Motores Diésel (3ª parte)

Historia, funcionamiento y su mantenimiento III.    Bomba inyectora.

La bomba de inyección es el elemento de bombeo encargado de presionar el combustible a gran presión (en nuestros tractores la presión a la que inyectan es de 100 a 600 Kgf/cm²) y enviarlo a los inyectores de cada cilindro del motor. Para que pueda hacer la función de aumentar tanto la presión del combustible ha de llevar varios mecanismos, consiguiendo así:

- Dosificar de manera exacta la cantidad de combustible a inyectar según las necesidades de carga en el motor.

- Inyectar un caudal de combustible en cada embolada rigurosamente igual para cada cilindro del motor.

- Elevada rapidez de actuación. La inyección ha de ser en un tiempo extremadamente muy corto (milésimas de segundo) y el corte instantáneo.

- Debe realizar la inyección en el instante preciso. Para ello está dotada de sistema de regulación y avance automático para adecuar las condiciones a la velocidad de régimen y la carga del motor.

Todo esto hace que la bomba de inyección sea un elemento de precisión, con elementos muy ajustados de gran calidad.

Según la distribución de los elementos en la bomba y su forma de realizar la presión del combustible, se pueden clasificar en:

                -Bombas en línea, de elementos múltiples e independientes de bombeo para cada uno de los cilindros. Un árbol de levas que actúa a unos émbolos independientes, como si cada uno fuese una bomba inyectora distinta e independiente. Las marcas comerciales más famosas para tractores son Bosch, Simms y C.A.V.

Bomba de inyección en línea (CONDIESEL).

Bomba de inyección en línea (Simms).

-Bomba rotativa, se caracterizan por tener un único elemento de bombeo para presionar y después distribuir el combustible al cilindro que en ese momento le toca. Las más utilizadas en nuestros tractores son:  Bosch y C.A.V.

Bomba de inyección rotativa (CONDIESEL).

Bomba de inyección rotativa BOSCH)

El Funcionamiento de la bomba de inyección en línea.

El combustible a baja presión, procedente de la bomba de alimentación, llena la cámara de alimentación común de todos los elementos de bombeo, llenando todos los émbolos a través de las lumbreras de carga. Cuando el émbolo impulsado por la leva cierra las lumbreras, el combustible es presionado y sigue aumentando la presión a causa del ascenso provocado por la leva, hasta que abre la válvula y el combustible sale a gran presión hacia el inyector correspondiente.

La bomba lineal está formada por un cárter de aleación ligera en aluminio que aloja todos los elementos de bombeo y las válvulas de presión, el sistema de mando y regulación de los elementos, así como el sistema de control. Es como un pequeño motor muy ajustado y sofisticado para la inyección del combustible. Es movida por la distribución del motor.

Los elementos de bombeo son independientes y se trata de un cilindro y un embolo para intentar comprimir el combustible, elevar su presión y enviarlo a los inyectores. Los émbolos suelen tener ranuras para que la capacidad de combustible sea variable, según el movimiento circular que comunica la cremallera movida por el conductor.

Émbolos de ranura helicoidal. Funcionamiento de la regulación de la carrera útil del elemento de bombeo (Acelerador).

La válvula de presión es la encargada de abrir el combustible a la presión deseada, puede ser de bola o de asiento cónico.

Tipos de válvulas de presión.

La válvula de retención es una válvula de efecto simple que mantiene el combustible a poca presión cuando el émbolo deja de actuar para que no pierda combustible y entren burbujas.

El sistema de mando de la bomba está formado por un árbol de levas (tantas como cilindros) en la parte inferior del cárter, con dos rodamientos en los extremos y movido por la distribución que le hace girar a la mitad de revoluciones que el cigüeñal.

El paro del motor en los motores de explosión se realiza cortando el suministro de combustible a los inyectores. Las bombas llevan un mando accionado por un tirador y cable desde el conductor, el cual hace desplazar a la cremallera a la posición de capacidad en el embolo cero y el motor se para. Debe retornar la palanca a su posición inicial después de parar el motor para que pueda volver a arrancar.

Regulación de la carrera de alimentación. Bomba lineal Bomba rotativa

El regulador está formado por un plato de acoplamiento al árbol de levas, en este plato van situados los contrapesos centrífugos que sirven para adelantar la inyección automáticamente en función de las revoluciones del motor. Con este sistema de masas centrifugas se adelanta el comienzo de la inyección de la bomba.

El regulador de velocidad tiene por misión limitar la velocidad máxima y mínima que el motor puede alcanzar, actuando sobre la cremallera que regula el gasto de combustible en la inyección. Para no pasarlo de vueltas o para que no se pare el motor. Existen reguladores neumáticos de vacío, reguladores centrífugos mecánicos y reguladores hidráulicos.

Regulador de velocidad neumático de vacío.

Regulador de velocidad mecánico .

Regulador de velocidad hidráulico.

Existen también reguladores hidráulicos que actúan en función de la presión de transferencia que le comunica una bomba de engranajes acoplada al árbol de levas de la bomba de inyección.

Mantenimiento:

Revisar que no pierda combustible por las jutas o racores de conexión. Se debe revisar también el nivel de aceite que tiene la bomba para engrasar el árbol de levas y sus rodamientos. Vigilar en algunas bombas el acoplamiento con la distribución que suele ser de goma y se degrada o rompe con facilidad. No hay que modificar la posición marcada de la puesta a punto de la bomba, si no es necesario por algún motivo especial.

El funcionamiento de la bomba de inyección rotativa.

Son bombas posteriores en el tiempo a las lineales, con el fin de simplificarlas y hacer que un solo émbolo inyecte a todos los cilindros, también se colocan en motores de coches que llegan a revoluciones más altas.

Estas bombas conocidas con la denominación de distribuidor rotativo, emplean un único embolo para comprimir y distribuir el combustible debidamente dosificado a cada uno de los cilindros del motor. Lleva un variador de avance automático a la inyección y un regulador de velocidad que, según el sistema empleado, puede ser centrífugo o hidráulico.

Hay que distinguir entre dos sistemas al colocar los émbolos para conseguir la alta presión, en forma radial y en forma axial.

Émbolos de alta presión radiales.

Conjunto axial de alta presión.

Para no alargarnos (es muy parecida a la lineal) comentaremos solo las partes importantes que tienen estas bombas de inyección:

Unas llevan regulador mecánico por medio de masas centrifugas.

Otras llevan regulador hidráulico que elimina los contrapesos.

El cabezal hidráulico que consiste en un cilindro con un cuerpo con orificios para la salida del combustible.

El variador de avance automático es muy parecido al de la bomba en línea, va montado en la corona de levas, haciéndola girar un cierto ángulo en función de la velocidad de motor.

La válvula reguladora de presión controla el exceso de presión a la salida de la bomba y ceba la bomba de inyección en los conductos de alimentación.

Mantenimiento:

Igual que las bombas lineales, pero no tienen nivel de aceite, ni suele tener acoplamiento de goma. La puesta a punto también está marcada y se puede girar unos grados mediante unos colisos; es aconsejable respetar las marcas originales.

Inyectores

El inyector tiene la finalidad de introducir el combustible a gran presión y pulverizarlo en el interior de las cámaras de combustión del motor.

Inyector.

Está sometido a elevadas temperaturas y presiones y su se fabrica con aceros de alta calidad y con ajustes de gran precisión en la tobera de salida del combustible.

Existen diferentes tipos de inyectores, en cuanto a la salida del combustible para su pulverización, pero todos intentan hacer un gran abanico al abrir el tetón y pulverizar lo máximo posible para realizar la mezcla con el aire.

Resumen: La bomba inyectora, tiene muchas piezas, muchos ajustes, y una puesta a punto interna muy compleja i es muy difícil hacer el mantenimiento en cualquier lugar.

En el caso que no funcione correctamente el conjunto de inyección, que no arranque el motor porque absorbe aire, que no inyecte combustible, que haga mucho humo el motor, que consuma mucho combustible, que no funcione correctamente en revoluciones altas o bajas, o cualquier síntoma de mala regulación hay que ir a un taller especializado.

Los talleres especializados en motores de inyección tienen bancos de prueba para bombas y así pueden comprobar sus elementos, cuanto combustible inyecta a los inyectores, todos iguales, y pueden comprobarlo a diferentes regímenes de vueltas.

Para su colocación en el motor hay que seguir las marcas de la distribución o las del volante de inercia según el fabricante.

Los inyectores también se pueden comprobar, deberían cambiar las toberas cada cierto tiempo, ya que la temperatura y el fuego del cilindro modifican la salida de pulverización y no realiza bien la mezcla.

Hoy en día los motores diésel no se parecen en nada a los que utilizan nuestros tractores, estos utilizan una tecnología antigua ya en desuso. Ya no se utiliza la bomba inyectora, se ha cambiado por una bomba de alta presión de más de 2000 Kgf/cm² y unos inyectores controlados electrónicamente, sistema Common rail.