Motores De Combustion Interna 11 Inyeccion

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 Sistema de inyectores independientes Instrucciones de uso  Funcionamiento de la bomba del inyector indep Introducción  Funcionamiento de la bomba del inyector indep Objetivos  Sistema de inyección generalidades  Dosificación del combustible a inyectar I  Funciones del sistema de inyección I  Dosificación del combustible a inyectar II  Funciones del sistema de inyección II  Bomba aportadora de combustible  Sistema de inyección de bomba lineal  Esquema del circuito del sistema de inyectores  Fundamentos de funcionamiento de la bomba “APE”  Toberas  Dispositivo de dosificación Ejercicios de repaso  Mecanismo de giro del émbolo Mapa de la presentación  Válvula de descarga Referencias bibliográficas  Bomba de alimentación de combustible Ayuda a la navegación  Funcionamiento de la bomba de combustible I  Funcionamiento de la bomba de combustible II

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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. ▓ Índice

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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 de su 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. ▓ Índice

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1

Dispositivo de dosificación

2

En la primera figura se representa el

En la segunda figura se representa

émbolo en la posición de máxima

la posición correspondiente a una

dosis, en que la parte efectiva de la

dosis normal en que la parte

carrera es relativamente larga antes

efectiva de la carrera es mucho más

de que abra el orificio de rebose.

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. ▓ Índice

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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. ▓ Índice

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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. ▓ Índice

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Funcionamiento de la bomba de combustible I  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.

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Funcionamiento de la bomba de combustible II  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.

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Sistema de inyectores independientes  En este sistema se combinan en un solo conjunto cada inyector con una bomba de inyección independiente.  Cada inyector es accionado por una leva propia.  En cada conjunto se combinan la bomba, la válvula de combustible y la tobera correspondiente a cada cilindro.  La bomba es del tipo pulsatorio y el orificio de descarga está regulado por un rebaje o entalladura del émbolo de bordes helicoidales (rampa). ▓ Índice

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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. Lumbrera inferior

Punto superior de la carrera

Inicio de la carrera de inyección

Fin de la carrera de inyección

Punto inferior de la carrera

 El movimiento del balancín de cada inyector se transmite al émbolo. ▓ Índice

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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. ▓ Índice

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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. ▓ Índice

Carrera Efectiva

No inyección

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Carrera Efectiva

Carga de marcha mínima

Carrera Efectiva

Media Carga

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Plena Carga

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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. ▓ Índice

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Bomba aportadora de combustible  La bomba de combustible del tipo de engranaje y desplazamiento positivo transfiere el combustible del tanque de servicio a los inyectores.  La bomba hace circular un exceso de combustible por los inyectores lo cual purga el aire del sistema y enfría 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. ▓ Índice

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Esquema del circuito del sistema de inyectores independientes

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

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. ▓ Índice

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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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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.

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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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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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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. ▓ Índice

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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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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.

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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. ▓ Índice

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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 bomba de iny . b) Envía el combustible a cada uno de los inyectores. ▓ Índice

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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.

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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. ▓ Índice

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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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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.

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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.

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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) Carrera Efectiva

Carrera Efectiva

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Carrera Efectiva

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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.

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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.

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Mapa de la presentación Motores de Combustión Interna > Inyección Sist. inyección Bomba lineal

Funciones

B. alimentación

Sist. inyectores

Funcionamiento

Funcionamiento

Bomba APE

Dosificación

Dosificación

B. aportadora

Giro del émbolo

Toberas

Válvula de descarga

Esquema

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

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Referencias bibliográficas BIBLIOGRAFÍA:  Motores Diesel. Edgar J. Kates / William E. Luck.  Motores. Santiago Sanz Acebes.

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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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Glosario de términos Excéntrica: Excéntrica Pieza que gira alrededor de un punto que no es su centro geométrico. Tiene por objeto transformar el movimiento circular continuo en rectilíneo alternativo. Helicoidal: Helicoidal Con forma de hélice. Leva: Leva Cada uno de los resaltos que forman el árbol de levas, cuyo giro actúa sobre los empujadores permitiendo abrir y cerrar las válvulas. PMS: Posición más alta que alcanza el pistón durante la carrera. Vástago: Vástago (de una válvula) Pieza en forma de varilla que sirve para sostener el asiento de la válvula.

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Ayuda a la navegación NAVEGACIÓN BÁSICA

OTRAS OPCIONES

Clic o espacio – Avanzar. RePág – Retroceder. Esc – Terminar.

Durante la presentación con diapositivas, pulsa F1 para obtener Ayuda. NAVEGACIÓN AVANZADA

1. Para desplazarse por las diapositivas de la presentación de manera aleatoria, haz clic con el botón derecho del ratón y selecciona la opción del menú Ir > Explorador de diapositivas. 2. En la ventana del Explorador de diapositivas, selecciona una diapositiva en el campo Título de las diapositivas: y haz clic en Ir a.

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