Sistema de Baja Presion

Iny ec ci ón G aso li na - Di é se l

Integrantes Cruz Fiallo Pablo David Parra Pila Andrés Angello Ríos Camacho Julio Cesar Román Tobar Erick Eduardo Carrera Curso Ingeniería Automotriz 6A

Fecha 2014  – 10  – 03

Grupo 4

Número de sesión 6

Objetivo: Reconocer los principales componentes del sistema de baja presión en la inyección a diésel. Analizar los sistemas y los principales datos técnicos de cada componente de baja presión. 

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SISTEMA DE ALIMENTACIÓN DE COMBUSTIBLE (BAJA PRESIÓN) Es el encargado de suministrar el combustible necesario para el funcionamiento del motor, pudiéndose diferenciar dos apartados fundamentales: a. Circuito de alta presión, encargado de impulsar el combustible a una presión determinada para ser introducido en las cámaras de combustión. b. Circuito de baja presión, encargado de enviar el combustibl combustible e desde el depósito en que se encuentra almacenado a la bomba de inyección.

DEPOSITO DE C0MBUSTIBLE El depósito de combustible combustib le almacena combustible, combustible , debe ser resistente a la oxidación y estanco frente a una presión de magnitud doble al del servicio, pero como un mínimo de 0,3 bares de sobre presión, por lo que esta sobrepresión debe eliminarse automáticamente

mediante aberturas de válvulas de seguridad adecuadas. Al circular por curvas, en posición oblicua o en caso de choques no debe derramarse combustible por la boca de llenado ni por los dispositivos de compensación de presión.

Fig 1. Tanque de Combustible

Normalmente son metálicos y su capacidad varía entre los 18 y 100 lts además algunos cuentan con un depósito de reserva. En la mayoría de tanques de reserva se utiliza láminas de acero negra, para carros pesados como camiones se utiliza el aluminio para reducir peso, además de que no se debe utilizar acero galvanizado para combustible diésel, por lo que este reacciona con el zinc del galvanizado y produce polvo y escamas y obstruiría el sistema de alimentación y filtro con rapidez. Existen diferentes arquitecturas para el sistema del depósito de combustible dependiendo del tipo de vehículo, el tipo de combustible (Gasolina o Diésel), el tipo de dispensador de gasolina y la región donde se vende el vehículo. Hay dos tecnologías para los depósitos de combustible en automóviles: Depósitos de plástico, concretamente polietileno de alta densidad (HDPE) producidos por medio de moldeo por soplado. Esta tecnología está en auge por contar con emisiones de fuel muy reducidas. El plástico también posibilita geometrías complejas, por ejemplo, el depósito puede montarse directamente sobre el eje trasero, ahorrando espacio y mejorando la seguridad en caso de impacto. Inicialmente se tenían dudas sobre la dureza del material frente a grietas en comparación con materiales como el acero o el aluminio. Depósitos de metal (acero o aluminio) a partir de la soldadura de láminas estampadas.  Aunque esta tecnología da buenos resultados en el control de emisiones del combustible, es cada vez menos competitiva en el mercado. 

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La protección del medio ambiente es la principal fuerza que impulsa el cambio de los tanques de combustible en acero por los TPMS. Los tanques tradicionales en acero terne se recubren en el interior con una capa de estaño y plomo para que resistan la corrosión del acero que producen los combustibles con base en hidrocarburos. En el pasado estos tanques brindaban una barrera satisfactoria a los combustibles producidos 100% con base en hidrocarburos. Sin embargo, muchos gobiernos han aprobado leyes que requieren el uso de combustibles oxigenados para ayudar a proteger el medio ambiente de los altos niveles de monóxido de carbono y emisiones urbanas producidos por la combustión incompleta del combustible de los automóviles. Los aditivos típicos que se utilizan para aumentar el contenido de oxígeno de los combustibles con base en hidrocarburos son metanol, etanol y MTBE (metil-butil éter). Estos aditivos para combustible atacan y deterioran el recubrimiento de terne en los tanques tradicionales de acero y producen vapores de estaño y plomo que se introducen en el escape del automóvil. Afortunadamente, los TPMS no son afectados por los combustibles oxigenados y no contribuyen a emitir vapores nocivos al medio ambiente.  A partir de los modelos de 1998, se requiere que los automóviles que se vendan en Estados Unidos no sobrepasen una emisión diaria de compuestos orgánicos volátiles (COV) de 2 g por vehículo (esta norma sobre emisiones no incluye los gases de escape. Estos gases están cobijados por normas diferentes). La principal fuente descompuestos orgánicos volátiles es el sistema de combustible del automóvil. Sin embargo, los COV también son emitidos por los plastificantes en la tapicería, las bandas y mangueras de caucho, etc. Controlar y reducir las emisiones de vapores de combustibles no quemados hacia el medio ambiente, es supremamente importante para cumplir con la norma de 2 g de emisiones por día.  Antes de la aprobación de la norma sobre emisiones al medio ambiente, el principal plástico de elección para la fabricación de los TPMS había sido el polietileno de alta densidad. Esta era una elección lógica porque esta resina es fácil de obtener, tiene un costo reducido, es fácil de procesar y tiene un buen equilibrio de propiedades físicas. Sin embargo, el polietileno de alta densidad por sí solo no es un material satisfactorio para

fabricar TPMS debido a que, con el tiempo, los combustibles para automóviles hacen que el polietileno de alta densidad se hinche, produciendo un deterioro de las propiedades físicas y aumentando la permeabilidad de los vapores de combustible a través de la pared del tanque. Los tanques de plástico fabricados en polietileno de alta densidad tienen que incorporar un material que ofrezca un alto nivel de barrera con el fin de proteger el polietileno de alta densidad de los componentes de combustible, interponer una barrera a los vapores de combustible y así proteger el medio ambiente. La primera tecnología de barrera, que se utilizó a finales de los años ochenta y principios de los noventa fue una barrera con base en el gas f lúor. Este proceso se conoce como fluoración. La barrera de flúor provee la protección necesaria para evitar que el polietileno de alta densidad se hinche por la permeación de combustible. No obstante, de acuerdo con las nuevas normas de la Agencia para la Protección Ambiental de Estados Unidos, EPA, la fluoración no es adecuada para evitar el escape de vapores de combustible hacia el medio ambiente, pero no cumple con la norma de limitar a 2 g las emisiones diarias. Además, el uso del gas flúor en una planta de manufactura es supremamente peligroso porque este gas es inodoro, incoloro y extremadamente tóxico. La combinación de los beneficios de protección del medio ambiente, el menor peso, mayor resistencia al impacto, menor riesgo de explosión en los choques de alto impacto, resistencia a la corrosión y la utilización eficaz y flexible del espacio, crea la necesidad de tanques para combustible en plástico con un alto nivel de barrera. El proceso de fabricación único permite opciones de diseño flexibles para integrar características de forma interna en el modelado de depósitos de plástico de combustible. TI Automotive - un suministrador mundial de almacenamiento de fluidos de automoción, tecnología de entrega y suministro - ha mostrado sus innovadores depósitos de combustible de plástico por soplado y presurizados para vehículos híbridos eléctricos hoy en la conferencia ITB Automotive Energy Storage and Fuel Systems 2011 celebrada en Novi, Michigan. Esta tecnología, la primera en su clase, se ha desarrollado por medio de un proceso de fabricación de permiso denominado "Tank Advanced Process Technology" (TAPT), que permite a los fabricantes de vehículos híbridos eléctricos sustituir los actuales diseños del acero con depósitos de plástico de bajo peso y bajas emisiones. "Las operaciones de transmisión únicas y de ciclo de purgado de vapor de los vehículos híbridos eléctricos pueden aumentar la cantidad de presión de vapor dentro del tanque de combustible. Además, como los vehículos híbridos eléctricos son tan silenciosos en modo eléctrico, el ruido de paso del combustible es más reconocible por los pasajeros", indicó Al Deane, responsable tecnológico de TI Automotive. "Gracias a TAPT, podemos crear formas de depósito de combustible de plástico más complejas y tamaños que pueden hacer frente a las preocupaciones de presión y ruido". Los procesos TAPT se basan en la tecnología tradicional de moldeado de golpe, pero con varias mejoras de herramientas. Tras la comparación de plástico entrante dentro del molde, inicialmente se modela con aire a presión sin cerrar del todo las dos mitades del molde,

cortándose después la línea de división. Esto permite que un robot inserte los componentes clave del sistema complete, como las secciones de nervio estructural, desconexión de soplado y/o material de comparación de plástico adicional que permite la reducción de ruido y aumenta la integridad estructural. Así es como el molde se cierra por completo y la presión de aire final se aplica para desarrollar un modelado complejo del depósito de combustible de plástico. Durante la ITB Conference, Albert Boecker, director de tecnologías avanzadas de sistemas de almacenamiento de fluidos de TI Automotive, presentó el diseño y ventajas de fabricación, además de los desarrollos de procesos para los depósitos de combustible de plástico presurizados. Los vídeos de los procesos y las muestras reales se mostraron durante la conferencia. Los procesos TAPT entrarán en producción en 2012. TI Automotive ha recibido en la actualidad contratos de desarrollo para un fabricante de automóviles europeo y dos fabricantes de automóviles asiáticos para depósitos de combustible presurizados HEV. "Los procesos TAPT cuentan con un potencial ilimitado", indicó Boecker. "Anteriormente se pensaba que por medio de un depósito de plástico no se podría prestar apoyo a las necesidades de los fabricantes de vehículos híbridos eléctricos. Ahora hemos demostrado que existe un diseño viable y que hay muchas más soluciones posibles para los vehículos futuros y necesidades de los sistemas de transmisión alternativos".

ALIMENTACION DE COMBUSTIBLE EN BOMBAS ROTATIVAS ALIMENTACION DE BAJA PRESION 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 que permita ajustar una presión definida a un determinado régimen. La presión aumenta entonces proporcionalmente al régimen, es decir, cuanto mayor sea este, tanto más elevada será la presión en el interior 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 auto purga 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. BOMBAS DE ALIMENTACION DE COMBUSTIBLE En los vehículos con bombas en línea es normal que lleven bomba de alimentación de combustible. Se encuentra unida a la bomba de inyección y suele ser movida por el árbol de levas de la misma. En las figuras se representan dos tipos de ejecución.

Si el fluido de combustible está muy cerca del motor, el calor irradiado puede formar burbujas de gas dentro de las tuberías. Para evitar este efecto se realiza un barrido interior de la cámara de admisión de la bomba de inyección descargando parte del rebose de los inyectores por la tubería de retorno el resto se va directo al depósito. Si la temperatura en el recinto el motor es muy alta puede haber una disposición de tuberías con una disposición de tuberías con un estrangulador de descarga como en la figura, a través del cual retorna parte del combustible al depósito, arrastrando las burbujas o el vapor. FUNCIONAMIENTO Pueden emplearse de simple o de doble efecto. Las bombas de simple efecto funcionan impulsando una vez por cada vuelta del arbol de levas, figura.

Cuando la leva empuja, el embolo de la bomba se mueve venciendo el muelle de compresión. El empujador deslizante acciona la válvula de aspiración que se mueve por la depresión que se crea en la cámara entre la válvula de presión. En el retorno actúa el muelle de compresión. Figura, cerrando la válvula de admisión y abriendo la válvula de presión. El combustible es impulsando hacia la bomba de inyección se emplean en las bombas de inyección de los tamaños M, A, MW y P.

Las bombas de alimentación de doble efecto se emplean en bombas con mayor potencia de suministro del tipo P y ZW, figura. La bomba suministra combustible dos veces en una vuelta del árbol de levas, se manda combustible durante la bajada y subida del émbolo.

La 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 Figura.

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, por una abertura en forma de riñón, 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 llega a la válvula de control de presión.

FILTRO DE COMBUSTIBLE Deben ser de alta calidad de forma que el filtro de gasoil sea exquisito los cuerpos de la bomba, émbolos y los inyectores llevan ajustes de milésimas de milímetro, cualquier impureza en el gasoil determina el rayado del elemento y por tanto su inutilización se requiere filtros especiales adaptados a las exigencias, como elemento filtrante sirve un cartucho de ovillo, formado por papel poroso con tamaños del orden de unas 8 micras en los poros como la suciedad permanece dentro, deben observarse los cambios prescritos por el fabricante. TUBERIAS DE COMBUSTIBLE DE BAJA PRESION TUBERÍA DE CORTE FINALIDAD La tubería de cobre se emplea en los motores para conducir aceite y combustibles. En algunos motores para conductos de agua, y en automotores para conducir líquido de frenos. El cobre por ser un metal maleable y dúctil permite que a la tubería que con él se hace, se le puedan dar caprichosas formas para lograr los empalmes. Su baja fragilidad permite el fácil abocardado para poder acoplarlo mediante racores. En el comentario se encuentra la tubería de cobre en rollos de 15 m. o tratamos a la necesidad.

Tubería Bundy. Utilizada para reparación de línea de frenos, lubricación y combustible. Su presentación es cobrizada o zincada; ofrece mayor seguridad porque cada tubo tiene pared doble Está cobrizado interior y exteriormente y es el mismo tubo que emplea la industria automotora del mundo. 2. Tubería de cobre Flexible Empleada para conducción de gasolina, aceite, aire, agua, líquido para frenos, gas natural y gases cuyos componentes químicos no afectan el cobre.

En el motor diésel se emplean para los conductos del sistema de baja presión del combustible, debido a que estas absorben fácilmente las vibraciones. SISTEMA DE BAJA PRESIÓN DEL COMBUSTIBLE. Que se producen durante el funcionamiento del motor, facilitan las curvas y el fácil acople.  Además los costos son más bajos que si se empleara tubería. b. tipos de mangueras. Las mangueras para combustible pueden ser de caucho vulcanizado o de neopropeno.  Algunas tienen un revestimiento externo de nylon o un tejido de alambre de acero o aluminio, para su protección o seguridad.

Mangueras de caucho vulcanizado

CARACTERÍSTICAS DE LAS MANGUERAS Las mangueras de combustible del sistema de baja presión tienen las siguientes características: Flexibilidad. Debido al material de que están elaboradas presentan gran facilidad para su manipulación. Adaptabilidad. Con base a su flexibilidad se adaptan fácilmente a curvas irregulares. Absorción de vibraciones. Absorben fácilmente las vibraciones producidas por el motor sin causarles averías. 

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SECTOR DE BAJA PRESIÓN INSERTADO EN LA BOMBA DE ALTA PRESIÓN Las bombas de alimentación empleadas en los motores diésel son de accionamiento mecánico o eléctrico. Su única misión es la de mantener el combustible a la presión establecida sobre la bomba inyectora.

Las bombas de alimentación empleadas en el circuito con bomba inyectora lineal, se llaman bomba de alimentación de émbolo. Estas bombas pueden ser de simple o de doble efecto, van situadas directamente sobre la bomba inyectora, recibiendo el movimiento de una leva excéntrica situada en el árbol de levas de la bomba inyectora. Esta leva actúa sobre un impulsor acoplado al émbolo de la bomba de alimentación. Esta bomba funciona por la presión y depresión que origina el émbolo durante su desplazamiento sobre dos cámaras situadas a sus extremos. Cuando el émbolo es impulsado hacia arriba, cierra la válvula de entrada de combustible y abre la de salida enviando el combustible hacia la bomba inyectora a una presión de 1 a 2 kgf/cm2. Cuando cesa el empuje de la excéntrica sobre el émbolo, éste retrocede cerrando la válvula de salida y abriendo la válvula de entrada, aspirando el combustible procedente del depósito. Incorporada a este tipo de bomba de combustible lleva una bomba de cebado manual, que consiste en un cilindro unido al cuerpo de bomba en el que se desplaza un émbolo manualmente para realizar la purga manual en este elemento, desenroscamos la tuerca y tiramos hacia arriba del émbolo aspirando el combustible del depósito, y al bajar el émbolo sale el combustible aspirado hacia el conducto de salida de la bomba repitiendo esta operación, conseguiremos quitar todo el aire del conducto, roscando de nuevo la tuerca en su posición, quedando el conjunto dispuesto para su funcionamiento.

TUBERIAS DE RETORNO DE COMBUSTIBLE En el sistema de combustible de baja presión el combustible circula en un circuito el retorno comienza en la salida de la cámara de aspiración de las bombas de inyección solidarias al bloque motor y conduce al depósito de combustible en la tubería del retorno desembocan también las salidas de aceite de recuperación de los inyectores la válvula de mantenimiento del filtro de combustible y los restos de combustible de la ventilación continua del motor en la tubería del retorno sin embargo una parte del combustible no retorna al depósito de combustible sino que vuelve a alimentarse inmediatamente a través de una válvula presurizadora al lado de aspiración de la bomba de alimentación de combustible.

VALVULA PRESURIZADORA

La válvula presurizadora regula mediante una salida de tubería de retorno de combustible hacia el lado de aspiración de la bomba de alimentación de combustible la baja presión del combustible.

UNIDAD DE CONTROL (UCE) En estos sistemas la generación de presión esta separada de la dosificación y de la inyección de combustible, esto tiene la ventaja de poder tener una presión de inyección constante que no dependa del nº de revoluciones. También el grado de libertad en el momento de avance o retraso de la inyección es mucho mas grande, lo que hace de los motores equipados con "Riel Común" unos motores muy elásticos que desarrollan todo su potencial en toda la gama de revoluciones. El sistema "Riel Común" divide la inyección en una "inyección previa", "inyección principal" y en algunos casos en una "inyección posterior".

Inyección previa La inyección previa puede estar adelantada respecto al PMS, hasta 90º del cigüeñal. No obstante, para un comienzo de la inyección previa mas avanzado de 40º del cigüeñal antes del PMS, el combustible puede incidir sobre la superficie del pistón y la pared del cilindro, conduciendo a una dilución inadmisible del aceite lubricante. En la inyección previa se aporta al cilindro un pequeño caudal de combustible (1...4), que origina un "acondicionamiento previo" de la cámara de combustión, pudiendo mejorar el grado de rendimiento de la combustión.

Inyección Principal Con la inyección principal se aporta la energía para el trabajo realizado por el motor. Asimismo es responsable esencialmente de la generación del par motor. Asimismo es responsable esencialmente de la generación del par motor. En el sistema "Common Rail" se mantiene casi

inalterable la magnitud de la presión de inyección durante todo el proceso de inyección.

Inyección posterior La inyección posterior puede aplicarse para la dosificación de medios reductores (aditivos del combustible) en una determinada variante del catalizador NOx. La inyección posterior sigue a la inyección principal durante el tiempo de expansión o de expulsión hasta 200º del cigüeñal después del PMS. Esta inyección introduce en los gases de escape una cantidad de combustible exactamente dosificada.

Bibliografía:  

Alonso, J. M. (1998). Técnicas del automovil motores. Madrid España: paraninfo. M., O. A. (2010). Tecnología del automovil. Madrid España: Paraninfo.

Links: http://cochesmarius.files.wordpress.com/2012/07/librodetextod22dieselmodificado.pdf Prueba: 1. La presión del combustible : a. b. c. d.

No aumenta proporcionalmente al régimen del motor. Aumenta con relación al tipo de combustible utilizado. Aumenta proporcionalmente al régimen del motor. Disminuye con el uso de combustible diésel.

2. Para su funcionamiento la bomba de alimentación de combustible está unida a: a. b. c. d.

Cigüeñal Riel común. Flauta de inyectores. Árbol de levas

3. En qué consiste el funcionamiento de doble efecto : a. b. c. d.

La bomba suministra combustible una vez en una vuelta del árbol de levas. La bomba de alimentación aspira doble caudal de combustible a la bomba de inyección La bomba suministra combustible dos veces en una vuelta del árbol de levas La bomba de alimentación aspira un solo caudal de combustible a la bomba de inyección.

4. Circuito de baja presión es encargado de: a. Enviar el combustible desde el depósito en que se encuentran almacenado a la bomba de inyección. b. Recolectar el combustible del depósito y enviarlo a la flauta de inyectores. c. Empujar el combustible del depósito y almacenar en la bomba de inyección. d. Enviar el combustible desde la bomba de inyección hacia la flauta de inyectores.

5. El depósito de combustible tiene que cumplir con los siguientes aspectos:

a. Almacenar, transportar, circular, resistencia a la tracción y esfuerzos cortantes, presión que de doble magnitud. b. Almacenar, resistente a la oxidación y estanco. c. Almacenar, circular, resistencia a sobrepresión fura del rango normal. d. Combustible almacena combustible, debe ser resistente a la oxidación y estanco frente a una presión de magnitud doble al del servicio.

6. Hay dos tecnologías para los depósitos de combustible en automóviles: a. b. c. d.

Construcción en aceros galvanizados y chapas de acero al carbono. Construcción en plásticos revestidos de laca y aceros HSS. Construcción en aluminio y aceros con alto contenido de carbono. Construcción en polietileno de alta densidad (HDPE) y metal (acero o aluminio).

7. Las tuberías de retorno de gasoil es de material: a. b. c. d.

Cobre Caucho galvanizado Aluminio Acero

8. Las principales características de una manguera de baja presión son: a. b. c. d.

Rigidez, adaptabilidad y capacidad para absorber vibraciones. Capacidad para disipar el calor y flexibilidad. Capacidad para absorber vibraciones y disipar el calor. Adaptabilidad, Flexibilidad y capacidad para absorber vibraciones.

9. El sistema Riel Común controla puntos de inyección como: a. b. c. d.

Principal, de arranque y posterior. Arranque , ralentí y de aceleración Previa, Principal ,Posterior Principal, Arranque, Previa.

10. Los filtros y los pre filtros en el sistema de baja presión actúan como: a. b. c. d.

Filtrantes de partículas y disipadores de condensación de agua. Filtrantes de partículas y purgadores de aire en el combustible. Disipadores de agua y evitan la cavitación. Controlan que no se cree burbujas de aire y regulan la presión.