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Motores de Combustión Motores de Combustión Interna Interna >
InyecciónInyección
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Energía y propulsión Energía y propulsión >
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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.
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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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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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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.
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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.
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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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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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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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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.
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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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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.
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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)
CarreraEfectiva
CarreraEfectiva
CarreraEfectiva
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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
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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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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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