bombas de combustible diesel

7/22/2019 Bombas de Combustible Diesel

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Bombas Lineales ElectrnicasCaptulo 1

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TRABAJO BSICO DEL MOTOR DIESEL

El motor diesel, admite solamente aire en el primer ciclo, aire que es comprimido en el segundociclo, elevndose la temperatura y la presin. Poco antes de que el pistn llegue al PMS, la bomba

de inyeccin enva un "chorro" de combustible (diesel) a alta presin y las molculas del

combustible pulverizado se inflaman al contacto con las molculas del aire comprimido,

producindose la expansin de los gases, que se encargan de empujar al pistn hacia el PMI. La

fuerza de esta combustin es mucho mayor que la fuerza de la combustin del motor a gasolina,

debido a que la relacin de compresin es mayor y por lo tanto la fuerza de la expansin de los

gases tambin lo son. Por esta razn este motor diesel puede generar alta Potencia, pero

especialmente alto Torque y debido a estas particularidades se lo ha instalado especialmente en

Vehculos Comerciales, es decir en Buses, Camiones, Equipo Caminero, Equipo Agrcola y en usos

Industriales.


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GENERALIDADES

El Motor Diesel, a diferencia del motor a Gasolina, tiene ndices de compresin mucho ms

elevados, con una presin dentro de la Cmara de combustin entre 30 hasta 45 bar. de

promedio. Esta alta compresin del motor eleva considerablemente la temperatura dentro de la

cmara, llegando a valores entre los 700 hasta los 900 Grados Celsius y hasta mayores en algunos

casos. Es tan alta la temperatura, que si se inyecta el combustible diesel dentro del aire caliente

que se ha comprimido, este combustible automticamente se enciende, sin necesidad de una

chispa elctrica, como lo requiere el motor a Gasolina. este combustible inyectado necesitar por

lo tanto ser dosificado con gran exactitud, para lograr obtener con ello el mayor rendimiento del

motor, alta potencia y torque durante su funcionamiento, as como la menor cantidad de gases

combustionados y no combustionados que puedan contaminar la Atmsfera.

Para lograr estos objetivos se necesitan los siguientes parmetros:

a. Una correcta distribucin de la inyeccin dentro de la Cmara.

b. Exactitud en la dosificacin del combustible inyectado.

c. Perfeccin en la relacin de la mezcla airecombustible.

d. Exactitud en el punto de encendido del motor, as como exactitud del adelanto en cada

etapa de aceleracin del motor.

e. Una relacin perfecta de la inyeccin, correspondiente a todos los parmetros de

aceleracin y a las necesidades del motor


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NUEVOS SISTEMAS DIESEL UTILIZADOS EN LOS MOTORES

Los sistemas tradicionales de Inyeccin Diesel con Bombas Lineales han sido reemplazados por las

Bombas Lineales con control Electrnico, debido a la importante y necesaria era de aplicacin de

la Electrnica, es decir un mecanismo (Bomba) controlado por un Computador. Es muy importante

anotar que al ser inyectado el combustible dentro de la cmara, las molculas del mismo debern

mezclarse rpidamente con las molculas del comburente, es decir con el aire aspirado por el

motor, de tal manera que la

combustin sea lo ms pareja posible dentro de la superficie de empuje en el pistn. El tiempo

que requiere el diesel para auto inflamarse es de aproximadamente 0.001 segundos, por lo que es

muy importante que las molculas del combustible abarquen una gran rea, mezclndose

convenientemente con las molculas del aire. Tambin es importante anotar que, para que se

realice una buena mezcla aire combustible y esta se pueda combustionar completamente, ser

necesario inyectar el combustible con gran exactitud dentro de la cmara de combustin del

motor y en el momento ms oportuno.

Adicionalmente decimos que la temperatura interna permitir una buena combustin, por lo que

se debe aprovechar al mximo esta particularidad; de esta parte se encarga la relacin de

compresin del motor, mientras que la exacta dosificacin del combustible se encarga la bomba

de inyeccin. Cuando el motor trabaja en revoluciones mnimas (Ralent) podemos decir que el

punto de inyeccin (principio de envo) tendr que estar algunos grados antes de que el pistn

llegue al Punto Muerto Superior, ya que el tiempo que requiere el Diesel para inflamarse ser igual

al tiempo en que el pistn llegue hasta este punto en su giro continuo. De todo el trabajo en el

moderno motor Diesel se encargar la nueva Bomba Lineal con Control Electrnico, ya que

dosificar el caudal inyectado con gran exactitud y mantendr un punto de inyeccin exacto y


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adecuado a cada necesidad del motor.

CONTROL DE ADELANTO Y CONTROL DE CAUDAL DE INYECCIN

Con el incremento de las revoluciones, la bomba de inyeccin deber encargarse de anticiparse

(adelanto)con el inicio de la inyeccin, para compensar la velocidad de giro del motor, o lo que es

lo mismo, la velocidad en la que el pistn llegue al Punto Muerto Superior. De este anticipo

tambin se encarga laBomba de Inyeccin, adelantando su principio de inyeccin con respecto a

su posicin original de sincronizacin. Como ltimo punto podemos mencionar que, algunas

condiciones especiales hacen necesaria una modificacin en el caudal o punto de inyeccin, como

por ejemplo durante el arranque, diferentes alturas sobre el nivel del mar, en donde la cantidad de

molculas de

aire son mayores si el nivel es menor, requiriendo mayor caudal de inyeccin, as como

compensacin por carga del Turbo, ya que este llena al motor con mayor cantidad de aire que elaspirado.

Estas condiciones especiales deben ser corregidas por la bomba de inyeccin, para poder obtener

con estas variantes una adecuada mezcla dentro de la cmara y la mayor potencia del motor.


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EL SISTEMA DE ALIMENTACIN DEL COMBUSTIBLE

El combustible diesel es almacenado en un depsito, lugar del cual la bomba de alimentacin o

bomba detransferencia lo succiona y elevando la presin aproximadamente entre 2,5 hasta 5 bar.

lo enva hasta los filtros. En ellos el combustible es filtrado y enviado hacia la cmara de presin

constante de la bomba de inyeccin. Con las bombas Lineales mecnicas era la tensin del muelle

de la Bomba de alimentacin quien determinaba la presin de alimentacin, pero en la Bomba con

Control Electrnico es un Regulador controlado por el Computador quien mantiene una regulacin

exacta de alimentacin a la Cmara de Presin Constante.


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LA BOMBA DE ALIMENTACIN Y TRANSFERENCIA

Como la Bomba de Inyeccin necesita ser alimentada de combustible, una bomba de

alimentacin, impulsada por una ex cntrica del mismo eje de levas de la bomba, se encarga de

succionar el combustible desde el depsito, lo filtra y alimenta a la cmara de presin constante,

alimentando deestaforma a todos y cada uno de los cilindros o elementos de la Bomba Inyectora.

Un propulsor de rodillos transmite el movimiento de la excntrica a travs de un vstago, para que

sea empujado el pistn de la bomba, pistn que es el encargado de crear aspiracin en una

cmara, transferir a una segunda cmara y luego enviarla o comprimirla hacia el Regulador de

Presin. La presin generada por esta bomba de transferencia atraviesa por el Regulador de

Presin, el mismo que siendo controlado por el Computador, mantiene una exacta presin de

trabajo y este combustible es enviado hasta la Cmara de Presin Constante de la Bomba Lineal.


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FILTROS Y FLUJO DEL COMBUSTIBLE

En los sistemas diesel ms modernos se han diseado otras opciones de filtros, todos ellos

buscando mejorar la calidad del combustible y proteger con ello a los elementos del sistema de

inyeccin, es decir a la bomba y a los inyectores del motor en el cual van instalados. Para ello se

instalan filtros con "trampasdeagua", que no son ms que recipientes que permiten alojar en la

parte baja del combustible al agua que se puede condensar en l, ya que como sabemos, el agua

es ms pesada que el diesel. Justamente en la parte baja del recipiente se ha instalado un sensor,

el cual detecta esta presencia peligrosa y daina para los elementos de la bomba y de lo

inyectores y un tornillo para purgarla.


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Para realizar un debido mantenimiento y cuidados del sistema de combustible, los filtros estn

diseados como cartuchos recambiables, alojados dentro del cuerpo, simplemente son cartuchos

de filtrado que seenroscan en una base metlica. El papel de filtrado es un papel fino micro

poroso, que logra retener las msfinas impurezas del combustible que circula a travs de l. Para

mantener al papel micro porosoindeformable, este est enrollado alrededor de un soporte

interno perforado y en sus extremos superioreinferior se han instalado las tapas metlicas que lo

soportan. El tiempo que puede filtrar un elementodepende de la calidad del papel, de la cantidad

arrollada y de la calidad del combustible que deber serfiltrado.


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BOMBA DE INYECCIN LINEAL EN CORTE

La estructura y el funcionamiento de la Bomba Lineal Diesel con Control Electrnico bsicamenteno difiere de su antecesora, a pesar de que existen muchos cambios, como la forma de controlar

el caudal y elavancede la bomba, temas que los trataremos adelante. En las partes de la bomba

podemos revisar a todos y cada uno de los elementos, su estructura, su forma externa y

especficamente a los elementos que generan la presin dentro del cilindro, como el eje de levas,

el propulsor de rodillos, el pistn dentro del cilindro, la vlvula de retencin y descompresin

dentro del capuchn roscado.

CONTROL DE CAUDAL DE COMBUSTIBLE CON CREMALLERA

Generalmente el procedimiento utilizado para controlar el caudal de combustible de la bomba

lineal con Control Electrnico es utilizando una cremallera que obliga a girar a los segmentos

dentados fijados al pistn de cada cilindro. El desplazamiento lineal de la cremallera obliga a girar

angularmente al segmento dentado, segmento que "abraza" al pistn. Durante este giro angular,

el corte helicoidal o la ranura helicoidal le permitir al pistn descubrir al orificio de llenado


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apenas inicia su carrera ascendente y el caudal inyectado ser mnimo. Cuando el segmento

dentado gira ms, el caudal que se lograr inyectar ser mayor, ya que el corte helicoidal del

pistn permitir inyectar un mayor recorrido hasta encontrase con el orificio de llenado, por lo

tanto el motor trabajar a medias revoluciones. Cuando el pistn ha girado un ngulo mayor,

obligado por el segmento dentado, casi todo o todo el desplazamiento lineal del pistn ser

aprovechado

para producir presin y envo de combustible hasta el inyector y en este caso el motor estar

trabajando en carga mxima. Para apagar al motor, la cremallera obliga al segmento dentado a

girar hasta que las ranuras verticales del pistn coincidan con los orificios de llenado, de tal

manera que no existe envo de combustible. De este control de la Cremallera de la bomba lineal

con Control Electrnico se encargar el Computador, cuando controle al actuador, envindole

pulsos elctricos.

CONTROL DE LA CREMALLERA SOBRE LOS SEGMENTOSDENTADOS

Vimos el trabajo individual de un pistn y su segmento dentado, el cual es obligado a girar por la

Cremallera para modificar el caudal de entrega de combustible a los inyectores. Este giro de los

segmentos dentados de una bomba deber ser de forma exacta para todos y cada uno de los

cilindros de la bomba de inyeccin, para que el caudal de entrega sea de igual manera exacta para

cada cilindro del motor.


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De esta forma, la Bomba de inyeccin lineal con Control Electrnico dispondr de tantos

segmentos dentados como el nmero de cilindros y pistones disponga, que sern igual al nmero

de cilindros del motor en el cual est instalada la bomba. La cremallera ser nica y deber obligar

a girar a todos los segmentos dentados de forma simultnea, para que todos los pistones

entreguen el caudal necesario a cada inyector del motor, cuando le corresponda esta entrega, que

ser, de acuerdo al orden de encendido del motor, ya que las levas de la bomba seguirn

impulsando a los pistones cada 90 grados de giro.

ESTRUCTURA DEL GOBERNOR DE LA BOMBA LINEAL DIESEL

En el grfico podemos apreciar la complejidad de un Gobernor Mecnico o por contrapesos de una

Bomba Lineal. Al tener tantas partes mecnicas que deben trabajar de forma coordinada,

cualquier desgasteo desajuste ocasionar tambin un trabajo deficiente del motor en el cual est

instalada.


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TRABAJO BSICO DE CONTROL DE LA CREMALLERA

La Bomba lineal mecnica con un Gobernor de contrapesos que hemos visto en el grfico anteriornos dar una idea ms clara de las desventajas comparativas con el nuevo procedimiento para

controlar el caudal de inyeccin de las nuevas bombas lineales. Como nos hemos dado cuenta, el

caudal de combustible ser mayor mientras el punto de apoyo de la palanca de aceleracin est

ms bajo, ya que con ello se cambia la relacin de palancas. Este sistema mecnico anterior, ya

que controlaba el recorrido de la cremallera basado en una serie de palancas, resultaba impreciso

y por supuesto, el caudal entregado. Por estas razones, la nueva bomba mecnica con control

electrnico ha cambiado esta forma mecnica de controlar el recorrido de la cremallera con un

actuador electromagntico, el mismo que lo controla un Computador, brindando conello una gran

exactitud del trabajo de control de caudal. El actuador se encarga de empujar a la cremallera de

acuerdo a reales necesidades el motor y para ello el Computador recibe informacin de sussensores para enviar los pulsos elctricos al actuador.


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LOCALIZACIN DE LA BOMBA LINEAL DIESEL

Recordemos nuevamente que la bomba lineal debe estar engranada con el motor, el mismo que la

debe propulsar para que gire de forma sincronizada con l. La bomba puede estar sincronizada

con piones en la parte posterior del motor (figura) o con piones en el sistema de distribucin en

la parte delantera del motor. En ambos casos la bomba est asentada en bases o soportes,

adosada al cuerpo o bloque del motor, en el cual tambin se instalan los elementos del sistema de

alimentacin, como filtros, caeras de baja y alta presin, etc. La bomba de alimentacin, en este

caso, est adosada a la bomba de inyeccin, ya que recibe el impulso del eje de levas para

trabajar.

ESTRUCTURA DE LA BOMBA LINEAL TIPO A

En el grfico podemos observar la estructura de la Bomba lineal tipo "A", diseo similar al utilizado

en las nuevas bombas lineales, con algunas diferencias que las explicaremos adelante. El sistema

de comando de los pistones es a travs de una cremallera de control que impulsa a los segmentos

dentados. Estos provocan el giro de los pistones, con cuyo giro se obtiene un menor o menor

caudal de inyeccin, cuando el corte helicoidal se encuentra en menos tiempo o en mayor tiempo

con el orificio de llenado de la cmara de presin constante, respectivamente. Esta presingenerada dentro del cilindro abre la vlvula de retencin y descompresin y esta se dirige por

medio de la caera hasta el inyector, localizado dentro delacmara de combustin.


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BOMBA LINEAL CON CONTROL ELECTRNICO

En el grfico podemos apreciar la nueva bomba lineal de un motor de seis cilindros, cuyo Gobernor

mecnicoha sido desplazado, y en su lugar se ha instalado un sistema de control electrnico,

controlado por unComputador. El control ms importante instalado en esta bomba es el actuador

de control de caudal odesplazamiento de la cremallera de control. Este cambio permiti adaptarse

a las nuevas regulaciones ycontroles de emisin europeas, es decir de la regulaciones EURO I a las

regulaciones EURO II.


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SENSORES Y ACTUADORES DEL SISTEMA DE INYECCIN

Para iniciar este captulo, recordemos brevemente la estructura de funcionamiento del sistema de

control del Computador. Se requerirn varias seales de los sensores, tanto del motor, como de la

misma Bomba de Inyeccin, informacin que es enviada al Computador para que este pueda

relacionar esta informacin, comparndola con su Mapa interno y tomar las acciones respectivas

de control sobre los actuadores.En este caso los actuadores ms importantes son el Actuador

Avance de la Bomba y el Actuador

de Control del caudal inyectado, adems de otras funciones importantes que deber cumplir el

computador. Los sensores que informan al computador pueden, dependiendo del diseo propio

requerido por cada motor, el sensor de Revoluciones del motor, sensor de recorrido de la

cremallera, el sensor de temperatura del agua o refrigerante del motor, el Interruptor de

arranque, la temperatura del aire aspirado, la presin de la carga del turbo y otros menos

importantes, los cuales los vamos a analizar.

SENSOR DE REVOLUCIONES DEL MOTOR

El sensor de Revoluciones del motor es un sensor inductivo que genera una seal de corriente

alterna, envindola al computador de control del Motor. Para generar esta seal, el sensor est

alojado en lapartedelantera, para medir el paso de una rueda dentada en la polea del cigeal o

simplemente en el volante de inercia del motor. Con el paso de los dientes de la rueda fnica

(dentada), se induce una pequea tensin elctrica en la bobina del sensor, tensin como dijimos


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dependiendo del diseo de esta rueda y como en los sistemas ms modernos, de una seal de

referencia angular del pistn del primer cilindro, es decir como un sensor del eje de levas, quien

determina laposicin del pistn dentro del cilindro, con cuya informacin el Computador puede

determinar el punto de inyeccin y el avance.

SENSOR DE REVOLUCIONES DEL MOTOR

En algunos motores, especialmente de vehculos comerciales (camiones, buses), el sensor de

revoluciones del motor esta instalado en la parte posterior de la misma bomba de inyeccin, como

lo podemos apreciar en la figura. En estos casos, el sensor est midiendo el nmero de

revoluciones de la bomba, pero estas revoluciones resultan ser exactamente la mitad del nmero

de revoluciones del motor e igual nmero de revoluciones del eje de levas. En el ejemplo es un

disco ranurado quien dispone en su periferia de varios dientes y espacios. El sensor que est

instalado cerca de esta rueda, al girar desva el campo magntico del imn permanente del sensor,

inducindose en su bobina una tensin. Ese desvo ser en un sentido cuando el diente se acerque

y en diferente sentido cuando el diente se aleje del sensor y por esta razn podemos afirmar que

la seal generada es una tensin alterna.


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SENSOR DE TEMPERATURA DEL REFRIGERANTE DEL MOTOR

Dependiendo de la temperatura del refrigerante del motor, el Computador adapta los valores del

caudal de inyeccin y el avance de la bomba, adaptndolas para las etapas de Arranque, en la

etapa de calentamiento del motor y en temperatura normal de trabajo. El sensor de temperatura

del refrigerante es un sensor NTC, es decir un sensor con un Coeficiente Negativo de Temperatura.

Cuando el sensor est fro, el valor de la resistencia del sensor es alto y conforme se va calentando

este valor va bajando, valores que los podemos apreciar en el cuadro. En algunos casos este

sensor es combinado, para dar la informacin de sutemperatura tanto al Computador de control

como al

Tablero de instrumentos. En los grficos se puede observar este cuadro de valores de laresistencia, el conector y sus terminales de conexin y la ubicacin del sensor, cercano al

termostato del agua.


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DESCRIPCIN

El sensor de temperatura del agua o refrigerante es utilizado para detectar la temperatura del

refrigerante del motor. Este sensor modifica la seal de voltaje que le enva el ECM, modificando y

enviando de vuelta al ECM como seal, de acuerdo a la temperatura medida por el sensor en el

motor. Este sensor utiliza un termistor NTC, el cual es sensible a los cambios de temperatura.

Cuando la temperatura es baja, la resistencia del termistor es alta y cuando la temperatura del


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motor es alta, la resistencia elctrica del termistor es baja.

SENSOR DE RECORRIDO DE LA CREMALLERA

El recorrido de la Cremallera de control de la Bomba de Inyeccin lineal es medido por el sensor

instalado en la tapa posterior del cuerpo de la bomba. Este sensor informa al Computador de la

posicin exacta de la cremallera, para que este pueda, confirmando con sus datos internos y las

otras seales que recibe, si requiere realizar las correcciones para aumentar o disminuir el caudal

de inyeccin, enviando los pulsos de corriente al actuador de caudal, quien la desplaza un menor o

mayor recorrido, de acuerdo a los requerimientos del motor. Dependiendo del estado del motor,de la temperatura de trabajo, del nmero de revoluciones de giro del motor o de la bomba, el

Computador realiza las correcciones para controlar este caudal de combustible, enviando a los

inyectores el combustible necesario. En el grfico podemos ver un ejemplo de los valores de

medicin del sensor de recorrido de la cremallera de control y la formadelconector.


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SENSOR DE POSICIN ANGULAR DEL ACTUADOR DE AVANCE

El Actuador de avance del punto de inyeccin tiene instalado en el eje del rotor a un

potencimetro, que es capaza de determinar la posicin angular del eje del actuador. Este

Potencimetro enva esta informacin al Computador de control para que este ltimo determine

si el punto de avance est relacionado con las necesidades del motor en cada etapa de

aceleracin. Dependiendo del Mapa interno del Computador y de las otras seales de los

sensores, el Computador adapta este punto de inyeccin para lograr el mejor torque en todas los

estados y rangos del motor, relacionando estas seales. Para corregir el punto de inyeccin o

principio de envo de la Bomba de inyeccin lineal, el Computador enva los pulsos de corriente a

las bobinas del actuador, para girar al rotor en el ngulo correspondiente a los grados de avance

que necesita controlar.


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PROCESO DE DIAGNSTICO DE CDIGOS Y BORRADO DE LA MEMORIA

En los esquemas que vemos a continuacin se puede visualizar el proceso para detectar un cdigoe identificarlo a base de los destellos de la lmpara de advertencia en el Tablero de instrumentos.

En el cdigo 12 del ejemplo, la lmpara se encender durante 1,2 segundos, luego se apagar

durante otros 1,2 segundos ms para identificar al primer dgito "1" del cdigo. Luego se

encender durante 0,4 segundos, se apagar otros 0,4 segundos, se encender 0,4 segundos y se

apagar otros 0,4 segundos, identificando al segundo dgito del cdigo "2" Para borrar este u otros

cdigos almacenados en el Computador dentro de su Memoria interna, se deber conectar el

Interruptor de borrado durante un mnimo de 1 segundo, y luego de 3 segundos se habr borrado

el cdigo, siempre y cuando el fallo se haya solucionado, ya que de no haberlo hecho, el cdigo

volver a aparecer en la Memoria del Computador.


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LISTADO DE LOS CDIGOS DE AVERAS GENERALES

Entenderemos claramente que cada Fabricante utilizar un listado de Cdigos propio, pero como

estos cdigos deben estar relacionados con los cdigos internacionales, podemos dar un cuadro

de ejemplo de los cdigos ms frecuentes que podemos analizar con el "flasheo" de la lmpara de

advertencia en el tablero de Instrumentos o con el Equipo de Diagnstico. Cuando se descubra uncdigo, el trabajo del Tcnico despus de identificarlo ser, revisar la parte o circuito afectado y

solucionar el problema presentadoantesde borrar el cdigo, ya que de hacer lo contrario, ya no

podr tener la gua para descubrirlo y deber esperar a que nuevamente se presente este cdigo

luego de algn proceso de manejo.


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En algunos motores diesel, especialmente aquellos que deben trabajar en temperaturas muy

bajas, se instala en la boca del colector de admisin un sistema de calentamiento previo,

resistencias elctricas que sirven para calentar el aire que ingresa al motor. Este sistema es

controlando con una seal enviada por el Computador hacia la bobina del rel, cuando elComputador ha recibido la seal del sensor de temperatura. La seal del comando hacia el rel

permite que se conecte la corriente principal del contacto 30 del rel hacia el contacto 87, y esta

corriente llega a la resistencias, calentndolas.

Esta seal del computador solamente se dar si la temperatura medida est en un mximo de 0

Centgrados o por debajo de este valor. Si la temperatura medida est sobre este valor, no se

enviar la seal al rel, ya que el motor no requiere un calentamiento previo del aire de admisin,

como lo podemos apreciar en el siguiente cuadro.El Rel se conecta (ON) cuando la temperatura

es menor a 0C El precalentamiento es de 28 segundos El tiempo del calentamiento posterior ser

dependiente de la temperatura medida.

Temperatura en C 0 3 6 26 28

Tiempo en 10 30 30 60 60

segundos


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BOMBA LINEAL CON CONTROL ELECTRNICO

Hemos hablado del control del recorrido de la cremallera, control que lo ejerce el actuador

electromagntico del caudal de entrega de la Bomba Lineal moderna. El actuador se desplazar un

cierto recorrido para halar a la Cremallera, de acuerdo a lacorriente de control que le enve elComputador. Este desplazamiento deber ser "medido" por un sensor del desplazamiento, el

mismo que est encargado de enviar la informacin de esta posicin exacta de la cremallera al

Computador. Como podemos entender, si el Computador obliga al actuador a desplazarse un

recorrido "X", este recorrido ser conocido por el Computador por la informacin venida del

sensor. De esta forma se coordina con gran exactitud el caudal del combustible que se entrega a

los inyectores.


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DISEO Y TRABAJO DEL ACTUADOR ELECTROMAGNTICO

El actuador electromagntico est compuesto por una bobina a la cual el Computador le entregar

pulsos de corriente variable para formar un campo magntico tambin variable. Dependiendo de

la corriente que llegue a la bobina, se producir una menor o mayor atraccin magntica al ncleo

de hierro mvil y al estar conectado este ltimo con la cremallera de control de la Bomba lineal, se

desplazar esta de forma controlada. El caudal de combustible que entregar la bomba serentonces dependiente del control exacto del Computador sobre esta bobina y para ello este

computador necesitar informarse de algunos parmetros del motor, tales como el nmero de

revoluciones a los cuales est girando (RPM de Bomba), la temperatura del refrigerante, el

recorrido mismo del actuador, la temperatura del aire aspirado, el valor de la tensin de la batera

y otros valores importantes que los analizaremos luego.


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SENSOR DE RECORRIDO DE LA CREMALLERA DE LA BOMBA

El desplazamiento del ncleo de hierro mvil del actuador electromagntico es"medido" por un

sensor, desplazamiento que el sensor debe informar permanentemente al Computador de

Control. Esta informacin recibida es procesada por el Computador, el mismo que, conociendo de

otra informacin recibida puede calcular de forma exacta, si requiere modificar el desplazamiento

de la cremallera para entregar menor o mayor caudal de combustible o mantenerla en ese estado.

Los datos grabados en la Memoria del Computador determinan un control del torque en las

diferentes etapas de aceleracin y condiciones de manejo del vehculo, en conjunto con otros

controles, como son el control del avance del punto de inyeccin de la Bomba. Con estos

controles, el Computador puede determinar tanto el caudal que requiere como el avance o

retardo del punto de inyeccin, brindando al motor la mejor potencia y torque en todo momento.


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fuerza centrfuga de los contrapesos obliga a girar un ngulo adicional al eje de levas, adelantando

con ello el punto bsico de inyeccin o principio de envo esttico. En el caso del ejemplo, este

conjunto recibir el movimiento de un eje de mando, eje en cuyo extremo est conectado con el

pin de engrane con el motor.

TRABAJO BSICO DEL SISTEMA DE AVANCE

El sistema de avance no es ms que un sistema de contrapesos, que, debido a la fuerza centrfuga

ocasionada por el giro del eje o pin que la impulsa, se desplazan hacia afuera, en contra de la

tensin delos muelles calibrados. El desplazamiento de los contrapesos obliga al eje de levas de la

bomba a girar un cierto ngulo y ya que este incremento del giro del eje es mayor, el punto inicial

con el cual estaba sincronizada la bomba con el motor se adelanta, inyectndose cada vez antes,

acorde al incremento del nmero de revoluciones del motor y de este sistema mecnico de

avance. El cuerpo del sistema de avance est girando con la brida del motor o acoplado

directamente al pin de mando de la bomba, de tal manera que el punto bsico de sincronizacin

esttico se ir avanzando, cuando este sistema avanceelgiro del eje de levas de la bomba lineal.Como podemos notar, este trabajo mecnico tambin puede producir un desequilibrio

significativo del motor, ya que su estabilidad depender de que las partes del sistema no tengan

desgaste y estn bien calibradas, y a pesar de ello no podrn competir con el control electrnico

de un Computador, como lo podremos ver a continuacin.


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DISEO DEL ACTUADOR ELECTROMAGNTICO DE AVANCE

A diferencia del diseo anteriormente expuesto, este Actuador no requerir de muchoselementos

mecnicos para realizar la importante funcin de controlar el sistema de avance de la Bomba

Lineal con Control electrnico. El actuador dispone de un ncleo laminado externo, en el cual se

arrolla la bobina de control. El campo magntico creado en la bobina cuando el Computador le

entregue corriente, se encarga de obligar a girar al eje del actuador, debido a que el rotor es

atrado o rechazado magnticamente. El giro del eje es medido por un potencimetro, el mismo

que enva la informacin de su posicin angular al Computador de control.


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longitudinal. El actuador de avance se encargar entonces de desplazar al disco de control hacia

arriba o hacia abajo, para que el pistn que inicia su desplazamiento hacia arriba, comenzando

desde su estado inicial (sin empuje de la leva respectiva), el orificio de alivio se tapone apenas

inicie su desplazamiento (estado de avance), con lo que se logra que la elevacin de presin inicie

antes de lo que le corresponda, si este disco inicialmente hubiera estado ms arriba.

TRABAJO DEL ACTUADOR DE AVANCE


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Si el disco de control es obligado a subir, el pistn necesitar avanzar un mayor recorrido para que

se tapone el orificio y comience a generarse presin dentro del cilindro. De esta manera, el

actuador se encarga de girar al eje de mando, para que este empuje a todos y cada uno de los

discos de control, adelantando o retardando el principio de envo de cada pistn o elemento de la

bomba, cuando la leva impulse a cada pistn en el ngulo que le corresponda de acuerdo al orden

de inyeccin. De acuerdo al Programa Interno del Computador (Mapa de avance), se enviar los

pulsos de corriente al actuador para obligarlo a girar en el ngulo que corresponda a los grados de

avance ms adecuados, para obtener con ello un mayor torque en relacin a la marcha del motor.

CONEXIONES DEL ACTUADOR DE AVANCE


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En los grficos que tenemos a continuacin podemos observar el diseo y una vista superior del

actuador de avance de una Bomba Lineal con Control Electrnico. En esta vista se aprecia la

estructura del actuador y el potencimetro del actuador, potencimetro que est enviando la

informacin angular del actuador hacia el Computador, para que este mantenga con gran

exactitud el punto de inyeccin y pueda controlar el avance y el retardo en las condiciones que

requiere el motor durante su trabajo y en todas las condiciones de marcha. Para determinar el

buen estado del actuador, se recomienda, de acuerdo a este ejemplo, comprobar las conexiones y

los valores de resistencia interna de sus bobinas de control.

BOMBA LINEAL CON CONTROL DE AVANCE

Este sistema ha sido instalado tanto en bombas lineales para vehculos de pasajeros, como en

bombas para vehculos comerciales. Esta innovacin instalada en ellas ha permitido una gran

eficiencia y exactitud del motor en todos los regmenes de aceleracin, de tal manera que se ha

podido optimizar la potencia de un mismo motor, el mismo que antes utilizaba la bomba sincontrol, reduciendo significativamente el consumo de combustible, y especialmente le ha

permitido al nuevo motordieseladaptarse a los nuevos controles de emisin obligatorios a nivel

mundial. Con este control y el control de caudal, la bomba lineal con control electrnico permite

obtener mayores potencias y mayores torques en los motores en los cuales han sido instaladas.


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EL INYECTOR DE COMBUSTIBLE DEL SISTEMA

La bomba de inyeccin lineal se la alimenta de combustible, para que el conjunto mvil lo pueda

elevar a alta presin y enviarlo por medio de la caera hasta el inyector, localizado este ltimo

dentro de la cmara de combustin del motor. Este combustible inyectado necesita ser finamente

pulverizado, para que las molculas de combustible se inflamen al contacto con el aire caliente,

producindose en este momento la combustin que se encarga de empujar al pistn con gran

fuerza hacia el Punto Muerto Inferior, como lo podemos observar en el siguiente video.

DISEO BSICO DEL INYECTOR

Para que el combustible pueda ser pulverizado o "atomizado" se necesita de una alta presin y

esta alta presin es enviada desde el pistn de la bomba de inyeccin. La tobera del inyector est

conformada poruncuerpo cilndrico, dentro del cual se desliza una aguja. El combustible que es


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TRABAJO DE UNA TOBERA CON DARDO PROGRESIVO

Cuando se necesita un encendido rpido del motor y al mismo tiempo se desea entregar al

combustible de forma ms homognea dentro de la cmara de combustin, se utiliza un diseo

especial en la aguja de la tobera del inyector. Esta aguja permite salir al combustible en el primer

momento como un dardo cilndrico y mayor profundidad, de tal manera que las molculas del

combustible son rpidamente inflamadas al contacto con el aire caliente. De forma inmediata, el

dardo se convierte en un dardo cnico, permitiendo enviar al combustible hacia todos los ngulos

de la cmara de combustin. Esto permite que la combustin creada llegue a todos los extremos

de la cmara y se produzca una mejor y ms completa combustin.


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ESTRUCTURA DEL INYECTOR DE UN SOLO MUELLE

Podemos apreciar en los esquemas la estructura del inyector de un solo muelle. La presin

ejercida sobre la superficie cnica de la aguja del inyector deber vencer a la tensin del muelle

para que la aguja suba y permita salir al combustible. Podemos entonces afirmar que de la tensin

del muelle depender la presin de inyeccin y esta tensin podr ser regulada, aumentando o

disminuyendo las arandelas de calibracin en el caso del inyector del ejemplo y en otros

inyectores se dispondr de un tornillo y contratuerca para hacerlo.


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forma progresiva. El primer muelle es empujado por la presin inicial venida de la bomba

inyectora, permitiendo abrir al inyector e inyectar con una menor presin inicial. El

desplazamiento de la aguja sobre el elemento de empuje comprime al primer muelle. Cuando este

muelle se comprime, este primer elemento se apoya sobre el segundo elemento de empuje, elmismo que comprime al segundo muelle (ms fuerte) y la presin de inyeccin aumenta,

pulverizndose mucho ms fino el combustible en este segundo escaln. Podemos observar el

proceso en el video.

DESPIECE DEL INYECTOR DE DOBLE MUELLE

Para analizar de mejor forma la estructura del inyector de doble muelle progresivo, observemos

las partes de un inyector despiezado, grfico en el cual podemos analizar cada una de ellas.


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INSTALACIN DE LA BUJA INCANDESCENTE EN LA INYECCIN DIRECTA

Cuando el Motor diesel es de inyeccin directa, lo que significa que el inyector est inyectando

directamente sobre la cabeza del pistn, la buja incandescente puede estar instalada cercana al

dardo deinyeccin, en este caso paralela a l. A pesar de que el combustible inyectado no se

proyecta necesariamente sobre el elemento caliente de la buja de incandescencia, la buja

calienta al aire que hasido comprimido an ms, de tal manera que el aire alrededor de la punta

del inyector est muy caliente yel combustible se puede inflamar de forma rpida y eficiente.


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inyectores de prueba, calibrados al valor que recomiendan las tablas de cada bomba. Los valores


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PUNTOS DE SINCRONIZACIN DEL MOTOR

Los valores en grados de los puntos de sincronizacin de un motor son dependientes, como hemos

dicho, de muchos factores, pero se recomienda seguir los datos de cada Fabricante. Este punto de

sincronizacin es el dado por cada Fabricante y generalmente los piones de la distribucin del

motor y engrane de la bomba nos darn los puntos de referencia. El grfico nos muestra el

proceso anterior de engrane y sincronizacin de un sistema con bomba mecnica, con el punto de

referencia de los grados de avance esttico de la bomba, grfico que nos ensea un procedimiento

tradicional, similar en el concepto general de sincronizacin de la nueva Bomba.


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INSTALACIN DE LA BOMBA LINEAL EN EL MOTOR

Cuando se necesita revisar la sincronizacin de la Bomba Lineal, cuando se ha realizado una

reparacin del motor o simplemente se la vuelve a instalar despus de un mantenimiento, ser

necesario instalar la bomba nuevamente en el motor. Para ello deberemos seguir las instrucciones

de cada Fabricante, pero podemos seguir los siguientes pasos comunes para instalarla y

sincronizarla. Giramos al motor para que el pistn del primer cilindro est cercano al PMS en el

ciclo de compresin, con los grados anteriores al PMS de acuerdo a instrucciones del fabricante

(aproximadamente entre 2 a 8 grados APMS.)


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SINCRONIZACIN Y ENGRANE

Colocamos la Bomba en el motor, engranando su pin con los piones de la distribucin del

motor, utilizando las seales correspondientes, tal como se aprecia en la figura. Dependiendo de

la estructura y diseo de cada motor, pueden existir algunos piones que sirven de comando del

eje cigeal, ejes de levas, bomba hidrulica, bomba de aceite y otros, y las seales debencoincidir adecuadamente, entre ellas al pin de la bomba de inyeccin. En el ejemplo hemos

puesto a cuatro piones de la distribucin de un motor, pudiendo reconocer al pin del eje

cigeal en rojo, al pin del eje de levas del motor en color verde azulado, al pin intermedio

que engrana con ellos y finalmente al pin de la bomba inyectora con color verde claro.


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COMPROBACIN DE LA SINCRONIZACIN ESTTICA DE LA BOMBA

Recordemos que el punto exacto de esta sincronizacin ser cuando el pistn del primer cilindro

de la bomba est comenzando a taponar al orificio de llenado del cilindro, punto exacto de

sincronizacin de la Bomba de inyeccin, llamado "principio de envo", ya que el combustible

empieza a enviarse al inyector. Para poder comprobar este punto exacto ser necesario acelerar a

fondo, para que el borde superior del pistn que determina el inicio de presin coincida con el

orificio de llenado, caso contrario podra coincidir el corte vertical y no existira presin. Tambin

durante esta operacin se deber seguir estrictamente las recomendaciones de cada Fabricante.


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SINCRONIZACIN DE LA BOMBA

Para sincronizar el punto en el cual el pistn de la bomba cierra al orificio de llenado y estemomento inicia el principio de envo, deberemos girar al cuerpo de la bomba, ya que ella est

sincronizada y fijada a los piones de la distribucin del motor. Si giramos al cuerpo de la bomba

en sentido horario, es decir en sentido de las manecillas del reloj y en el mismo sentido de

rotacin del motor y de la bomba (en este caso), el propulsor de rodillos se alejar del punto en el

cual la leva empuje al pistn, retardndose el punto. Esta primera operacin ser necesaria para

comprobar y asegurarnos que el pistn dejan entrar combustible al cilindro y est un poco ms

bajo del taponamiento, que ser nuestro punto final. Luego de girar al cuerpo de la bomba en

sentido horario, giramos ahora en sentido antihorario lentamente, hastaque el pistn del primer

elemento coincida con el borde superior del orificio de llenado, punto exacto del principio de

envo del motor.


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Por medio de la ventana de la bomba impulsamos a los propulsores de rodillos hacia arriba,

asegurndonos que el propulsor a impulsar est en la parte baja, es decir no est atacado por la

leva correspondiente. Esta accin de impulso manual nos permite generar la presin de forma

manual y si aflojamos inicialmente la caera del inyector correspondiente, retiraremos el aire y

luego empezar a salir solamente combustible. Luego de purgar el cilindro, purgaremos la caera,

aflojndola junto al inyector. Finalmente purgaremos al inyector, escuchando atentamente el

momento en el cual empieza a inyectar, momento en el cual notaremos una mayor resistencia en

el impulso del rodillo. Este proceso se deber repetir en cada cilindro y en cada inyector y

finalmente deberemos ajustar todas las caeras y comprobar que no existan fugas del

combustible.

COMPROBACIN DEL PUNTO DE SINCRONIZACIN

La sincronizacin explicada anteriormente debe estar acompaada del procedimiento que vamos

a explicar,ya que el "corte de combustible" que explicaremos es la mejor forma y ms ptica de

comprobar este punto, alimentando a la bomba de combustible con la bomba manual


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Bombas Lineales MecnicasCaptulo 1

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permanentemente. Antes de iniciar el proceso de sincronizacin y luego de haber instalado la

bomba, sedeber retirar la caera del primer inyector. Se retira luego el capuchn roscado y se

saca la vlvula de retencin, reinstalando el capuchn roscado, pero sin la vlvula. Instalamos en

lugar de la caera original un pedazo de caera en forma de "cuello de cisne", la cual nos

permitir ver el flujo y corte del combustible en ese cilindro y en el punto exacto. Cuando giramos

al cuerpo de la bomba en sentido horario, podemos notar que el combustible sale en gran

cantidad por el cuello de cisne y el momento que giramos lentamente al cuerpo en sentido

contrario, el combustible empezar a disminuir, hasta que se cortar. Este corte de combustible

ser nuestro punto exacto de principio de envo, que es el punto en el cual el pistn tapon al

orificio de llenado e inici la etapa de presin y envo.

NOTA: este procedimiento es referencial, ya que cada Fabricante nos dar un proceso

determinado, proceso que deberemos seguir.


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GENERALIDADES

Es sabido que el Motor Diesel, a diferencia del motor a Gasolina, tiene ndices de compresin

mucho ms elevados, con una presin dentro de la Cmara de combustin entre 30 hasta 45 bar.

de promedio.Estaalta compresin del motor eleva considerablemente la temperatura dentro de

la cmara, llegando a valores entre los 700 hasta los 900 Grados Celsius y hasta mayores en

algunos casos. Es tan alta la temperatura, que si se inyecta el combustible diesel dentro del aire

caliente que se ha comprimido, este combustible automticamente se enciende, sin necesidad de

una chispa elctrica, como lo requiereelmotora Gasolina. este combustible inyectado necesitar

por lo tanto ser dosificado con gran exactitud, paralograr obtener con ello el mayor rendimiento

del motor, alta potencia y torque durante su funcionamiento, as como la menor cantidad de

gases combustionados y no combustionados que puedan contaminar la Atmsfera. Para lograr

estos objetivos se necesitan los siguientes parmetros:

a. Una correcta distribucin de la inyeccin dentro de la Cmara.b. Exactitud en la dosificacin del combustible inyectado.

c. Perfeccin en la relacin de la mezcla airecombustible.

d. Exactitud en el punto de encendido del motor, as como exactitud del adelanto en cada

etapa de aceleracin del motor.

e. Una relacin perfecta de la inyeccin, correspondiente a todos los parmetros de

aceleracin y a las necesidades del motor.

Desde la dcada de los Setenta, este motor Diesel empez a aplicarse e instalarse con mayor

mpetu nosolamente en los Vehculos Comerciales, sino tambin en los Vehculos de Pasajeros, ya

que se podan aprovechar sus grandes ventajas, y como unas de las principales el Alto Torque y la


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Adicionalmente decimos que la temperatura interna permitir una buena combustin, por lo que

se debe aprovechar al mximo esta particularidad; de esta parte se encarga la relacin de

compresin del motor, mientras que la exacta dosificacin del combustible se encarga la bomba

de inyeccin. Cuando el motor trabaja en revoluciones mnimas (Ralent) podemos decir que el

punto de inyeccin (principio de envo) tendr que estar algunos grados antes de que el pistn

llegue al Punto Muerto Superior, ya que el tiempo que requiere el Diesel para inflamarse ser

igual al tiempo en que el pistn llegue hasta este punto en su giro continuo.

Pero con el incremento de las revoluciones, la bomba de inyeccin deber encargarse de

anticiparse (adelanto) con el inicio de la inyeccin, para compensar la velocidad de giro del motor,

o lo que es lo mismo, la velocidad en la que el pistn llegue al Punto Muerto Superior. De este

anticipo tambin se encarga la Bomba de Inyeccin, adelantando su principio de inyeccin con

respecto a su posicin original de sincronizacin. Como ltimo punto podemos mencionar que,

algunas condiciones especiales hacen necesaria una modificacin en el caudal o punto de

inyeccin, como por ejemplo durante el arranque, diferentes alturas sobre el nivel del mar, en

donde la cantidad de molculas de aire son mayores si el nivel es menor, requiriendo mayor

caudal de inyeccin, as como compensacin por carga del Turbo, ya que este llena al motor con

mayor cantidad de aire que el aspirado. Estas condiciones especiales deben ser corregidas por la

bomba de inyeccin, para poder obtener con estas variantes una adecuada mezcla dentro de la

cmara y la mayor potencia del motor.

EL SISTEMA DE ALIMENTACIN DEL COMBUSTIBLE

El combustible diesel es almacenado en un depsito, lugar del cual la bomba de alimentacin o

bomba detransferencia lo succiona y elevando la presin aproximadamente entre 2,5 hasta 5 bar


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lo enva hasta los filtros. En ellos el combustible es filtrado y enviado hacia la cmara de presin

constante de la bomba de inyeccin.

LA BOMBA DE ALIMENTACIN Y TRASNFERENCIA

Como la Bomba de Inyeccin necesita ser alimentada de combustible, una bomba de alimentacin

se encarga de succionar el combustible desde el depsito, lo filtra y alimenta a la cmara de

presin constante, alimentando de esta forma a todos y cada uno de los cilindros o elementos de

la Bomba Inyectora. Esta bomba mecnica es impulsada por una excntrica del mismo eje de

levas de la bomba de inyeccin, la cual empuja a un propulsor de rodillos. Este transmite el

movimiento a travs de un vstago, para que sea empujado el pistn de la bomba, pistn que es el

encargado de crear aspiracin enunacmara, transferir a una segunda cmara y luego enviarla ocomprimirla hacia la cmara de alimentacin de los cilindros. Decimos que es una bomba de

transferencia, ya que primeramente se transfiere el combustible a una segunda cmara, para que

el muelle calibrado sea el encargado de presionarlo hacia la cmara de alimentacin de los

elementos.


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sirve para succionar al combustible en su cmara inferior. Para aprovechar de mejor manera a la

bomba de transferencia, se han diseado bombas mejoradas, que logran entregar el combustible

tanto en la carrera ascendente como en la descendente del pistn y para ello se han instalado

cuatro vlvulas en lugar de las dos vlvulas de la bomba anterior. Podemos ver en el video quedurante ambos recorridos se est succionando al combustible de la cmara de aspiracin y se

produce la presin y envo en la cmara de presin.

PARTES DE LA BOMBA DE TRANSFERENCIA

Para entender de mejor manera el trabajo de la bomba de alimentacin o de transferencia del

combustible, revisemos a todas y cada una de las partes que la constituyen. Como podremos

notar, debido a que el buen trabajo de la bomba depende de la calidad de sus partes, las pequeas

tolerancias entreellas y de una buena hermeticidad de su ensamble, todos los racores y tapones

tienen rodelas de cobre o aluminio, que se encargan de sellar efectivamente, evitando con ello la

fuga del combustible, pero especialmente evitando la entrada de aire al sistema.


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SISTEMA DEL FILTRADO DEL COMBUSTIBLE

Habamos mencionado que uno de los elementos ms dainos de todo sistema de inyeccin, tanto

a gasolinacomo a diesel, es la suciedad en el combustible. Sabemos tambin que el diesel, adems

de combustible es un buen lubricante de las partes mviles tanto de la bomba de transferencia, de

los elementos de la bomba de inyeccin y de los inyectores. Todos ellos tienen pequeas

tolerancias, a veces de no ms de 2 a 3 centsimas de milmetro (0,020,03mm.), por lo cual se

hace imponderable el uso de buenos elementos filtrantes, que sean capaces de retener estas

impurezas, ya que de no hacerlo debidamente, los pueden daar y desgastar prematuramente.


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FILTROS Y FLUJO DEL COMBUSTIBLE

En el caso de la mayora de los sistemas de bombas lineales se dispone de dos tipos de filtros

conectados uno a continuacin del otro. El primer filtro retiene las primeras impurezas, es decir las

ms gruesas, pasando el combustible previamente filtrado hasta el segundo filtro. En el segundo

filtro de combustible se retienen las pequeas impurezas de hasta 2 a 3 micrones, es decir toda la

suciedad y los elementos abrasivos del combustible no pasarn hasta los elementos de la bomba

de inyeccin. En el cuerpo del filtro se ha instalado un tornillo de purgado, para poder retirar la

entrada de aire en el sistema de combustible de baja presin, especialmente en casos denecesidad de mantenimientos.


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DISEO DE LA BOMBA LINEAL

La bomba de inyeccin tiene para cada cilindro del motor a un elemento completo, el cual est

conformado de un cilindro y un pistn. Al cilindro se lo alimenta de combustible por medio de una

bomba de transferencia, la cual lo aspira desde el depsito, lo filtra y lo eleva a un valor bajo de

presin. Este combustible ingresa a todos y cada uno de los cilindros de la bomba a travs de uno

o varios orificios de llenado. Cada pistn de la bomba se desliza dentro de un cilindro y tiene en su

parte lateral un corte vertical y un corte o ranura helicoidal; en otros diseos de pistones tienen

en cambio un orificio o taladro vertical en su centro en lugar de este corte vertical, el cual se

comunica con el corte o ranura helicoidal.

Cuando el Pistn est en reposo, es decir en su parte baja o sin recorrido, cuando la leva

correspondiente no ha empujado al propulsor y este a su vez no empuja al pistn, su cantosuperior permite que el combustible ingrese al cilindro para ser llenado.

Este canto est ms abajo del orificio de llenado del cilindro, orificio que est comunicado con la

presin de alimentacin de la cmara de presin constante, presin como recordaremos, viene de

la bomba de transferencia.

Cuando la leva gira y empuja al propulsor de rodillos, el pistn es empujado en su movimiento

ascendente; cuando sube dentro del cilindro, su mismo canto superior tapona el orificio de


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Esta entrega de combustible seguira hasta el total del recorrido del pistn, es decir la altura total

que tiene e impulsa la leva de empuje, pero es limitada por el encuentro del corte helicoidal con el

orificio de llenado, ya que en este momento la presin existente en la cabeza del pistn y en el

cilindro fugara por el orificio de retorno hacia la cmara de alimentacin.

ELEMENTO DE LA BOMBA DE INYECCIN

Por lo tanto, si el pistn est "girado" a una posicin en la cual el corte helicoidal coincida con el

orificio dellenado y apenas inicia su recorrido, la entrega de combustible sera mnima. Cuando el

pistn ha girado un ngulo mayor, el envo de combustible ser mayor, ya que el restante del

recorrido del pistn ya no enva combustible y as sucesivamente se entregar cada vez mayor

cantidad si el giro del pistn es enunngulo mayor, como lo podemos observar en la siguientefigura, en la cual el pistn est girado para entregar la mayor cantidad posible, es decir

prcticamente durante todo su recorrido. En el siguiente grfico podemos observar este proceso

con pistones diseados con el corte vertical y el corte helicoidal.


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PROCESO DE INYECCIN DE LOS ELEMENTOS DE LA BOMBA

En el siguiente grfico podemos observar a las cuatro posiciones bsicas del pistn dentro del

cilindro y los podemos diferenciar de esta forma:

1. Cuando el pistn est en su punto bsico, tiempo durante el cual el combustible ingresa al

cilindro.

2. Cuando el pistn tapona el orificio de llenado y comienza el principio de envo.

3. Cuando el pistn est enviando presin del combustible desde el principio hasta medio

recorrido.

4. El recorrido final del pistn en su carrera ascendente, empujado por la altura total de la leva.


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El corte helicoidal se encargar, durante el recorrido ascendente del pistn de encontrarse con el

orificio de llenado, dependiendo de ngulo de giro del pistn.

Cuando el pistn est ascendiendo, el mismo pistn est taponando al orificio de llenado, por lo

cual todo este tiempo se enviar presin del combustible hacia la caera y al inyector. Cuando el

canto del corte helicoidal coincide con el orificio de llenado, la presin de envo que existe sobre la

cabeza del pistn regresa hacia la cmara de presin constante a travs de la ranura vertical y por

el orificio de llenado. En este momento se limita el envo de combustible, aunque el pistn siga su

carrera ascendente, por lo tanto este control se lograr haciendo girar al pistn para cambiar el

caudal de inyeccin, de acuerdo al ngulo de giro y a la posicin del corte helicoidal con el orifico

de llenado.

5 Bombas Lineales MecnicasCaptulo 2


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vertical con el orificio de llenado. Cuando estn coincidiendo, el pistn puede estar subiendo, pero

nunca logra comprimir dentro del cilindro al combustible, ya que este regresa por la ranura

vertical hacia la cmara de presin constante. Para mantener al motor en Ralent, el pistn gira

levemente, para que el corte helicoidal permita inyectar durante poco recorrido y se encuentre

con el orificio de llenado, dejando al resto del recorrido sin entregar combustible.

En carga media girar a la mitad del corte helicoidal y para aceleracin y caudal mximo se girar a

los pistones hasta que coincida la mayor longitud del corte helicoidal, como lo podemos observar

en el video.

MODIFICACIONES EN EL DISEO BSICO DE LOS PISTONES DE LA BOMBA LINEAL

El pistn de la bomba lineal debe cumplir otra importante funcin, adems de comprimir y enviar

presin del combustible hacia los inyectores y esta funcin es, definir el principio de la inyeccin,

es decir el "principio de envo", que es el punto exacto en el cual el motor necesita el combustible

pulverizado para la combustin.

Este punto de inyeccin est definido cuando el canto superior del pistn tapona al orificio dellenado, momento en el cual empieza a comprimir al combustible, enviando a la caera y al

inyector y es en este momento en el cual el inyector se abre, pulverizndolo dentro de la cmara

de combustin.

En algunas bombas de inyeccin este pistn tiene un corte inclinado o helicoidal adicional en su

canto superior, corte que sirve para avanzar el punto de inyeccin mientras ms gira

angularmente. Si el pistn est en la posicin de Ralent (poco giro), deber subir bastante para


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EL EJE DE LEVAS DE LA BOMBA DE INYECCIN LINEAL

Cada bomba de inyeccin lineal dispone de un eje de levas, similar al eje de levas del motor de

combustin interna, pero que cumple con otra funcin importante y diferente.

El eje de levas de la bomba se encarga de empujar a los propulsores de rodillos, para que cada

pistn o elemento de la bomba pueda producir la presin de combustible para cada inyector del

motor. En un motor de cuatro cilindros, por ejemplo, el eje de levas de la bomba inyectora

dispondr de cuatro levas, dispuestas cada 90 grados de giro, ya que deber generar presin sobre

cada elemento y para cada inyector, cada 90 grados de giro. Como el eje de levas de la bomba est

engranado con el motor en una relacin de 2:1 con el cigeal o en una relacin de 1:1 con el eje

de levas, para que la inyeccin corresponda con el trabajo de los cilindros del motor, los mismos

que trabajan cada 180 grados de giro del eje cigeal (media vuelta). En los casos de motores de

seis cilindros, el eje de levas de la bomba de inyeccin tendr seis levas, dispuestas cada 60 grados

de giro.


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FORMAS DE LAS LEVAS DEL EJE DE LAS LEVAS

De igual forma, dependiendo del tiempo en el cual los pistones de los elementos de la bomba

deben permanecer en su punto mximo superior y en el punto mximo inferior depender el

diseo del perfil de las levas, as como del sentido de giro dentro de la bomba de inyeccin. De

este perfil dependen muchos parmetros, como por ejemplo el tiempo de llenado del cilindro con

el combustible venido desde la cmara de presin constante. Tambin de este perfil depender eltiempo de descarga de la presin cuando el corte helicoidal coincida con el orificio de llenado de la

cmara de presin constante.

Un aspecto importante tomado en cuenta para este diseo es tambin la suavidad de trabajo y el

menor ruido mecnico que puedan producir las levas al empujar a los propulsores de rodillos. Por

ejemplo si el perfil es creciente progresivo durante el empuje y corta rpidamente, tendr el

motor una reaccin y desempeo diferente que si el perfil de la leva es simtrico.


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ALTURA DE LAS LEVAS DEL EJE DE LAS LEVAS

La altura de la leva producir el desplazamiento total del pistn o elemento de la bomba dentro

del cilindro, desde su posicin bsica inferior hasta su recorrido mximo superior. Si el dimetro

del pistn es de 8 milmetros por ejemplo, podr entregar menor caudal de combustible hacia el

inyector que otropistnque tiene 9 10 milmetros de dimetro, considerando a la misma altura

de la leva. Jugando con estos dos factores, tanto con la altura de la leva como con el dimetro del

pistn, se han fabricado bombas de inyeccin idnticas en tamao, pero con diferentes alturas de

sus levas y tambin con diferentes dimetros de pistones, para acoplarlas a motores de diferentes

cilindrajes o simplemente motores que requieran menores o mayores caudales de inyeccin de

combustible.


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VALVULA DE RETENCIN Y DESCOMPRENSION

El combustible que es presionado y enviado hacia el inyector debe atravesar una vlvula,

localizada sobre la parte superior del cilindro. Esta vlvula mantiene retenida la presin del

combustible dentro de la caera, combustible que fue enviado anteriormente al inyector. La

vlvula deja salir la nueva presin generada y se cierra cuando el pistn deja de enviar el

combustible, manteniendo una presin en la caera, trabajando como vlvula "check". Para evitar

que el inyector quede "goteando", la vlvula dispone de un borde cilndrico bajo el asiento cnico

de cierre. El volumen de combustible alojado entre el borde cilndrico y el asiento cnico logra

descomprimir o bajar la presin de la caera, ya que el volumen total del combustible disminuye

dentro de ella, debido a que se aloja un porcentaje del combustible en ese espacio.


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TRABAJO DE LA VALVULA DE RETENCIN Y DESCOMPRENSION

Desde el momento en el cual el pistn tapona al orificio de llenado se inicia la

etapa de presin y envo del combustible hacia el inyector. La presin generada dentro del cilindro

empuja a la vlvula de retencin y descompresin, saliendo el combustible hacia la caera y de l

hacia el inyector. Este ltimo pulverizar al combustible dentro de la cmara de combustin del

motor, inflamndose al contacto con el aire caliente. Cuando el pistn de la bomba deje de

comprimir al combustible, debidoaque la presin retorna hacia la cmara de presin constante,

la vlvula se cierra, descomprimiendo primeramente la presin que queda dentro de la caera,

mantenindose una presin un poco ms baja, pero insuficiente para abrir al inyector, evitando

con ello que se quede goteando en la cmara.

CAERAS DE PRESIN PARA LOS INYECTORES

La presin que entrega la bomba a cada uno de los inyectores del motor es enviada a travs de las

caeras de alta presin, las mismas que estn ajustadas en uno de sus extremos a la salida del

racor o capuchn roscado de cada cilindro y en el otro extremo en el racor del inyector. Las

caeras tienen un pequeo orificio y la seccin de las paredes del tubo es gruesa, debido a que


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debe soportar altas presiones. La longitud de todas y cada una de las caeras debe ser igual, ya

que deben transportar en el mismo tiempo la presin a cada uno de los inyectores, cuando cada

inyector lo requiere, de acuerdo al orden de trabajo de ellos, ya que de otra forma el motor

trabajara de forma inestable.


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TRABAJO DE LA BOMBA DE INYECCIN LINEAL

Hasta este momento hemos revisado el diseo de los pistones de la bomba, la forma de elevar

presin y el trabajo de limitacin de la presin. Tambin hemos revisado el proceso de apertura de

la vlvula y su trabajo de retencin y descompresin del combustible dentro de la caera. Ahora

nos corresponde analizar el proceso de control de aceleracin, control del caudal del combustible

que se debe enviar hacia los inyectores y la forma de apagar al motor diesel. El conductor presiona

al pedal del acelerador para acelerar al motor y este movimiento, por medio del control del

gobernor" se transporta al sistema de control del caudal, quien se encarga de girar a todos los

pistones en un ngulo que le permita entregar el caudalde combustible que necesita el motor, en

el determinado nmero de revoluciones a los cuales est girando. Si el motor gira a menos

revoluciones, el giro de los pistones ser muy leve, reduciendo el caudal de entrega, peroaumentar el giro y el caudal cuando las revoluciones del motor aumenten y requiera mayor

caudal. De este trabajo se encargar el gobernor, tema que lo trataremos despus de analizar el

proceso de control. Para apagar el motor en cambio, los pistones sern obligados a girar hasta que

el corte o ranura helicoidal de los pistones coincidan con el orificio de llenado, dejando de enviar

el combustible a los inyectores, ya que no se produce presin porque se corta el envo del

combustible.


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CONTROL DE CADUAL DE COMBUSTIBLE CON CREMALLERA

Uno de los dos procedimientos utilizados para controlar el caudal de combustible de la bomba

lineal es utilizando una cremallera y un segmento dentado fijado al pistn de cada cilindro. El

desplazamiento lineal de la cremallera obliga a girar angularmente al segmento dentado,

segmento que "abraza" al pistn. Durante este giro angular, el corte helicoidal o la ranura

helicoidal le permitir al pistn descubrir al orificio de llenado apenas inicia su carrera ascendente,

justamente cuando el motor est en revoluciones mnimas (Ralent), por lo tanto el caudal

inyectado ser mnimo. Cuando el segmento dentado gira ms, el caudal que se lograr inyectar

ser mayor, ya que el corte helicoidal del pistn permitir inyectar un mayor recorrido hasta

encontrase con el orificio de llenado, por lo tanto el motor trabajar a medias

revoluciones.Cuando el pistn ha girado un ngulo mayor, obligado porelsegmento dentado, casi

todo o todo el desplazamiento lineal del pistn ser aprovechado para producir presin y envo

de combustible hasta el inyector y en este caso el motor estar trabajando en carga mxima. Para

apagar al motor, la cremallera obliga al segmento dentado a girar hasta que las ranuras verticales

del pistn coincidan con los orificios de llenado, de tal manera que no existe envo de

combustible.


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CONTROL DE LA CREMALLERA SOBRE LOS SEGMENTOSDENTADOS

Vimos el trabajo individual de un pistn y su segmento dentado, el cual es obligado a girar por la

Cremallera para modificar el caudal de entrega de combustible a los inyectores. Este giro de los

segmentos dentados de una bomba deber ser de forma exacta para todos y cada uno de los

cilindros de la bomba de inyeccin, para que el caudal de entrega sea de igual manera exacta para

cada cilindro del motor. De esta forma, una bomba de inyeccin lineal dispondr de tantos

segmentos dentados comoelnmero de cilindros y pistones disponga, que sern igual al nmero

de cilindros del motor en el cualest instalada la bomba de inyeccin lineal. La cremallera ser

nica y deber obligar a girar a todos los segmentos dentados de forma simultnea, para que

todos los pistones entreguen el caudal necesario a cada inyector del motor, cuando le

corresponda esta entrega, que ser, de acuerdo al orden de encendido del motor, ya que las levas

de la bomba seguirn impulsando a los pistones cada 90 gradosdegiro.

DISEO Y PARTES DE UNA BOMBA LINEAL CON CREMALLERA

La bomba del tipo A es aquella bomba lineal que dispone de una cremallera que controla el giro de

todos y cada uno de los segmentos dentados, cuya funcin es, repetimos, obligar a cada pistn a

irar un cierto ngulo, para que dosifique el caudal del combustible que necesitamos enviar a los

inyectores del motor. Como podemos observar en el video, la bomba nos muestra una vista

frontal de los elementos que empujan y controlan al pistn durante su carrera ascendente, es


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decir la leva del eje de levas que empuja al propulsor de rodillos, el propulsor que se encarga de

empujar al pistn por medio del tornillo y tuercas de regulacin de altura, tema que lo trataremos

adelante cuando nos refiramos a las regulaciones y calibraciones de la bomba. La cremallera de la

bomba se encarga de girar al segmento dentado y este al pistn, mientras el movimiento

ascendente y descendente se produce durante el trabajo de elevacin y envo de presin del

combustible hacia el inyector.

CONTROL DE CAUDAL DE COMBUSTIBLE CON CREMALLERA

Toda bomba de inyeccin lineal dispone de dos tipos bsicos de pistones: Pistones con ranuras

verticales y cortes helicoidales (inclinados) y otros pistones que tienen un orificio interno vertical y

una ranura helicoidal o inclinada, conectados entre s. Ambas formas han sido diseadas para

limitar el caudal de envo del combustible, ya que como sabemos, el recorrido del pistn siempre

ser el mismo, debido al empuje de la leva y su altura. Para limitar o regular el caudal de envo

hacia el inyector, simplemente se girar al pistn para que el corte o ranura helicoidal permita

retornar al combustible comprimido hacia la cmara de alimentacin.


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CONTROL DE CAUDAL DE COMBUSTIBLE CON REGLETA

Otra de las formas utilizadas para controlar el giro de los pistones y por lo tanto del caudal de

inyeccin, es utilizando una regleta ranurada, que durante su desplazamiento longitudinal obliga a

girar un cierto ngulo a unas palancas, y estas ltimas a los pistones de la bomba. De la misma

manera que el control con cremallera, el giro de los pistones permite enviar poco caudal de

combustible en revoluciones mnimas del motor (Ralent), mayor caudal en carga parcial o medias

revoluciones y un mximo caudal cuando los pistones han girado hasta su tope mximo.


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TRABAJO DE CONTROL DE CAUDAL DE COMBUSTIBLE CON REGLETA

Si la regleta mantiene al pistn en la posicin en la cual la ranura o corte vertical coincide con elorificio de llenado, el envo ser NULO, lo que significa que no se enva combustible hacia los

inyectores y el motor se apagar.

Para mantenerlo en Ralent la regleta es empujada un pequeo recorrido por una palanca del

gobernor, de tal manera que un sector del corte helicoidal permite inyectar poco combustible

durante la carrera inicial del pistn y luego se corta el combustible. En revoluciones medias se gira

al pistn a media distancia del corte helicoidal y en caudal mximo hasta la parte ms alta del

corte helicoidal, como lo podemos observar en el siguiente video.

De igual manera, la regleta deber comandar el giro simultneo de todos los pistones de la bomba

lineal y para ello necesitar tantas ranuras como nmero de cilindros posea el motor. En el

ejemplo hemos instalado un control de cuatro cilindros, y podemos ver el movimiento longitudinal

de control de la regleta de forma sincronizada con los cuatro pistones.


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DISEO DE UNA BOMBA DE INYECCIN CON REGLETA

La estructura y diseo bsico de la bomba lineal de este ejemplo, cuyo control de caudal sobre el

giro de pistones est basado en una regleta en lugar de la cremallera del ejemplo anterior, cumple

con la funcin de forma idntica. Cuando la regleta se desplaza longitudinalmente, empujada o

halada por el sistema de palancas del gobernor de la bomba de inyeccin, esta obliga a girar atodos y cada uno de los pistones, pero de manera simultnea y exacta, para que ellos produzcan el

mismo caudal de inyeccin a sus inyectores.


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Ahora que hemos revisado el funcionamiento de la bomba de inyeccin, los elementos, es decir

tanto el pistn como el cilindro y la forma de controlar el caudal, revisemos el esquema de una

bomba completa, para familiarizarnos con su estructura.

BOMBA DE INYECCIN LINEAL TIPO PESEN CORTE

En el siguiente esquema podemos apreciar ya una bomba completa en corte, bomba que dispone

del sistema de control con regleta. En las partes de la bomba podemos revisar a todos y cada uno

de los elementos, su estructura, su forma externa y especficamente a los elementos que generan

la presindentrodel cilindro, como el eje de levas, el propulsor de rodillos, el pistn dentro del

cilindro, la vlvula de retencin y descompresin dentro del capuchn roscado.


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Hemos anotado durante las explicaciones anteriores que el sistema de control, ya sea de

cremallera o de regleta, deber ser "comandado" o "controlado" por el Gobernor de la Bomba de

Inyeccin lineal.

Este control est relacionando las necesidades especficas de combustible del motor en todas las

condiciones de manejo y justamente es el Gobernor quien, dependiendo de la aceleracin

imprimida por el conductor, el nmero de revoluciones de giro, la carga del Turbo compresor y

otros factores no menos importantes, se encargar de recorrer a la cremallera o a la regleta la

cantidad necesaria para dar a los inyectores del motor la cantidad de combustible ptimo para

todas las etapas.

En el grfico podemos apreciar a una Bomba de Inyeccin lineal, la misma que ha sido diseada

para compensar todos los factores relacionados con el buen desempeo del motor diesel.


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Debido a que toda bomba de Inyeccin lineal tiene diferentes caractersticas, regulaciones y

diseos, todos acordes al motor en el cual estn instaladas, revisemos un cuadro de la Firma

alemana Bosch, en el cual nos describe el cdigo que viene estampado en cada una de ellas.


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EL GOBERNOR NEUMTICO DE LA BOMBA LINEAL DIESEL

Iniciaremos explicando que la funcin del Gobernor de una Bomba Lineal es controlar de forma

exacta el recorrido de la cremallera o de la regleta, de acuerdo al tipo empleado en la bomba, para

cubrir con las necesidades de combustible del motor. Estas necesidades de combustible significan

una dosificacin exacta de diesel inyectado en la cmara de combustin, para lograr una mezcla

exacta de airecombustible, pero, repetimos, en cada condicin del motor. Por ejemplo la cantidad

de diesel entregado en la etapa dearranqueno ser igual a la etapa de revoluciones en Ralent o

marcha mnima, tampoco en medias revoluciones del motor o carga parcial, en carga mxima o

carga total ser igual diferente, as como con menor o mayor carga del Turbo compresor, etc., etc.

Tambin otras condiciones diferentes podrn ser una mayor o menor altura del motor diesel sobre

el nivel del mar, debido a la disminucin de la cantidad del Oxgeno en el aire aspirado cuando

existe mayor altura, momento en el cual la bomba o su gobernor deber disminuir la cantidad de

combustible, ya que no compensarlo, el motor emitir una gran cantidaddehumo negro. Estas y

otras importantes funciones de control las deber realizar el gobernor de la Bomba Inyectora.


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EL GOBERNOR NEUMTICO DE LA BOMBA LINEAL DIESEL

Conocemos de antemano que el motor diesel convencional no necesita de una mariposa para

controlar la aceleracin del motor, ya que el control solamente lo realiza la bomba de inyeccin,

modificando el caudal de combustible para acelerar o desacelerar al motor. En el caso del

Gobernor neumtico, el pedal del acelerador controla la palanca de aceleracin de la Bomba ysimultneamente al eje de la mariposa de aceleracin, para que la dosificacin del combustible

inyectado est acorde al vaco o depresin que se forma en la mariposa de aceleracin y se

relacione el caudal del aire aspirado con el combustible a inyectarse. Por lo tanto, la depresin que

se produce en la mariposa de aceleracin ser la encargada de "comandar" al Gobernor de la

bomba y este Gobernor se encargar de desplazar a la cremallera para que los segmentos

dentados de cada pistn de la bomba giren el ngulo necesario para entregar el caudal de

combustible adecuado a las necesidades del motor. El vaco producido o la depresin del motor

jalan al diafragma en contra del muelle calibrado, desplazando a la cremallera de control.


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TRABAJO DEL GOBERNOR NEUMTICO DE LA BOMBA LINEAL

Para entender de mejor manera el proceso de depresin ocasionado en la mariposa de

aceleracin, localizada en el colector comn de admisin del motor, observemos las figuras.Cuando el motor inicia su giro, la aspiracin de cada cilindro se dirige hasta la boca del colector,

lugar en el cual est alojada la mariposa, que se encarga de cerrar ya brir este paso.Junto al eje de

la mariposa se ha localizado un vnturi, lugar por el cual el aire succionado por el motor pasa a

gran velocidad, ocasionando una gran depresin en el tubo que se dirige hacia la cpsula

neumtica del gobernor de la bomba. Esta depresin ocasiona que el diafragma se desplace en

contra del muelle calibrado y desplace al mismo tiempo a la cremallera de la bomba a la posicin

bsica, es decir en la posicin de Ralent.Al irse abriendo la mariposa, la depresin que se ocasiona

en el vnturi es cada vez menor mientras ms se abre, ya que el aire pasa hacia los cilindros con

menor "restriccin" o con mayor facilidad.Cuando la depresin se va perdiendo, la cremallera

automticamente se va desplazando hacia la posicin de mayor caudal, debido a la disminucin de

depresin y al empuje del muelle calibrado.


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DISEO Y PARTES DE UNA BOMBA LINEAL CON CREMALLERA DE CONTROL

Nos hemos referido al vaco o depresin del motor como el agente encargado de "medir" las

necesidades de combustible del motor, ya que la bomba de inyeccin y especficamente el

Gobenor neumtico controla este caudal de acuerdo al desplazamiento de la cremallera, la misma

que es halada poreldiafragma cuando tiene mayor depresin y en menor desplazamiento cuando

la depresin disminuye, como lo podemos observar en el video.

DISEO DEL GOBERNOR NEUMTICO DE LA BOMBA LINEAL


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palanca de parada empuja al balancn, quien obliga a la cremallera a desplazarse, comprimiendo el

muelle del tope de Ralent, por lo tanto los pistones coinciden con el corte vertical y se deja d

bombas de combustible diesel

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