Bomba de inyección rotativa para motores Diesel.

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Bomba de inyección rotativa para

motores

Diesel.

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Sistema de inyección

● Es el responsable de suministrar el combustible al motor.

● Se compone de una etapa de baja presión que se encarga de transportar el combustible desde el depósito a la de alta, encontrándose en ésta la bomba inyectora, que genera la presión de inyección requerida.

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Origen de la bomba rotativa para Diesel

Antiguamente se utilizaban bomba de inyección lineal en motores pequeños, pero la necesidad de mejorar el comportamiento de estos motores llevó a la invención de las bombas rotativas. Significó un adelanto en materia de:

● Rapidez e inyección de combustible

● Peso y tamaño del motor

● Consumo

● Emisiones

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Aplicaciones generales

● Accionamiento para grupos electrógenos móviles (hasta aprox. 10kW/cilindro)

● Motores de vehículos de turismo e industriales ligeros (hasta aprox. 50kW/cilindro)

● Motores para los sectores de la construcción, agrícola y forestal (hasta aprox.

50kW/cilindro)

Aplicaciones específicas

● 3 a 6 cilindros

● Potencia de hasta 50 kw por cilindro

● Hasta 2500cc

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Circuito de combustible

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Clasificación

Existen dos tipos de bombas rotativas:

Bomba rotativa de émbolo axial Bomba rotativa de émbolo radial

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Clasificación

Existen dos tipos de bombas rotativas:

Bomba rotativa de émbolo axial

● Introducida en el año 1962

● El disco de levas está constituido por un plato con lóbulos adherido al émbolo rotatorio en contacto con unos rodillos fijos provoca el movimiento hacia atrás y adelante del émbolo.

● Este movimiento se encarga de la admisión de combustible a una precámara y posteriormente le da la presión necesaria para ser inyectado en el cilindro.

Bomba rotativa de émbolo radial

● Modelo más moderno desarrollado en el año 1996

● Los émbolos dispuestos radialmente se disponen dentro del anillo de levas constituido por una cámara circular de radio variable.

● Los émbolos se extienden por efecto de la fuerza centrífuga y se contraen por el contacto con la cámara exterior.

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Clasificación

Existen dos tipos de bombas rotativas:

Bomba rotativa de émbolo axial

● Presiones de hasta 350 bar, para las que tienen válvulas mecánicas reguladoras de presión e inyección indirecta, pudiendo llegar a 1400 bar en caso de que se utilice una electroválvula.

● Aptas para motores de hasta 30kW (40HP) por cilindro.

Bomba rotativa de émbolo radial

● Alcanzan presiones altas de hasta 1900 bar, gracias a su inyección electrónica y son aptas para inyección directa.

● Se utiliza en motores de mayor potencia (hasta 50 kw), cuando la bomba rotativa axial no satisface los requerimientos.

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Circuito de baja presión

La función de la parte de baja presión es proveer a la parte de alta presión la cantidad suficiente de combustible para operar el motor con normalidad.

Los componentes básicos de la misma son:

● Depósito de combustible

● Bomba de prealimentación

● Tuberías de combustible

● Bomba de paletas rotativas

● Válvula reguladora de presión

● Válvula estranguladora de rebose

● Filtro de combustible

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Filtro de combustible

Las impurezas en el combustible pueden provocar daños en los componentes de la bomba, válvulas de impulsión e inyectores.

Para un funcionamiento sin anomalías es necesario la instalación de un filtro de combustible.

Además si el combustible contiene agua, esta puede provocar daños por corrosión en el sistema de inyección. Es responsabilidad del filtro de combustible evitar que esta agua pase a la bomba.

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Bombas de alimentación de paletas rotativas

Extrae el combustible del depósito de combustible a un caudal casi constante.

El combustible a presión que sale de la bomba de paletas se distribuye por varios conductos hacia distintos terminales dentro de la carcasa de la bomba principal.

La presión necesaria para actuar la bomba rotativa de émbolo radial es considerablemente mayor a la de émbolo axial, por lo que constructivamente pueden llegar a ser distintas.

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Válvula reguladora de presión

La presión de combustible generada por la bomba de paletas rotativas depende de la velocidad de giro de la misma, y ésta a su vez de la velocidad de giro del motor. A mayor rpm, mayor presión.

Para evitar que la presión en la línea no sea excesiva a velocidades muy elevadas, se instala una válvula controladora de presión en las inmediaciones de la bomba.

Cuando la presión excede la requerida, la válvula se abre y permite el retorno del combustible a la aspiración de la bomba, es decir, al tanque de combustible.

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Válvula estranguladora de rebose

Va roscada en la parte superior de la bomba de inyección. Permite el retorno de caudal variable al depósito a través de un pequeño orificio (0.6mm).

Actúa en conjunto con la válvula de presión, permitiendo el retorno de combustible cuando se llega a una presión máxima establecida.

Además, la bomba no posee un sistema independiente de refrigeración. Esta se refrigera con el propio combustible del motor, mediante el pasaje del mismo por esta válvula, que lo que hace es retornar una pequeña cantidad al depósito.

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Bomba rotativa de émbolo axial

Está formada por un único émbolo distribuidor central que gira acoplado al motor y que se desplaza axialmente mediante un disco de levas, que tiene tantos realces o relieves como cilindros presentes en el motor.

Eleva la presión del combustible y lo distribuye a los distintos cilindros, mediante la lumbrera de distribución.

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1. Bomba de alimentación de aletas

2. Bomba de alta presión con distribuidor

3. Regulador mecánico de velocidad

4. Válvula de parada 5. Variador de avance

Componentes

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Funcionamiento

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Bomba de alta presión y émbolo distribuidor

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Control de caudal de inyección

Control por corredera: determina la carrera útil y dosifica el caudal. Es el que se muestra en la imagen.

Control electrónico de corredera

Control por electroválvula: abre y cierra la salida de la cámara de alta presión, se controla electrónicamente inicio y duración del suministro.

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Distintas condiciones de carga y régimen.

● Ralentí: régimen mínimo del motor. Es elegido de modo que en ausencia de carga, el motor continúe funcionando de forma segura y sin riesgo de pare.

● Velocidad máxima: régimen máximo del motor, tal que no se dañe el mismo.

● Carga máxima: acelerador presionado a máxima capacidad.

● Regulación de regímenes intermedios: permite mantener constante los regímenes intermedios

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Regulador mecánico de velocidad - corredera

El grupo regulador es movido por un accionamiento solidario al eje conductor, a través de una rueda dentada.

Equipado con pesos centrífugos, manguito regulador, palanca de ajuste y resorte de regulación.

Sirve para modificar la posición de la corredera de regulación.

Contiene además tornillo de ajuste de caudal plena carga, de ralentí y estrangulador de rebose.

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Regulador electrónico - EDC

La posición de la corredera está gobernada por una unidad de control electrónica (EDC:

Electronic Diesel Control).

Esta unidad mide varias variables de operación como la posición del acelerador, velocidad del motor o el caudal másico de aire y posteriormente realiza un ajuste a la posición de la corredera mediante un motor eléctrico.

Ventajas:

● Menor consumo de combustible, menos emisiones

● Mayor potencia y par motor que en la mecánica

● Posibilidad de ajuste cuando se activan elementos auxiliares como A/C

● Funcionamiento más sofisticado (silencioso, velocidad crucero)

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Regulador por electroválvula

La apertura y el cierre del suministro están controlados por una electroválvula que a su vez es controlada por la unidad de control.

Ventajas:

● Control más preciso de la inyección

● Posibilidad de realizar preinyección

● Mayor potencia y par motor

● Mejor sellado permite obtener mayores presiones (1400 bar), siendo más aptas para inyección directa

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Variador de avance

Permite adelantar el comienzo de la alimentación en relación a la posición del cigüeñal del motor y de acuerdo con el régimen, para compensar los retardos de inyección e inflamación, y así obtener una combustión óptima.

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Dispositivo de parada mecánico Dispositivo de parada eléctrico

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Válvula de impulsión

Aísla la tubería que conecta bomba con inyector.

Descarga la tubería de inyección tras concluir la fase de alimentación.

Extrae un volumen definido de la tubería para mantener la presión y así evitar retardos en las siguientes inyecciones.

Asegura la caída brusca de presión en los conductos para obtener cierre inmediato de inyector.

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Bombas rotativas de émbolo radial

Presenta un anillo de levas y entre dos y cuatro émbolos radiales de bombeo, los cuales se mueven mediante el giro del anillo, que se transmite por un disco de arrastre. La cantidad de levas coincide con el número de cilindro del motor.

Las ranuras guía sirven para guiar los soportes de los rodillos que recorren la pista interior del anillo de levas. Los émbolos de suministro están apoyados sobre los soportes de los rodillos, de esta forma se mueven solidarios a ellos comprimiendo el combustible en la cámara central.

Una electroválvula determina la cantidad de combustible a inyectar en el cilindro, y el variador de avance se encarga de controlar el momento de la inyección.

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Componentes

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Funcionamiento

En esta bomba los émbolos se disponen de manera radial dentro de una cámara circular de radio variable.

El anillo exterior de levas presiona los émbolos hacia el interior y éstos comprimen el combustible para su posterior inyección a los cilindros por medio de una electroválvula.

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Electroválvula de alta presión

Al comienzo de la inyección pasa una corriente a través de la bobina del imán, y el inducido magnético es presionado en dirección al asiento de la válvula, cerrándola.

Aumenta rápidamente la presión y abre finalmente el inyector activado en cada caso.

Una vez alcanzado el caudal de inyección deseado se interrumpe el paso de corriente por el imán, abriendo la electroválvula y cerrando el inyector.

La imposibilidad de cambiar la carrera de los émbolos en este tipo de bombas hace que el control de caudal se de únicamente por medio de una electroválvula.

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Válvula con estrangulador de retorno

Cuando el combustible sale de la válvula de alta presión hacia el cilindro, pasa por la válvula con estrangulador de retorno cuya función es amortiguar la onda de presión y controlar el retorno.

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Variador de avance

Dadas las revoluciones por minuto del motor, el variador de avance se encarga de hacer coincidir la inyección de combustible con el punto óptimo de la carrera del pistón.

La unidad de control determina este punto, comandando una electroválvula que cambia la posición del anillo de levas y avanza (o retrasa) la combustión.

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Bibliografía

● “Sistema de Inyección en motores Diesel” - Agustín Castillejo Calle

● “Bombas rotativas de inyección de émbolos radiales, para motores diesel” - Manual BOSCH VR - Edición 1999

● “Bombas rotativas VE” - Raul Corrado

● Bomba rotativa VE BOSCH

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Referencias

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