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Filtración de combustible

Contenido

1. El motor diésel 2. La bomba de inyección 3. Sistema de combustible 4. Contaminación en el combustible 5. Filtros de combustible 6. Filtros de gasolina 7. Filtración en el diésel 8. Separación agua/combustible 9. Biodiesel


El motor Diésel

Patentado por el ingeniero alemán Rudolf Karl Diésel en el año de 1892.


Rudolf Karl Diésel

Ingeniero alemán inventor del motor de combustión de alto rendimiento.


Evolución tecnológica


Robert Bosch

Ingeniero industrial alemán que en 1922 desarrollo la bomba de inyección de combustible para motores.


Bomba de inyección


Bomba lineal


Bomba de pistón radial


Bomba de sistema common rail


Sistema common rail


Esquema del sistema típico de inyección


Funciones de la unidad de mando

• Cálculo de la cantidad de combustible necesario en cada momento, determinado cilindro a cilindro.

• Control de la bomba auxiliar de combustible • Control de la presión de inyección • Enriquecimiento en fase de arranque • Corte de inyección en marcha por inercia • Limitación del caudal inyectado por humos • Regulación del ralentí • Límite de revoluciones máximas • Corrección del caudal para suavidad de marcha


Funciones de la unidad de mando

• Cálculo del momento de inyección básico y de adaptación para el arranque y el calentamiento

• Control de la electroválvula de la recirculación de gases de escape • Control de la electroválvula para la regulación de presión de soplado del turbo • Control del sistema de calefacción adicional • Control de los calentadores en fase precalentamiento y postarranque • Control de la temperatura del combustible • Control de la temperatura del motor • Diagnóstico de averías en componentes del sistema • Funciones de emergencia


¿Qué es el sistema de combustible?

El sistema de combustible suministra, transfiere, limpia y envía combustible hacia la cámara de combustión de los motores para que se produzca la combustión y de esta manera, se genere energía y potencia.


Contaminación en el combustible

La contaminación en el sistema de combustible es una realidad. Los contaminantes más comunes que se encuentran en el combustible diésel son: • Elementos orgánicos • Microorganismos • Agua • Elementos inorgánicos


Componentes orgánicos

Los componentes orgánicos del combustible pueden convertirse en contaminantes tales como los asfáltenos. Se producen como resultado de: • Oxidación o degradación del

combustible • Estabilidad térmica (capacidad para

manipular el calor) • Reacciones a temperaturas frías

(encerado) • Reacción inestable a la mezcla de

aditivos (aditivo de lubricante mezclado con aditivo de combustible.)


Formación de microorganismos

El crecimiento de microorganismos se produce cuando una mezcla de agua y combustible diésel permanece almacenada sin uso durante un determinado período de tiempo. Estos microorganismos viven en el agua, se alimentan del combustible diésel y pueden desarrollarse en todo tipo de interfaz de combustible.


Cera

Añade energía al combustible diésel; sin embargo, la cera se espesa y se gelatiniza en tiempo frío y reduce o detiene el flujo de combustible.


¿Cómo ingresa el agua en el combustible?

Existen diversas maneras en las que el agua se puede introducir dentro del combustible: • El proceso natural de quemado de combustible permite que, a medida que

bajan los niveles de combustible, ingrese aire a menor temperatura en el tanque. El aire a menor temperatura entra en contacto con el combustible a mayor temperatura y se produce la condensación.

• El agua en el combustible puede estar en la fuente de combustible, tanto de

los tanques de almacenamiento como del proveedor de combustible.


Formas del agua en el combustible

El agua en el combustible puede presentarse en dos formas: libre y emulsionada. • El agua libre es el agua que no es

arrastrada con el combustible y se elimina en un período de tiempo breve.

• El agua emulsionada es arrastrada con

el combustible y se elimina con mayor dificultad. El agua se une al combustible cuando la mezcla de combustible/agua pasa a través de una

bomba de combustible.


Depósito de combustible

Agua libre

Agua emulsionada

Efectos del agua en el combustible

• El agua en el combustible puede producir fallas prematuras en los componentes o reducir la vida útil de los componentes, aumentando los costos de funcionamiento y el tiempo de inactividad por fallas.

• Desgaste y corrosión en la bomba de transferencia que pueden producir presiones y flujos reducidos, que usualmente se advierten por problemas en el arranque.

• Desgaste innecesario de las boquillas del inyector que causa patrones de rociado ineficientes y se advierte mediante el rendimiento ineficiente o el ahorro de combustible.

• La reducción de la vida útil del filtro aumenta el tiempo y los costos de servicio. Además, el agua puede contener microorganismos o servir como espacio donde los microorganismos pueden desarrollarse. Al quedar atrapados en los filtros, con el tiempo, los microorganismos generan problemas que reducen la vida útil del filtro.

• Destruye las propiedades lubricantes del combustible, daña los componentes del sistema de combustible y obstruye el flujo de combustible a bajas temperaturas


Contaminación inorgánica

La contaminación inorgánica incluye: • Desgaste de componentes metálicos • Óxido • Sarro • Suciedad Dicha contaminación puede producir el mayor daño a los componentes del sistema de combustible debido a su naturaleza fuerte y abrasiva.


Efectos de la contaminación

• Desgaste y corrosión en la bomba de transferencia que pueden producir presiones y flujos reducidos, que usualmente se advierten por problemas en el arranque.

• Desgaste innecesario de las boquillas del inyector que causa patrones de rociado ineficientes y se advierte mediante el rendimiento ineficiente o el ahorro de combustible.

• La reducción de la vida útil del filtro aumenta el tiempo y los costos de servicio.


Filtros de combustible


Función del sistema de admisión de combustible


Filtro típico para gasolina


Función de un filtro de gasolina


Características de un filtro de gasolina carburador


• Carcasa plástica pequeña • Papel plisado de poco tamaño • No aguantan alta presión • No resisten alto kilometraje

Ventaja filtros de inyección gasolina


• Tamaño más grande • Papel resinas especiales • Carcasa metálica • Trabajan a alta presión • Vienen para alto kilometraje

Comparación de filtros de inyección


Filtración en el diésel


Filtros de combustible diésel


• Filtración más eficiente • Mayor cantidad de filtros • Variedad de filtros • Diferentes micronajes • Resisten alta presión

Filtros primarios


Retienen los contaminantes mas grandes y el agua presente en el combustible. • Tienen mayor tamaño del poro

o micra • Se instalan antes de la bomba

y después del tanque • Retienen los contaminantes

más grandes • Ofrecen mayor caudal

Filtros secundarios


Poseen mayor eficiencia de filtrado para retener los contaminantes que el filtro primario no puede. • Micronaje más pequeño • Retiene contaminantes más finos • Se instalan después de la bomba • Son mas restrictivos

Filtros para sistemas de common rail


Es un filtro mixto de alta eficiencia con una conexión adicional para el retorno del combustible. Con medio filtrante enrollado formando canales de flujo ofrece mayor capacidad que un filtro con medio plisado.

Filtro mixto separador


1. Junta o empaque 2. Cierre de seguridad 3. Disco o base en acero 4. Medio filtrante 5. Salida de diésel limpio 6. Entrada de combustible 7. Tubo central 8. Cápsula o cuerpo 9. Colector de agua 10. Llave de drenaje 11. Orificio de salida de agua

Propiedades del medio filtrante


La coalescencia Permite el aglutinamiento de gotas muy pequeñas de agua formando gotas mas grandes que por mayor densidad caen a la parte mas baja del filtro.

Separadores de agua combustible tipo turbina


Con tres etapas de filtrado ofrecen protección extra en los sistemas de inyección ya que separan la totalidad del agua presente en el combustible. Para aplicaciones industriales y marinas.

Partes de un filtro separador


1 Entrada de combustible 2 Tubo central de entrada 3 Válvula de flujo 4 Cono despresurizador 5 Agua en el combustible 6 Flujo del combustible 7 Elemento filtrante

Etapas de separación 1ª Etapa: Densidad - Gravedad


En esta etapa los contaminantes líquidos y sólidos de mayor tamaño, se separan del combustible mediante la acción centrífuga de la turbina estática. Como los contaminantes son más pesados, el combustible se decanta al fondo del colector transparente, pudiendo ser extraído del mismo mediante una válvula de drenaje.

Etapas de separación 2ª Etapa: Coalescencia


Esta etapa funciona cuando los contaminantes más livianos permanecen en suspensión en el combustible y fluyen hacia el deflector coalescente. Aquí las partículas diminutas se adhieren y fusionan entre sí, adquiriendo mayor peso y decantándose al colector transparente.

Etapas de separación 3ª Etapa: Filtrado por celulosa siliconada que repele agua


En esta etapa el combustible pasa a través de un elemento filtrante, donde queda retenido el resto de los contaminantes líquidos y sólidos. Tanto en las pruebas de laboratorio como en las de campo se ha comprobado que los contaminantes sólidos de 6 a 12 micrones son los causantes de la mayoría de los daños por desgaste de las piezas y componentes de bombas, debido a las pequeñas tolerancias de funcionamiento permitidas. Este problema se elimina virtualmente con el elemento reemplazable legítimo.

Separación de agua-combustible para servicio semi pesado


Filtro primario de combustible Diesel/separador de agua, para servicio pesado. Dispone de una entrada y dos salidas para facilitar una adecuada instalación.

Partes de un elemento


1. Manija integrada se gira hacia arriba para facilitar el retiro del elemento durante el servicio.

2. Mecanismo de desvío de emergencia se gana acceso al mecanismo perforando la lengüeta (by pass).

3. Medio filtrante de alta eficacia HydroShield™ repele el agua y otros contaminantes, y protege la caja de la turbina al extraer el agua del combustible.

4. Tubo central de costura en espiral ayuda a prevenir el colapso causado por una diferencia repentina entre las presiones interna y externa.

5. Sellos para postes integrales están moldeados directamente en las tapas de los extremos para facilitar el servicio y confiabilidad de las aplicaciones.

6. ”Chavetas” abren la válvula de cierre para activar el flujo cuando el elemento está instalado en la carcasa.

Biodiesel


El biodiesel es un carburante de origen vegetal, se utiliza normalmente mezclado con el combustible diésel en una proporción de entre el 10% y el 20%. Este tipo de carburante se presenta como una alternativa considerada como 'ecológica' con respecto al gasóleo. La producción comercial de este combustible empezó en 1989 y desde entonces su uso ha experimentado un aumento importante, especialmente en motores diésel industriales.

Efectos del biodiesel en los filtros


El biodiesel tiene propiedad de solvente y puede actuar como un solvente en el diésel. Mezclas mayores de B20 pueden tener suficiente efecto solvente para disolver los depósitos de barniz de las paredes de los tanques de almacenamiento de diésel o de los sistemas de combustible. El rompimiento de esos barnices puede contaminar el diésel con partículas que causan que el filtro se tape rápidamente.

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