10052

Universidad del Azuay

Facultad de Ciencia y Tecnologa

Escuela de Ingeniera Mecnica Automotriz

ANLISIS DE AVERAS EN COMPONENTES DIESEL CRDI

(COMMON RAIL DIRECT INJECTION)

Trabajo de grado previo a la obtencin del Ttulo de

Ingeniero Mecnico Automotriz

Autor:

Guillermo Xavier Cobo Baquerizo

Director:

Jos Fernando Muoz Vizhay

Cuenca, Ecuador

2013

Cobo Baquerizo - i

DEDICATORIA

Este trabajo de graduacin lo dedico a toda mi familia, en especial a mi hermana

Laura quien ha sido un pilar y un apoyo fundamental a lo largo de mi vida y mis

estudios profesionales.

Guillermo Cobo Baquerizo

Cobo Baquerizo - ii

AGRADECIMIENTOS

En primer lugar agradezco a Dios por permitirme alcanzar una meta ms en mi vida,

y darme el apoyo necesario para seguir adelante.

A mi director de tesina el Ing. Fernando Muoz, quien supo guiarme durante este

proyecto, al Ing. Gil lvarez quien conjuntamente con LEYCOM pudieron

facilitarme muy importante informacin, de igual manera a AUTOHYUN Hyundai,

Bosch del Ecuador e INDUMOT quienes tuvieron una importante colaboracin en

este proyecto.

A la Universidad del Azuay y a la Escuela de Ingeniera Mecnica Automotriz, por

formarme como profesional e impartirme sus conocimientos.

Guillermo Cobo Baquerizo

Cobo Baquerizo - iii

NDICE DE CONTENIDOS

DEDICATORIA .................................................................................................................... i

AGRADECIMIENTOS ........................................................................................................ ii

NDICE DE FIGURAS ....................................................................................................... vii

NDICE DE TABLAS ........................................................................................................... x

RESUMEN ........................................................................................................................... xi

ABSTRACT ........................................................................................................................ xii

INTRODUCCION ................................................................................................................. 1

CAPITULO I: EL SISTEMA DE INYECCION CRDI

1. El sistema de inyeccion CRDI ........................................................................................... 2

1.1 Tanque de combustible ................................................................................................. 3

1.2 Filtro de combustible .................................................................................................... 4

1.3 Bomba de transferencia ................................................................................................ 5

1.3.1 Funcionamiento bomba de transferencia ............................................................... 6

1.4 Caeras de combustible de baja y alta presin ............................................................ 7

1.5 Bomba de alta presin .................................................................................................. 8

1.5.1 Funcionamiento bomba de alta presin ................................................................. 9

1.6 Riel ............................................................................................................................. 10

1.6.1 Composicin del riel ............................................................................................ 10

1.7 Inyector ....................................................................................................................... 11

1.7.1 Funcionamiento del inyector ............................................................................... 13

1.7.1.1 Reposo ........................................................................................................... 13

1.7.1.2 Alimentacion de la bobina ............................................................................ 14

1.7.1.3 Aplicacin de corriente de excitacin ........................................................... 15

Cobo Baquerizo - iv

1.7.1.4 Inyeccin ....................................................................................................... 17

1.7.1.5 Fin de la inyeccin ........................................................................................ 18

CAPITULO II: AVERAS EN EL SISTEMA CRDI

2. Averas en el sistema CRDI ............................................................................................. 20

2.1 Averas en el tanque de combustible .......................................................................... 20

2.1.1 Posibles orgenes del agua en sistemas de almacenaje de hidrocarburos. ........... 23

2.2 Averas en el filtro de combustible diesel .................................................................. 23

2.3 Averas en la bomba de transferencia ......................................................................... 25

2.3.1 Particulas finas en la bomba de transferencia ...................................................... 25

2.3.2 Particulas gruesas en la bomba de transferencia .................................................. 26

2.3.3 Aireacin y cavitacin ......................................................................................... 27

2.3.4 Falta de combustible ............................................................................................ 28

2.3.5 Presin excesiva ................................................................................................... 28

2.4 Averas en las caeras ............................................................................................... 29

2.4.1 Averas en las caerias rgidas ............................................................................. 29

2.4.1.1 Averas en caeras de alta presin ............................................................... 29

2.4.1.2 Averas en caeras de baja presin .............................................................. 30

2.4.2 averas en las caerias flexibles ........................................................................... 31

2.4.2.1 Rotura en caeras flexibles .......................................................................... 31

2.4.2.2 Obstrucciones en caeras flexibles .............................................................. 31

2.4.2.3 Conexiones flojas o defectuosas ................................................................... 31

2.5 Averas en la riel de inyectores .................................................................................. 32

2.6 Averas en la bomba de alta presin ........................................................................... 33

2.6.1 Averas en el sistema elctrico ............................................................................. 34

2.6.2 Averas en los elementos de la bomba de alta presin ........................................ 35

2.6.2.1 Avera en brida del eje de la bomba ............................................................. 35

Cobo Baquerizo - v

2.6.2.2 Averas en el cuerpo de la bomba ................................................................ 37

2.6.2.3 Averas en el pistn de la bomba ................................................................. 41

2.6.2.4 Averas en las vvulas de alta presin y aspiracin ..................................... 43

2.6.2.5 Averas en la cabeza de levas y rodillos....................................................... 45

2.7 Averas en los inyectores ............................................................................................ 46

2.7.1 Averas en los conectores del inyector ................................................................ 47

2.7.2 Averas en el ncleo magntico ........................................................................... 49

2.7.3 Averas en el retorno del combustible ................................................................. 50

2.7.4 Averas en la aguja del inyector ........................................................................... 52

2.7.5 Averas en la tobera del inyector ......................................................................... 54

2.7.5.1 Averas en los taladros de la tobera del inyector........................................... 55

2.7.6 Averas en el juego de vlvulas ........................................................................... 57

2.7.6.1 Averas en el embolo de la vlvula ............................................................... 57

2.7.6.2 Averas en la pieza de la vvula .................................................................... 58

2.7.6.3 Averas en la vvula de bola ......................................................................... 60

2.7.7 Averas en la superficie de apoyo del inyector ................................................ 62

2.7.8 Averas en las roscas del inyector ....................................................................... 63

CAPITULO III: ANLISIS COMPARATIVO DE AVERAS POR

LOCALIDAD

3. Anlisis comparativo de averas por localidad................................................................. 65

3.1 Analsis del combustible en Ecuador ......................................................................... 65

3.1.1 Anlisis del diesel n 2 refinera Esmeraldas ...................................................... 66

3.1.2 Anlisis del diesel n 3 (premium) refinera Esmeraldas .................................... 67

3.1.3 Anlisis del diesel n 2 en Cuenca ....................................................................... 67

3.1.4 Categoras internacionales de diesel .................................................................... 68

3.2 Estadstica de vehculos Hyundai diesel CRDI en Ecuador ....................................... 69

Cobo Baquerizo - vi

3.3 Mantenimiento preventivo hyudai santa fe CRDI ...................................................... 70

3.3.1 Menu de mantenimientos preventivos Autohyun ................................................ 70

3.3.2 Plan de mantenimiento de autohyun Hyundai ..................................................... 72

3.4 Mantenimiento correctivo hyudai santa fe CRDI ....................................................... 73

3.4.1 Cambio de bomba e inyectores hyundai santa fe 2009 ........................................ 73

3.4.2 Cambio de bomba e inyectores hyundai santa fe 2010 ........................................ 74

3.4.3 Reparacin de bomba e inyectores ...................................................................... 75

3.5 Cuadro de garantas por ciudad .................................................................................. 75

3.6 Condiciones de trabajo en la ciudad de Cuenca y Machala ....................................... 78

3.7 Analisis comparativo entre Cuenca y Machala .......................................................... 78

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ................................................................... 79

BIBLIOGRAFA ................................................................................................................. 80

LISTA DE ACRNIMOS ................................................................................................... 83

ANEXOS ............................................................................................................................. 84

Cobo Baquerizo - vii

NDICE DE FIGURAS

Figura 1. 1: Sistema de Riel Comn. ..................................................................................... 3

Figura 1. 2: Filtro de combustible .......................................................................................... 4

Figura 1. 3: Bomba de transferencia ...................................................................................... 5

Figura 1. 4: Funcionamiento Bomba de Transferencia .......................................................... 6

Figura 1. 5: Vlvula de regulacin bomba de transferencia................................................... 7

Figura 1. 6: Bomba de alta presin. ....................................................................................... 8

Figura 1. 7: Etapa de llenado de la bomba de alta presin ..................................................... 9

Figura 1. 8: Etapa de descarga hacia el riel .......................................................................... 10

Figura 1. 9: Riel de inyectores ............................................................................................. 11

Figura 1. 10: Inyector CRDI (Common Rail Direct Injection) ............................................ 12

Figura 1. 11: Inyector en reposo .......................................................................................... 13

Figura 1. 12: Inyector en equilibrio...................................................................................... 14

Figura 1. 13: Se energiza la bobina y se despega la vlvula. ............................................... 15

Figura 1. 14: Diferencia de presiones, se eleva la aguja ...................................................... 16

Figura 1. 15: Inyeccin ........................................................................................................ 17

Figura 1. 16: Se deja de energizar la bobina ........................................................................ 18

Figura 1. 17: Final de la Inyeccin....................................................................................... 19

Figura 2. 1: Tanque de combustible Hyundai Santa Fe CRDI 2009...21

Figura 2. 2: Sedimentos tanque de combustible................................................................... 22

Figura 2. 3: Combustible opaco ........................................................................................... 22

Figura 2. 4: Filtro de combustible en corte .......................................................................... 24

Figura 2. 5: Filtro de combustible Hyundai ......................................................................... 24

Figura 2. 6: Corte Bomba de Transferencia y Bomba de alta presin DP3 ......................... 25

Figura 2. 7: Bomba de paletas .............................................................................................. 26

Figura 2. 8: Despiece y corte de bomba de Transferencia de paletas .................................. 27

Figura 2. 9: Bomba de engranes ........................................................................................... 27

Figura 2. 10: Corte Bomba de engranes ............................................................................... 28

Figura 2. 11: Caeras de alta presin Hyundai Santa Fe CRDI 2009 ................................ 29

Figura 2. 12: Conos caeras de alta presin ....................................................................... 30

Figura 2. 13: Caeras flexibles de retorno Hyundai Santa Fe CRDI 2009 ........................ 32

Figura 2. 14: Riel de inyectores Hyundai Santa Fe CRDI 2009 ......................................... 32

Cobo Baquerizo - viii

Figura 2. 15: Riel de inyectores CRDI (Common Rail Direct Injection) ............................ 33

Figura 2. 16: Bomba de alta presin DP1 Hyundai Santa Fe CRDI 2009 .......................... 33

Figura 2. 17: Comprobacin de funcionamiento de la parte elctrica de la bomba ............. 34

Figura 2. 18: Ralladuras en la brida de la bomba de alta presin ........................................ 35

Figura 2. 19: Desgaste o huellas en el anillo de brida .......................................................... 36

Figura 2. 20: Desgaste casquillo del cojinete ....................................................................... 37

Figura 2. 21: Virutas en la vlvula de alta presin y aspiracin .......................................... 38

Figura 2. 22: Averas en la vlvula de alta presin .............................................................. 39

Figura 2. 23: Averas en las guas de los pistones................................................................ 40

Figura 2. 24: Oxido en el cuerpo de la bomba ..................................................................... 40

Figura 2. 25: Averas en el pistn de la bomba .................................................................... 41

Figura 2. 26: Averas en la superficie de apoyo pistn de la bomba ................................... 42

Figura 2. 27: Fatigas en los muelles ..................................................................................... 43

Figura 2. 28: Ralladuras en los empujadores hidrulicos .................................................... 43

Figura 2. 29: Averas en las vlvulas de alta presin ........................................................... 44

Figura 2. 30: Averas en las vlvulas de aspiracin ............................................................. 45

Figura 2. 31: Desgaste en las levas de ataque ...................................................................... 46

Figura 2. 32: Desgaste en los rodillos .................................................................................. 46

Figura 2. 33: Inyectores Hyundai Santa Fe CRDI 2009 ..................................................... 47

Figura 2. 34: Averas en los bornes ...................................................................................... 48

Figura 2. 35: Averas en los conectores ............................................................................... 49

Figura 2. 36: Averas en el ncleo magntico ...................................................................... 50

Figura 2. 37: Averas en conducto retorno ........................................................................... 51

Figura 2. 38: Averas en superficie de retorno ..................................................................... 52

Figura 2. 39: Averas en la aguja del inyector ..................................................................... 53

Figura 2. 40: Averas en la punta de la aguja del inyector ................................................... 54

Figura 2. 41: Averas en el cuerpo de la tobera.................................................................... 54

Figura 2. 42: Averas en la punta de la tobera...................................................................... 55

Figura 2. 43: Averas en los taladros del inyector ................................................................ 56

Figura 2. 44: Averas en los taladros del inyector ................................................................ 56

Figura 2. 45: Averas en el embolo de la vvula .................................................................. 57

Figura 2. 46: Averas en el embolo de la vvula .................................................................. 58

Figura 2. 47: Averas en la pieza de la vvula ..................................................................... 59

Figura 2. 48: Averas en la vlvula de bola .......................................................................... 60

Cobo Baquerizo - ix

Figura 2. 49: Averas en la vlvula de bola .......................................................................... 61

Figura 2. 50: Averas en la superficie de apoyo del inyector ............................................... 62

Figura 2. 51: Averas en las roscas del inyector................................................................... 63

Figura 2. 52: Averas en las roscas externas del inyector .................................................... 64

Figura 3. 1: Proforma bomba e inyectores Hyundai Santa Fe CRDI 2009. 73

Figura 3. 2: Proforma bomba e inyectores Hyundai Santa Fe CRDI 2010 .......................... 74

Cobo Baquerizo - x

NDICE DE TABLAS

Tabla 1. 1: Caractersticas de la bomba de alta presin ....................................................... 10

Tabla 3. 1: Extracto Anlisis estadstico de certificados de calidad diesel N2 .66

Tabla 3. 2: Requisitos para el diesel de Quito ...................................................................... 66

Tabla 3. 3: Extracto Anlisis estadstico de certificados de calidad diesel N3 .................. 67

Tabla 3. 4: Extracto Anlisis diesel N2 en Cuenca ............................................................ 67

Tabla 3. 5: Categoras Internacionales de diesel .................................................................. 68

Tabla 3. 6: Cantidad de vehculos Hyundai Santa Fe CRDI ................................................ 69

Tabla 3. 7: Extracto plan de mantenimiento AUTOHYUN Hyundai .................................. 70

Tabla 3. 8: Plan de mantenimiento de autos pequeos y de pasajeros AUTOHYUN

Hyundai ................................................................................................................................ 72

Tabla 3. 9: Diferencia de precios bomba e inyectores ......................................................... 74

Tabla 3. 10: Cuadro de averas por ciudad ........................................................................... 76

Tabla 3. 11: Cuadro de reincidencia .................................................................................... 77

Tabla 3. 12: Cuadro comparativo Cuenca - Machala ........................................................... 77

Cobo Baquerizo - xi

Cobo Baquerizo - xii

Cobo Baquerizo - 1

Guillermo Xavier Cobo Baquerizo

Trabajo de Grado

Ing. Fernando Muoz

Noviembre 2013

ANLISIS DE AVERAS EN COMPONENTES DIESEL CRDI

(COMMON RAIL DIRECT INJECTION)

INTRODUCCION

La inyeccin diesel fue destinada al mejoramiento de los sistemas de alimentacin de

los vehculos pesados, utilizada en sus inicios por un sistema mecnico mediante

bombas lineales de alta presin. Se pudo comprobar la eficiencia del mismo, por lo

que fabricantes de este tipo de sistemas como Bosch, Delphi, etc., promovieron

sistemas de inyeccin controlados electrnicamente; de ah surge la iniciativa de que

este tipo de sistemas sean implementados en vehculos livianos, con componentes

ms complejos, ya que, estaran destinados a vehculos que buscan brindar confort y

poco ruido a diferencia de maquinaria pesada.

El sistema CRDI (Common Rail Direct Injection), utiliza una bomba de alta presin,

riel comn e inyectores electrnicos como principales elementos, los mismos que

brindan el caudal necesario a la cmara de combustin segn el requerimiento del

motor, controlados por una computadora la cual le permite manejar presiones

diferentes a la velocidad del motor CRDI (Common Rail Direct Injection) es un

sistema que utiliza elementos que disponen de una precisin milimtrica, que son

refrigerados y lubricados por el combustible, el cual debe brindar las mayores

garantas para facilitar que el sistema tenga un ptimo funcionamiento, lo que no

sucede en Ecuador, ya que en nuestro pas se maneja un diesel que no se encuentra

dentro de los estndares internacionales para el cual el sistema fue diseado, razn

por la cual se han producido varios inconvenientes por averas dentro del sistema,

dependiendo directamente de la condiciones de trabajo en las que se encuentren, y

del mantenimiento preventivo que se les realice.

Cobo Baquerizo - 2

CAPITULO I

EL SISTEMA DE INYECCION CRDI (COMMON RAIL DIRECT

INJECTION)

1. EL SISTEMA DE INYECCION CRDI

El sistema de inyeccin CRDI (Common Rail Direct Injection) surge como una

innovacin para los motores diesel, ya que maneja una presin de inyeccin

independiente a la velocidad del motor, adems usa un sistema de riel comn con

inyectores independientes para cada cilindro (Figura 1.1). Es un sistema dirigido para

vehculos livianos donde se busca un mayor confort y menor ruido de trabajo.

El sistema CRDI dispone de varias inyecciones:

- Inyeccin previa para preparar la cmara para una mejor combustin, menos

retardada y con un menor ruido.

- Inyeccin principal

- Inyeccin posterior con el fin de eliminar xidos nitrosos.

Todas las inyecciones son controladas por una computadora que regula segn el

requerimiento del motor, la cantidad de diesel que inyecta de forma directa en cada

cilindro. En relacin a los sistemas de inyeccin convencionales, el sistema de

inyeccin CRDI (Common Rail Direct Injection) permite ajustar con precisin el

caudal inyectado, el avance, la presin de inyeccin, segn el requerimiento del

motor, mejorando de esta forma el consumo de combustible.

____________________________________________________________________1. GUILLEN SOLANO - MOSCOSO RAMIREZ. Tesis: Diseo y construccin de un Banco Didctico

Funcional del Sistema de Inyeccin CRDI. Cuenca Ecuador 2011

Cobo Baquerizo - 3

Figura 1. 1: Sistema de Riel Comn.

Fuente: Delphi, Principles of Operation 2007

1. IMV (Vlvula de dosificacin

de entrada)

2. Sensor de temperatura de

combustible

3. Bomba de alta presin DP3

(Diesel Pump 3)

4. Sensor de presin del riel

5. Inyector

6. Venturi

7. HVP (Vlvula de alta presin)

8. Filtro diesel

1.1 TANQUE DE COMBUSTIBLE

Depsito construido con un material plstico de alta densidad, recubierto en su

exterior por una lmina de aluminio. Se lo localiza en la parte posterior lateral del

vehculo, lo ms bajo posible para reducir el centro de gravedad, tiene una capacidad

aproximada de 84 litros, y consta de un sensor llamado restato que informa el nivel

de combustible al conductor a travs del panel de instrumentos. Para evitar el efecto

de oleaje el tanque se dispone de unas aletas que mantienen estable al combustible.

El tanque de combustible dispone tres caeras:

1. Ventilacin

2. Retorno

3. Alimentacin.

___________________________________________________________________________________________

1. GUILLEN SOLANO - MOSCOSO RAMIREZ. Tesis: Diseo y construccin de un Banco Didctico


Cobo Baquerizo - 4

1.2 FILTRO DE COMBUSTIBLE

Es uno de los elementos vitales para el funcionamiento del motor diesel CRDI

(Common Rail Direct Injection). El elemento que se usa para estos filtros es de tipo

plegado, estos elementos van colocados en espiras para mejorar la capacidad de

filtrado, estn compuestos por celulosa y diferentes fibras artificiales. En la fibra

superior se dispone de un polmero encargado de filtrar las partculas grandes as

como de separar las partculas de agua, la segunda fibra se encarga de filtrar las

partculas ms pequeas (Figura 1.2). Protege el sistema de inyeccin por medio de

tres etapas1:

1. Separa y almacena impurezas para evitar que ingresen al sistema CRDI

2. Decanta y separa el agua presente en el diesel

3. Evacua el aire presente en el sistema1

Figura 1. 2: Filtro de combustible

Fuente: MAHLE. FILTROS DE COMBUSTIBLE [en lnea]. [12 de MAYO del 2013]. http://www.mahle-

aftermarket.com/MAHLE_Aftermarket_EU/es/Products-and-Services/Filters/Fuel-filters

____________________________________________________________________ 1. GUILLEN SOLANO - MOSCOSO RAMIREZ. Tesis: Diseo y construccin de un Banco Didctico


Cobo Baquerizo - 5

1.3 BOMBA DE TRANSFERENCIA

La bomba de transferencia (Figura 1.3) usa un sistema de paletas en la bomba DP1

(Diesel Pump 1) y una bomba de engranes en la bomba DP3 (Diesel Pump 3), en

ambos casos maneja una presin mnima, llamada de transferencia

(Aproximadamente de 6 Bares), y es la encargada de controlar el sistema de baja

presin que succiona el combustible desde el tanque atreves del filtro y las caeras

para enviarlo a la bomba de alta presin, riel, con destino final hacia el inyector.

Figura 1. 3: Bomba de transferencia

Fuente: J JIMENEZ. BOMBA DE TRANSFERENCIA COMMON RAIL [en lnea]. [12 de MAYO del 2013].

___________________________________________________________________________________________

1. GUILLEN SOLANO - MOSCOSO RAMIREZ. Tesis: Diseo y construccin de un Banco Didctico


Cobo Baquerizo - 6

1.3.1 FUNCIONAMIENTO BOMBA DE TRANSFERENCIA

Figura 1. 4: Funcionamiento Bomba de Transferencia


El combustible ingresa por el conducto de succin, en ese momento, el volumen de

cmara es mnimo, la bomba gira en sentido anti horario generando una depresin

que permite ingresar el combustible en una de las cmaras, la misma que por el

sentido de la rotacin aumenta su volumen, la rotacin de la bomba continua, se

obturan tanto el conducto de succin como el de salida, continua la rotacin y el

volumen de la cmara donde se encuentra el combustible comienza a reducirse

aumentando la presin dentro de la misma, hasta llegar a la presin de 6 BAR donde

se libera el conducto de salida y enva este combustible hacia la bomba de alta

presin (Figura 1.4). La presin de la bomba de transferencia la regula un dispositivo

mecnico (Figura 1.5), constituido por un conjunto de pistn y muelle que deja pasar

menos o ms cantidad de combustible.2

Caractersticas de la bomba de transferencia2

- Maneja una presin de 6 BAR

- A 300 rpm entrega 90 litros/hora

- A 2500 rpm entrega 650 litros/hora

- Capacidad de aspiracin 65 milibar a 100 rpm

________________________________________________________________________________2. J JIMENEZ. BOMBA DE TRANSFERENCIA COMMON RAIL [en lnea]. [12 de MAYO del 2013].

Cobo Baquerizo - 7

Figura 1. 5: Vlvula de regulacin bomba de transferencia


1.4 CAERAS DE COMBUSTIBLE DE BAJA Y ALTA PRESIN

Son encargadas del traslado del combustible, de la conexin entre los diferentes

sistemas de alimentacin y del retorno hacia el tanque de combustible controlado por

varios reguladores dentro del sistema. A las caeras, se la puede encontrar de

diferentes formas y materiales segn la zona donde se localizaran, y la funcin que

cumplen (Presin o caudal), pueden ser rgidas o flexibles.

- Las caeras rgidas estn construidas de materiales como: acero al carbono,

acero inoxidable, aluminio. Permiten disipar la electricidad esttica producida

por la circulacin del combustible, tienen una desventaja que es la corrosin

producida por la presencia de agua, azufre y otros componentes del diesel

- Las caeras flexibles estn construidas de materiales como neopreno o

nitrilo, que se envuelven en una malla de fibra de aramida y por una capa de

silicn o nylon que son resistentes a la abrasin



Cobo Baquerizo - 8

1.5 BOMBA DE ALTA PRESIN

Esta bomba (Figura 1.6) es basada en el conjunto de leva y de pistones radiales

demostradas con las bombas rotativas de Lucas y Delphi, con la diferencia que el eje

de transmisin y el anillo de leva forman un mismo conjunto el cual es arrastrado por

una cadena o correa que giran alrededor de una cabeza hidrulica que es fija, con el

fin de suprimir los problemas de estanqueidad dinmica ya que la alta presin se

genera en la parte fija de la bomba. La bomba de alta presin de cuatro lbulos es

similar las bombas rotativas convencionales, con la diferencia de que la misma no

determina la inyeccin, por lo cual es posible alargar la fase de bombeo que reduce el

par de arrastre, las vibraciones y el ruido.

Figura 1. 6: Bomba de alta presin.

Fuente: DELPHI. Principles of Operation.2007

1. IMV(Vlvula de dosificacin

de entrada)

2. Bomba de alta presin

3. Embolo sumergido

4. Eje de trasmisin

5. Leva rotativa

6. Rodillo

7. Bomba de transferencia

8. Sensor de temperatura de

combustible

9. Salida de alta presin



Cobo Baquerizo - 9

1.5.1 FUNCIONAMIENTO BOMBA DE ALTA PRESIN

El diesel llega a la bomba de alta presin (Figura 1.7) por medio de la bomba de

transferencia, con una presin casi constante llamada presin de transferencia (6

BAR), se dispone de un actuador de llenado que se encuentra justo antes de la bomba

de alta presin que permite controlar la cantidad de combustible por medio de la

ECU (Engine Control Unit), quien determina el valor de corriente que necesita la

bobina para obtener la seleccin de paso requerida por el motor. Durante la fase de

llenado los rodillos se mantienen en contacto con la leva, a travs de dos muelles

helicoidales dispuestos en cada pistn. La presin de transferencia (6 Bar) es

suficiente para abrir la vlvula de admisin y separar los mbolos al punto muerto

superior, llenando sus cavidades de diesel

Figura 1. 7: Etapa de llenado de la bomba de alta presin

Fuente: MANUAL DE SERVICIO, Hyundai Diesel Engine J3

La parte interna de la bomba gira, y la presin dentro se vuelve mayor a la presin de

transferencia por lo cual la vlvula de aspiracin se cierra por medio de una esfera.

Los rodillos llegan al punto de ataque de la leva disminuyendo el volumen en las

cmaras de los mbolos aumentando la presin y abriendo la vlvula de salida hacia

el riel (Figura 1.8). Todo el circuito se lubrica y refrigera por medio del combustible,

mientras el sistema se mantenga con un caudal de 50 litros/hora el mismo tendr un

buen desempeo y funcionamiento.



Cobo Baquerizo - 10

Figura 1. 8: Etapa de descarga hacia el riel


1.6 RIEL

El riel es un acumulador de presin, que se encuentra despus de la bomba de alta

presin y antes de las caeras que van a los inyectores, tiene en su interior una forma

cilndrica para evitar los puntos de concentracin de esfuerzos por las elevadas

presiones que dentro del mismo se manejan (1000 a 1400 bar Tabla 1.1)

constituyendo la reserva de diesel a alta presin para los inyectores

1.6.1 COMPOSICIN DEL RIEL

El riel est compuesto por (Figura 1.9):

1. El Cuerpo

2. Entrada de alta presin

3. Sensor de presin del riel

4. Salida a los inyectores

Aplicacin Capacidad (cm3/rev) N mbolos Velocidad

bomba Mx.

Velocidad bomba

de P rail Mx.

Arrastre

Hyundai - Kia 0.9 4 2800 rpm

a1000bar

1250 a 2500

a1400bar

Correa

Tabla 1. 1: Caractersticas de la bomba de alta presin

Fuente: DELPHI. Principles of Operation.2007



Cobo Baquerizo - 11

Figura 1. 9: Riel de inyectores


1.7 INYECTOR

El inyector (Figura 1.10) utilizado en los sistemas CRDI (Common Rail Direct

Injection) se activa de forma elctrica a diferencia de los utilizados en vehculos

pesados o en sistemas anteriores, que se activan de forma mecnica, por medio del

cual se logran mayor precisin de inyeccin simplificando el sistema3 disminuyendo

el ruido excesivo producido en el trabajo normal del inyector, buscando un mayor

confort para el consumidor final de vehculos livianos que circulan dentro de las

ciudades.

____________________________________________________________________ 3. AFICIONADOS A LA MECNICA. ESTRUCTURA Y FUNCIN DE LOS COMPONENTES [en lnea].

[12 de MAYO del 2013].

Cobo Baquerizo - 12

Figura 1.10: Inyector CRDI (Common Rail Direct Injection)

Fuente: C. PADILLA. COMMON RAIL INYECTORES [en lnea]. [12 de MAYO del 2013].

1. Retorno de combustible a

depsito.

2. Conexin elctrica

3. Electrovlvula

4. Muelle

5. Bola de vlvula

6. Estrangulador de entrada

7. Estrangulador de salida

8. Embolo de control de vlvula

9. Canal de afluencia

10. Aguja del inyector

11. Entrada de combustible a

presin

12. Cmara de control.4

____________________________________________________________________ 4. C. PADILLA. COMMON RAIL INYECTORES [en lnea]. [12 de MAYO del 2013].

Cobo Baquerizo - 13

1.7.1 FUNCIONAMIENTO DEL INYECTOR

1.7.1.1 REPOSO

El inyector se encuentra en reposo (Figura 1.11), la electrovlvula esta desactivada,

encontrndose cerrado el estrangulamiento de salida del inyector, equiparando las

presiones de la cmara de control con la cmara de la tobera, la aguja se mantiene

cerrada porque la presin en la cmara de control y en el volumen de la cmara de la

tobera (que son las mismas) actan sobre reas distintas, la primera presin acta

sobre el embolo de control y la segunda sobre la diferencia de dimetros de la aguja,

siendo un rea menor, es decir la fuerza que empuja a la aguja contra el asiento es

mayor a la fuera que acta en sentido contrario, que tendera a abrirla, el muelle no

aporta la fuerza suficiente para mantener al inyector cerrado.4

Figura 1. 11: Inyector en reposo


____________________________________________________________________4. C. PADILLA. COMMON RAIL INYECTORES [en lnea]. [12 de MAYO del 2013].

Cobo Baquerizo - 14

1.7.1.2 ALIMENTACION DE LA BOBINA

Cuando se alimenta a la bobina se produce un equilibrio de fuerzas y el inyector

permanece cerrado. La esfera de la cmara de control es presionada contra su asiento

produciendo que la presin contine siendo mayor que la presin que existe en el

volumen de la tobera4 (Figura 1.12), el bobinado recibe una alimentacin desde la

ECU (Engine Control Unit) en el orden de 80V y 20 Amperios5 dejando al inyector

listo para entrar en funcionamiento. Este fenmeno se da cuando la llave del

interruptor se encuentra en posicin ON antes de la ignicin.

Figura 1. 12: Inyector en equilibrio


___________________________________________________________________________________________

4. C. PADILLA. COMMON RAIL INYECTORES [en lnea]. [12 de MAYO del 2013].

5. TOLUCA WEB. EL MOTOR DE ENCENDIDO POR COMPRESIN DIESEL [en lnea]. [12 de MAYO del

2013].

Cobo Baquerizo - 15

1.7.1.3 APLICACIN DE CORRIENTE DE EXCITACIN

El muelle de la cmara de control logra mantener la aguja cerrada hasta una

diferencia de presin de 40 Bar (Figura 1.13), al aplicar la corriente de excitacin se

logra despegar la vlvula de su asiento, elevando el ncleo, por medio del cual se

amplifica el volumen de la cmara de control logrando una diferencia de presin con

la cmara de la tobera de 160 Bar5, levantando la aguja del inyector (Figura 1.14).

Figura 1. 13: Se energiza la bobina y se despega la vlvula.


____________________________________________________________________ 5. TOLUCA WEB. EL MOTOR DE ENCENDIDO POR COMPRESIN DIESEL [en lnea]. [12 de MAYO del

2013].

Cobo Baquerizo - 16

Figura 1. 14: Diferencia de presiones, se eleva la aguja


Cobo Baquerizo - 17

1.7.1.4 INYECCIN

La aguja se levanta completamente de su asiento por la diferencia de presiones

(Figura 1.15), se inyecta el combustible que se encuentra en la cmara de la tobera a

la cmara de combustin con una presin similar a la que se encuentra en la riel del

inyectores (1000 a 1400 bar Tabla 1.1), el tiempo de inyeccin es de 1 a 2

milisegundos6mientras se est dando corriente de excitacin controlada por la ECU

(Engine Control Unit) a la bobina, en la inyeccin previa se inyecta 1mm3, en la

inyeccin principal 50mm3.

Figura 1. 15: Inyeccin


____________________________________________________________________ 6. BOSCH. SISTEMAS BOSCH DE INYECCIN DIESEL. LAS TOBERAS[en lnea]. [12 de MAYO del

2013]. http://inyecciondieselnaval.blogspot.com/

Cobo Baquerizo - 18

1.7.1.5 FIN DE LA INYECCIN

La inyeccin del sistema CRDI (Common Rail Direct Injection) finaliza cuando se

deja de energizar la bobina (Figura 1.16), el ncleo desciende cerrando la vlvula

esfrica. Se equilibran las presiones de la cmara de control y la cmara de la tobera

(Figura 1.17), asentndose la aguja4 cortando el suministro de combustible a la

cmara de combustin. El proceso se repite en cada uno de los inyectores

dependiendo del orden de encendido y el requerimiento del motor.

Figura 1. 16: Se deja de energizar la bobina


____________________________________________________________________ 4. C. PADILLA. COMMON RAIL INYECTORES [en lnea]. [12 de MAYO del 2013].

Cobo Baquerizo - 19

Figura 1. 17: Final de la Inyeccin


Cobo Baquerizo - 20

CAPITULO II

AVERAS EN EL SISTEMA CRDI

2. AVERAS EN EL SISTEMA CRDI

El sistema CRDI (Common Rail Direct Injection), es una innovacin para la

inyeccin diesel, utiliza altas presiones (1000 a 1400 bar Tabla 1.1), disminuye los

ruidos ocasionados por un motor diesel normal. Posee holguras milimtricas, las

cuales son refrigeradas y lubricadas por el combustible, es un sistema muy complejo

que necesita un constante mantenimiento preventivo, y el uso de un combustible

optimo, condiciones en las cuales no trabaja en Ecuador, por lo que se producen

averas con frecuencia.

2.1 AVERAS EN EL TANQUE DE COMBUSTIBLE

Los tanques (Figura 2.1) de los vehculos CRDI (Common Rail Direct Injection), no

presentan averas ya que estn construidos de un material plstico y cubiertos

externamente por una lmina de aluminio. El diesel contiene 5% de Agua (Segn

Norma INEN 1489:2012)7, lo que resulta un ambiente ideal para el desarrollo y

reproduccin de microorganismos ya que el mismo presente:

- Agua disuelta para que surjan

- Carbono para que se alimenten

- Oxgeno y azufre para que respiren

- Oligoelementos para que crezcan y se propaguen8

____________________________________________________________________ 7. ANEXO 1: NORMA INEN 1489:2012 SEPTIMA REVISION

8. MORALES CABRERO JENNIFER, CRUZ CLARO ALBERTO, PASCUAL CAAMAO BEATRIZ,

LVAREZ SEZ JESS LORENZO, DE MIGUEL RUBIO NICOLS, MURO GAMERO BERNAB.

CRECIMIENTO MICROBIANO EN TANQUES DE COMBUSTIBLE. PROBLEMA. [En lnea]. [21 de Julio

del 2013]. < http://quimica-biologia-12

13.wikispaces.com/Crecimiento+microbiano+en+tanques+de+combustible.+Problem%C3%A1tica>

Cobo Baquerizo - 21

Figura 2. 1: Tanque de combustible Hyundai Santa Fe CRDI 2009

El agua se condensa dentro del tanque, depositndose en la parte inferior o formando

gotas en las paredes del mismo, conjuntamente con el calor presente en el sistema

aceleran la propagacin y multiplicacin de microorganismos (bacterias, mohos,

levaduras), formando sedimentos biolgicos (Figura 2.2), que por el movimiento de

funcionamiento normal que sufre el vehculo y por ende el tanque, se mezclan con el

combustible. Los sedimentos al mezclarse con el combustible lo vuelven opaco

(Figura 2.3), presentndose una masa negra o marrn, que al ingresar al sistema de

inyeccin pueden obstruir y corroer filtros, inyectores y dems componentes del

sistema, este fenmeno ocurre con mayor frecuencia desde la inclusin experimental

de mezclas de biodiesel en el mercado.8

____________________________________________________________________ 8. MORALES CABRERO JENNIFER, CRUZ CLARO ALBERTO, PASCUAL CAAMAO BEATRIZ,




13.wikispaces.com/Crecimiento+microbiano+en+tanques+de+combustible.+Problem%C3%A1tica >

Cobo Baquerizo - 22

Figura 2. 2: Sedimentos tanque de combustible

Fuente: MORALES CABRERO JENNIFER, CRUZ CLARO ALBERTO, PASCUAL CAAMAO BEATRIZ, LVAREZ

SEZ JESS LORENZO, DE MIGUEL RUBIO NICOLS, MURO GAMERO BERNAB. CRECIMIENTO

MICROBIANO EN TANQUES DE COMBUSTIBLE. PROBLEMA. [En lnea]. [21 de Julio del 2013].

Figura 2. 3: Combustible opaco

Fuente: MORALES CABRERO JENNIFER, CRUZ CLARO ALBERTO, PASCUAL CAAMAO BEATRIZ, LVAREZ

SEZ JESS LORENZO, DE MIGUEL RUBIO NICOLS, MURO GAMERO BERNAB. CRECIMIENTO

MICROBIANO EN TANQUES DE COMBUSTIBLE. PROBLEMA. [En lnea]. [21 de Julio del 2013].

Cobo Baquerizo - 23

2.1.1 POSIBLES ORGENES DEL AGUA EN SISTEMAS DE ALMACENAJE

DE HIDROCARBUROS.

El combustible contiene 5% de agua7, el cual tiende a condensarse en el tanque, que

podra ser un causante de averas en el sistema CRDI (Common Rail Direct

Injection), sin embargo este no sera la nica fuente de presencia de humedad. El

agua incorporada puede tener diferentes orgenes:

- Agua producida en el sistema de inyeccin.

- Agua de compensacin en almacenaje de barcos petroleros8.

- Agua en disolucin presente en el combustible (relacionado a hidrocarburos

de cadena lineal, estructuras aromticas y temperatura.

- Degradacin de hidrocarburos por metabolismo celular (Causado por

evolucin microbiana: bacterias, mohos y levaduras)

- Condensacin de agua en almacenamiento en tanques de combustible

- Filtraciones de agua en los tanques de almacenamiento(especialmente en

cubiertas flotantes) Esta agua en contacto con el combustible crea una

interfase agua / combustible.8

2.2 AVERAS EN EL FILTRO DE COMBUSTIBLE DIESEL

El filtro de combustible diesel CRDI (Common Rail Direct Injection) es vital para el

funcionamiento del sistema, por lo que debe filtrar las impurezas y decantar el agua

(Figura 2.4), cabe sealar que es un elemento de recambio y que cumple con una

vida til. La acumulacin de agua dentro del filtro tiene un lmite, si este es

alcanzado, automticamente elimina el agua presente, de no ser as enciende una luz

testigo en el panel de instrumentos, esto significa que est dejando pasar agua a la

lnea de alta presin.9

____________________________________________________________________ 7. ANEXO 1: NORMA INEN 1489:2012 SEPTIMA REVISION

8. MORALES CABRERO JENNIFER, CRUZ CLARO ALBERTO, PASCUAL CAAMAO BEATRIZ,




13.wikispaces.com/Crecimiento+microbiano+en+tanques+de+combustible.+Problem%C3%A1tica >

9. AUTOEXACTO. MANTENIMIENTO DEL FILTRO DE COMBUSTIBLE DIESEL [En lnea]. [21 de Julio

del 2013].

Cobo Baquerizo - 24

Figura 2. 4: Filtro de combustible en corte

Fuente: LYS FILTROS.ABC DE LA FILTRACIN. [En lnea]. [21 de Julio del 2013].

La avera del filtro de combustible (Figura 2.5) por no realizar el cambio como indica

el fabricante, es el taponamiento del mismo, ya que pueden llegar a existir tantas

impurezas que podra restringir el paso de combustible hacia el sistema, el

combustible a ms de ser un elemento que produce la combustin, sirve de

refrigerante y lubricante, por lo que si no refrigera puede aumentar la temperatura y

por ende la presin, y si no lubrica puede provocar desgaste en los compontes. Otra

avera que se podra dar en el filtro por no realizar un mantenimiento preventivo es la

rotura del papel o malla filtrante, dejando pasar todas las impurezas al sistema de

inyeccin averindolo por completo.

Figura 2. 5: Filtro de combustible Hyundai

Cobo Baquerizo - 25

2.3 AVERAS EN LA BOMBA DE TRANSFERENCIA

Figura 2. 6: Corte Bomba de Transferencia y Bomba de alta presin DP3 (Diesel Pump 3)

Fuente: CANDIDO. EN EL INTERIOR DEL MOTOR DIESEL. [En lnea]. [23 de Julio del 2013].

La bomba de transferencia (Figura 2.6) es la encargada de succionar el combustible

del tanque a travs del filtro, se puede localizar en la lnea de presin, despus del

filtro de combustible o adherida a la bomba de alta presin, es una bomba mecnica

de paletas o engranajes que genera un caudal mximo de 6 Bares1, que son enviados

a la bomba de alta presin. Ya que es un elemento de constante movimiento y

friccin necesita un buen diesel debidamente filtrado y decantado para dar una

lubricacin y refrigeracin para que pueda trabajar en condiciones ptimas, de no ser

as pueden ocasionarse varias averas.

____________________________________________________________________ 1. GUILLEN SOLANO - MOSCOSO RAMIREZ. Tesis: Diseo y construccin de un Banco Didctico


Cobo Baquerizo - 26

2.3.1 PARTICULAS FINAS EN LA BOMBA DE TRANSFERENCIA

El desgaste causado por partculas finas, que no se pudieron filtrar en el sistema

CRDI (Common Rail Direct Injection) es la falla ms comn de la bomba de

transferencia (Figura 2.7), se produce una abrasin en las paletas las cuales rebotan,

produciendo ralladuras en el anillo donde giran y permiten que exista fugas de aceite

en sus ranuras, en la bombas de engranes se desgastan los dientes y el rea del eje.

Esto provoca que no entregue el caudal necesario a la bomba de alta presin.10

Figura 2. 7: Bomba de paletas

Fuente: GUTIERREZ MAYRA. BOMBAS DE PALETA. [En lnea]. [24 de Julio del 2013].

2.3.2 PARTICULAS GRUESAS EN LA BOMBA DE TRANSFERENCIA

La presencia de partculas gruesas se presenta por falla del filtro de combustible,

indicativo de estas averas son las ralladuras en el eje, desgaste en el cuerpo de la

bomba (Figura 2.8) que hace contacto con el diente de la del engrane, las partculas

grandes pueden llegar a trabar el sistema torciendo o rompiendo los ejes. En la

bomba de paletas se puede observar un exceso de raspaduras y ondulaciones en el

anillo.10

____________________________________________________________________ 10. HIDRULICA MANSE. AVERAS CLASICAS. [En lnea]. [23 de Julio del 2013].

Cobo Baquerizo - 27

Figura 2. 8: Despiece y corte de bomba de Transferencia de paletas

Fuente: HIDRAULICA PRCTICA. COMO FUNCIONA UNA BOMBA DE TRANSFERENCIA.

[En lnea]. [24 de Julio del 2013].

2.3.3 AIREACIN Y CAVITACIN

En la aireacin y cavitacin, el vapor del combustible y las burbujas de aire causan

daos en las bombas, este fenmeno se produce cuando se comprime y se expande

rpidamente las burbujas de vapor y se mezcla con el combustible. La aireacin se

origina por el aire que entra en el sistema por conexiones flojas, la cavitacin se

origina cuando existen vacos en el sistema. La aireacin y cavitacin erosiona o pica

los dientes de los engranes y la caja de la bomba (Figura 2.9), en la bomba de paletas

erosiona, raspa y ondula el anillo, desgasta los bordes y las puntas de las paletas.10

Figura 2. 9: Bomba de engranes

Fuente: BOMBAS MARZO PUMPS. BOMBAS A ENGRANES [En lnea]. [24 de Julio del 2013].

____________________________________________________________________10. HIDRULICA MANSE. AVERAS CLASICAS. [En lnea]. [23 de Julio del 2013].

Cobo Baquerizo - 28

2.3.4 FALTA DE COMBUSTIBLE

El desabastecimiento de combustible en la bomba de transferencia puede generar

una falla casi instantnea produciendo averas irreversibles, puede ocurrir por falta de

combustible en el tanque, excesivo aire en el sistema, conexiones flojas,

taponamiento del filtro de combustible. Los componentes de la bomba de

transferencia rpidamente tomaran un color azul por el calentamiento, y a su vez deja

de enviar combustible a los dems elementos generando daos subsiguientes. 10

2.3.5 PRESIN EXCESIVA

Se dispone una presin excesiva en el sistema cuando la vlvula de alivio no cumple

su funcin, se producen grandes y repetidas vibraciones en el motor, enviando caudal

sin control a la bomba de alta presin. Como consecuencia se puede dar la rotura del

eje en una bomba de engranes (Figura 2.10), y una fisura de paletas en una bomba de

este tipo de sistema, dejando a la bomba de alta presin sin abastecimiento. 10

Figura 2. 10: Corte Bomba de engranes

Fuente: ANONIMO. LA BOMBA DE ENGRANES [En lnea]. [24 de Julio del 2013].

____________________________________________________________________10. HIDRULICA MANSE. AVERAS CLASICAS. [En lnea]. [23 de Julio del 2013].

Cobo Baquerizo - 29

2.4 AVERAS EN LAS CAERAS

Figura 2. 11: Caeras de alta presin Hyundai Santa Fe CRDI 2009

Las caeras trasladan el combustible por todo el sistema CRDI (Common Rail

Direct Injection), de un componente a otro. Por todo el conjunto se puede observar

estas caeras que se utilizan tanto de tipo rgido (Figura 2.11), que trasladan presin

o caudal, las caeras rgidas generalmente conectan a los componentes del sistema

(Tanque, filtro, bomba de baja y alta presin, riel de inyectores e inyector) hacia el

destino final que es el inyector y las de caudal (Figura 2.13) sirven generalmente de

retorno de todos los elementos hacia el tanque de combustible.

2.4.1 AVERAS EN LAS CAERIAS RGIDAS

2.4.1.1 AVERAS EN CAERAS DE ALTA PRESIN

Las caeras de alta presin conectan a la riel de inyectores, con los inyectores, son

las ms importantes ya que por ellas circulan presiones de 1000 hasta 1400 bar

(Tabla 1.1) (1 bar = 100 kN/m2 = 1,01972 kgf/cm2), las averas se presentan despus

de que al vehculo se le ha dado un mantenimiento, si a las mismas no se las instala y

aprieta correctamente se pueden producir fugas por los racores, de igual manera

cuando no se los trata con cuidado presentan golpes o abolladuras en sus conos

(Figura 2.12) deteriorndoles y no permitindoles que sellen hermticamente,

presentando goteos.11

____________________________________________________________________ 11. VILA, CAMACHO, DE LA CRUZ SIERRA, AYALA. RECUPERACIN DE LA TUBERA DE ALTA

PRESIN [En lnea]. [27 de Julio del 2013].

Cobo Baquerizo - 30

Figura 2. 12: Conos caeras de alta presin

Fuente: MIRANDA HERMANOS. PRODUCTOS [En lnea]. [28 de Julio del 2013].

La rotura de las caeras es una avera que no se produce por el funcionamiento

normal del motor, la misma se puede producir por algn accidente o colisin del

vehculo, dejando escapar la presin presente en la riel hacia el exterior, estos

vehculos vienen equipados con un sensor de golpe el cual corta el suministro de

combustible desde la bomba apagando el vehculo inmediatamente.

2.4.1.2 AVERAS EN CAERAS DE BAJA PRESIN

En las caeras de baja presin se pueden presentar roturas, debido a que para su

montaje no se calcula la longitud suficiente para contrarrestar las vibraciones del

sistema. Cuando se realizan curvas muy forzadas las caeras sufren aplastamiento,

lo cual al tratar de enderezarlas se produce fisuras, de igual manera sucede cuando

las curvas se realizan muy cerca del racor. Tambin se pueden presentar fugas por los

racores, cuando sufre una mala manipulacin, no permitindole sellar

hermticamente el sistema11



Cobo Baquerizo - 31

2.4.2 AVERAS EN LAS CAERIAS FLEXIBLES

2.4.2.1 ROTURA EN CAERAS FLEXIBLES

Las caeras flexibles de combustible (Figura 2.13), se pueden romper por una mala

manipulacin del operario, que puede someterla a esfuerzos de traccin o

aplastamiento, o al momento de desmontarlo avere el racor. Las caeras flexibles

estn compuestas en su exterior con un revestimiento de alambre, que cuando se

deteriora o se parte, sus hilos pueden perforar la manguera. Otra razn para que se

rompan las caeras flexibles es cuando quedan en contacto directo con el motor el

cual produce vibraciones.11

2.4.2.2 OBSTRUCCIONES EN CAERAS FLEXIBLES

Dentro de las caeras puede existir una reduccin de dimetro interno, cuando la

misma es expuesta a esfuerzos de aplastamiento, o a curvas muy cerradas o forzadas

produciendo en ellas un quiebre que reduce consideradamente el dimetro interno,

disminuyendo el retorno de combustible hacia el depsito11. Otra manera de producir

obstrucciones se da con las partculas de suciedad que contiene el diesel, que tapona

el retorno, y generan una sobrepresin en el sistema que no tendra donde descargar

tan altas presiones.

2.4.2.3 CONEXIONES FLOJAS O DEFECTUOSAS

Las conexiones flojas se pueden dar por las vibraciones que produce el motor,

dejando escapar un caudal considerable de combustible, al igual que las caeras

rgidas poseen racores y conos de sellado, cuando estos conos han sido manipulados

por el operario de mala manera, se pueden producir abolladuras y torceduras en la

cabeza del cono evitando que se produzca un correcto sello hermtico.11



Cobo Baquerizo - 32

Figura 2. 13: Caeras flexibles de retorno Hyundai Santa Fe CRDI 2009

2.5 AVERAS EN LA RIEL DE INYECTORES

Figura 2. 14: Riel de inyectores Hyundai Santa Fe CRDI 2009

El riel sirve como acumulador de presin para los inyectores (Figura 2.14), llega toda

la presin de la bomba que mantiene el combustible para ser transportado a los

inyectores por las caeras rgidas de alta presin que posee un regulador que censa

la presin existente en el riel y la mantiene, si existe una sobrepresin este regulador

abre paso al combustible hacia el tanque. Este riel tiene un diseo cilndrico en su

interior (Figura 2.15) evitando que se produzcan puntos de concentracin de

esfuerzos para as evitar posibles averas dentro del riel.

Cobo Baquerizo - 33

Figura 2.15: Riel de inyectores CRDI (Common Rail Direct Injection)

Fuente: Delphi, Principles of Operation 2007

Cuando a la riel, llega un combustible de mala calidad y con porcentajes mayores de

agua, que conjuntamente con el azufre y otros componentes corroen las paredes

interiores del riel, desprendiendo pequeas partculas, las cuales se mezclan con el

combustible, envindolas en el mejor de los casos al tanque, para que este diesel sea

nuevamente filtrado o directamente a los inyectores, produciendo taponamientos

ocasionando falta de entrega de combustible, y ralladuras de las paredes internas del

inyector.

2.6 AVERAS EN LA BOMBA DE ALTA PRESIN

Figura 2. 16: Bomba de alta presin DP1 (Diesel Pump 1) Hyundai Santa Fe CRDI 2009

Cobo Baquerizo - 34

En la bomba se genera toda la presin que se dirigir hacia el riel y posteriormente a

los inyectores, es comandada por una banda y controlada electrnicamente por la

computadora a travs de dos bobinas (se conecta por medio de un socket), puede

sufrir averas por la calidad del combustible que en ella circula, o por problemas

electrnicos de comunicacin con la ECU (Engine Control Unit).

2.6.1 AVERAS EN EL SISTEMA ELCTRICO

Debido a que la bomba del sistema CRDI (Common Rail Direct Injection), es

comandada por la computadora, pueden producirse diferentes situaciones de voltaje

como problemas con el alternador o batera, se pueden producir cortos en los

contactos o en la bobina, dejando sin comunicacin a la bomba con la computadora

apagando inmediatamente el vehculo. Se puede comprobar el funcionamiento

midiendo la resistencia entre las bobinas, y la resistencia entre las bobinas y la

carcasa (Figura 2.17)12.

Figura 2. 17: Comprobacin de funcionamiento de la parte elctrica de la bomba12

Fuente: BOSCH ECUADOR, CATLOGO DE FALLAS BOMBAS DE ALTA PRESIN COMMON RAIL,

2013

____________________________________________________________________ 12. BOSCH ECUADOR, CATLOGO DE FALLAS BOMBAS COMMON RAIL, 2013

Cobo Baquerizo - 35

2.6.2 AVERAS EN LOS ELEMENTOS DE LA BOMBA DE ALTA PRESIN

2.6.2.1 AVERA EN BRIDA DEL EJE DE LA BOMBA

Figura 2. 18: Ralladuras en la brida de la bomba de alta presin12


2013

Debido a que en este componente gira el eje de la bomba de alta presin por medio

de un rodillo, es decir est en constante rozamiento, se pueden presentar ralladuras

(Figura 2.18) por la falta o mala lubricacin que se realiza por medio del combustible

dejando rebabas o superficie de ataque que pueden averiar al eje de la bomba,

produciendo fugas y aspiraciones de elementos extraos hacia el interior de la

bomba.

En el anillo de la brida se pueden producir daos o huellas de desgaste (Figura 2.19),

provocando de igual manera que la brida, fugas de combustible que provocan

reduccin de potencia del motor o aspiraciones de elementos extraos, la aspiracin

de elementos extraos al igual que el uso de malos combustibles provoca el desgaste

interno del casquillo del cojinete, debiendo reemplazarlo segn el estado en el que se

encuentre (Figura 2.20)12.

____________________________________________________________________ 12. BOSCH ECUADOR, CATLOGO DE FALLAS BOMBAS COMMON RAIL, 2013

Cobo Baquerizo - 36

Figura 2. 19: Desgaste o huellas en el anillo de brida12


2013

1. No hay desgaste en el

componente

2. Leve desgaste

3. Mediano desgaste (reemplazar)

4. Fuerte desgaste (reemplazar)

___________________________________________________________________________________________

12. BOSCH ECUADOR, CATLOGO DE FALLAS BOMBAS DE ALTA PRESIN COMMON RAIL, 2013

Cobo Baquerizo - 37

Figura 2. 20: Desgaste casquillo del cojinete12


2013

1. No hay desgaste

2. Leve desgaste



2.6.2.2 AVERAS EN EL CUERPO DE LA BOMBA

En el cuerpo de la bomba se pueden presentar averas por el ingreso de elementos

abrasivos como virutas, resultado de malas filtraciones del combustible o

desprendimiento de material interno de la bomba, se lo puede apreciar en los asientos

de las vlvulas de alta presin y aspiracin (Figura 2.21), produciendo desgastes

principalmente en la vlvula de alta presin (Figura 2.22), producindose prdidas de

presin en la bomba.

____________________________________________________________________ 12. BOSCH ECUADOR, CATLOGO DE FALLAS BOMBAS DE ALTA PRESIN COMMON RAIL, 2013

Cobo Baquerizo - 38

Figura 2. 21: Virutas en la vlvula de alta presin y aspiracin12


2013

1. Asiento del componente (Vlvula de alta presin)

2. Asiento del componente (Vlvula de aspiracin)


Cobo Baquerizo - 39

Figura 2. 22: Averas en la vlvula de alta presin12


2013

1. No hay desgaste

2. Leve desgaste



En las guas de los pistones que producen la alta presin, se pueden suscitar

desgastes y desprendimiento de material (Figura 2.23), por la razn de malos

combustibles, combustibles mal filtrados (Ingreso de elementos extraos), y tambin

puede existir oxidacin de las paredes internas de la bomba (Figura 2.24) provocando

que pequeos elementos se desprendan y se pueden dirigir hacia los inyectores,

taponndolos, esta oxidacin se da en su mayor parte por el agua que ingresa a la

bomba, el azufre y los dems elementos corrosivos que contiene el diesel12.


Cobo Baquerizo - 40

Figura 2. 23: Averas en las guas de los pistones12


2013

1. No hay desgaste

2. Leve desgaste



Figura 2. 24: Oxido en el cuerpo de la bomba

Fuente: LOPEZ & LOPEZ. LA IMPORTANCIA DE UN BUEN COMBUSTIBLE [En lnea]. [22 de Agosto del

2013].


Cobo Baquerizo - 41

2.6.2.3 AVERAS EN EL PISTN DE LA BOMBA

Los pistones son accionados desde su superficie de apoyo, por una leva a travs de

unos empujadores hidrulicos, se deslizan por unas guas al interior del cuerpo de la

bomba, su mtodo de lubricacin es el combustible, si el mismo no es el ptimo

pueden producirse huellas y ralladuras (Figura 2.25) paulatinamente por el

rozamiento al igual que su superficie de apoyo (Figura 2.26), y si no recibe la

lubricacin correcta se puede fundir por la temperatura con la gua de la bomba,

producindose un dao total del conjunto.

Figura 2. 25: Averas en el pistn de la bomba12


2013

1. No hay desgaste

2. Leve desgaste




Cobo Baquerizo - 42

Figura 2. 26: Averas en la superficie de apoyo pistn de la bomba12


2013

1. No hay desgaste

2. Leve desgaste



Los muelles del pistn se pueden llegar a fatigar por su normal funcionamiento

(Figura 2.27), si esto sucede la bomba pierde eficiencia debido a que el empujador

hidrulico no regresa a su posicin original en el tiempo establecido, de igual manera

que todos los elementos que posee la bomba los empujadores hidrulicos se

refrigeran y lubrican con el combustible, si no se dispone de un limpio y optimo se

producen ralladuras (Figura 2.28) ya que tendra un contacto directo con la superficie

de apoyo del pistn.


Cobo Baquerizo - 43

Figura 2. 27: Fatigas en los muelles12


2013

1. No hay desgaste

2. Leve desgaste



Figura 2. 28: Ralladuras en los empujadores hidrulicos12


2013

1. No hay desgaste

2. Leve desgaste



___________________________________________________________________________________________ 12. BOSCH ECUADOR, CATLOGO DE FALLAS BOMBAS DE ALTA PRESIN COMMON RAIL, 2013

Cobo Baquerizo - 44

2.6.2.4 AVERAS EN LAS VVULAS DE ALTA PRESIN Y ASPIRACIN

Por el constante funcionamiento de apertura y cierre de vlvulas tanto la de alta

presin (Figura 2.29) como de aspiracin (Figura 2.30), por la presencia de partculas

extraas al momento del cierre de las vlvulas la falta de lubricacin y refrigeracin

producen ralladuras en los asientos de las vlvulas, las cuales pierden hermeticidad

generando fugas de presin en la bomba, produciendo un desequilibrio en la bomba y

un mal funcionamiento de todo el sistema CRDI (Common Rail Direct Injection).

Figura 2. 29: Averas en las vlvulas de alta presin12


2013

1. No hay desgaste

2. Leve desgaste




Cobo Baquerizo - 45

Figura 2. 30: Averas en las vlvulas de aspiracin12


2013

1. No hay desgaste

2. Leve desgaste



2.6.2.5 AVERAS EN LA CABEZA DE LEVAS Y RODILLOS

La cabeza de levas se encuentra fija dentro de la bomba de alta presin, pero est en

constante accionamiento con el rodillo, es la encargada indirectamente de generar la

alta presin para los inyectores, por medio de esta se empuja al rodillo, muelle,

empujador hidrulico y pistn, se pueden producir desgastes (Figura 2.31) al igual

que en los rodillos (Figura 2.32) por la misma por la misma razn de todos los

elementos interiores de la bomba (Combustible y elementos extraos).

Cobo Baquerizo - 46

Figura 2. 31: Desgaste en las levas de ataque12


2013

1. No hay desgaste

2. Leve desgaste



Figura 2. 32: Desgaste en los rodillos12


2013

1. No hay desgaste

2. Leve desgaste




Cobo Baquerizo - 47

2.7 AVERAS EN LOS INYECTORES

Figura 2. 33: Inyectores Hyundai Santa Fe CRDI 2009

Todos los elementos que componen el sistema CRDI (Common Rail Direct

Injection), son importantes para su funcionamiento, pero el elemento fundamental

es el inyector (Figura 2.33), ya que se encuentra en contacto directo con la cmara de

combustin, maneja presiones similares a la bomba (1000-1400 bar) (Tabla 1.1) da la

cantidad adecuada de combustible en forma de abanico para que se produzca un

trabajo correcto. El inyector depende totalmente del funcionamiento de todos los

elementos anteriores, si existe cualquier inconveniente previo al inyector, el mismo

puede ser el principal afectado, es decir depende directamente del estado de todo el

sistema.

2.7.1 AVERAS EN LOS CONECTORES DEL INYECTOR

Al igual que la bomba de alta presin los inyectores son comandados por la

computadora para dar el caudal necesario segn el requerimiento del motor, se

conectan por medio de un socket que llega a una bobina, que controla el tiempo de

apertura del inyector, se pueden presentar averas por fallas elctricas suscitadas por

Cobo Baquerizo - 48

alzas o bajas de tensin producidas por el alternador o batera, los cuales pueden

llegar a cortocircuitar la bobina, o tambin suelen suceder averas por mala

manipulacin al momento de conectar el inyector, los bornes no deben estar

doblados, deformados ni rotos (Figura 2.34), el desgaste es permisible hasta cierto

punto, pero no se debe reutilizar el conector si en sus bornes presentan una clara

marca impresa por el contra enchufe, la corrosin no est permitida14.

Figura 2. 34: Averas en los bornes14

Fuente: BOSCH ECUADOR, CATLOGO DE FALLAS INYECTORES COMMON RAIL, 2013

1. No hay desgaste 2. Fuerte desgaste (Reemplazar)

Los inyectores poseen un cobertor entre el enchufe y contra enchufe que lo protege

de elementos extraos como agua o partculas, el mismo es permisible a pequeas

averas (Figura 2.35), las cuales pueden ser ocasionadas por manipulaciones del

operario que chequea un motor CRDI (Common Rail Direct Injection), o por el

sobrecalentamiento de la bobina, de ser averas mayores se debe reemplazar.

___________________________________________________________________________________________

14. BOSCH ECUADOR, CATLOGO DE FALLAS INYECTORES COMMON RAIL, 2013

Cobo Baquerizo - 49

Figura 2. 35: Averas en los conectores14


1. No hay desgaste

2. Leve desgaste



2.7.2 AVERAS EN EL NCLEO MAGNTICO

Dentro del inyector CRDI (Common Rail Direct Injection) se encuentra el ncleo

magntico (Figura 2.36) que es el encargado de generar la fuerza magntica que

produce la apertura de la vlvula y la consecuente inyeccin, los daos en el polo

interior tienen una mayor repercusin ya que en l se generan aproximadamente los

2/3 de la fuerza magntica, no se permiten daos considerables, no debe estar

cubierto de suciedad ni es admisible que est con rebabas.

___________________________________________________________________________________________


Cobo Baquerizo - 50

Figura 2. 36: Averas en el ncleo magntico14


1. No hay desgaste

2. Leve desgaste



2.7.3 AVERAS EN EL RETORNO DEL COMBUSTIBLE

El combustible que no ha sido inyectado a la cmara de combustin, por la diferencia

de presiones en las cmaras del inyector, regresa al depsito de combustible por

medio de un conducto de retorno (Figura 2.37), el cual se puede averiar por la mala

manipulacin al momento de conectar las caeras flexibles de retorno, pueden

existir daos, rozaduras y rebabas13. En la superficie hermetizante de retorno (Figura

2.38), se puede producir inestanqueidad, generando fugas de combustible.

___________________________________________________________________________________________

13. LOPEZ & LOPEZ. LA IMPORTANCIA DE UN BUEN COMBUSTIBLE [En lnea]. [22 de Agosto del

2013].


Cobo Baquerizo - 51

Figura 2. 37: Averas en conducto retorno14


1. No hay desgaste

2. Leve desgaste



___________________________________________________________________________________________


Cobo Baquerizo - 52

Figura 2. 38: Averas en superficie de retorno14


1. No hay desgaste



___________________________________________________________________________________________


Cobo Baquerizo - 53

2.7.4 AVERAS EN LA AGUJA DEL INYECTOR

Figura 2. 39: Averas en la aguja del inyector14


1. No hay desgaste 2. Fuerte desgaste (reemplazar)

La aguja del inyector cumple la funcin de permitir o bloquear el paso del

combustible a la cmara de combustin segn el requerimiento del motor, tiende a

desgastarse por el rozamiento normal al que est expuesto (Figura 2.39) pero sobre

todo por la falta de lubricacin y refrigeracin por parte del combustible. La punta de

la aguja tambin est expuesta a averas (Figura 2.40 ) ya que es la que sella

hermticamente al inyector, la cual se puede ver afectada por el uso de aditivos,

excesos de temperatura, y partculas extraas, pudiendo provocar cada de caudal,

aumento de retorno al inyector y falta de estanqueidad13.

___________________________________________________________________________________________


Cobo Baquerizo - 54

Figura 2. 40: Averas en la punta de la aguja del inyector13


2013].

2.7.5 AVERAS EN LA TOBERA DEL INYECTOR

Figura 2. 41: Averas en el cuerpo de la tobera13


2013].

___________________________________________________________________________________________


2013].

Cobo Baquerizo - 55

La tobera es el elemento exterior del inyector, la mayor parte de su cuerpo se sita

en el cabezote para poder disipar el calor, debido que su punta est expuesta a altas

temperaturas de la cmara de combustin, si no se disipa el calor de una manera

correcta debido a aditivos no permitidos en el diesel, acumulacin de carbn en la

cmara de combustin, se pueden producir recalentamientos en el cuerpo (Figura

2.41) y en la punta de la tobera (Figura 2.42), que produce fallas de estanqueidad y

de caudal irregular entregado a la cmara13.

Figura 2. 42: Averas en la punta de la tobera13


2013].

2.7.5.1 AVERAS EN LOS TALADROS DE LA TOBERA DEL INYECTOR

Los taladros son los agujeros por donde expulsa el combustible el inyector en forma

de abanico, al igual que el cuerpo de la tobera est expuesta a las altas temperaturas

que se presentan en la cmara de combustin, los taladros se ven afectados por la

reduccin de su tamao por la fundicin del material, provocando que el inyector no

entregue el caudal que necesita el motor para su ptimo funcionamiento.

___________________________________________________________________________________________


2013].

Cobo Baquerizo - 56

Figura 2. 43: Averas en los taladros del inyector14


1. No hay desgaste



Figura 2. 44: Averas en los taladros del inyector13


2013].

___________________________________________________________________________________________


2013].


Cobo Baquerizo - 57

2.7.6 AVERAS EN EL JUEGO DE VLVULAS

2.7.6.1 AVERAS EN EL EMBOLO DE LA VLVULA

Figura 2. 45: Averas en el embolo de la vvula14


1. No hay desgaste

2. Leve desgaste



El embolo del vlvula se desliza por el interior del inyector CRDI (Common Rail

Direct Injection), producindose desgastes por rozamiento (Figura 2.45 2.46) ya

que se encuentra en contacto directo con la pieza de la vlvula, las averas tales

como rebabas o ranuras radiales profundas no son admisibles en este componente y

de suscitarse una de ellas el mismo se debe reemplazar14.

___________________________________________________________________________________________


Cobo Baquerizo - 58

Figura 2. 46: Averas en el embolo de la vvula14


1. No hay desgaste

2. Leve desgaste



2.7.6.2 AVERAS EN LA PIEZA DE LA VVULA

La pieza de la vlvula del inyector, es la superficie hermetizante, la cual no debe

presentar averas como rebabas, rasguos u oxidacin (Figura 2.47), provocados por

el rozamiento directo con el embolo de la vlvula y por el combustible utilizado,

sirve para garantizar un sellado suficiente, la superficie de apoyo del retn de alta

presin no debe presentar ningn dao, producindose desplazamiento del retn de

alta presin, de sucederse este caso se debe reemplazar.

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Cobo Baquerizo - 59

Figura 2. 47: Averas en la pieza de la vvula14


1. No hay desgaste

2. Leve desgaste



___________________________________________________________________________________________


Cobo Baquerizo - 60

2.7.6.3 AVERAS EN LA VVULA DE BOLA

Figura 2. 48: Averas en la vlvula de bola13


2013].

La vlvula de bola es la encargada de controlar el retorno del combustible hacia el

depsito para equilibrar las presiones en las cmaras internas del inyector, se pueden

producir desgastes (Figura 2.48 2.49) por el tipo de combustible utilizado,

produciendo un cambio de caudal y una consecuente modificacin de la inyeccin,

descontrolando significativamente la hermeticidad del sistema del inyector13, en la

misma no se deben presentar astillas ni rebabas producidas por el desprendimiento de

material de los componentes anteriores del sistema CRDI (Common Rail Direct

Injection)

___________________________________________________________________________________________


2013].

Cobo Baquerizo - 61

Figura 2. 49: Averas en la vlvula de bola14


1. Leve desgaste

2. Leve desgaste



___________________________________________________________________________________________


Cobo Baquerizo - 62

2.7.7 AVERAS EN LA SUPERFICIE DE APOYO DEL INYECTOR

Figura 2. 50: Averas en la superficie de apoyo del inyector14


1. No hay desgaste

2. Leve desgaste



La superficie de apoyo del inyector, une hermticamente el cuerpo del inyector con

el inyector, por el circula el combustible hacia las diferentes cmaras, el mismo que

es propenso a sufrir averas por el tipo de combustible que se usa, en el mismo se

pueden producir corrosiones tanto en su superficie como en sus taladros, lo que

provocara desprendimiento

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