bomba de inyección rotativa bosch
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BOMBA DE INYECCIÓN ROTATIVA BOSCHEVOLUCIÓN DESDE EL INICIO A NUESTROS DÍAS
En un principio para la alimentación de los motores diesel se utilizaban
bombas de inyección en línea que eran voluminosas y pesadas debido a que
necesitan un pistón de bombeo por cada cilindro del motor, hoy se siguen
utilizando estas bombas en motores grandes (camiones, tractores, etc.).
Bomba de inyección en linea Simms para 6 cilindros
Bomba de inyección en linea Bosch
del tipo PE
Después marcas de componentes como BOSCH, CAV desarrollaron las
bombas de inyección rotativas que se adaptaban mejor al mayor número de
revoluciones de los motores de los automóviles y tenían con respecto a las
bombas en linea las siguientes ventajas:
- menor peso y volumen.
- Los caudales inyectados en cada cilindro son iguales.
- La velocidad de rotación máxima es elevada.
- La inversión del giro del motor es imposible.
- Menor precio.
BOSCH desde hace 30 años utiliza bombas rotativas de pistón axial. El
principio mediante el cual un único pistón genera por su movimiento
longitudinal la presión de inyección para todos los cilindros del motor,
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distribuyendo al mismo tiempo por su movimiento giratorio el combustible por
las salidas de la bomba.
Bomba rotativa Bosch del tipo VE
La necesidad de una dosificación de combustible y ajuste del inicio de la
inyección cada vez mas flexibles y exactos, supuso el desarrollo de un gran
numero de elementos de regulación adicionales.
De esta forma se puede ajustar, por poner un ejemplo, la cantidad de inyección
máxima en función del numero de rpm, de la presión de carga y de la
temperatura del combustible, con lo que se consigue en todas las condiciones
de servicio un funcionamiento del motor sin humo, al mismo tiempo que se
alcanza el máximo numero de revoluciones posibles.
Para impedir que se pare el motor, al conectar, por ejemplo el aire
acondicionado, un regulador corrige el numero de revoluciones en vació. Para
facilitar un buen arranque en frió así como para optimizar las emisiones y el
nivel de ruido se pueden realizar en el regulador de inyección diversas
intervenciones.
En la figura de la derecha se ve una bomba rotativa tipo VE como la vista
anteriormente, se diferencia de en disponer en su parte superior de un
corrector de sobrealimentación para motores diesel turboalimentados.
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Estos elementos de regulación adicionales, que como mecanismos de
precisión mecánicos, trabajan especialmente de forma mecánica o hidráulica,
han hecho que las bombas sean cada vez mas complejas.
Aunque técnicamente están bastante perfeccionadas, su flexibilidad y
precisión son limitadas, por lo que se ha hecho necesario la utilización de
elementos de regulación adicionales de carácter electrico-electrónico que
puedan configurar circuitos de regulación cerrados con una precisión elevada.
Lo primero que se hizo con el fin de avanzar en estas mejoras fue regular de
forma electrónica el inicio de la inyección y mantener la dosificación de
combustible como hasta entonces. Para ello se monto en el portainyector un
sensor que registra el movimiento de la aguja, por lo tanto se sabe el inicio real
de la inyección.
La unidad de control electrónica ECU compara el valor real con el valor
nominal, que depende del numero de rpm, de la carga, de la temperatura del
agua de refrigeración y de otros parámetros. En caso de desviaciones, el
regulador electrónico modifica el comienzo de la inyección hasta que se
alcanza el valor nominal.
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Evolución de la bomba rotativa de pistón axial: izquierda.- Bomba mecánica del tipo VE
centro.- Bomba electrónica VP37; derecha.- Bomba electrónica VP30 PSG5.
La primera utilización del control electrónico diesel fue en un prototipo de
Peugeot en 1982, luego fue introducido a los modelos de serie por BMW y
Daimler-Benz algunos meses más tarde. La casa Bosch empezó por primera
vez la fabricación en serie de estos sistemas en el año 1984. Desde 1986
Bosch también ha utilizado el EDC en los sistemas de inyección de vehículos
comerciales.
Desde 1987 Bosch fabrica en serie los sistemas de inyección totalmente
electrónicos (EDC: Electronic Diesel Control), en los que ademas del
comienzo de inyección, también se regula electrónicamente la dosificación,
mediante un sistema de medida basado en un imán giratorio eléctrico que
sustituye en esta función al regulador mecánico.
También la electrónica permite la realización de otras funciones en el ámbito de
la gestión del motor y del vehículo, por ejemplo, la regulación de la
reglamentación de los gases de escape para reducir a un mínimo las emisiones
de óxido nítrico, así como la regulación de la presión del turbo, la
autodiagnosis, el control de tiempo de incandescencia, así como la asociación
con otros elementos del vehículo como el inmovilizador, el cambio automático.
El sistema EDC que primero se utilizo en motores de inyección indirecta, a
partir de 1989 se utiliza también para motores diesel de inyección directa. Las
presiones de inyección alcanzan 700 bar en la bomba y aproximadamente
1000 bar en el inyector. Para minimizar el ruido se emplea un inyector con dos
muelles conectados en linea. Durante el inicio de la inyección, la aguja del
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inyector se abre solamente unas pocas centésimas de milímetro, de modo que
en la cámara de combustible solo penetra una parte mínima de la cantidad de
combustible. La sección de inyector completa solo se abre en el proceso de
inyección subsiguiente, inyectando la parte principal de la cantidad de
combustible. Con este procedimiento de inyección escalonada la combustión
se realiza de forma mucho mas suave y silenciosa.
Hasta ahora hemos hablado de bombas de pistón axial pero a partir de 1996
Bosch fabrica en serie bombas de pistones radiales. Con esta configuración
se consigue mayores presiones de inyección, hasta 1500 bar en las bombas
utilizadas en motores de vehículos comerciales de tamaño medio (furgonetas).
La bomba radial VP44 permite ajustar el avance y el caudal inyectado a
través de electroválvulas de rápida actuación, consiguiendo un control exacto y
flexible de todos los parámetros de la inyección. Las válvulas
electromagnéticas es una mejora con respecto a las bombas de pistón axial y
sirven para abrir y cerrar la cámara de presión de la bomba con lo que se
consigue una dosificación de combustible mas exacta y flexible.
Estas válvulas son accionadas dos veces en milisegundos, consiguiendo que
aproximadamente unos 1,5 milímetros cúbicos de combustible alcancen la
cámara de combustión antes de la inyección principal. Esta pre-inyección
reduce considerablemente el ruido. La VP44 se aplica principalmente a los
motores diesel de turismos y de pequeños y medianos vehículos comerciales.
Foto bomba VP44 PSG5
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Foto bomba VP44 PSG16 con ECU integrada.
Nota: Si alguien se a fijado en el esquema de la bomba rotativa de pistón axial
VP29/30 se habrá dado cuenta que no es igual que la bomba estudiada en el
articulo de gestión electrónica diesel, esto es debido a que la VP29/30 es una
evolución de la otra (VP37), se diferencia en que no utiliza un motor paso a
paso para mover la corredera de regulación que dosifica la cantidad de
combustible.
La VP29/30 suprime el motor paso a paso y la corredera de regulación y la
sustituye por una electroválvula de actuación rápida que actúa sobre la cámara
de presión donde el combustible es comprimido por el pistón. Con este sistema
la bomba VP29/30 consigue mayores presiones de inyección que van de de
800 a 1400 bar.
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