TANQUE AUXILIAR DE GASOLINA (Tanque bomba de alta presión)

26  Descargar (0)

Texto completo

(1)

“TANQUE AUXILIAR DE GASOLINA”

(Tanque bomba de alta presión)

José Eduardo Vargas Ramírez1. Vicente Cisneros López2

Resumen-El siguiente proyecto muestra el diseño y la elaboración de un dispositivo (Tanque bomba auxiliar de gasolina), surgió de la necesidad de tener una herramienta nueva y útil que tuviese un óptimo funcionamiento que remplazará a las herramientas obsoletas encargadas de hacer este trabajo y facilitar la labor de los técnicos mecánicos.

El objetivo principal del diseño y elaboración del tanque bomba auxiliar, es la de ofrecer una alternativa económica y viable a las pequeños y medianos negocios (Talleres mecánicos), en la reparación de vehículos por fallas de la bomba de gasolina.

Palabras clave- Tanque bomba, Combustible, sistema de combustible Introducción Sistema de combustible; EFI Electronic Fuel Injection (gasolina)

El sistema de combustible está compuesto por tres sistemas: El sistema de combustible, el sistema de admisión y el sistema de control. Este sistema se encarga de suministrar combustible al motor con una bomba eléctrica que bombea del depósito o tanque, por una línea de presión (manguera de alta presión), por las líneas hay un filtro que se encarga de limpiar el líquido para no averiar ni afectar la tubería de entrega (riel de inyectores) e inyectores, previamente es inyectado el combustible en el sistema de admisión para cumplir los ciclos de combustión en el motor con la ayuda del sistema de control. En la figura 1 se muestra el esquema del sistema de combustible.

Descripción del método Bomba eléctrica

Las bombas eléctricas trabajan normalmente con un voltaje que varía entre 12 y 13 voltios, suministrados al momento de pasar el interruptor de ignición a la Posición de encendido.

En ese momento comienza a girar el motor eléctrico, suministrando la presión requerida por el sistema de combustible que puede variar desde 14,5 hasta 60 libras por pulgada cuadrada dependiendo del tipo de vehículo y el sistema de inyección que utiliza.

Las bombas eléctricas de gasolina son sometidas a rigurosas pruebas de funcionamiento, como por ejemplo, operar en forma continua 500 horas a 4.000 rpm con salida total o ensayos de duración en condiciones extremas donde las bombas alcanzan períodos típicos de 100.000 millas de operación optima, ofreciendo así, garantía de calidad y larga vida.

1

José Eduardo Vargas Ramírez,Estudiante de la carrera de Ingeniería en Sistemas Industriales Productivos en la Universidad Tecnológica de Salamanca, Salamanca, Guanajuato.

610910109@utsalamanca.edu.mx. 2

Vicente Cisneros López,Profesor de Procesos Industriales área automotriz en la Universidad Tecnológica de Salamanca, Salamanca, Guanajuato.vcisneros@utsalamanca.edu.mx.

(2)

Regulador de Presión

Cuando la presión en el múltiple de admisión en el lado de la inyección cambia, este regulador abastece la cantidad de combustible inyectado para que la combustión sea estable y óptima. La presión en el múltiple de admisión es introducida dentro del regulador de presión y la presión del combustible es constante para proporcionar una mejor combustión.

Inyectores

Los inyectores reciben señales de inyección desde el computador e inyectan combustible dentro del múltiple de admisión de cada uno de los cilindros. EI combustible es inyectado por la operación de una bobina electromagnética en el inyector.

Con el conocimiento sobre el funcionamiento del sistema de combustible en los automóviles y de todos sus elementos se comenzó en la elaboración, creación e innovación, con materiales reciclados y las refacciones estándares ya establecidas en el mercado, iniciando con el diseño (El diseño se realizó utilizando el software de (LibreCAD)).

Materiales a utilizar Bomba eléctrica

Para el tanque auxiliar de gasolina se empleó una bomba eléctrica (Figura 2) que trabajará con un voltaje que varía entre 12 y 13 voltios al momento de pasar el interruptor de ignición a la Posición de encendido. Alta presión, para que el combustible pueda ser regulado por medio de una válvula de paso, (especificaciones posteriores) servirá para todo tipo de vehículo de cualquier marca y modelo que tenga el sistema EFI. Únicamente se debe de considerar que hay diferentes vehículos que requieren diferentes presiones (oscilan entre las 14 y 60 libras por pulgada cuadrada), por lo que se utilizó una bomba eléctrica de la marca Bosch, que es capaz de desarrollar una presión de hasta 90 libras por pulgada cuadradas francas.

Información del fabricante sobre esta bomba Bosch® de combustible:

 Brinda un mejor desempeño del motor ya que elimina la pulsación de combustible.

 Elimina los problemas de ruido de la bomba de combustible.  Reduce los problemas de arranque en caliente

Base y conducto de salida del combustible

La base y salida del combustible del tanque bomba auxiliar de gasolina es una pieza reciclada de algunas bases de bombas eléctricas obsoletas de una camioneta CHEVROLET SILVERADO® Modelo 2008, las cuales fueron reemplazadas por unas nuevas, de esas dos piezas se armó una y se hicieron algunas modificaciones para obtener la pieza a utilizar. La base lleva medidas estandarizadas, que sirvieron para el diseño de la pieza.

La base cuenta con una salida de combustible, un retorno, una salida para emisión de gases (vapores) y las conexiones para la entrada de energía de 12 voltios. (Figura 3)

De las dos bases se eligió la menos deteriorada para después adjuntar las piezas faltantes de la otra. Solo se le hizo una modificación a la base elegida, se le rebajo

Figura 2(Bomba eléctrica Bosch®).

Figura 3. Diagrama Base y Conducto de salida de combustible Regulador de Presión

Cuando la presión en el múltiple de admisión en el lado de la inyección cambia, este regulador abastece la cantidad de combustible inyectado para que la combustión sea estable y óptima. La presión en el múltiple de admisión es introducida dentro del regulador de presión y la presión del combustible es constante para proporcionar una mejor combustión.

Inyectores

Los inyectores reciben señales de inyección desde el computador e inyectan combustible dentro del múltiple de admisión de cada uno de los cilindros. EI combustible es inyectado por la operación de una bobina electromagnética en el inyector.

Con el conocimiento sobre el funcionamiento del sistema de combustible en los automóviles y de todos sus elementos se comenzó en la elaboración, creación e innovación, con materiales reciclados y las refacciones estándares ya establecidas en el mercado, iniciando con el diseño (El diseño se realizó utilizando el software de (LibreCAD)).

Materiales a utilizar Bomba eléctrica

Para el tanque auxiliar de gasolina se empleó una bomba eléctrica (Figura 2) que trabajará con un voltaje que varía entre 12 y 13 voltios al momento de pasar el interruptor de ignición a la Posición de encendido. Alta presión, para que el combustible pueda ser regulado por medio de una válvula de paso, (especificaciones posteriores) servirá para todo tipo de vehículo de cualquier marca y modelo que tenga el sistema EFI. Únicamente se debe de considerar que hay diferentes vehículos que requieren diferentes presiones (oscilan entre las 14 y 60 libras por pulgada cuadrada), por lo que se utilizó una bomba eléctrica de la marca Bosch, que es capaz de desarrollar una presión de hasta 90 libras por pulgada cuadradas francas.

Información del fabricante sobre esta bomba Bosch® de combustible:

 Brinda un mejor desempeño del motor ya que elimina la pulsación de combustible.

 Elimina los problemas de ruido de la bomba de combustible.  Reduce los problemas de arranque en caliente

Base y conducto de salida del combustible

La base y salida del combustible del tanque bomba auxiliar de gasolina es una pieza reciclada de algunas bases de bombas eléctricas obsoletas de una camioneta CHEVROLET SILVERADO® Modelo 2008, las cuales fueron reemplazadas por unas nuevas, de esas dos piezas se armó una y se hicieron algunas modificaciones para obtener la pieza a utilizar. La base lleva medidas estandarizadas, que sirvieron para el diseño de la pieza.

La base cuenta con una salida de combustible, un retorno, una salida para emisión de gases (vapores) y las conexiones para la entrada de energía de 12 voltios. (Figura 3)

De las dos bases se eligió la menos deteriorada para después adjuntar las piezas faltantes de la otra. Solo se le hizo una modificación a la base elegida, se le rebajo

Figura 2(Bomba eléctrica Bosch®).

Figura 3. Diagrama Base y Conducto de salida de combustible Regulador de Presión

Cuando la presión en el múltiple de admisión en el lado de la inyección cambia, este regulador abastece la cantidad de combustible inyectado para que la combustión sea estable y óptima. La presión en el múltiple de admisión es introducida dentro del regulador de presión y la presión del combustible es constante para proporcionar una mejor combustión.

Inyectores

Los inyectores reciben señales de inyección desde el computador e inyectan combustible dentro del múltiple de admisión de cada uno de los cilindros. EI combustible es inyectado por la operación de una bobina electromagnética en el inyector.

Con el conocimiento sobre el funcionamiento del sistema de combustible en los automóviles y de todos sus elementos se comenzó en la elaboración, creación e innovación, con materiales reciclados y las refacciones estándares ya establecidas en el mercado, iniciando con el diseño (El diseño se realizó utilizando el software de (LibreCAD)).

Materiales a utilizar Bomba eléctrica

Para el tanque auxiliar de gasolina se empleó una bomba eléctrica (Figura 2) que trabajará con un voltaje que varía entre 12 y 13 voltios al momento de pasar el interruptor de ignición a la Posición de encendido. Alta presión, para que el combustible pueda ser regulado por medio de una válvula de paso, (especificaciones posteriores) servirá para todo tipo de vehículo de cualquier marca y modelo que tenga el sistema EFI. Únicamente se debe de considerar que hay diferentes vehículos que requieren diferentes presiones (oscilan entre las 14 y 60 libras por pulgada cuadrada), por lo que se utilizó una bomba eléctrica de la marca Bosch, que es capaz de desarrollar una presión de hasta 90 libras por pulgada cuadradas francas.

Información del fabricante sobre esta bomba Bosch® de combustible:

 Brinda un mejor desempeño del motor ya que elimina la pulsación de combustible.

 Elimina los problemas de ruido de la bomba de combustible.  Reduce los problemas de arranque en caliente

Base y conducto de salida del combustible

La base y salida del combustible del tanque bomba auxiliar de gasolina es una pieza reciclada de algunas bases de bombas eléctricas obsoletas de una camioneta CHEVROLET SILVERADO® Modelo 2008, las cuales fueron reemplazadas por unas nuevas, de esas dos piezas se armó una y se hicieron algunas modificaciones para obtener la pieza a utilizar. La base lleva medidas estandarizadas, que sirvieron para el diseño de la pieza.

La base cuenta con una salida de combustible, un retorno, una salida para emisión de gases (vapores) y las conexiones para la entrada de energía de 12 voltios. (Figura 3)

De las dos bases se eligió la menos deteriorada para después adjuntar las piezas faltantes de la otra. Solo se le hizo una modificación a la base elegida, se le rebajo

Figura 2(Bomba eléctrica Bosch®).

(3)

Válvula de paso (tipo esfera)

La válvula de paso ayudará a transportar el combustible y ser manipulado en la cantidad exacta que requiere el sistema automotriz, la válvula para la bomba auxiliar de gasolina es de 1/4 de pulgada (figura4).

Manómetro WINTERS®

El manómetro se encargará de reemplazar el regulador de presión de gasolina dentro del sistema de alimentación de combustible que tiene cada automóvil para alimentar los rieles del combustible e inyectar el combustible apropiado al sistema de admisión.

Con el manómetro WINTERS® de glicerina se tendrá una lectura exacta de la presión que pasa por las mangueras del tanque auxiliar de gasolina (Figura 5).

Mangueras y conexiones

Se utilizaron varias conexiones en el tanque bomba auxiliar de gasolina para unir la válvula, mangueras y el manómetro del tanque.

Estas son algunas especificaciones:

 Se requirió de una “T” de bronce ¼”, rosca interna esta va unida a la válvula por medio de un niple y al manómetro. (Figura 6, inciso A).

 Un niple de bronce ¼” para unir la “T” con la válvula ya que la válvula tiene rosca interna al igual que la “T”. (Figura 6, inciso B).

 Dos espigas de broce para las mangueras una para que entre el flujo de combustible a través de la válvula y el manómetro y otra para la salida de este. (Figura 6, inciso C).

Estas piezas van unidas de acuerdo al sistema de alimentación de combustible de un automóvil para darle el funcionamiento correcto.

Figura 4. Válvula de paso tipo esfera).

Figura 5. Manómetro WINTERS.

(4)

Mangueras de alta presión para combustible

Las mangueras empleadas en el tanque bomba auxiliar fueron de dos tipos; una externa y una interna las dos tienen propiedades diferentes ya que una va instalada dentro del tanque y tiene contacto con el combustible. Y tiene una longitud de 25 centímetros y va unida de la bomba eléctrica de gasolina hacia la base en la parte externa donde va la salida del combustible (Figura 7).

Manguera externa es una manguera con 3 metros de longitud esta va instalada en la parte superior de la base de la bomba auxiliar de gasolina, en la salida del combustible y conduce hacia lo que es el tubo de entrega (riel de inyectores) de combustible para alimentar a los inyectores (Figura 8).

Conexiones de corriente eléctrica 12v

Dos conexiones fueron las requeridas en el tanque bomba auxiliar de gasolina, una conexión es interna, dentro del automóvil es la salida de 12v en el tablero. Anteriormente los vehículos de modelos más antiguos no abastecían la energía suficiente es por eso que también se creó un cable con conexiones para el exterior en la batería de 12v y poder alimentar la bomba eléctrica con la energía suficiente (Figura 9).

Tanque esferoide con capacidad de 20 litros

El tanque es reciclado, se consiguió en un almacén de productos desechados o de segunda mano el tanque anteriormente era utilizado como bomba hidroneumática previamente se investigaron las especificaciones y características del tanque (figura 10) .

Gancho porta manómetro

Se diseñó un pequeño gancho para sostener el manómetro las conexiones y la válvula de paso, con un pequeño trozo de solera de medidas 5 ½ x ¾” pulgadas se le hizo un barreno de ¼ para que entrara el manómetro y de este modo obtener una fácil lectura de la presión de salida en el manómetro (Figura 11).

Unión de piezas al tanque

Todas las piezas: Gancho porta manómetro, sujetadores fueron soldadas con electrodos E6013 punta naranja medida de 5/32, con un amperaje de 70 a 80 pues el material que se trabajo era muy delgado y el electrodo alcanzaba a perforar el tanque si le aplicaba un amperaje superior. Cabe destacar que las cuatro piezas fueron distribuidas y colocadas en la parte superior a 90° a acepción del gancho porta manómetro que fue colocado aproximadamente a 30° para dejar espacio de salida a la manguera de combustible.

Ensamble de piezas

Después de la limpieza y las modificaciones, a cada uno de los elementos de la bomba auxiliar de gasolina, se inició con los ensambles y armado de las partes.

Las conexiones exteriores como: el manómetro de ¼ " NPT, Posterior

Figura 7. Manguera Alta Presión

Figura 8. Manguera externa

Figura 9. Conexiones eléctricas Figura 10. Tanque esferoide

(5)

la válvula de paso tipo esfera también de ¼, van ensambladas de acuerdo a la dirección de flujo del combustible que se requiere para darle vida al tanque auxiliar de gasolina.

En la figura 12 se muestran las partes, dirección de flujo del combustible y la unión de todas las piezas para darle el funcionamiento óptimo y fluido de gasolina

(6)

Conclusiones Prueba piloto

Se realizó un arrastre de corta distancia aproximadamente de 4 kilómetros, camioneta Explorer 8 cil. Marca FORD modelo 2002 al parecer le ha fallado la bomba de combustible.

Las especificaciones del fabricante dice que la presión que entra a es de 45 libras por pulgada cuadrada, con las herramientas adecuadas se instaló el tanque auxiliar de gasolina y remplazó el sistema de alimentación de combustible de la camioneta que aparentemente era lo que no estaba en buenas condiciones.

La prueba fue favorable la camioneta respondió al 100% en sus funciones.

Uno de los mejores resultados fue reducir los gastos casi en un 50% en el costo total del cilindro comparando el precio que tiene el tanque bomba auxiliar de gasolina, con los existentes en el mercado con un costo de $ 3,700°° MN más costos de envió. El tanque bomba auxiliar (diseñado y elaborado) tuvo un costo total de $ 1,969.50, esto nos representa un ahorro de $1,730.50 pesos casi un 50 % del costo establecido por un fabricante que tiene un producto similar en el mercado.

La Diferenciación e innovación del tanque bomba auxiliar con los existentes, es su facilidad, tamaño y practicidad, además de reemplazar a las herramientas obsoletas que anteriormente se utilizaban en la realización de dicho trabajo. Trasladar las unidades a grandes distancias sin afectar el sistema de inyección de combustible y un ahorro considerable para la economía del cliente (Pago de grúa, tiempo, etc.) además, las pequeñas empresas (Talleres mecánicos-automotrices) incrementaran sus ingresos por el uso de esta herramienta ya que ofrece un servicio extra a sus clientes.

Referencias

J.D., C. J. (2004). DIBUJO Y DISEÑO EN INGENIERIA. MEXICO: MC GRAW HILL. Dennis k. lieu, s. (2011). Dibujo para diceño de ingenieria. Mexico: Cengage Leaming.

http://www.automotriz.net/tecnica/conocimientos-basicos-21.html.[Web en línea]. [Consultado el 4 de marzo de 2012]

http://www.bosch.com.mx/content/language1/downloads/Hoja_producto_bombas.pdf. Bombas Eléctricas y de Gasolina Bosh.[Web en línea]. [Consultado el 2 de abril de 2012]

http://www.nsscomunicacion.com.ar/winters/index.php?option=com_wrapper&Itemid=84.Winters Instruments. Manufacturers of Industrial Instrumentation. [Web en línea]. [Consultado el 10 de marzo de 2012]

http://www.pasanqui.com/solarpasanqui/accesorios.html.Por un ahorro Energético y un desarrollo sostenible. [Web en línea]. [Consultado el 20 de marzo de 2012]

Figure

Actualización...

Referencias