curso diesel 1.1

8/3/2019 Curso Diesel 1.1

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CURSO DIESEL


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Que es un motor de combustin interna?

Analicemos el significado de los trminos CombustinInterna:

Combustin significa quemar Interna que se quema en el interior Por lo tanto, todo motor de combustin interna es aquel en

que el combustible se quema en su interior. El motor es un recipiente en el que introducimos una mezcla

de aire y combustible para hacer que se queme adentro de

el. Resumiendo pude decirse que el motor es un dispositivo queconvierte energa calrica en fuerza mecnica til


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Que elementos se necesitanpara construir un motor?

Los elementos son los

siguientes: Aire, combustible ycombustin

Movimiento alternativo yrotativo

Compresin de mezcla aire y

combustible Ciclos que pueden ser dos ocuatro tiempos

Aire.- Se lo necesita parasuministrar el oxigenonecesario para quemar elcombustible. Pero el aire tienetambin otras dos propiedadesque afectan al funcionamientodel motor:

El aire es compresible: un

metro cbico de aire se puedecomprimir en un litro o menos

General


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El aire se calienta alcomprimirlo: las molculasproducen calor por efecto de lafriccin.

Combustible.- Tiene quemezclarse fcilmente con el

aire y quemarsecompletamente.

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Combustin.- Es el proceso por el que el oxigeno del aire se combinan con elcombustible.

Lo que importa es la rapidez con la que se produce esta combinacin, ya quetiene que ser explosiva para aprovechar toda la energa calrica liberadapor la combustin.

En el aire atmosfrico en calma, la gasolina arde perezosamente. Ello es debidoa que el aire solo se pone en contacto con la superficie del combustible.Para acelerar la combustin se pueden hacer dos cosas:

1.- Calentar el combustible2.- Vaporizar el combustible

Sin embargo una combustin explosivademasiado rpida y potente podra

destruir el motor por tener lugar dentro

de una cmara cerrada.

La velocidad de la combustin se puede

variar modificando alguno de lossiguientes factores: (1) el grado de

compresin de la mezcla (con lo que se

calienta ms o menos); (2) la riqueza en

combustible de la mezcla y (3) la

volatizad del combustible.


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Movimiento alternativo y rotatorio Para transmitir la fuerza, el motor desarrolla dos tipos de movimientos: Movimiento alternativo o de vaivn

Movimiento rotatorio o circular, alrededor de un punto

General

El motor convierte el movimiento alternativo,en movimiento rotatorio. Se necesitan cuatrocomponentes bsicos para transformar elprimer movimiento en el segundo: CilindroPistn Biela Cigeal


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REQUISITOS UNIDAD MNIMO MXIMO METODO DE ENSAYO

Punto de Inflamacin oC 51 -NTE INEN 1047

Agua y sedimento% volumen - 0.05

NTE INEN 1494

Residuo carbonoso sobre e|l 10% de residuo

de destilacin % peso - 0.15

NTE INEN 1491

Cenizas % peso - 0.01NTE INEN 1492

Temperatura de destilacin del 90%6.0oC - 360

NTE INEN 926

Viscosidad cinemtica a 37.8oCoSt 2.5 6.0

NTE INEN 810

Azufre % peso - 0.05NTE INEN 1490

Corrosin a la lmina de cobre- - N3

NTE INEN 927

ndice de cetato calculado - 45 -NTE INEN 1495

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Historia del motor Diesel

El motor diesel tiene ms de 100 aos desde su invencinEste motor es de combustin interna y puede funcionar bajo ciclos de

dos o cuatro tiempos. Su fundamento se basa en la entrada deaire, el cual es comprimido a altas relaciones del orden de 16 a

22:1, con lo que se provoca la combustin.Rudolf Christian Karl Diesel naci en Francia en 1858, pasando suinfancia y juventud hasta 1870, en la ciudad de Pars y susalrededores. Diesel fue ingeniero especializado entermodinmica. Estudio en Inglaterra y ms tarde en 1893 segradu en el politcnico de Munich.

En 1892 patent el motor de combustin interna que lleva su nombre yque trabaja a base de la auto ignicin del combustible. En 1885Diesel comenz sus experiencias de laboratorio que seextendieron por 13 aos, hasta que comenz con la construccinde su primer motor el 10 de agosto de 1893 en Augsburg,Alemania, asociado con una firma perteneciente al grupo Krupp,la Maschinenfabrik Augsburg-Nrnberg AG (M.A.N.). Losexperimentos continuaron su curso hasta que el 4 de octubre de1897 fecha en la que haba logrado un motor de una eficiencia

terica y prctica de 75,6%, que contrastaba con el motor devapor que lograba tan solo 10 por ciento.Para 1898 Diesel era un millonario por la venta de franquicias a

empresas en Europa y otras partes del mundo. Su motor fueusado en oleoductos, plantas de agua y elctricas, minera,transporte martimo y fluvial as como camiones, automviles.

En 1913 durante un viaje a Inglaterra se suicid tirndose a las aguas

del canal de la Mancha.

General
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Motor Diesel

Constitucin mas robusta de pistones, brazos de biela, cigeal, cabezotes,etc.

Modo de trabajar el motor diesel de cuatro tiempos.

El proceso de combustin segn el cual trabaja el motor diesel se diferenciaen puntos esenciales del proceso para motores a gasolina (ciclo Otto).

El motor diesel aspira nicamente aire que comprime fuertemente.

En el aire fuertemente comprimido se inyecta combustible. El motor dieselcarece de carburador. El aire, fuertemente comprimido, esta tan caliente que el combustible que se

le inyecta se inflama espontneamente; el motor diesel trabaja por lo tantomediante autoencendido.

La mezcla combustible aire se forma nicamente en la cmara decombustin; el motor diesel trabaja, pues, con formacin interna de la

mezcla. En el motor diesel se emplean generalmente combustibles de vaporizacin

difcil.

General


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Admisin: en la carrera descendente del pistn a travs de la vlvula deadmisin abierta se aspira aire fresco filtrado. El aire toma calor de las

vlvulas, del pistn y de las paredes del cilindro.

Compresin: con las vlvulas cerradas, el pistn en su carrera ascendente,comprime el aire aspirado. La relacin de compresin esta entre 14 y 22 a 1.

Por medio de esta elevada compresin que llega a presiones de unos 30 a 55bar, el aire alcanza temperaturas entre 700 y 900C (calor de compresin).

Hacia el final del periodo de compresin (20 a 30 antes del PMS) se inyectael combustible diesel finamente pulverizado.

Expansin: el combustible inyectado al final de la compresin se evaporiza ala alta temperatura reinante y se mezcla con el aire caliente. La mezcla se

inflama espontneamente. La presin de combustin (presin mxima de 65 a90 bar aproximadamente) impulsa el pistn hacia abajo.

Escape: a travs de la vlvula de escape abierta, los gases quemados salendel cilindro a causa de la presin todava existente y son empujados por el

pistn hacia el escape. A plena carga la temperatura de los gases es an de550 a 750C.

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Q1

Q2

L


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Diesel Gasolina

Combustible Diesel Gasolina

Abastecimiento decombustible

Bomba de inyeccin decombustible

Carburador EGI

Formacin de mezcla Inyeccin de combustibleen aire comprimido

Aire y gasolina mezcladoen la admisin

Sistema de ignicin Ignicin natural por colory presin

Ignicin por buja

Radio de compresin 16-23 : 1 8-9 : 1

Eficiencia trmica 30-34% 25-28%Ruido y vibracin Alta Baja

Peso del motor Vs HP(kg/hp) (2000-3000 cc )

3.0-3.5 2.0-2.5

G l


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El combustible diesel se inyecta a los cilindros de dosformas principales, de forma directa y de formaindirecta.

De forma indirecta el combustible es inyectado en unaprecamara de combustin, este sistema siempre

necesita de bujas de incandescencia para el arranqueen fri.De forma directa el combustible es inyectado

directamente en el cilindro por lo general en este

sistema la cmara de combustin esta en el mismopistn y pueden presentir de bujas de incandescenciadependiendo de algunos factores.

General


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G l


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GeneralBuja de espiga incandescente

La espiga de la buja esta montada a presin de forma fija yestanca a los gases de escape en un cuerpo de la buja, y constade un tubo metlico resistente a los gases calientes y a la

corrosin, que lleva en su interior un filamento incandescenterodeado de polvo compactado de xido de magnesio.

G l


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La resistencia aumenta en las bujas de espiga

incandescente, Las bujas recientes se caracterizan poralcanzar con mayor rapidez la temperatura necesaria para el

encendido (850 C en 4 seg.) y por una temperatura de

inercia ms baja; la temperatura de la buja se limita as a

valores no crticos para si misma. En consecuencia, la bujade espiga incandescente puede continuar funcionando hasta

tres minutos despus del arranque. Esta incandescencia

posterior al arranque da lugar a una fase de aceleracin y

calentamiento mejoradas con una reduccin importante de

emisiones y gases de escape as como reduccin del ruido

caracterstico en fro de los motores Diesel.

General


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1. Bombas de inyeccin EN linea2. Bombas de inyeccin rotativas tipo VE

3. Bombas de inyeccin rotativas dembolos radiales tipo VR

4. Sistema de riel comn


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Bombas de inyeccin en lnea


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Bomba de inyeccin en lineaEste tipo de bomba ideada por Robert Bosch a

principios del siglo XX ha sido la mas utilizada por nodecir la nica que funcionaba sobre todo en vehculos

pesados, incluso se uso en turismos hasta la dcada

de los 60 pero se vio sustituida por las bombas

rotativas mas pequeas y mas aptas para motores

rpidos. Este tipo de bombas es de constitucin muy

robusta y de una fiabilidad mecnica contrastada, susinconvenientes son su tamao, peso y que estn

limitadas a un numero de revoluciones que las hacen

aptas para vehculos pesados pero no para turismos.

La bomba en linea esta constituida por tantos

elementos de bombeo, colocados en linea, como

cilindros tenga el motor. En su conjunto incluyeadems de los elementos de bombeo, un regulador

de velocidad que puede ser centrifugo, neumtico o

hidrulico; un variador de avance automtico de

inyeccin acoplado al sistema de arrastre de la

bomba.




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Clasificacin de la bombas de inyeccin en linea PE

Caractersticas: Tipos:

M A MW P3000 P7100

Presin de

inyeccin (bar) 550 750 1100 950 1300

Aplicacin

Turismos yvehculos detransporte

Camiones ligeros y medianos, tractores, motoresindustriales

Camiones de grantonelaje,motores

industriales

Potenciaporcilindro(kW/cilindro)

20 27 36 60 160




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Regulador de velocidad Bombas de inyeccin en lnea


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Regulador de velocidadEl regulador de velocidad tiene por misin regular la velocidad mxima y minima(principalmente) que el motor puede alcanzar cuando decrece su par resistente ocuando trabaja en vaco, actuando sobre la cremallera que regula la dosificacin decombustible. Sin embargo, puede ocurrir que, en posicin de plena carga, el motor serevolucione (p, ejemplo: al bajar una pendiente). Entonces el regulador para mximavelocidad desplaza la cremallera, de forma que disminuya el combustible o caudal ainyectar a medida que el numero de revoluciones aumenta.El regulador para velocidad mnima del motor acta cuando, estando la cremallera enposicin de mnimo consumo,




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Regulador de avance a la inyeccin Como los sistemas de encendido para motores de gasolina, es necesario adelantar o

retrasar el inicio de la combustin (salto de chispa) teniendo en cuenta el n de r.p.m.del motor y la carga del mismo (pedal del acelerador mas o menos pisado). En losmotores Diesel como no hay salto de chispa, el inicio de la combustin se producecuando inyectamos el combustible en el cilindro del motor, por lo tanto, ser labomba de inyeccin la que controlara el inicio de la inyeccin. La bomba deinyeccin debe disponer de un elemento que actu sobre el rbol de levas de lamisma y as poder sincronizar el principio de inyeccin en los elementos de bombeopor medio del giro en el rbol de levas un cierto ngulo que puede variar hasta 8.




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ba y a


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Principio de funcionamiento del regulador


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Regulador acoplado al movimiento del motor

Regulador de velocidad acoplado al movimiento del motor. Gira a lamitad de vueltas que el cigueal


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Principio de funcionamiento del regulador


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El motor aumenta su velocidad y los contrapesos se empiezan a separar


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El motor alcanza su mxima velocidad y los contrapesos se separan al mximo

F i i d l l d


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Funcionamiento del regulador

Posicin de reposo, pedal sin pisar, motor parado

F i i d l l d


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Posicin de funcionamiento, pedal accionado, los contrapesos empiezan adesplazarse, el movimiento se transmite en su totalidad a la barra

cremallera, aumenta el caudal de inyeccin


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F i i t d l l d


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Aumenta la velocidad del motor, los contrapesos se desplazan, el pedal estasin pisar y la cremallera se retrae disminuyendo el caudal de inyeccin de labomba


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Regulador mecnico de mnima y mxima


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El conjunto del regulador esta formado por una carcasa, con tapa de aleacin ligera, acoplada

sobre el lado posterior de la bomba (lado contrario al arrastre) y cuyo interior se alojan el

conjunto de piezas que componen el sistema de mando de la cremallera y el equipo de regulacin

para mxima y mnima velocidad.



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Bomba rotativa de inyeccin tipo VEBombas de inyeccin rotativa tipo VE


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Bomba rotativa de inyeccin tipo VEAplicaciones

El campo de aplicacin y el diseo de labomba vienen determinados por el nde rpm, la potencia y el tipo deconstruccin del motor diesel. Lasbombas de inyeccin rotativas seutilizan principalmente en automvilesde turismo, camiones, tractores ymotores estacionarios.

Generalidades

A diferencia de la bomba de inyeccinen lnea, la rotativa del tipo VE nodispone ms que de un solo cilindro yun solo mbolo distribuidor, aunque elmotor sea de varios cilindros. Lalumbrera de distribucin asegura elreparto, entre las diferentes salidas

correspondientes al n de cilindros delmotor, del combustible alimentado porel mbolo de la bomba.

Bombas de inyeccin rotativa tipo VE


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1.- Vlvula reguladora de presin en el interior de la bomba.

2.- Grupo regulador del caudal de combustible a inyectar.3.- Estrangulador de rebose (retorno a deposito).4.- Cabezal hidrulico y bomba de alta presin5.- Bomba de alimentacin de aletas.6.- Vaciador de avance a la inyeccin.7.- Disco de levas.8.- Vlvula electromagntica de parada.

Bombas de inyeccin rotativa tipo VESeccin de baja presin


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Seccin de baja presin

Los elementos que forman la parte de baja presin en las bombas rotativas

son:

* Bomba de alimentacin de aletas.

* Vlvula reguladora de presin.Estrangulador de rebose.

En el circuito de alimentacin de los motores diesel, el combustible es

aspirado del depsito mediante la bomba de alimentacin de aletas y

transportado al interior de la bomba de inyeccin. Para obtener en el interiorde la bomba una presin determinada en funcin del rgimen (n de rpm), se

necesita una vlvula reguladora de presin que permita ajustar una presin

definida a un determinado rgimen. La presin aumenta proporcionalmente al

aumentar el n de rpm, es decir, cuanto mayor sea el rgimen, mayor ser la

presin en el interior de la bomba.

Una parte del caudal de combustible transportado retorna, a travs de la

vlvula reguladora de presin a la entrada de la bomba de aletas. Adems,

para la refrigeracin y auto purga de aire de la bomba de inyeccin, el

combustible retorna al depsito de combustible a travs del estrangulador de

rebose dispuesto en la parte superior de la bomba.



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Elementos que forman la parte de baja presin de una bomba de inyeccin:1.- Eje de accionamiento; 2.- Vlvula reguladora de presin; 3.- Anillo de apoyo; 4.-

Rueda dentada de accionamiento del regulador de caudal de combustible; 5.- Garra dele e 6.- Anillo excntrico 7.- Estran ulador de rebose.



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Bomba de alimentacin de aletas: Esta montada entorno al eje deaccionamiento de la bomba de inyeccin. El rotor (2) de aletas (1) estacentrado sobre el eje y es accionado por una chaveta del disco. El rotorde aletas esta rodeado por un anillo excntrico (3) alojado en el cuerpo.



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Vlvula reguladora de presin:situada cerca de la bomba dealimentacin de aletas. Esta vlvulaes de corredera, tarada por muelle,con lo que se puede variar lapresin en el interior de la bombade inyeccin segn el caudal decombustible que se alimente. Si lapresin de combustible excede undeterminado valor, el embolo de lavlvula abre el taladro de retorno,de forma que el combustible puedaretornar a la entrada de la bomba

de alimentacin de aletas. Lapresin de apertura de la vlvula ladetermina la tensin previa delmuelle de compresin



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Estrangulador de rebose: va roscado enla parte superior de la bomba deinyeccin. Permite el retorno de uncaudal variable de combustible aldeposito, a travs de un pequeo orificio(dimetro 0.6 mm.). El taladro ofrece unaresistencia a la salida de combustible, por

lo que se mantiene la presin en elinterior de la bomba. Como en el recintointerior de la bomba se necesita unapresin de combustible exactamentedefinida de acuerdo con el rgimen, elestrangulador de rebose y la vlvulareguladora de presin estn coordinadosentre si en lo que al funcionamiento serefiere.



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Elementos de la bomba encargados de generar y distribuir el combustible a alta presin: 1.- Eje deaccionamiento; 2.- Disco cruceta; 3.- Anillo de rodillos;4.- Rodillo; 5.- Disco de levas; 6.- Arandelas de ajuste; 7.- Embolo distribuidor; 8.- Puente elstico; 9.-Corredera de regulacin; 10.- Cabeza distribuidora;11.- Muelle; 12.- Racor de impulsin (vlvula de reaspiracin).

F i i d l i d l i d l b b



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Funcionamiento de la seccin de alta presin de la bomba

El movimiento rotativo del eje de accionamiento (1) se transmite almbolo distribuidor (7) por medio de un acoplamiento. Las garras del ejede accionamiento y del disco de levas (5) engranan en el disco cruceta (2)dispuesto entre ellas. Por medio del disco de levas, el movimientogiratorio del eje de accionamiento se convierte en un movimiento deelevacin y giro. Esto se debe a que la trayectoria de las levas del discodiscurre sobre los rodillos del anillo. El mbolo distribuidor es solidariodel disco de levas por medio de una pieza de ajuste, y esta coordinadopor un arrastrador.

El desplazamiento del mbolo distribuidor hacia el punto muertosuperior (PMI) esta asegurado por el perfil del disco de levas. Los dosmuelles antagonistas del mbolo, dispuestos simtricamente, quereposan sobre la cabeza distribuidora (10) y actan sobre el mbolodistribuidor a travs de un puente elstico (8), que provocan eldesplazamiento del mbolo al punto muerto inferior (PMI). Adems,dichos muelles impiden que el disco de levas pueda saltar, a causa de laelevada aceleracin, de los rodillos del anillo.

Para que el mbolo distribuidor no pueda salirse de su posicin central acausa de la presin centrifuga, se ha determinado con precisin la alturade los muelles antagonistas del mbolo que estn perfectamentecoordinados.



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Conjunto de cabeza y mbolo distribuidores: 1.-Cabeza distribuidora; 2.-

Embolo distribuidor; 3.- Racor de impulsin; 4.- Vlvula de reaspiracin

(tambin llamada de impulsin); 5.- Corredera de regulacin.



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Entrada de combustible:Con el mbolo (1) en posicin PMI (PuntoMuerto Inferior), el combustible entra alrecinto de alta presin (5), a travs delcanal de entrada (3) y la ranura de control(4).

Alimentacin de combustible.Durante la carrera de PMI hacia PMS (PuntoMuerto Superior), el mbolo cierra el canalde entrada (3), sometiendo a presin alcombustible que se encuentra en el recinto

de alta presin (5). Durante el movimientogiratorio del embolo (1) la ranura dedistribucin (8) coincide con uno de losorificios que tiene la cabeza distribuidora (7)y que alimenta a uno de los inyectores.



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Fin de alimentacin.La alimentacin de combustible concluye encuanto la corredera de regulacin (2) abrelos orificios de descarga (9).

Entrada de combustible.Cuando el mbolo retorna de PMS hacia PMIen su movimiento alternativo y sumando aeste el movimiento rotativo se cierra laranura de distribucin (8) y se abre el canalde entrada (3) para volverse a llenar de

combustible el recinto de alta presin (5).



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Vlvula de reaspiracin (tambin llamada de impulsin)

Esta vlvula asla la tubera que conecta la bomba con el inyector de la propia bomba

de inyeccin. La misin de esta vlvula es descargar la tubera de inyeccin trasconcluir la fase de alimentacin de la bomba, extrayendo un volumen exactamentedefinido de la tubera para por una parte mantener la presin en la tubera (as laprxima inyeccin se realice sin retardo alguno), y por otra parte debe asegurar,igualmente, la cada brusca de la presin del combustible en los conductos paraobtener el cierre inmediato del inyector, evitando as cualquier minina salida de

combustible, unida al rebote de la aguja sobre su asiento.

Esquema de una vlvula de reaspiracin: 1.- Salida de combustible haciainyector a travs del tubo; 2.- Pistn de expansin; 3.- Cono de vlvula; 4.- Muelle;

5.- Porta-vlvula unido a la bomba.

Bombas de inyeccin rotativa tipo VEInyectores


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La misin del inyector es introducir el combustiblealimentado a alta presin por la bomba de inyeccin a lacmara de combustin del motor. El inyector consta decuerpo y aguja. Ambos estn ensamblados con una

precisin de ajuste del orden de 2 a 4 micrmetros y solodeben utilizarse como unidad completa.El conjunto inyector/porta inyector va montado en la culatadel motor. El porta inyector sirve para fijar el inyector en laculata, y para estanqueizarlo frente a la cmara decombustin. El tubo de alimentacin desemboca en el portainyector. Este tiene, adems, una conexin para la fuga decombustible.

Tipos de inyectores

Se distinguen dos tipos de inyectores:- Inyectores de orificios para motores de inyeccin directa.- Inyectores de tetn para motores con precmara decombustin y cmara de turbulencia.Dentro de estos dos tipos de inyectores existe, sin embargo,

diversidad de variantes previstas para los diferentes tipos demotores.

Inyector de tetn: 1.- Entrada de combustible; 2.- Tuercade racor para tubera de alimentacin; 3.- Conexin paracombustible de retorno; 4.- Arandelas de ajuste de presin;5.- Canal de alimentacin; 6.- Muelle;7.- Perno de presin;8.- Aguja del inyector; 9.- Tuerca de fijacin del portainyector a la culata del motor.



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Inyectores de orificios

Tienen un cono de estanqueidad, un asiento deinyector de forma muy particular en el cuerpo delinyector y un taladro ciego. Los inyectores de orificiosse realizan predominantemente con perforacionesmltiples. Sin embargo, tambin los hay de un solo

orificio. En funcin de las condiciones de la cmara decombustin, el orificio de inyeccin del inyector deorificio nico puede estar dispuesto central olateralmente. En el caso de inyectores de variosorificios de inyeccin, estos pueden estar dispuestossimtrica o asimtricamente. La presin de apertura

del inyector se encuentra por lo general entre 150 y250 bar.

Seccin del inyectorde orificios: 1.-

Cuerpo del inyector; 2.-Aguja del inyector; 3.-

Asiento del inyector; 4.-

Taladro ciego; 5.-Agujero de inyeccin.



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Bombas de inyeccin rotativa tipo VE Regulacin mecnica de la dosificacin de


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Regulacin mecnica de la dosificacin decombustible.

El comportamiento de los vehculos diesel essatisfactorio cuando el motor responde acualquier movimiento del acelerador. Al ponerloen marcha, no debe tender a pararse de nuevo.Cuando se vara la posicin del pedal delacelerador, el vehculo debe acelerar o retener

sin tirones. A idntica posicin del acelerador ycon pendiente constante de la calzada, lavelocidad de marcha debe mantenerse asimismoconstante. Al dejar de pisar el acelerador, elmotor debe retener el vehculo. En el motordiesel, estas funciones estn encomendadas al

regulador de rgimen o tambin llamadoregulador de la dosificacin de combustible.

d l l d



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Funciones del regulador

- Regulador del ralent

El motor diesel no funciona con un rgimen de ralent inferior al prefijado, si dichorgimen ha sido regulado.

- Regulacin del rgimen mximoEn caso de bajada de rgimen mximo de plena carga esta limitado al de ralentsuperior. El regulador considera esta situacin y retrae la corredera de regulacinhacia la direccin de parada. El motor recibe menos combustible.

- Regulacin de regmenes intermediosEsta funcin corre a cargo del regulador de todo rgimen. Con este tipo deregulador tambin se pueden mantener constantes, dentro de determinadoslimites, los regmenes comprendidos entre el de ralent y el mximo.

Adems de sus funciones propias, al regulador se le exigen funciones de control:- Liberacin o bloqueo de un caudal mayor de combustible necesario para elarranque.

- Variacin del caudal de plena carga en funcin del rgimen (correccin).Para estas funciones adicionales, se precisan, en parte, dispositivos adaptadores.



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Variacin del avance a la inyeccin



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Variacin del avance a la inyeccin Este dispositivo de la bomba rotativa de inyeccin permite adelantar el

comienzo de la alimentacin en relacin con la posicin del cigeal delmotor y de acuerdo con el rgimen, para compensar los retardos de

inyeccin e inflamacin.

Funcin

Durante la fase de alimentacin de la bomba de inyeccin, la apertura delinyector se produce mediante una onda de presin que se propaga a lavelocidad del sonido por la tubera de inyeccin. El tiempo invertido en elloes independiente del rgimen, sin embargo, el ngulo descrito por elcigeal entre el comienzo de la alimentacin y de la inyeccin aumenta conel rgimen. Esto obliga, por tanto, a introducir una correccin adelantandoel comienzo de la alimentacin. El tiempo de la propagacin de la onda depresin la determinan las dimensiones de la tubera de inyeccin y lavelocidad del sonido que es de aprox. 1500 m/seg. En el gas oleo. El tiemponecesario para ello se denomina retardo de inyeccin y el comienzo de lainyeccin esta, por consiguiente, retrasado con respecto al comienzo dealimentacin. Debido a este fenmeno, a regmenes altos el inyector abre,en trminos referidos a la posicin del pistn, mas tarde que a regmenesbajos.

ConstruccinEl i d d t l hid li t d l t i f i



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El variador de avance por control hidrulico va montado en la parte inferiordel cuerpo de la bomba rotativa de inyeccin, perpendicular a su ejelongitudinal. El mbolo del variador de avance es guiado por el cuerpo de labomba, que va cerrado por tapas a ambos lados. En el embolo hay un

orificio que posibilita la entrada de combustible, mientras que en ladocontrario va dispuesto un muelle de compresin. El embolo va unido alanillo de rodillos mediante un una pieza deslizante y un perno.

Disposicin del variador deavance en la bomba rotativa:1.- Anillo de rodillos; 2.-Rodillos del anillo; 3.- Piezadeslizante;

4.- Perno; 5.- Embolo delvariador de avance; 6.- Discode levas; 7.- Embolodistribuidor.


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Dispositivos de adaptacin

La bomba de inyeccin ha sidorealizada segn el principio deconstruccin modular y puedeser equipada con diferentesdispositivos adicionales segnlas exigencias del motor. Deesta forma se consiguenmltiples posibilidades deadaptacin que permitenalcanzar los valores msfavorables de par motor,

potencia, consumo y emisionesde escape.


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Compensacin Se entiende por

compensacin laadaptacin del caudalde alimentacin de

combustible a la curvacaracterstica deconsumo del motor deacuerdo con elrgimen.

El tope de plena carga segn la presin de carga (LDA)

Funcin


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FuncinEste dispositivo se utiliza en motores sobrealimentados. En estos motores

diesel, el caudal de combustible esta adaptado al mayor volumen de aire dellenado de los cilindros. Si el motor diesel sobrealimentado funciona con un

volumen de aire inferior en los cilindros del motor, el caudal de combustibledeber ser adaptado a esta masa de aire reducida. De esta misin seencarga el tope de plena carga accionado por la presin de carga, quereduce el caudal de plena carga a partir de una presin de turbo definida.

ConstruccinEste dispositivo va montado en la parte superior de la bomba de inyeccin

como se ve en la figura. En la parte superior se encuentra la conexin parala presin de turbo y el orificio de purga. El recinto interior se divide en doscmaras autnomas y estancas al aire por medio de una membrana contrala que acta un muelle de compresin fijado al otro lado mediante unatuerca de ajuste, con la que se puede graduar la tensin previa del muellede compresin. De esta forma se adapta el momento de actuacin del tope

de plena carga a la presin del turbo en funcin de la presin de carga. Lamembrana es solidaria del perno de control, que dispone de un cono al quepalpa un pasador gua. Este pasador transmite el movimiento de regulacindel perno de ajuste a la palanca de tope, que modifica el tope de plenacarga. Con el perno de ajuste en la parte superior del LDA se define laposicin de partida de la membrana y el perno de control.


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1- Muelle de regulacin 2- Tapa del regulador 3- Palanca de tope 4- Pasador gua 5- Tuerca de

ajuste 6- Membrana 7- Muelle de compresin 8- Perno de control 9- Cono de control 10-

Tornillo de ajuste del caudal de plena carga 11- Palanca de ajuste12- Palanca de sujecin 13-

Palanca de arran ue 01- E e de iro de 3

Funcionamiento


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La presin del turbo a bajo rgimen no basta para vencer la tensin del muelle. Lamembrana se encuentra en su posicin inicial. En el momento en que la membranaes sometida a la fuerza generada por la presin del turbo, la membrana y, por tanto,

el perno de control, se desplazan en oposicin al empuje del muelle. Debido a estemovimiento vertical del perno de control, el pasador gua cambia de posicin, loque obliga a la palanca de tope a realizar un movimiento de giro alrededor de su ejede giro (01). Gracias a la fuerza de traccin del muelle de regulacin, la palanca desujecin, la de tope, el pasador gua y el cono de control se hacen solidarios. Portanto, la palanca de sujecin sigue el movimiento de la de tope, de forma que laspalancas de arranque y de sujecin describen un movimiento de giro alrededor de

su eje comn, y desplazan la corredera de regulacin en el sentido de "aumento decaudal". El caudal de combustible adapta, por tanto, a la mayor masa de airepresente en la cmara de combustin del motor.

Si la presin del turbo desciende, el muelle de compresin situado debajo de lamembrana de empuja el perno de control hacia arriba. El movimiento de ajuste delmecanismo regulador se invierte, con lo que se reduce el caudal de combustible enfuncin de la variacin de presin del turbo. Si se avera el turbocompresor, el LDAvuelve a su posicin de partida y limita el caudal de plena carga de forma quequede garantizada una combustin sin humos. El caudal de plena carga se ajustamediante el tornillo de tope de plena carga montado en la tapa del regulador (10).

Tope de plena carga segn la presin atmosfrica


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Tope de plena carga segn la presin atmosfrica(ADA)

Construccin

Se encuentra situado al igual que el que acta en funcin de lapresin de carga (LDA), en la tapa de regulador. Este tiene enlugar de la membrana, una cpsula baromtrica. El muelle de

compresin, con el que se puede determinar el momento deactuacin de la cpsula baromtrica, esta dispuesto entre elcuerpo de la tapa del regulador y el platillo de muelle. Lacpsula baromtrica esta en comunicacin con la atmsfera atravs del orificio de purga.

Funcionamiento


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En el margen de actuacin de la cpsula baromtrica seproduce un aumento de la altura de la cpsula a medida que

disminuye la presin atmosfrica. El perno de control cargadopor muelle se desplaza en oposicin a la fuerza de este, y elpasador gua describe un movimiento horizontal debido alcono de control.

La continuacin del proceso de control ya ha sido descrita en

funcionamiento del tope de plena carga en funcin de la carga(LDA). Adaptacin para arranque en fro Este sistema permite mejorar las caractersticas del motor

diesel en fro, desplazando el comienzo de la alimentacin endireccin de "avance".

La correccin la efecta el conductor desde el habitculo delvehculo por medio de un cable, o bien se realizaautomticamente mediante un dispositivo de accionamientoen funcin de la temperatura del motor.


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Bomba de inyeccin rotativa de mbolos radialesIntroduccinLa bomba rotativa de inyeccin de mbolos radiales VR fue desarrollada por


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y pBosch especialmente para motores diesel de funcionamiento rpido coninyeccin directa y una potencia de hasta 37 KW por cada cilindro. Estabomba se caracteriza por un mayor dinamismo en la regulacin del caudal ydel comienzo de inyeccin, y por presiones en el inyector de hasta 1600 bar.


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Common Rail Comportamiento del sistema En los sistemas de inyeccin convencionales (bombas rotativas o en linea) la

generacin de presin, la dosificacin del combustible as como la distribucin vanunidos en el mismo dispositivo esto tiene unos inconvenientes:


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unidos en el mismo dispositivo esto tiene unos inconvenientes:- La presin de inyeccin aumenta junto con el n de revoluciones y el caudal deinyeccin.- Durante la inyeccin aumenta la presin de inyeccin, pero hasta el final de lainyeccin disminuye otra vez hasta el valor de la presin de cierre de inyector.Las consecuencias de ello son:- Los caudales de inyeccin pequeos se inyectan con presiones mas bajas y lapresin punta es mas del doble que la presin de inyeccin media.- El desarrollo de la inyeccin es aproximadamente triangular.Traduciendo estos datos lo que quieren decir es que a bajas revoluciones el motor nodesarrolla todo su potencial por tener una baja presin de inyeccin y altas

revoluciones la presin punta de inyeccin es mayor que la necesaria.


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Esquema de un inyector: 1.- retorno decombustible a deposito; 2.- conexin elctrica

3.- electrovlvula; 4.- muelle; 5.- bola devlvula; 6.- estrangulador de entrada: 7.-estrangulador de salida; 8.- embolo de controlde vlvula; 9.- canal de afluencia; 10 agujadel inyector; 11.- Entrada de combustible apresin; 12.- cmara de control.


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Turbos de geometra variable (VTG)


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u bos de geo et a a ab e ( G)

Los turbos convencionales tienen el inconveniente que a bajasrevoluciones del motor el rodete de la turbina apenas esimpulsada por los gases de escape, por lo que el motor secomporta como si fuera atmosfrico. Una solucin para esto esutilizar un turbo pequeo de bajo soplado que empiece acomprimir el aire aspirado por el motor desde muy bajas

revoluciones, pero esto tiene un inconveniente, y es que a altasrevoluciones del motor el turbo de bajo soplado no tienecapacidad suficiente para comprimir todo el aire que necesita elmotor, por lo tanto, la potencia que ganamos a bajasrevoluciones la perdemos a altas revoluciones. Para corregireste inconveniente se ha buscado la solucin de dotar a unamisma maquina soplante la capacidad de comprimir el aire coneficacia tanto a bajas revoluciones como a altas, para ello sehan desarrollado los turbocompresores de geometra variable.


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Funcionamiento

El turbo VTG (Geometra Variable) se diferencia del turbo convencional en lautilizacin de un plato o corona en el que van montados unos alabes mvilesque pueden ser orientados (todos a la vez) un ngulo determinado medianteun mecanismo de varilla y palancas empujados por una cpsula neumticaparecida a la que usa la vlvula wastegate.

Para conseguir la mxima compresin del aire a bajas r.p.m. deben cerrarselos alabes ya que disminuyendo la seccin entre ellos, aumenta la velocidadde los gases de escape que inciden con mayor fuerza sobre las paletas delrodete de la turbina (menor Seccin = mayor velocidad). Cuando el motoraumenta de r.p.m y aumenta la presin de soplado en el colector deadmisin, la cpsula neumtica lo detecta a travs de un tubo conectadodirectamente al colector de admisin y lo transforma en un movimiento que

empuja el sistema de mando de los alabes para que estos se muevan a unaposicin de apertura que hace disminuir la velocidad de los gases de escapeque inciden sobre la turbina (mayor seccin=menor velocidad).

Los alabes van insertadosb (


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sobre una corona (segnse ve en el dibujo),pudiendo regularse elvstago roscado de unina la cpsula neumticapara que los alabes abran

antes despus. Si losalabes estn en aperturamxima, indica que hayuna avera ya que lamxima inclinacin la

adoptan para la funcin deemergencia


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En la figura de la izquierda: vemos como los alabes adoptan una

posicin cerrada que apenas deja espacio para el paso de losgases de escape. Esta posicin la adopta el turbo cuando elmotor gira a bajas revoluciones y la velocidad de los gases deescape es baja. Con ello se consigue acelerar la velocidad delos gases de escape, al pasar por el estrecho espacio quequeda entre los alabes, que hace incidir con mayor fuerza losgases sobre la turbina. Tambin adoptan los alabes esta

posicin cuando se exige al motor las mximas prestacionespartiendo de una velocidad baja o relativamente baja, lo queprovoca que el motor pueda acelerar de una forma tan rpidacomo el conductor le exige, por ejemplo en un adelantamientoo una aceleracin brusca del automvil.

.

En la figura del centro: los alabes toman una posicin mas abierta que se correspondef i i t d l t i d l i di h


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a un funcionamiento del motor con un rgimen de revoluciones medio y marchanormal, en este caso el turbo VTG se comportara como un turbo convencional. Las

paletas adoptan una posicin intermedia que no interfieren en el paso de los gasesde escape que inciden sin variar su velocidad sobre la turbina.

En la figura de la derecha: los alabes adoptan una posicin muy abierta debido a queel motor gira a muchas revoluciones, los gases de escape entran a mucha velocidaden el turbo haciendo girar la turbina muy deprisa. La posicin muy abierta de los

alabes hacen de freno a los gases de escape por lo que se limita la velocidad de laturbina. En este caso, la posicin de los alabes hacen la funcin que realizaba lavlvula wastegate en los turbos convencionales, es decir, la de limitar la velocidadde la turbina cuando el motor gira a altas revoluciones y hay una presin muy altaen el colector de admisin, esto explica por que los turbos VTG no tienen vlvulawastegate.


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Las ventajas del turbocompresor VTG vienen dadas por que se consigue un

funcionamiento ms progresivo del motor sobrealimentado. A diferencia de losprimeros motores dotados con turbocompresor convencional donde haba un gransalto de potencia de bajas revoluciones a altas, el comportamiento ha dejado de serbrusco para conseguir una curva de potencia muy progresiva con gran cantidad depar desde muy pocas vueltas y mantenido durante una amplia zona del n derevoluciones del motor.

El inconveniente que presenta este sistema es su mayor complejidad, y por tanto,precio con respecto a un turbocompresor convencional. As como el sistema deengrase que necesita usar aceites de mayor calidad y cambios ms frecuentes.Hasta ahora, el turbocompresor VTG slo se puede utilizar en motores Diesel, yaque en los de gasolina la temperatura de los gases de escape es demasiado alta(200 - 300 C mas alta) para admitir sistemas como stos.

INTERCOOLER

Introduccin


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Introduccin

La mayora de los vehculos con motorizacin turbodiesel van equipados conIntercooler. El Intercooler no es ms que un radiador de aire que mejoranotablemente el rendimiento de los motores de estas caractersticas.

Para evitar el problema del aire calentado al pasar por el rodetecompresor del turbo, se han tenido que incorporar sistemas deenfriamiento del aire a partir de intercambiadores de calor (intercooler).

El intercooler es un radiador que es enfriado por el aire que incide sobreel coche en su marcha normal. Por lo tanto se trata de un intercambiadorde calor aire/aire a diferencia del sistema de refrigeracin del motor quese tratara de un intercambiador agua/aire.

Con el intercooler (se consigue refrigerar el aire aproximadamente un40% desde 100-105 hasta 60- 65). El resultado es una notable mejora

de la potencia y del par motor gracias al aumento de la masa de aire(aproximadamente del 25% al 30%). Adems se reduce el consumo y lacontaminacin.

Funcionamiento


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El aire de admisin cuando es comprimido por la turbina aumenta

sensiblemente su temperatura (entrada del compresor= 30 C y salidadel compresor = 180 C). Este aumento de la temperatura del aireprovoca un movimiento mayor d las molculas del aire y hace queestas ocupen un espacio mayor; esto disminuye la eficienciavolumtrica del motor; ya que, cuando mayor sea la temperatura delaire para una misma presin y volumen, menor ser la cantidad

(masa) de aire existente en este volumen debido al mayor espacioocupado por las molculas de aire en movimiento.Tratando de aumentar la eficiencia volumtrica, los vehculos Cargoestn equipados con un enfriador de aire entre la turbina y el colectorde admisin. Este enfriador se localiza frente al radiador del sistemade enfriamiento. El enfriador recibe aire comprimido de la turbina ylo enfra por medio del flujo de aire ambiental que pasa a travs desus paredes. De esta forma la temperatura del aire de admisin sereduce aproximadamente 50 C.


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