío)


CONCLUSIONES

Estas bombas son utilizadas para vehículos de trabajo pesado (camiones, mulas, buses de servicio público, etc.). Este sistema de bombas lineales es más simple que el sistema de las bombas rotativas. Son muy eficientes y precisas en su funcionamiento de suministrar combustible al motor Diesel. Estas bombas producen muy altas presiones hasta 2200 bares. Esta bomba trabaja a la mitad de las revoluciones del motor Se denomina bomba de inyección lineal debido a su movimiento rectilíneo alternativo que realizan los émbolos dentro de esta. Su funcionamiento es muy parecido al de un motor.

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