Bomba de inyección lineal.

Omar Aguilar.Jorge Archundia.

Bomba de inyección en lineaEste tipo de bomba ideada por Robert Bosch a principios del siglo XX ha sido la mas utilizada por no decir la única que funcionaba sobre todo en vehículos pesados, incluso se uso en turismos hasta la década de los 60 pero se vio sustituida por las bombas rotativas mas pequeñas y mas aptas para motores rápidos.

Bomba de inyección en linea• El rendimiento fiable y económico de los motores a diésel

requiere sistemas de inyección que trabajen con elevada precisión.

• Con estos sistemas se inyecta en los cilindros del motor a la presión necesaria y en el momento adecuado el caudal de combustible requerido para que alcance una determina potencia.

• Para esa finalidad, se necesitan diferentes sistemas de inyección, según sus aplicaciones y necesidades.

La bomba de inyección Diésel

La bomba de inyección Bosh o en linea como se conoce también, es un aparato mecánico de elevada precisión que tiene la función principal en el sistema de inyección Diésel, esto es:• Elevar la presión del combustible a los valores de trabajo

del inyector en el momento y con el ritmo y tiempo de duración adecuados.

• Dosificar con exactitud la cantidad de combustible que será inyectado al cilindro de acuerdo a la voluntad del conductor.

• Regular las velocidades máximas y mínimas del motor.

Tipos de Bombas de inyección lineal

Tipos de Bombas de inyección lineal

Tipos de Bombas de inyección lineal

Bomba de inyección en línea

•Se encarga de suministrar combustible en el momento exacto de la inyección y a la presión adecuada de trabajo. •La presión de trabajo que este tipo de bomba es de 130 y 250 bares (1885 y 3625 psi).

Circuito de alimentación de bomba de inyección en línea

• Componentes principales • •Bomba de transferencia • •Tanque de combustible • •Válvula de corte de subministro • •Bomba de alta presión • •Filtro primario de combustible • •Filtro secundario de combustible • •Múltiple de combustible • •Tubería de alta presión • •Inyector de combustible • •Filtro separador de agua • •Tanque de combustible.

Funcionamiento de la bomba de inyección

• Recibe el movimiento del motor generalmente a través de un acoplamiento flexible, de forma tal que gira sincronizada con él. Es la mas utilizada en los motores diésel de equipos pesados y camiones de carga cuyos motores no son muy rápidos, por su robustez, vida útil y estabilidad.

Funcionamiento de la bomba de inyección

• Estos émbolos se mueven en la carrera de compresión del combustible accionados por una leva de un árbol de levas común que tiene una leva exactamente igual para cada uno, pero desplazada en ángulo de giro de acuerdo a la diferencia de ángulo de cada pistón del motor para que cada inyección corresponda en tiempo, al momento adecuado de cada pistón del motor.

Funcionamiento de la bomba de inyección

Alimentación con combustible.• El combustible ingresado retira el calor del sistema manteniéndolo en valores

adecuados. Si el combustible que está dentro de la bomba se calienta en exceso, se dilata y disminuye su densidad. Como la bomba de inyección dosifica el combustible por volumen, entonces resultaría afectada la cantidad neta de combustible en masa inyectado, y el motor pierde potencia.

• Este conducto de combustible presurizado permite que la cámara de los émbolos se llenen de combustible en el descenso y luego lo compriman en el ascenso. Los detalles de la operación del émbolo se describen a continuación.

Embolo de bombeo• Cuando la leva gira el resorte mantiene

apretado el seguidor junto con el pistón copiando su perfil, de esta manera el pistón sube y baja constantemente. Cuando el pistón está en la posición mostrada se ha abierto el paso a la parte superior desde la cámara de alimentación visto en el punto anterior.

• En la carrera de ascenso el propio pistón cierra el paso al bloquear el conducto de entrada lateral y el combustible atrapado sobre la su cabeza no tiene otra posibilidad que levantar la válvula de descarga y salir por el tubo al inyector.

Embolo de bombeo

• En la próxima carrera de descenso se cierra la válvula de descarga, vuelve a descubrirse el agujero de entrada desde la cámara de alimentación y el ciclo se repite.

En esta bomba siempre irá al inyector todo el combustible atrapado sobre el émbolo por lo que a esta bomba le falta una funcionalidad muy importante, la posibilidad de regular la entrega de combustible tan importante en el trabajo del sistema.

El combustible fluye desde la cámara de alimentación de la bomba a la cámara de alta presión del elemento. En este momento, el émbolo está en PMI y la lumbrera totalmente abierta.

El émbolo se desplaza desde PMI hasta que se cierra la lumbrera por medio del canto superior del elemento. Este recorrido es el que se mide en la prueba de comienzo de alimentación..

Este desplazamiento aumenta la presión en la tubería de inyección hasta la presión de apertura del inyector. En este momento es exactamente cuando comienza a entrar combustible en la cámara del cilindro.

Movimiento desde la apertura del inyector hasta que coincide el canto de mando del elemento con la lumbrera de entrada. Esto supone el final de la inyección.

Recorrido del émbolo de la bomba desde la apertura de la lumbrera (final de inyección) hasta el PMS del elemento.

Aquí se invierte el movimiento del émbolo de la bomba. El valor de A es la carrera del émbolo

Regulación de la entrega.

Regulación de la entrega.

• En el pistón se han efectuado unos cortes a bajo relieve en su superficie cilíndrica. Cuando el pistón está en la parte inferior de la carrera de descenso, se abre el orificio de alimentación y entra combustible al volumen sobre su cabeza ese combustible se impulsa al inyector al quedar cerradas las lumbreras de entada

Regulación de la entrega. • La impulsión de combustible podrá llevarse a cabo

hasta que el borde del acanalado tallado en el pistón alcance uno de los orificios de alimentación, en este caso el combustible restante sobre la cabeza del pistón no será inyectado al motor. Ya no toda la carrera del pistón sirve para inyectar, solo hay una carrera efectiva de impulsión marcada como "h" en el dibujo inferior.

• Observe que el corte del pistón tiene un perfil helicoidal, de manera que si lo hacemos girar, la carrera efectiva crece en sentido horario o disminuye en sentido anti horario. De esta forma es que se consigue cambiar la entrega de la bomba.

Regulación de la entrega. • En esta figura muestran como se realiza

este giro en el motor real.Un engrane en forma de abrazadera se aprieta a la base del émbolo, este engrane se acciona desde una cremallera dentada solidaria con el acelerador del vehículo, por lo que el movimiento del acelerador se transforma en deslizamiento de la cremallera y esta, a giro del pistón, lo que a su vez cambia la cantidad de combustible entregado. En una de las posiciones extremas la ranura vertical practicada en el pistón coincide toda la carrera de este con la lumbrera de alimentación, por lo que la entrega es nula y el motor se detiene.

Válvula de presión• Esta válvula aísla la tubería que conecta la bomba

con el inyector de la propia bomba de inyección. La misión de esta válvula es descargar la tubería de inyección tras concluir la fase de alimentación de la bomba, extrayendo un volumen exactamente definido de la tubería para por una parte mantener la presión en la tubería (así la próxima inyección se realice sin retardo alguno), y por otra parte debe asegurar, igualmente, la caída brusca de la presión del combustible en los conductos para obtener el cierre inmediato del inyector, evitando así cualquier minina salida de combustible, unida al rebote de la aguja sobre su asiento.

FuncionamientoLa válvula de presión desciende bajo la acción del muelle (2). El macho de válvula (1) se introduce en el porta-válvula (5), antes de que el cono de válvula descienda sobre su asiento (3), aislando el tubo de alimentación de inyector (1).El descenso final de la válvula (3) realiza una reaspiración de un determinado volumen dentro de la canalización, lo que da lugar a una expansión rápida del combustible provocando, en consecuencia, el cierre brusco del inyector cortando así la alimentación de combustible al cilindro del motor evitando el goteo.El émbolo de descarga (2) cuando se cierra la válvula de presión aspira un pequeño volumen de combustible, que provoca el cierre rápido del inyector. Este volumen de combustible esta calculado para una longitud determinada de tubería, por lo que no se debe variar la longitud de esta en caso de reparación.En determinado casos especiales se utilizan válvulas compensadoras que presentan un tallado adicional (6) en el émbolo de descarga.

Estrangulador de retroceso• Esta situado entre la válvula de presión y la tubería que

alimenta al inyector, puede instalarse en el racor de impulsión acompañando a la válvula de presión. Este elemento se utiliza para reducir en el sistema de alta presión fenómenos de desgaste producidos por los cambios rápidos de presión (cavitación). Durante la alimentación la presión del combustible es tan alta que la placa de la válvula (3) es comprimida contra la fuerza del muelle (2), con lo que el combustible puede fluir hacia el inyector sin obstáculos. Al final de la carrera útil del elemento de bombeo, el cierre de la aguja del inyector provoca una onda de presión en sentido contrario al de la alimentación. Esto puede ser causa de cavitación. Al mismo tiempo, el muelle de presión empuja la placa de válvula (3) contra su asiento, por lo que el combustible tiene que retroceder pasando por la sección del estrangulador, amortiguándose así la onda de presión, haciéndola imperceptible.

Formas de las levas• La forma de la leva influye sobre la duración de la inyección, el rendimiento de la

bomba y la velocidad de la alimentación. Para propiciar un rápido corte de inyección se aprovecha la zona central de la leva, donde la velocidad de levantamiento es grande. La inyección termina antes de que dicha velocidad de levantamiento alcance su máximo valor. Esto es necesario para que la compresión superficial entre el impulsor de rodillo y la leva no sobrepase un valor determinado. Por esta razón, en cada proceso de inyección se respeta una una distancia de seguridad de 0,3 mm.

• Para la aplicación practica existen diversas formas de levas. Esto es necesario, ya que las diferentes formas de las cámaras de combustión del motor y los distintos métodos de combustión exigen condiciones de inyección individuales.Se utilizan formas de levas simétricas, asimétricas y con seguro contra retroceso.

Lubricación de la bomba• Estas bombas se lubrican por medio del circuito lubricante del motor. Se

lubrica tanto la parte de la bomba donde están los elementos de bombeo como el regulador centrifugo de velocidad. Con este tipo de lubricación, la bomba de inyección esta exenta de mantenimiento. El aceite del motor filtrado se hace llegar a la bomba de inyección y al regulador a través de una tubería, por un orificio de entrada. En caso de fijación de la bomba al motor, en bandeja, el aceite lubricante vuelve al motor a través de una tubería de retorno, mientras que en caso de fijación mediante brida frontal lo hace a través del alojamiento del árbol de levas o de orificios especiales.

Puesta a punto de la bomba en el motor

• Se recurre a las marcas del comienzo de la inyección que se encuentran en el motor y en la bomba de inyección. Normalmente se toma como base la carrera de compresión del cilindro nº 1 del motor, pero por razones especificas de los motores pueden aplicarse también otras posibilidades.

• En el motor Diésel, la marca del comienzo de la alimentación se encuentra generalmente en el volante de inercia, en la polea de la correa trapezoidal o en el amortiguador de vibraciones (dámper). En la bomba de inyección, el comienzo de la alimentación para el cilindro de bomba nº 1 tiene lugar cuando la marca practicada en la mitad no móvil del acoplamiento o bien en el variador de avance coincide con la raya marcada en el cuerpo de la bomba. En las bombas abridadas, las marcas están en la rueda dentada del accionamiento y en el piñón insertable.La posición, la disposición y la designación de los cilindros del motor son indicadas por el fabricante de éste y han de tenerse en cuenta en cualquier caso. El cilindro de bomba nº 1 es el mas próximo al accionamiento (polea) de la bomba de inyección. Antes del montaje ha de hacerse coincidir, en sentido de giro, la marca de comienzo de alimentación de la bomba de inyección con la raya marcada en el cuerpo, o bien se ajustará el comienzo de la alimentación según el método de rebose a alta presión.

Puesta a punto de la bomba en el motor