UNIVERSIDAD UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS ESPE EXTENSIÓN EXTENSIÓN LATACUNGA LATA CUNGA DEPARTAMENTO DE ENERGÍA Y MECÁNICA CARRERA DE INGENIERIA AUTOMOTRIZ
INFORME INFORME DE LABORA LA BORATORIO TORIO DE OPTATIVA CARRERA
CÓDIGO CÓDIGO DE LA LA ASIGNATURA ASIGNAT URA
NRC
Ing. Automotriz
35052
3379
NOMBRE DE LA ASIGNATURA OPTATIVA I
PRÁCTICA N°
LABORATO LAB ORATORIO RIO DE:
Motores de combustión interna
DURACIÓN (HORAS)
01
TEMA:
Calibración de la bomba tipo P
3
1
OBJETIVOS
Conocer el funcionamiento funcionami ento de la bomba de inyección lineal tipo P
Determinar Determin ar el montaje adecuado de la bomba de inyección en el banco de pruebas Bosch EPS
2
Calibrar la bomba de inyección lineal tipo P en el banco de pruebas Bosch EPS
Analizar los valores de calibracion obtenidos en el banco de pruebas Bosch EPS
EQUIPO Y MATERIALES NECESARIOS Nombre
Banco de pruebas Bosch EPS
Bomba de inyección tipo P
Descripc Descripc ión
Equipo versátil y de alto rendimien r endimiento to utilizado para la calibración de bombas de inyección a diésel
Grafico
3
Caja de llaves
Herramientas para el montaje de la bomba en el banco de pruebas
Tapones
Equipo de seguridad industrial
Botas puntas de acero
Equipo de seguridad industrial
Guantes
Equipo de seguridad industrial
Desarmadores
Herramientas de trabajo
MARCO TEORICO
BOMBA LINEAL TIPO P Generalidades Hasta los años 60, era la única utilizada, pero actualmente y en los turismos está cayendo en desuso, debido a su mayor peso, tamaño y complejidad mecánica, a pesar de su simple funcionamiento. No
obstante en vehículos pesados y otros motores para grandes gastos y presiones de inyección es casi única Constitución La bomba de inyección lineal está compuesta por un cuerpo de bomba, dentro del cual se aloja un árbol de levas que gira a la mitad de vueltas que el cigüeñal por lo tanto igual que el árbol de levas de la distribución, de la que recibe el movimiento. Dentro de este cuerpo de bomba se alojan los elementos de bombeo, tantos como número de cilindros También está dotada de un regulador que limita el número de revoluciones tanto en ralentí como el número máximo de revoluciones, corte de inyección y de un variador de inyección que en función de las rpm varia el momento de inicio de la misma (Tratado del automovil la tecnica de los siglos XX - XXI, p. 457)
Ilustración 01: despiece de la Bomba de Inyección lineal P
(meganeboy, 2014)
BOMBA LINEAL DE TIPO P, es una bomba en línea, las bombas de inyección en línea están instaladas junto al motor y funcionan junto con este. Cada cilindro está conectado a un elemento de la bomba que está dispuesto en línea.
Ilustración 02: Bomba de inyección lineal de tipo P
(meganeboy, 2014)
Características
Es más robusta y genera altas presiones.
Son las bombas, utilizadas en motores de gran potencia.
Árbol de levas robusto y grande.
Tiene émbolos y elevadores de rodillos no ajustables.
Permite trabajar con presiones de impulsión de hasta 1300Bar.
Puede traer corrector de humos.
Dispone de variador de avance
Esta bomba sirve para motores de 149 Kw. Ó 200 Hp., de potencia.
No trae ventana para la calibración.
Regulación del caudal mediante la brida.
Tiene Cremallera estriada.
Posee compensador de altitud.
Lubricación independiente.
Regulador generalmente mecánico.
Trae Bomba de Cebado.
Especificaciones y variantes de la bomba La caja de la bomba no posee tapa inspección para hacer ajustes, debido a las condiciones extremas de funcionamiento, a prueba de agua y polvo. Su diseño es menor que la de tipo B entrega más combustible, utiliza elementos más robustos, tales como balineras y árbol de levas. Se pueden utilizar
émbolos más grandes de hasta 13mm. Los elementos de la bomba están sostenidos por las bridas de la camisa de manera que la torsión de apriete de los porta válvula de entrega no causen presión interna en la caja de la bomba. No hay entrega de combustible cuando la ranura está alineada con en el puesto de barril. Controla la cantidad de combustible mediante el movimiento alternativo de la cremallera de control. En la de tipo PE-A los ajustes del tiempo de inyección son realizados son efectuados moviendo el embolo, mientras con las de tipo PE-A por el barril. Funcionamiento Al girar el árbol de levas mueve los impulsadores y los émbolos ubicados en los cilindros de la bomba; mientras se oprime el acelerador se mueve la cremallera y esta a su vez hace girar el helicoidal el cual suministra más cantidad de combustible a los cilindros de la bomba y por medio de los émbolos el combustible es enviado hacia cada inyector en la cámara de combustión del motor. El pistón está animado de un movimiento de sube y baja en el interior del cilindro. El descenso está mandado por el muelle figura inferior, que entra en acción cuando el saliente de la leva en su giro deja de actuar sobre el pistón La subida del pistón se produce cuando la leva en su giro actúa levantando el pistón venciendo el empuje del muelle. Cuando el pistón desciende en el cilindro crea una depresión que permite la entrada del combustible cuando el pistón ha destapado las lumbreras correspondientes. Debido a la presión reinante en el conducto de alimentación, provocada por la bomba de alimentación, el cilindro se llena totalmente. El comienzo de la inyección, se produce siempre en la misma posición del pistón, pues a medida que va subiendo, la presión aumenta en el interior del cilindro. Cuando el valor de esta presión es superior a la fuerza que ejerce el muelle de la válvula (de re-aspiración), esta se abre venciendo la fuerza de su muelle. Llegado el pistón a cierta altura, pone en comunicación el cilindro con el conducto de alimentación, con lo cual, desciende bruscamente la presión en el interior del cilindro.
FASES DE FUNCIONAMIENTO
Ilustración 03: fases de funcion amiento del embolo de la bomba de inyección
Entrada combustible punto muerto superior El combustible fluye por la lumbrera de succión en la cámara de alta-presìón. Pre-Inyección Movimiento del pistón de punto muerto inferior al superior, cerrando las entradas. Ciclo de Reacción Fase entre el fin de la pre-inyección y la apertura de la válvula de entrega. Ciclo Efectivo Movimiento de la bomba donde se inyecta el combustible hasta la apertura de la lumbrera de entrada. Ciclo residual En esta fase están abiertas las lumbreras debido al giro esta acaba en el punto muerto superior. Punto Muerto Superior Finaliza la inyección y el pistón vuelve al inicio.
CALIBRACION DE LA BOMBA DE INYECCION Datos de combinación y de cliente En este epígrafe se indica en la tabla de pruebas la información necesaria para el reconocimiento de la bomba de inyección, incluyendo su aplicación Condiciones de ensayo En el apartado de condiciones de ensayo se indican básicamente los inyectores de prueba, los tubos de prueba, la presión de alimentación y la válvula de sobrante necesarios para el ajuste de la bomba de inyección. Es absolutamente imprescindible respetar estas indicaciones. Adicionalmente se indican otras informaciones de las que cabe destacar la posición de entrada y salida de combustible en :
Ilustración 04: vista superior d e la bomba de inyección l ineal .
(bosch, 2009)
Valores de ajuste bomba de inyección Comienzo de alimentación •Valores de ajuste bomba de inyección
El procedimiento de prueba tradicional de Bosch para sus bombas de inyección, divide la comprobación en tres bloques independientes: Valores de ajuste bomba de inyección Valores de ajuste del regulador Valores de ajuste bomba de inyección con regulador adosado (caudales) Actualmente esta división se reduce a dos bloques uniendo en uno la prueba del regulador y los caudales. En los valores de ajuste de la bomba se incluyen dos apartados: Comienzo de alimentación donde se define la posición de la inyección sobre el perfil de la leva (carrera previa), el desfase angular que nos permite extrapolar esta posición a todos los cilindros de la bomba y el ajuste del indicador de puesta a punto de la bomba sobre el motor.
Ilustración 05: Valores de ajuste de inyección
(bosch, 2009)
Ajuste básico
El siguiente apartado de ajuste de la bomba de inyección es el ajuste básico. Con el ajuste básico se ajusta el caudal que debe suministrar la bomba de inyección con el recorrido de la cremallera indicado en la tabla de pruebas. Con esta prueba se verifica el comportamiento hidráulico de la bomba de inyección, es decir, el estado de los elementos de bombeo y la correcta geometría del árbol de levas. Esto se consigue ajustando el caudal medio 42 y la diferencia entre cilindros (dispersión) bajo las condiciones de caudal de plena carga, y comparando después el comportamiento en otras condiciones de servicio, esto es, el ralentí.
Ilustración 06: Ajuste del caudal de combustible
(bosch, 2009)
Valores de ajuste bomba de inyección con regulador adosado Recorrido del manguito Posición del manguito
Una vez ajustada la bomba de inyección, se comprueba el correcto funcionamiento del regulador, empezando por verificar el trabajo de los contrapesos. En la prueba de carrera de manguito podemos ver el desplazamiento de los contrapesos en función de un número de 43 revoluciones, con ello se puede ajustar la pretensión de los muelles del regulador que están insertados en los contrapesos. Con la posición del manguito comprobamos la geometría y posicionamiento de las articulaciones entre los contrapesos y la varilla de regulación. Esta comprobación se realiza después de montar la tapa del regulador y verificando simultáneamente la posición de la palanca de mando. En todas las tablas de pruebas excepto en las primeras versiones, la posición de la palanca de mando para la prueba de posición del manguito suele indicarse con un código que significa:
Ilustración 07: recorrido de manguito
(bosch, 2009)
Caudal d e plena carga Con el apartado de caudal de plena carga se ajusta en los reguladores del tipo RQ el tornillo de tope de la palanca de mando. En este tipo de reguladores este tope define el recorrido máximo de la varilla de regulación (cremallera). La realización de este ajuste puede flexibilizarse en cuanto al orden, dentro del ajuste completo del grupo, y en función de la disposición y número de componentes que lleve montados el regulador en cuestión. En este caso como el regulador lleva montado un corrector de humos (LDA) horizontal en la parte trasera de la tapa con desconexión de caudal de arranque, se deberá proceder como sigue: 1. Cuando se monta la tapa del regulador, el LDA debe es tar montado en su alojamiento pero sin fijar. 2. Una vez montada la tapa del regulador se fije el LDA 3. Se libera el tope máximo que hace el corrector de humos permitiendo mayor recorrido a la cremallera. 45 4. Se ajusta el tornillo de tope de la palanca de mando según los valores prescritos más un recorrido adicional de 0.2 mm. 5. Verificar que la posición angular de la palanca de mando
P53 Regulación limitadora final / corte de revoluciones Con la prueba de la regulación limitadora final, también conocida como corte de revoluciones, se verifica el trabajo correcto del regulador en el corte de las revoluciones, es decir, cómo elimina el caudal de inyección progresivamente cuando se sobrepasan unas determinadas revoluciones. La prueba permite confirmar que el desplazamiento de los contrapesos anteriormente visto, se transmite correctamente a la cremallera estando la palanca de mando en la posición que en este apartado se indica. Si el resultado no se encontrara dentro de las tolerancias indicadas deberíamos revisar los ajustes previos, tanto las cotas de montaje como los ajustes dinámicos. Con la prueba de régimen de ralentí también se verifica el trabajo correcto del regulador pero en este caso con la palanca de mando en la posición de ralentí, punto en el cual se fija el tornillo de tope de la palanca de mando. La prueba permite confirmar que el desplazamiento de los contrapesos, manejados en este margen por el muelle de ralentí y desplazándose en el espacio de la etapa de ralentí, se transmite correctamente a la cremallera, estando la palanca de mando en la posición que en este apartado indica. Si el resultado no se encontrara dentro de las tolerancias indicadas deberíamos revisar los ajustes previos, tanto las cotas de montaje como los ajustes dinámicos.
Compensación La compensación o asimilación es una adaptación del caudal inyectado a la curva del par motor. En los motores de combustión interna el momento de máxima eficacia de la combustión, es decir, el momento en el que se transforma la máxima cantidad de energía química procedente del combustible en energía mecánica (par máximo), debe coincidir con la máxima cantidad de combustible inyectado. Según se aumentan las revoluciones, se pierde eficacia en la combustión por lo que se elimina una parte del caudal. Esto se reflejará en el recorrido de la cremallera y su comprobación se hace con ayuda de la prueba de compensación.
No todos los motores son iguales, algunos no tienen asimilación. Este hecho se refleja en la tabla de pruebas dando el mismo valor de posición de varilla de regulación a diferentes revoluciones.
Ilustración 08: componentes de la bomba
(bosch, 2009)
A Etapa de ralentí B Recorrido de asimilación 1. Arandela de ajuste holgura de contrapesos 2. Muelle intermedio (alta) 3. Muelle de asimilación 48 4. Muelle interior (alta) 5. Arandela de ajuste recorrido de asimilación 6. Muelle de ralentí 7. Casquillo asimilación 8. Platillo de tope 9. Cápsula de asimilación 10. Tuerca de ajuste muelles
11. Platillo de apoyo Tope de plena carga dependiente de la presión de carga Con los valores que aparecen bajo la prueba de tope de plena carga dependiente de la presión de carga se ajusta el corrector de humos o LDA. El ajuste de todos estos mecanismos incluye el ajuste de tres posiciones diferentes: Recorrido máximo de la cremallera con presión de aire definida por la posición del tope roscado sobre el husillo. Recorrido máximo de la cremallera sin presión de aire definida por la posición del tope. Ajuste de la posición de la cremallera en función de la presión de aire con el muelle.
Ilustración 09: recorrido de la cremallera
(bosch, 2009)
Bloqueo / Desbloqu eo de arranque
Los datos que se mencionan en la prueba de desbloqueo de arranque indican el margen de revoluciones en el que debe suceder el bloqueo del caudal de arranque, que en esta versión de bomba se desarrolla de forma automática. Para hacer el ajuste correcto de estas revoluciones nos servimos del tornillo ajustable, insertado en la horquilla de conexión entre la cremallera y la palanca de regulación o colisa. Este ajuste se verifica haciendo desplazamientos alternativos de la palanca de mando entre el tope de ralentí y el de plena carga. Curva de caudales Es la última parte de pruebas y nos sirve para certificar el correcto ajuste y funcionamiento de todo el conjunto, comprobando el resultado de caudales en diferentes condiciones de funcionamiento. Posteriormente se hacen los trabajos finales en el conjunto, como puede ser la fijación de la puesta a punto de la bomba para su montaje posterior en el motor (bosch, 2009)
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PROCEDIMIENTO
CALIBRACION DE LA BOMBADE INYECCION DE TIPO P EN EL BANCO DE PRUEBAS BOSCH EPS 1. Colocar la bomba de inyección de tipo P en el banco de pruebas Bosch EPS
Fotogr afía 01. Bomba de inyecci ón lin eal ubic ada en el banco de pruebas Bosch EPS
2. Colocar el reloj palpador
Fotografía 02. Ubicación del reloj palpador en l a bomba de inyección
3. Elegir el tipo de bomba en el software para realizar las pruebas de calibración
Fotografía 03: pruebas de calibración presentadas por el software
4. Verificar que las luces que controlan la conexión del KMA y de las revoluciones del motor eléctrico se encuentren en verde
Fotogr afía 04. Luc es de contro l del KMA y RPM
5. Seleccionar la opción ESI[tronic] CD-W para observar los datos almacenados
Fotogr afía 05. Campos de entrada
PRUEBA N 01 6. Retirar las cañerías del banco de pruebas Bosch EPS de la bomba lineal de tipo P
Fotografía 06: Cañerías desconectadas de los racores de la bomba de inyección lineal de tipo P
7. Colocar el primer cilindro en el punto muerto.
Fotografía 07: Movimiento de la mordaza
8. Acelerar la bomba de inyección lineal de tipo P
Fotografía 08: Accionamiento de aceleración
9. Regular la presión de transferencia a 1.5 bares
Fotografía 09: manómetro de presión
10. Encerar el banco de pruebas Bosch EPS
Fotografía 10: Primer cilindro encerado
11. Seleccionar la opción de próxima leva 12. Almacenamos el dato y continuamos a la próxima leva. Prueba N 02: Prueba Básica 13. Conectar cada una de las cañerías del banco de pruebas a la bomba de inyección de tipo P
Fotogr afía 11: Cañerías conectadas a la bomba d e inyección lineal de tipo A
14. Enceramos el reloj palpador
Fotografía 12: reloj palpador encerado
15. Poner en funcionamiento y colocar la carrera de la cremallera 16. Verificar el caudal inyectado por cada cilindro
Fotogr afía 13: Nivel de caudal iny ectado en cada cilindro
17. Regular el caudal girando las guías de los racores
Fotografía 14: Regulación del caudal
PRUEBA DE CALIBRACION DEL REGULADOR 18. Colocar un reloj palpador en el manguito de la cremallera
Fotografía 15: ubicación del reloj palpador
19. Poner en funcionamiento el banco de pruebas Bosch EPS 20. recorrer la cremallera el valor marcado de 6.2
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RESULTADOS OBTENIDOS
Prueba de fase Se regula el angulo de inyeccion mediante el giro de la tuerca ubicada bajo el muelle de la bomba de inyeccion lineal de tipo A
Prueba básica
Esta bomba de inyeccion se regula a 12.4mm. Se regula el caudal suministrado mediante el giro del perno ubicado en la camisa de la bomba de inyeccion lineal de tipo A
Prueba de regulación del regulador
Esta bomba debe dar un recorrido de 16 mm
Prueba de regulación d e ralentí
Esta bomba de inyección lineal de tipo A debe dar un recorrido de 6mm para su ajuste
Prueba de corte de combust ible
Esta bomba de inyección lineal de tipo A tiene un recorrido de regulación de 13451360 6
CUESTIONARIO
1. ¿En qué se diferencian las bombas lineales tipo P de la tipo A? La bomba tipo P es más robusta que la bomba tipo A. La bomba tipo A posee una ventana por donde se realizaran las regulaciones. 2. ¿Cómo se realiza la regulación de l a carrera del pistón?
Esta se realiza con alzas en los reguladores de presión. 3.
¿Cómo se llama el ciclo donde están abiertas las lumbreras debido al giro esta acaba en el punto mu erto superior? Se denomina ciclo residual.
4. ¿Escri ba el accionamiento de la bomba?
Al girar el árbol de levas mueve los impulsadores y los émbolos ubicados en los cilindros de la bomba; mientras se oprime el acelerador se mueve la cremallera y esta a su vez hace girar el helicoidal el cual suministra más cantidad de combustible a los cilindros de la bomba y por medio de los émbolos el combustible es enviado hacia cada inyector en la cámara de combustión del motor. 5.
¿En el desarmado de la bomba al retirar las válvulas reguladoras de presión podremos substraer l os pist ones? No se pueden substraer ya que estos están ensamblados a los asiento de los mismo, los pistones solo se podrán substraer por la parte inferior de la bomba.
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CONCLUSIONES
Para la prueba de fase se debe retirar las canerias del banco de pruebas EPS de la bomba de inyeccion para poder visualizar la inyeccion de cada un de los cilindros
Se debe colocar el primer cilindro en el punto muerto superior para poder encerarlo y proceder a la calibracion de la misma
Al no contar con una ventana de calibracion la bomba de inyeccion lineal de tipo P el proceso de calibracion es mas complicada e incomoda
Para el ajuste basico de la bomba de inyeccion lineal de tipo P se debe conectar las canerias del banco de pruebas bosch EPS a la bomba y colocar en 13,75 la carrera de la cremallera
Para regular el caudal de esta bomba de inyección lineal de tipo P se debe aflojar los tornillos guías de los racores el movimiento hacia el lado izquierdo incrementa el caudal y en sentido contrario disminuye
Para la calibración del regulador se debe recorrer la cremallera según el valor establecido en este caso a 950 rpm debe tener un recorrido de 6.2
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RECOMENDACIONES
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Tener en consideración las instrucciones de funcionamiento ya que contienen advertencias importantes para emplear el banco de pruebas para bombas de inyección de forma segura, apropiada y redituable evitando peligros, disminuyendo costos de reparaciones y tiempos de parada lo que contribuye a la confiabilidad y vida útil.
Retirar materiales auxiliares durante el funcionamiento, como también la de residuos de producción es decir combustibles y aceites
No desembornar ni embornar nunca la alimentación de tensión del aparato de excitación CRE800 con el banco de pruebas conectado. De lo contrario, la tarjeta de circuitos impresos de la unidad de excitación puede resultar dañada.
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Para la fijación de las componentes emplear los acoplamientos de accionamiento prescritos REFERENCIAS BIBLIOGR FICAS Y DE LA WEB (CONSIDERAR LA NORMA APA, USO DE BASES DIGITAL ES DE MIESPE)
Referencias
bosch. (2009). Obtenido de www.tallermecánica.com Bosch, Robert. (s.f.). Descripción de programa EPS945. INTRUCCIONES DE MANEJO, 160-162. Obtenido de http://www.sudbosch.pl/download/134_Oprogramowanie_EPS_945_PE_CR.pdf. Fuentes, P. C. (mayo de 2016). Bomba de Inyeccion Lineal de tipo A. Latacunga, Cotopaxi, Ecuador. meganeboy, d. (2014). aficionados a la mecanica. Obtenido de http://www.aficionadosalamecanica.net/curso-bomba-linea.htm Ocaña, A. O. (2000). Tratado del automovil la tecnica de los siglos XX - XXI. Madrid. TECNOVA. (s.f.). boschecuador . Obtenido de boschecuador: http://www.boschecuador.com/Portal/html/gallery/Tecnova/Equipos-Prueba-EPS815(espanol).pdf
FECHA DE ENTREGA: Latacunga, 02 de junio de 2016
Firmas Elaborado por:
Revisado :
Priscila Ceron Fuentes
Ing. German Erazo L. MSc.
C.I. 0503065203 ID. L00023239
Calificacion :
