MOTORES DE COMBUSTION INTERNA 11 INYECCION

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Índice

Instrucciones de uso

Introducción

Objetivos Sistema de inyección generalidades Funciones del sistema de inyección I Funciones del sistema de inyección II Sistema de inyección de bomba lineal Fundamentos de funcionamiento de la bo

mba “APE” Dispositivo de dosificación Mecanismo de giro del émbolo Válvula de descarga Bomba de alimentación de combustible Funcionamiento de la bomba de

combustible I Funcionamiento de la bomba de

combustible II

Motores de Combustión Interna > Inyección

Sistema de inyectores independientes Funcionamiento de la bomba del inyector ind

ependiente I Funcionamiento de la bomba del inyector ind

ependiente II Dosificación del combustible a inyectar I Dosificación del combustible a inyectar II Bomba aportadora de combustible Esquema del circuito del sistema de inyector

es independientes Toberas

Ejercicios de repaso

Mapa de la presentación

Referencias bibliográficas

Ayuda a la navegación

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Instrucciones de uso (1 de 2)

Bienvenido a esta presentación que te guiará por los

contenidos de la sesión.

Si quieres preparar o repasar la lección, lee atentamente

estas instrucciones. Por el contrario, tanto si ya estás

familiarizado con el manejo de los planes de lección

como si eres el profesor que va a impartir la lección,

puedes saltarte las instrucciones de uso e

iniciar la presentación.

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Instrucciones de uso (2 de 2)

Para sacar el máximo provecho a esta presentación, lee el contenido de cada diapositiva y consulta las referencias bibliográficas.

Consulta las definiciones de las palabras clave en el glosario de términos.

Finalmente, realiza los ejercicios para comprobar el nivel de asimilación de la lección. Repasa aquellos puntos correspondientes a las respuestas erróneas.

Ahora haz clic o pulsa espacio para avanzar.

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Introducción

El elemento fundamental para el funcionamiento de un

motor es el combustible, que debe ser dosificado e

inyectado en el cilindro en el momento necesario del

ciclo. En esta presentación se estudian los sistemas de

alimentación e inyección de un motor encargados de

este proceso.

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Objetivos

Los objetivos que se pretenden alcanzar en esta

presentación son conocer las funciones esenciales del

sistema de alimentación e inyección y las soluciones que

se aplican para conseguirlas.

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Sistema de inyección generalidades

Todo sistema de inyección, al entregar el combustible a las cámaras de combustión debe efectuar las siguientes funciones:

1. Dosificar la cantidad exacta de combustible que ha de ser inyectada.

2. Sincronizar la inyección con el funcionamiento del motor.

3. Regular la velocidad de la inyección, o caudal de combustible.

4. Pulverizar el combustible, o sea, dividirlo en partículas muy finas.

5. Distribuir adecuadamente el combustible en la cámara de combustión.

La mayoría de los motores de gran potencia, utilizan un sistema de inyección mecánica, cuyos elementos fundamentales son una bomba y varios inyectores.

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Funciones del sistema de inyección I

Dosificación: Es la función de entregar a cada cilindro exactamente la misma cantidad de

combustible. Así, el motor funciona a velocidad uniforme produciendo cada cilindro la misma potencia.

Sincronización: Significa iniciar la inyección del combustible en el momento adecuado del

ciclo.

Si el combustible se inyecta demasiado pronto, el encendido puede retrasarse porque la temperatura del aire no sea todavía suficientemente alta, se acumula dentro del cilindro combustible sin quemar, que al encenderse producirá ruido.

Si el combustible se inyecta demasiado tarde, la combustión no finalizará hasta que el pistón se haya alejado excesivamente del PMS, con lo que se reducirá la expansión de los gases, y como consecuencia habrá disminución de la potencia, elevación del consumo y humo en el escape.

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Funciones del sistema de inyección II

Regulación de la velocidad de inyección: Si la inyección se inicia en el momento correcto pero el caudal de combustible

inyectado es excesivo, los resultados serán similares a los de una inyección adelantada.

Si el caudal es demasiado bajo, o sea, si la velocidad de inyección es demasiado pequeña, los resultados serán similares a los de una inyección retrasada.

Pulverización: Una pulverización adecuada acelera la iniciación del proceso de combustión,

haciendo que las partículas de combustible desprendan vapor antes y exponiendo una superficie de combustión mayor al oxígeno.

Distribución: La distribución del combustible en la cámara de combustión debe ser la

adecuada para que todo el combustible pueda encontrar pronto el suficiente oxígeno, de otro modo no se consumirá y disminuirá la potencia del motor.

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Sistema de inyección de bomba lineal

En este sistema existe un elemento impulsor de combustible

para cada cilindro, llamado cuerpo de bomba. El grueso del

trabajo lo realiza la propia bomba, que crea la presión, dosifica

la carga y sincroniza la inyección. Cada cuerpo de bomba

suministra combustible a un inyector que contiene una válvula

de descarga, cargada con resorte.

A plena carga, el volumen de

combustible a inyectar es sólo

1/20.000 de la cilindrada; en ralentí,

se reduce a 1/100.000.

Las presiones de inyección son del

orden de 175 a 210 kg/cm², e

inclusive más elevadas.

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Fundamentos de funcionamiento de la bomba “APE”

Cuando el émbolo está en el fondo desu carrera, el combustible fluye por los orificios del cilindro.

Cuando el émbolo asciende, los orificios del cilindro se cierran y a medida que sigue ascendiendo, el combustible es descargado al conducto de presión a través de la válvula de descarga. La salida de combustible cesa cuando la rampa pasa frente al orificio de rebose descubriéndolo y la válvula de descarga retrocede a su asiento.

Durante el resto de la carrera el combustible es devuelto al colector.

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Dispositivo de dosificación

En la primera figura se representa el

émbolo en la posición de máxima

dosis, en que la parte efectiva de la

carrera es relativamente larga antes

de que abra el orificio de rebose.

1 2

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En la segunda figura se representa

la posición correspondiente a una

dosis normal en que la parte

efectiva de la carrera es mucho más

corta que la anterior.

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Mecanismo de giro del émbolo

El comienzo de la carrera efectiva varía con la rotación del émbolo ya que el borde superior que cierra los orificios hace pendiente.

El giro del émbolo se hace mediante un manguito cuyo extremo inferior está rasurado para acoplarse a las pestañas del émbolo. El extremo superior de este manguito está dotado de un sector dentado que engrana con la cremallera de mando de la bomba.

El movimiento de esta cremallera, sea manual o producido por efecto del regulador de la bomba, hace girar el émbolo y así varía la dosis de combustible que entrega la bomba.

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Válvula de descarga

La válvula de descarga, impide que el retroceso del combustible del conducto de descarga sea excesivo. Esta válvula se cierra cuando la rampa destapa el orificio de rebose y se produce una repentina caída de presión en su parte baja.

Al cerrarse bruscamente sobre su asiento, la válvula realiza la importante función de reducir notablemente la presión en el conducto de presión, aminorando así la posibilidad de que haya inyección secundaria o post-goteo del pulverizador. Esto se consigue mediante un pequeño pistón de desahogo, ajustado y ubicado entre el extremo superior del vástago de la válvula y el asiento de la misma.

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Bomba de alimentación de combustible

La bomba de alimentación de combustible toma combustible del depósito de combustible y lo envía a la bomba de inyección a través del sistema de filtrado.

Esta bomba está montada directamente en el mismo cárter de la bomba de inyección y es accionada por el mismo eje de excéntricas de ésta.

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La bomba de alimentación de combustible toma combustible del depósito de combustible y lo envía a la bomba de inyección a través del sistema de filtrado.

La bomba American Bosch está montada directamente en el mismo cárter de la bomba de inyección y es accionada por el mismo eje de excéntricas de ésta.

Cuando la excéntrica permite que el muelle empuje al émbolo hacia el eje de excéntricas, el efecto de succión creado, hace que la válvula de entrada se abra y penetre combustible en la cámara donde está el muelle del émbolo.

Funcionamiento de la bomba de combustible I

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Cuando la excéntrica empuja al

émbolo contra el muelle, el

combustible es impulsado a salir por

la válvula de salida y llena el espacio

creado en la parte posterior del

émbolo por el movimiento ascendente

de éste.

Mientras el eje de excéntricas sigue girando, el muelle, que ahora

está comprimido, puede empujar de nuevo al émbolo hacia atrás,

impulsando así al combustible situado bajo el émbolo hacia el

conducto que lleva a los filtros y a la bomba de inyección.

Funcionamiento de la bomba de combustible II

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Sistema de inyectores independientes

En este sistema se combinan enun solo conjunto cada inyectorcon una bomba de inyecciónindependiente.

Cada inyector es accionado poruna leva propia.

En cada conjunto se combinan la bomba, laválvula de combustible y la toberacorrespondiente a cada cilindro.

La bomba es del tipo pulsatorio y elorificio de descarga está regulado porun rebaje o entalladura del émbolo debordes helicoidales (rampa).

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Funcionamiento de la bomba del inyector independiente I

El combustible, procedente de

la bomba de alimentación de

baja presión, entra por la parte

superior atravesando el filtro

llegando a la cámara de

alimentación. El émbolo se

mueve alternativamente dentro del cilindro cuyo interior está

unido a la cámara de alimentación mediante dos orificios

abocinados.

El movimiento del balancín de cada inyector se transmite al

émbolo.

Punto superior de la

carrera

Inicio de la carrera de inyección

Fin de la carrera de inyección

Punto inferior de la carrera

Lumbrera inferior

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Funcionamiento de la bomba del inyector independiente II

Cuando el émbolo desciende, el combustible

contenido en la parte de alta presión del

cilindro (debajo del émbolo) es desplazado,

a través de los orificios abocinados de vuelta a la

cámara de alimentación hasta que el borde inferior del

émbolo cubre el orificio inferior. Entonces, el resto del

combustible es forzado a pasar por el conducto central

del émbolo hacia la entalladura de éste limitada por las

dos rampas, desde donde puede seguir pasando a la

cámara de alimentación a través del orificio abocinado

superior hasta que la rampa superior lo tapa.

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Dosificación del combustible a inyectar I

Durante el funcionamiento, el émbolo puede hacerse girar en torno de su eje mediante un dispositivo de piñón y cremallera. La dosificación del combustible se realiza por la entalladura de bordes espirales del extremo inferior del émbolo, de forma que se aprovecha la posición de ambas espirales (rampas) respecto a los orificios abocinados del cilindro, que varía con la rotación del émbolo.

No inyección

Carga de marcha mínima

MediaCarga

Plena Carga

CarreraEfectiva

CarreraEfectiva

CarreraEfectiva

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Dosificación del combustible a inyectar II

La rotación del émbolo, que hace

variar la posición de las rampas,

retrasa o adelanta la apertura de los orificios

abocinados y con ello el comienzo y final de la

inyección.

Al mismo tiempo, aumenta o disminuye la cantidad

de combustible que queda debajo del émbolo para

ser inyectada a los cilindros.

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Bomba aportadora de combustible

La bomba de combustible del tipode engranaje y desplazamientopositivo transfiere el combustibledel tanque de servicio a losinyectores.

La bomba hace circular un excesode combustible por los inyectoreslo cual purga el aire del sistema yenfría los inyectores. La porción no usada del combustible regresa al tanque.

Esta bomba está montada en un adaptador fijo al cárter del volante del motor y es impulsado por el extremo del engranaje impulsor del soplador mediante una horquilla de acople.

Una válvula de alivio, que normalmente está cerrada, funciona solo cuando la presión de salida al filtro es excesiva.

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Esquema del circuito del sistema de inyectores independientes

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Las toberas más utilizadas en los inyectores son: Toberas con boquilla de aguja.

Toberas con boquilla de orificiosmúltiples.

Toberas con boquilla de aguja. Estas toberas están dotadas de válvulas

cuyos extremos se prolongan en una espiga o aguja. La aguja se introduce en el orificio de la boquilla formando un espacio anular a través del cual pasa el combustible. Según el diseño, con estas toberas se consigue un chorro cilíndrico hueco o un chorro cónico hueco de ángulo hasta 60º.

Toberas con boquilla de orificios múltiples. Estas toberas se utilizan en motores cuyas cámaras de combustión son

poco profundas y necesitan repartir el chorro de combustible a todos los puntos de una cámara ancha. Son las más comunes.

Toberas

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Ejercicio de repaso (1 de 6)

Si se inicia la inyección del combustible demasiado

tarde: (haz clic en la respuesta correcta)

a) Se acumulará combustible sin quemar.

b) Se disminuirá la potencia.

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Pág. 27 Ayuda▓ Índice Mapa

Feedback

No es correcto. Si el combustible se inyecta demasiado

pronto, el encendido puede retrasarse porque la

temperatura del aire no sea todavía suficientemente alta,

se acumula dentro del cilindro combustible sin quemar,

que al encenderse producirá ruido.

Haz clic en Volver e inténtalo de nuevo.

Volver

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Pág. 28 Ayuda▓ Índice Mapa

Feedback

Correcto. Si el combustible se inyecta demasiado tarde,

la combustión no finalizará hasta que el pistón se haya

alejado excesivamente del PMS, con lo que se reducirá la

expansión de los gases, y como consecuencia habrá

disminución de la potencia, elevación del consumo y

humo en el escape.

Pulsa espacio o haz clic para continuar.

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Ejercicio de repaso (2 de 6)

¿En cuál de las siguientes figuras correspondientes a

la bomba de inyección nos encontramos en la fase final

de la inyección? (haz clic en la respuesta correcta)

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Pág. 30 Ayuda▓ Índice Mapa

Feedback

No es correcto. Recuerda que, la salida de combustible

cesa cuando la rampa pasa frente al orificio de rebose

descubriéndolo y la válvula de descarga retrocede a su

asiento.

Haz clic en Volver e inténtalo de nuevo.

Volver

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Pág. 31 Ayuda▓ Índice Mapa

Feedback

Correcto. Recuerda que, en la entrada ambos orificios

de entrada y rebose están abiertos, cuando el embolo

asciende los orificios se cierran y comienza la inyección

de combustible en el conducto de presión a través de la

válvula de descarga, cuando el émbolo desciende

nuevamente en la fase final de la inyección esta cesa

cuando pasa frente al orificio de rebose descubriéndolo.

Pulsa espacio o haz clic para continuar.

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Ejercicio de repaso (3 de 6)

¿En cuál de las siguientes posiciones del dispositivo de

dosificación puede obtenerse la dosis máxima? (haz clic

en la respuesta correcta)

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Pág. 33 Ayuda▓ Índice Mapa

Feedback

No es correcto. Recuerda que en la figura se representa

la posición correspondiente a una dosis normal en que la

parte efectiva de la carrera es mucho más corta.

Así pues, la dosis de combustible suministrada se regula

haciendo girar el émbolo, lo que hace variar la longitud

efectiva de la carrera.

Haz clic en Volver e inténtalo de nuevo.

Volver

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Page 34: MOTORES DE COMBUSTION INTERNA 11 INYECCION

Pág. 34 Ayuda▓ Índice Mapa

Feedback

Correcto. Efectivamente, en la primera figura se

representa el émbolo en la posición de máxima dosis, en

que la parte efectiva de la carrera es relativamente larga

antes de que abra el orificio de rebose.

Así pues, la dosis de combustible suministrada se regula

haciendo girar el émbolo, lo que hace variar la longitud

efectiva de la carrera.

Pulsa espacio o haz clic para continuar.

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Pág. 35 Ayuda▓ Índice Mapa

Ejercicio de repaso (4 de 6)

La bomba de alimentación de combustible: (haz clic en la

respuesta correcta)

a)

Toma combustible del tanque de servicio y lo envía a la b

omba de inyección

.

b) Envía el combustible a cada uno de los inyectores.

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Page 36: MOTORES DE COMBUSTION INTERNA 11 INYECCION

Pág. 36 Ayuda▓ Índice Mapa

Feedback

No es correcto. El combustible es enviado a los

inyectores por la bomba de inyección que es la

encargada de crear la presión, dosificar la carga y

sincronizar la inyección.

Haz clic en Volver e inténtalo de nuevo.

Volver

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Page 37: MOTORES DE COMBUSTION INTERNA 11 INYECCION

Pág. 37 Ayuda▓ Índice Mapa

Feedback

Correcto. Recuerda que, la bomba de alimentación de

combustible, mediante un eje giratorio, un muelle y un

émbolo regula la apertura y cierre de válvulas,

extrayendo el combustible del deposito e impulsándolo

hasta la bomba de inyección.

Pulsa espacio o haz clic para continuar.

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Pág. 38 Ayuda▓ Índice Mapa

Ejercicio de repaso (5 de 6)

El elemento encargado de elevar hidráulicamente una

válvula cargada con resorte para que el combustible

llegue a la cámara de combustión en forma de chorro

pulverizado es: (haz clic en la respuesta correcta)

a) Inyector.

b) Bomba de inyección.

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Page 39: MOTORES DE COMBUSTION INTERNA 11 INYECCION

Pág. 39 Ayuda▓ Índice Mapa

Feedback

No es correcto. La función de la bomba de inyección es

crear la presión, dosificar la carga y sincronizar la

inyección.

Haz clic en Volver e inténtalo de nuevo.

Volver

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Page 40: MOTORES DE COMBUSTION INTERNA 11 INYECCION

Pág. 40 Ayuda▓ Índice Mapa

Feedback

Correcto. Por cada cilindro, existe un sistema de

inyección independiente constituido por una bomba de

inyección, una válvula y una tobera accionados por una

leva propia.

Pulsa espacio o haz clic para continuar.

Motores de Combustión Interna > Inyección

Page 41: MOTORES DE COMBUSTION INTERNA 11 INYECCION

Pág. 41 Ayuda▓ Índice Mapa

Ejercicio de repaso (6 de 6)

¿Cuál de las siguientes figuras del sistema de inyección

corresponde a la máxima dosificación de combustible?

(haz clic en la respuesta correcta)

CarreraEfectiva

CarreraEfectiva

CarreraEfectiva

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Page 42: MOTORES DE COMBUSTION INTERNA 11 INYECCION

Pág. 42 Ayuda▓ Índice Mapa

Feedback

No es correcto. Recuerda que, la rotación del émbolo de

la bomba del inyector independiente, mediante un

dispositivo de cremallera y piñón, permite regular tanto

el comienzo y final de la inyección como la cantidad de

combustible a inyectar.

Haz clic en Volver e inténtalo de nuevo.

Volver

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Page 43: MOTORES DE COMBUSTION INTERNA 11 INYECCION

Pág. 43 Ayuda▓ Índice Mapa

Feedback

Correcto. La dosificación del combustible se realiza por

la entalladura de bordes espirales del extremo inferior del

émbolo, de forma que se aprovecha la posición de ambas

espirales (rampas) respecto a los orificios abocinados

del cilindro, que varía con la rotación del émbolo.

Pulsa espacio o haz clic para continuar.

Motores de Combustión Interna > Inyección

Page 44: MOTORES DE COMBUSTION INTERNA 11 INYECCION

Pág. 44 Ayuda▓ Índice Mapa

Mapa de la presentación

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Desde este mapa puedes ir a las distintas diapositivas de la presentación, haciendo clic en la caja con el concepto correspondiente.

Motores dMotores de Combustión Internae Combustión Interna >> Inyección Inyección

Sist. inyecciónSist. inyección

Bomba linealBomba lineal FuncionesFunciones

Dosificación Dosificación

Giro del émbolo Giro del émbolo

Válvula de descarga Válvula de descarga

B. alimentaciónB. alimentación

FuncionamientoFuncionamiento

Sist. inyectores Sist. inyectores

FuncionamientoFuncionamiento

Dosificación Dosificación

B. aportadora B. aportadora

Toberas Toberas

Esquema Esquema

Bomba APEBomba APE

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Page 45: MOTORES DE COMBUSTION INTERNA 11 INYECCION

Pág. 45 Ayuda▓ Índice Mapa

Referencias bibliográficas

BIBLIOGRAFÍA:

Motores Diesel. Edgar J. Kates / William E. Luck.

Motores. Santiago Sanz Acebes.

Motores de Combustión Interna > Inyección

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Pág. 46 Ayuda▓ Índice Mapa

Fin de la presentación

Aquí finaliza esta presentación. Puedes repasar cualquier

aspecto de la misma, si así lo deseas. En caso contrario,

haz clic o pulsa espacio para terminar.

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