Cap 2 BLM Imprimible

1 BombasLinealesMecnicasCaptulo2

DISEODELABOMBALINEAL

Labombade inyeccin tieneparacadacilindrodelmotoraunelementocompleto,elcualestconformadodeuncilindroyunpistn.Alcilindroseloalimentadecombustiblepormediodeunabombadetransferencia, lacual loaspiradesdeeldepsito, lofiltray loelevaaunvalorbajodepresin.Estecombustibleingresaatodosycadaunodeloscilindrosdelabombaatravsdeunoovariosorificiosdellenado.Cadapistndelabombasedeslizadentrodeuncilindroytieneensupartelateraluncorteverticalyuncorteoranurahelicoidal;enotrosdiseosdepistonestienenen cambiounorificioo taladro vertical en su centro en lugarde este corte vertical, el cual secomunicaconelcorteoranurahelicoidal.

Cuando el Pistn est en reposo, es decir en su parte baja o sin recorrido, cuando la levacorrespondiente no ha empujado al propulsor y este a su vez no empuja al pistn, su cantosuperiorpermitequeelcombustibleingresealcilindroparaserllenado.Estecantoestmsabajodelorificiodellenadodelcilindro,orificioqueestcomunicadoconlapresindealimentacindelacmaradepresinconstante,presincomorecordaremos,vienedelabombadetransferencia.Cuando la levagirayempujaalpropulsorde rodillos,elpistnesempujadoen sumovimientoascendente; cuando sube dentro del cilindro, su mismo canto superior tapona el orificio dellenado,empezandoapresionarelcombustiblealmacenadodentrodelcilindro.


Estaentregadecombustibleseguirahastaeltotaldelrecorridodelpistn,esdecirlaalturatotalquetieneeimpulsalalevadeempuje,peroeslimitadaporelencuentrodelcortehelicoidalconelorificiode llenado,yaqueenestemomento lapresinexistenteen lacabezadelpistnyenelcilindrofugaraporelorificioderetornohacialacmaradealimentacin.

ELEMENTODELABOMBADEINYECCIN

Porlotanto,sielpistnest"girado"aunaposicinenlacualelcortehelicoidalcoincidaconelorificiodellenadoyapenasiniciasurecorrido,laentregadecombustibleseramnima.Cuandoelpistnha giradoun ngulomayor,elenvode combustible sermayor, yaque el restantedelrecorridodelpistn yanoenva combustible yas sucesivamente seentregar cada vezmayorcantidadsielgirodelpistnesenunngulomayor,como lopodemosobservaren lasiguientefigura, en la cual el pistn est girado para entregar la mayor cantidad posible, es decirprcticamentedurantetodosurecorrido.Enelsiguientegrficopodemosobservaresteprocesoconpistonesdiseadosconelcorteverticalyelcortehelicoidal.


PROCESODEINYECCINDELOSELEMENTOSDELABOMBA

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

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

2.Cuandoelpistntaponaelorificiodellenadoycomienzaelprincipiodeenvo.3. Cuando el pistn est enviando presin del combustible desde el principio hasta mediorecorrido.4.Elrecorridofinaldelpistnensucarreraascendente,empujadoporlaalturatotaldelaleva.


PISTONESCONRANURAVERTICALYRANURAHELICOIDAL

Todabombade inyeccin linealdisponededos tiposbsicosdepistones:Pistonescon ranurasverticalesycorteshelicoidales(inclinados)yotrospistonesquetienenunorificiointernoverticalyuna ranura helicoidal o inclinada, conectados entre s.Ambas formas han sido diseadas paralimitarelcaudaldeenvodelcombustible,yaquecomosabemos,elrecorridodelpistnsiempreserelmismo,debidoalempujede la levaysualtura.Para limitaroregularelcaudaldeenvohaciael inyector, simplemente segiraralpistnparaqueel corteo ranurahelicoidalpermitaretornaralcombustiblecomprimidohacialacmaradealimentacin.


Elcortehelicoidalseencargar,duranteelrecorridoascendentedelpistndeencontrarseconelorificiodellenado,dependiendodengulodegirodelpistn.Cuandoelpistnestascendiendo,elmismopistnesttaponandoalorificiodellenado,porlocualtodoestetiemposeenviarpresindelcombustiblehacialacaerayalinyector.Cuandoelcantodelcortehelicoidalcoincideconelorificiodellenado,lapresindeenvoqueexistesobrelacabezadelpistnregresahacialacmaradepresinconstanteatravsdelaranuraverticalyporelorificiodellenado.Enestemomentoselimitaelenvodecombustible,aunqueelpistnsigasucarreraascendente,porlotantoestecontrolselograrhaciendogiraralpistnparacambiarelcaudaldeinyeccin,deacuerdoalngulodegiroyalaposicindelcortehelicoidalconelorificodellenado.


PISTONESCONTALADROVERTICALYRANURAHELICOIDAL

Igualqueenelcasoanteriordelpistnconcorteverticalycortehelicoidal,lospistonesquetienenun taladrouorificioverticalenel centrodelpistnyuna ranurahelicoidal conectada conesteorifico,limitanelcaudaldelcombustible,dependiendoigualmentedelgiroangulardelpistnconrespectoalorificiodellenado.Durante el recorrido ascendente del pistn, si la ranura helicoidal coincide con el orificio dellenado, lapresinqueseestenviandoal inyectorse limitar,yaqueelcombustibleregresarpormediodeltaladro internodelpistnhacia laranurahelicoidalydeellaseregresarhacia lacmaradepresinconstante(alimentacin)atravsdelorificiodellenado.

CONTROLDELAPAGADOYCONTROLDELCAUDALDEINYECCIN

Hastaestemomentohemos revisadoeldiseode losdos tiposdepistonesmsutilizadocomoelementos de las bombas de inyeccin lineales y el trabajo de cada uno de ellos dentro delcilindro.Revisamos tambin que el caudal o cantidad de combustible que puede enviar cada pistn,depende exclusivamente de su posicin angular respecto al orificio de llenado del cilindro, elmismoqueestencomunicacincon lacmaradepresinconstante,alacualselaalimentadodelcombustiblediesel.Paraapagarelmotor,encambio,labombadeinyeccinnodebeentregarcombustible a los inyectores y esto se logra girando a los pistones para que coincida el corte


verticalconelorificiodellenado.Cuandoestncoincidiendo,elpistnpuedeestarsubiendo,peronunca logra comprimir dentro del cilindro al combustible, ya que este regresa por la ranuraverticalhacia lacmaradepresinconstante.ParamanteneralmotorenRalent,elpistngiralevemente, paraqueelcortehelicoidalpermita inyectardurantepoco recorridoyseencuentreconelorificiodellenado,dejandoalrestodelrecorridosinentregarcombustible.Encargamediagiraralamitaddelcortehelicoidalyparaaceleracinycaudalmximosegiraralospistoneshastaquecoincidalamayorlongituddelcortehelicoidal,comolopodemosobservarenelvideo.

MODIFICACIONESENELDISEOBSICODELOSPISTONESDELABOMBALINEAL

Elpistndelabombalinealdebecumplirotraimportantefuncin,ademsdecomprimiryenviarpresindelcombustiblehacialosinyectoresyestafuncines,definirelprincipiodelainyeccin,esdecirel"principiodeenvo",queeselpuntoexactoenelcualelmotornecesitaelcombustiblepulverizadoparalacombustin.Estepuntode inyeccinestdefinido cuandoel canto superiordelpistn taponaalorificiodellenado, momento en el cual empieza a comprimir al combustible, enviando a la caera y alinyectoryesenestemomentoenelcualelinyectorseabre,pulverizndolodentrodelacmaradecombustin.Enalgunasbombasde inyeccinestepistntieneuncorte inclinadoohelicoidaladicionalensucanto superior, corte que sirve para avanzar el punto de inyeccin mientras ms giraangularmente.Sielpistnesten laposicindeRalent (pocogiro),debersubirbastantepara


taponarconsucantoalorificiodellenado,perotardarmenostiemposielpistngiracadavezunngulo mayor, avanzndose o adelantndose el punto de inyeccin o principio de envo delcombustible.

MONTAJEDELPISTONDELABOMBAENLABASEDEPROPULSIN

Paraquelalevadelejedelevaspuedaempujaralpistnensucarreraascendentesenecesitadeunabaseenlacualelpistnestalojado.Estabase sirvede alojamientode lapartebajadelpistn y almismo tiempodebase paraelmuellederetorno,muellequeobligaalpistnaregresarasuposicininicial.Laranuradelabaselepermitealojaralbordeinferiordelpistnyconelloselograqueelpistnsedesplacede formaexactaysinholgurashastasudesplazamientomximosuperioryregrese,empujadoporelmuellehastasuposicinbsicainferior.Sobre labasedelpistnestapoyada la regulacindelpropulsorde rodillosyeste ltimo seapoyasobrelalevadelejedelevasdelabombadeinyeccin.Cuandoelejedelevasgira,lalevaempuja al propulsor y el propulsor empuja al pistn por medio de su base, retornando a suposicinoriginalcuandolalevahadejadodeatacaralpropulsor.


ELEJEDELEVASDELABOMBADEINYECCINLINEAL

Cadabombade inyeccin linealdisponedeunejede levas,similaralejede levasdelmotordecombustininterna,peroquecumpleconotrafuncinimportanteydiferente.Elejede levasde labombaseencargadeempujara lospropulsoresde rodillos,paraquecadapistnoelementode labombapuedaproducir lapresindecombustibleparacada inyectordelmotor. En un motor de cuatro cilindros, por ejemplo, el eje de levas de la bomba inyectoradispondrdecuatrolevas,dispuestascada90gradosdegiro,yaquedebergenerarpresinsobrecadaelementoyparacadainyector,cada90gradosdegiro.Comoelejedelevasdelabombaestengranadoconelmotorenunarelacinde2:1conelcigealoenunarelacinde1:1conelejedelevas,paraque la inyeccincorrespondaconeltrabajode loscilindrosdelmotor, losmismosquetrabajancada180gradosdegirodelejecigeal(mediavuelta).Enloscasosdemotoresdeseiscilindros,elejedelevasdelabombadeinyeccintendrseislevas,dispuestascada60gradosdegiro.


FORMASDELASLEVASDELEJEDELASLEVAS

De igual forma,dependiendodel tiempoenel cual lospistonesde loselementosde labombadeben permanecer en su puntomximo superior y en el puntomximo inferior depender eldiseodelperfilde las levas,ascomodelsentidodegirodentrode labombade inyeccin.Deesteperfildependenmuchosparmetros,comoporejemploeltiempodellenadodelcilindroconelcombustiblevenidodesdelacmaradepresinconstante.Tambindeesteperfildependereltiempodedescargadelapresincuandoelcortehelicoidalcoincidaconelorificiodellenadodelacmaradepresinconstante.Unaspectoimportantetomadoencuentaparaestediseoestambinlasuavidaddetrabajoyelmenorruidomecnicoquepuedanproducirlaslevasalempujaralospropulsoresderodillos.Porejemplo si el perfil es creciente progresivo durante el empuje y corta rpidamente, tendr elmotorunareaccinydesempeodiferentequesielperfildelalevaessimtrico.


ALTURADELASLEVASDELEJEDELASLEVAS

Laalturade la levaproducireldesplazamientototaldelpistnoelementode labombadentrodelcilindro,desdesuposicinbsica inferiorhastasurecorridomximosuperior. Sieldimetrodelpistnesde8milmetrosporejemplo,podrentregarmenorcaudaldecombustiblehaciaelinyectorqueotropistnquetiene910milmetrosdedimetro,considerandoalamismaalturadelaleva.Jugandoconestosdosfactores,tantoconlaalturadelalevacomoconeldimetrodelpistn,sehanfabricadobombasdeinyeccinidnticasentamao,perocondiferentesalturasdesuslevasytambincondiferentesdimetrosdepistones,paraacoplarlasamotoresdediferentescilindrajeso simplementemotoresque requieranmenoresomayorescaudalesde inyeccindecombustible.


VALVULADERETENCINYDESCOMPRENSION

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 delcombustible dentro de la caera, combustible que fue enviado anteriormente al inyector. Lavlvula deja salir la nueva presin generada y se cierra cuando el pistn deja de enviar elcombustible,manteniendounapresinenlacaera,trabajandocomovlvula"check".Paraevitarqueelinyectorquede"goteando",lavlvuladisponedeunbordecilndricobajoelasientocnicode cierre.Elvolumende combustiblealojadoentreelborde cilndricoyelasiento cnico logradescomprimirobajarlapresindelacaera,yaqueelvolumentotaldelcombustibledisminuyedentrodeella,debidoaquesealojaunporcentajedelcombustibleeneseespacio.


TRABAJODELAVALVULADERETENCINYDESCOMPRENSION

Desdeelmomentoenelcualelpistntaponaalorificiodellenadoseinicialaetapadepresinyenvodelcombustiblehaciaelinyector.Lapresingeneradadentrodelcilindroempujaalavlvuladeretencinydescompresin,saliendoelcombustiblehacialacaeraydelhaciael inyector.Esteltimopulverizaralcombustibledentrode lacmaradecombustindelmotor, inflamndose al contacto con el aire caliente. Cuando el pistn de la bomba deje decomprimiralcombustible,debidoaque lapresinretornahacia lacmaradepresinconstante,lavlvulasecierra,descomprimiendoprimeramente lapresinquequedadentrode lacaera,mantenindoseunapresinunpocomsbaja,pero insuficienteparaabriral inyector,evitandoconelloquesequedegoteandoenlacmara.

CAERASDEPRESINPARALOSINYECTORES

Lapresinqueentregalabombaacadaunodelosinyectoresdelmotoresenviadaatravsdelascaerasdealtapresin, lasmismasqueestnajustadasenunodesusextremosa lasalidadelracor o capuchn roscado de cada cilindro y en el otro extremo en el racor del inyector. Lascaerastienenunpequeoorificioy laseccinde lasparedesdeltuboesgruesa,debidoaque


debesoportaraltaspresiones.La longituddetodasycadaunade lascaerasdebeser igual,yaquedebentransportarenelmismotiempo lapresinacadaunode los inyectores,cuandocadainyector lo requiere, de acuerdo al orden de trabajo de ellos, ya que de otra forma elmotortrabajaradeformainestable.

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