Bomba Rotativa

UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS ESPE EXTENSION LATACUNGA

DEPARTAMENTO DE CIENCIAS DE LA ENERGA Y MECNICA CARRERA DE INGENIERIA AUTOMOTRIZ

INFORME DE LABORATORIO MOTORES DIESEL

ASIGNATURA: Motores Disel. ESTUDIANTE: Alex Altamirano

TEMA 4: Bombas de inyeccin de combustible

OBJETIVOS:

Analizar el mecanismo de funcionamiento de una bomba lineal tipo A, una rotativa V.

Desarmar las bombas antes dichas, a fin de reconocer los elementos que las componen.

Reconocer diferencias entre los tipos de bombas de inyeccin existentes en el laboratorio.

REVISIN TERICA

BOMBAS DE INYECCIN EN LINEA

Las bombas de inyeccin estn formadas por un elemento de bombeo con un cilindro y un embolo de bomba por cada cilindro del motor. El embolo de bomba se mueve en la direccin de suministro por el rbol de levas accionando por el motor, y retrocede empujado por el muelle del embolo. Los elementos que forman la bomba estn dispuestos en lnea. Para poder variar el caudal de suministro el embolo dispone de aristas de mando inclinadas, de manera que al girar el mbolo mediante una varilla de regulacin resulte la carrera til deseada. Existen vlvulas de presin adicionales situadas entre la cmara de alta presin de bomba y la tubera de impulsin que determinan un final de inyeccin exacto y procuran un campo uniforme de bomba. Dentro del grupo de bombas de inyeccin en lnea existen dos tipos:

Imagen 1 Bomba de inyeccion lineal

Fuente: http//:Wikipedia.com

Bomba de inyeccin en lnea estndar PE:

Un taladro de aspiracin determina el comienzo de suministro, este se cierra por la arista superior del mbolo. El caudal de inyeccin se determina utilizando una arista de mando dispuesta de forma inclinada en el embolo, que deja libre la abertura de aspiracin.




Bomba de inyeccin en lnea con vlvula de corredera:

La principal diferencia entre esta bomba y la bomba en lnea estndar es que la bomba con vlvula corredera se desliza sobre un embolo de la bomba mediante de un eje actuador convencional, con lo cual puede modificarse la carrera previa y el comienzo de inyeccin.

Funcionamiento de la bomba lineal

La presin en este tipo de bomba est dada por la vlvula anti-retorno y por la fuerza del muelle ubicado en el inyector. La inyeccin se debe dar a cabo al superar la presin ya mencionada y pulverizar el combustible mezclndolo correctamente con el aire y as obtener una mejor combustin.

Imagen 2 Partes de la bomba de inyeccion lineal





Al girar el rbol de levas mueve los impulsadores y los mbolos ubicados en los cilindros de la bomba; mientras se oprime el acelerador se mueve la cremallera y esta a su vez hace girar el helicoidal (ver ms adelante) el cual suministra ms cantidad de combustible a los cilindros de la bomba y por medio de los mbolos el combustible es enviado hacia cada inyector en la cmara de combustin del motor. Cada elemento (impulsador y mbolo) es accionado por el eje de levas de la bomba con su correspondiente leva; en algunas ocasiones cuando la bomba de suministro o elevadora va acoplada a la carcasa de la bomba de inyeccin se utiliza una leva extra acoplada directamente en el eje de levas. El funcionamiento es similar al conjunto de camisa, pistn de un motor corriente. El rbol de levas va conectado a un acople que permite sincronizar la bomba con respecto al funcionamiento del motor

Imagen 3 Funcionamiento de la bomba de inyeccin lineal


Partes de la bomba de inyeccin lineal

DESCRIPCION PARTES PRINCIPALES DE LA BOMBA DE INYECCIN LINEAL

Vlvula de aspiracin La vlvula de aspiracin o de descarga permite la entrada del combustible hacia los inyectores.

Cuerpo de la bomba El cuerpo de la bomba es donde se acoplan todos los elementos y se integran al funcionamiento de la misma, en algunas ocasiones tambin acopla la bomba elevadora.

rbol de levas El rbol de levas va soportado sobre rodamientos, es de acero forjado, templado y posee alta resistencia al desgaste, debe ir fijo con un pasador a un engrane a su vez conectado con el cigeal.

Entrada del combustible La entrada del combustible se da por un componente llamado el mbolo de la bomba el cual introduce la cantidad suficiente de combustible al inyector.



INFORME DE LABORATORIO MOTORES DIESEL Imagen 4 Cremallera


BOMBA DE INYECCIN ROTATIVA DE EMBOLO AXIAL

El funcionamiento de esta bomba consiste en una bomba de aletas que aspira el combustible del depsito y lo introduce en el interior de la cmara de bomba. El embolo realiza tantas carreras como cilindros del motor a de abastecer La bomba rotativa convencional dispone de una corredera de regulacin que determina la carrera til y dosifica el caudal de inyeccin. El comienzo de suministro est regulado a travs de un anillo de rodillos. El caudal de inyeccin es dosificado por una electrovlvula, las seales que ordenan el control y la regulacin son procesadas por ECU (unidad de control de bomba y unidad de control de motor). Dentro del grupo de bombas de inyeccin rotativas existen tres tipos:

Imagen 5 Bomba de inyeccin rotativa





Funcionamiento

Este tipo de bombas se viene usando desde hace bastante tiempo en los motores diesel, su constitucin bsica no ha cambiado, las nicas variaciones han venido dadas por la aplicacin de la gestin electrnica en los motores diesel. En la figura inferior se pueden ver las "partes comunes" de una bomba de inyeccin rotativa del tipo VE usada tanto con gestin electrnica (bomba electrnica) como sin gestin electrnica (bomba mecnica).

Imagen 6 Partes de la bomba de inyeccin rotativa

1- Vlvula reductora de presin 2- Bomba de alimentacin 3- Plato porta-rodillos 4- Plato de levas 5- Muelle de retroceso 6- Pistn distribuidor 7- Corredera de regulacin 8- Cabeza hidrulica 9- Rodillo 10- Eje de arrastre de la bomba 11- Variador de avance de inyeccin 12- Vlvula de reaspiracin 13- Cmara de combustible a presin 14- Electrovlvula de STOP


El pistn distribuidor (6) es solidario a un plato de levas (4) que dispone de tantas levas como cilindros alimentar tiene el motor. El plato de levas es movido en rotacin por el eje de arrastre (10) y se mantiene en apoyo sobre el plato porta-rodillos (3) mediante unos muelles de retroceso (5). La mayor o menor presin de inyeccin viene determinada por la forma de la leva del disco de levas. Adems de influir sobre la presin de inyeccin tambin lo hace sobre la duracin de la misma. Las bombas de inyeccin rotativas aparte de inyectar combustible en los cilindros tambin tienen la funcin de aspirar gas-oil del deposito de combustible. Para ello disponen en su interior, una bomba de alimentacin (6) que aspira combustible del deposito (3) a travs de un filtro (2). Cuando el rgimen del motor (RPM) aumenta: la presin en el interior de la bomba asciende hasta un punto en el que acta la vlvula reductora de presin (4), que abre y conduce una parte del combustible a la entrada de la bomba de alimentacin (6). Con ello se consigue mantener una presin constante en el interior de la bomba.

En la figura inferior se ve el circuito de combustible exterior a la bomba de inyeccin as como el circuito interno de alimentacin de la bomba.




Imagen 7 Funcionamiento de la bomba de inyeccin rotativa

1- Inyecto 2- Filtro de combustible 3- Deposito de combustible 4- Vlvula reductora de presin 5- Conexin de retorno 6- Bomba de alimentacin


En la parte mas alta de la bomba de inyeccin hay una conexin de retorno (5) con una estrangulacin acoplada al conducto de retorno para combustible. Su funcin es la de, en caso necesario, evacuar el aire del combustible y mandarlo de regreso al depsito,

MATERIALES:

- Bombas de inyeccin de combustible existentes en el laboratorio (lineal A, rotativa VE y DPA). - Desarmadores. - Playo. - Llaves y rachas (juego completo) - Kit de herramientas para la bomba lineal - Franela y guantes. - Entenalla. - Cmara filmadora.

PROCEDIMIENTO:

BOMBA DE INYECCIN LINEAL TIPO A: 1. Retiramos los pernos de sujecin de la tapa para poder sacarla. 2. Con la ayuda de un destornillador retiramos la gua del regulador. 3. Movemos la palanca de aceleracin de tal manera que nos permita levantar y sacar la tapa cuando

ya hayamos retirado la gua del regulador. 4. Procedemos a sacar el regulador de su lugar. 5. Aflojar el variador de avance. 6. El paso ms importante al desarmar una bomba lineal es determinar un procedimiento especfico

para destrabar el rbol de levas de accionamiento de los pistones, ya que si este se libera se facilitar la extraccin del resto de partes. En el caso de la bomba lineal tipo A del laboratorio ponemos una chaveta con el variador sobrepuesto para liberar el rbol de levas.




7. Usamos las herramientas especiales que dispone esta bomba para mantener comprimidos a los muelles de cada uno de los pistones.

8. Finalmente para liberar por completo al rbol de levas debemos aflojar el perno que se encuentra en uno de sus extremos, y as podemos quitar el rbol.

Imagen 8 barra de levas de la bomba

Paso #8

Fuente: Laboratorio de motores diesel

9. Pasamos a quitar los tapones que se encuentran en la parte inferior de la bomba, as podemos sacar el resto de partes de la bomba.

Imagen 9 Componentes

Componentes que conforman la bomba en lnea tipo A





BOMBA ROTATIVA VE 1. Empezamos retirando la palanca que permite el accionamiento del mecanismo.

Imagen 10 Accionamiento

Paso #1


2. Retiramos la tapa de la bomba ubicada en su parte superior, esto lo hacemos con la utilizacin de un desarmador de estrella o de la herramienta adicional de la misma bomba.

Imagen 11 Desarmado

Paso #2


3. Cuando ya quitamos la tapa, queda libre el mecanismo de carga y se lo puede observar con facilidad.



INFORME DE LABORATORIO MOTORES DIESEL Imagen 12 Variador de velocidad

Paso #3


4. El manguito que acciona el pistn est fijo por un perno que funciona como eje, para poder sacarlo debemos usar un desarmador plano.

Imagen 13 Desarme del variador

Paso #4


5. Usamos una hexagonal para aflojar el eje del pistn y los elementos que lo rodean.




Imagen 14 Desarme del pistn

Paso #5

Fuente: Laboratorio de motores diesel 6. A continuacin se nos facilita extraer el regulador, que est formado de unos pequeos contrapesos

y una barra de empuje.

Imagen 15 Extraccion del regulador

Paso #6


7. Pasamos a sacar el cabezal de la bomba, que est formado por seis pequeas vlvulas una para cada cilindro.



INFORME DE LABORATORIO MOTORES DIESEL Imagen 16 Cabezal de la bomba

Paso #7


8. Sacamos el plato de levas que ha quedado expuesto.

Imagen 17 Plato de levas

Paso #8


9. Aflojamos el perno que fija a una de las seis vlvulas y la sacamos para su observacin.



INFORME DE LABORATORIO MOTORES DIESEL Imagen 18 Pistn

Paso #9


10. Retiramos el mecanismo de la bomba de aspas de la parte inferior.

Imagen 19 Accionamiento del pistn

Paso #10

Fuente: Laboratorio de motores diesel 11. Despus analizamos el principio de funcionamiento de la bomba VE 12. Observamos los componentes internos de la bomba.



INFORME DE LABORATORIO MOTORES DIESEL Imagen 20 Componentes

Componentes internos de la bomba rotativa VE


ANLISIS DE RESUSTADOS:

FUNCIONAMIENTO

Bomba en lnea tipo A: Al girar el rbol de levas ocasiona que se muevan los impulsadores y los mbolos ubicados en los cilindros de la bomba. A medida que el conductor acelera el vehculo, se mueve la cremallera y esta a su vez hace girar la ranura helicoidal, la cual suministra la cantidad necesaria de combustible a los pequeos cilindros de la bomba y por medio de los mbolos el combustible es enviado hacia cada inyector. Cada elemento es accionado por el eje de levas de la bomba con su correspondiente leva, este va conectado a un acople que permite sincronizar la bomba con respecto al funcionamiento del motor. Bomba rotativa tipo VE: Por cada giro del cigeal el eje principal de la bomba da media vuelta. Al girar el eje ocasiona que el plato de levas se levante el mismo nmero de veces como cilindros tenga el motor; y cada vez que se levanta genera la compresin del combustible por el pistn con lo que se eleva considerablemente la presin. Este combustible llega a cada una de las vlvulas, las mismas que se encargan de suministrarlo al inyector correspondiente para que efecte la inyeccin. La cantidad de combustible que se comprime es controlada mediante las contrapesas que hacen funcionar una palanca la misma que activa el manguito que desplaza al pistn de manera que impide o libera la salida de combustible a la cmara de compresin de la bomba. Este funcionamiento va de acuerdo al nivel de aceleracin dado por el conductor. Bomba rotativa DPA: La bomba de transferencia eleva la presin del combustible debido a la velocidad de rotacin del motor. El combustible pasa a travs del conducto de la cabeza hidrulica a la ranura del rotor y de ah a la cmara, en la que la vlvula dosificadora controla el caudal del combustible a travs de su lumbrera de dosificacin. El paso de combustible est controlado por el movimiento de esta vlvula, la cual esta mandada por la palanca de aceleracin el regulador.




CUESTIONARIO

1. Qu funcin posee el variador de avance de inyeccin? En los sistemas de inyeccin Diesel y para adaptarse a la necesidad de cambiar el momento de inicio de la inyeccin para las diferentes velocidades de giro del motor se utiliza un dispositivo llamado variador de avance. En los sistema Bosch como el que nos ocupa, este variador de avance es un dispositivo centrfugo colocado en el rbol de entrada a la bomba de inyeccin y cuyo cuerpo sirve al mismo tiempo como elemento de acople al motor. El dispositivo usando la fuerza centrfuga creciente con el aumento de la velocidad de rotacin del motor cambia la posicin relativa en sentido angular entre el cuerpo exterior acoplado al motor y el eje de salida acoplado a la bomba. Con ello se adelanta o atrasa el comienzo de la inyeccin con respecto a la posicin del pistn en el motor.

2. Cul es la presin mxima que se obtiene con un bomba lineal A? El pico ms alto de inyeccin que se obtiene con este tipo de bomba est limitado hasta 750 bar y puede llegar a tener hasta 12 cilindros. Los primeros diseos necesitaban de lubricacin independiente, pero actualmente la mayora se lubrica con el mismo combustible del motor.

3. Qu funcin cumple la conexin de retorno en las bombas rotativas VE? La funcin de la conexin de retorno es la de, en caso necesario, evacuar el aire del combustible y mandarlo de regreso al depsito.

CONCLUSIONES: - Cada tipo de bomba posee diferentes principios de funcionamiento, ya que lo que las distingue son sus

mecanismos y si ellos son distinto consecuentemente la manera de cumplir su funcin tambin ser distinta.

- El variador de avance es una de las partes principales del sistema de inyeccin ya que regula el flujo de combustible que es inyectado procurando el correcto funcionamiento del motor evitando que este se apague o se desvoque.

- Aunque existan varios tipos de bombas y que se diferencien enormemente entre ellos, todas cumplen la misma funcin bsica que es de suministrar combustible con una presin elevada para que el mismo sea inyectado a cada uno de los cilindros del motor.

RECOMENDACIONES: - Ser organizados, debido a que las bombas poseen muchas partes pequeas fciles de perderse. - Tenemos que colocar en un lugar seguro y de forma ordenada a cada uno de los elementos y piezas que

son parte de las bombas. - Se deben utilizar las herramientas adecuadas para cada caso, a fin de mantener en buen estado los

elementos manipulables de las bombas del laboratorio. BIBLIOGRAFA:

CARRERAS, R., FLORES, J., CALLEJON, I., CARRERA, X., BALSELLS., ESPADA, I., FORNS, S., COSTA, R.,

VILLA, J., FORCADELL, C. & CASANOVAS, J. (2005). Motores Alternativos de Combustin Interna.




Barcelona, Espaa: Edicions UPC. Recuperado de

http://books.google.es/books?id=9DJ2nFof32AC&pg=PA433&dq=polea+damper&hl=es&sa=X&ei=-

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Marvin Lepiz Ugalde. Bombas de inyeccin Diesel. Recuperado de:

http://www.ina.ac.cr/mecanica_de_vehiculos/SISTEMAS%20DE%20DISTRIBUCION%20VA

RIABLE.pdf

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