G0203: Especificaci贸n y funcionamiento del sistema de inyecci贸n di茅sel para maquinaria pesada y agr铆cola.
UNIDAD 1: Sistemas de inyecci贸n di茅sel. :
Unidad 1, parte 1: Funci贸n.
Material introductorio, parte 1.
MATERIAL INTRODUCTORIO UNIDAD 1
UNIDAD 1: Sistemas de inyección diésel. :
INTRODUCCIÓN Bienvenidos al curso denominado Especificación y funcionamiento del sistema de inyección diésel para maquinaria pesada y agrícola, cuyo objetivo es que el participante pueda interiorizarse de las especificaciones y el funcionamiento de los sistemas de inyección diésel, enfocados a maquinaria pesada y agrícola, para que pueda determinar y establecer el tipo de inyección presente en las diferentes maquinarias y, de acuerdo a esto, definir las mantenciones según las especificaciones del fabricante. Para lograr este objetivo, el curso se ha organizado en tres unidades: •
Unidad 1: Sistemas de inyección diésel.
•
Unidad 2: Especificaciones y componentes del sistema de inyección directa.
•
Unidad 3: Funcionamiento y mantenimiento del sistema de inyección directa.
En la primera unidad, estudiaremos el funcionamiento de los sistemas de inyección diésel, su ciclo de operación, también clasificaremos los sistemas y abordaremos sus ventajas y desventajas. En la segunda unidad, estudiaremos en forma particular el sistema de inyección directa, sus componentes, especificaciones y las características que este sistema presenta. Y finalmente en la tercera unidad, abordaremos el funcionamiento del sistema de inyección directa y las actividades de mantenimientos de acuerdo a pautas de mantención entregadas por el fabricante. Los invitamos a revisar el material disponible en la unidad 1.
MATERIAL INTRODUCTORIO UNIDAD 1
UNIDAD 1: Sistemas de inyección diésel. :
Haciendo un poco de historia, Rudolf Diésel presentó en el año 1887 por primera vez un motor diésel en funcionamiento y al que le fue puesto su nombre. Hasta tres décadas más tarde, el motor diésel no pudo ser empleado en un vehículo, faltaba una bomba de inyección que pudiera aprovechar al máximo el motor diésel. Fue así como Robert Bosch decidió en 1922 iniciar el desarrollo de las bombas de inyección y, en 1927, las primeras bombas de inyección salieron de un centro de producción. En el año 1962, la bomba de inyección rotativa con variador automático del punto de inyección, desarrollada por los centros Bosch, dio nuevo auge al motor diésel. Dos décadas más tarde, se aplica la electrónica para optimizar la inyección diésel y con ello dar una mayor comodidad y un mejor comportamiento a los gases de escape. A partir de los años 90 ya existe una amplia gama de componentes de inyección: vehículos de turismo, furgonetas, vehículos industriales, agrícolas y de maquinaria pesada. El motor diésel, tanto por su bajo consumo como por su mejor aprovechamiento del combustible, sigue sumando más adeptos. Además se están consiguiendo motores cada vez más potentes, que a la vez de ser más silenciosos, contaminan menos.
MATERIAL INTRODUCTORIO UNIDAD 1
UNIDAD 1: Sistemas de inyección diésel. :
TEMA 1: FUNCIÓN Para poder explicar correctamente la función de los sistemas de inyección diésel, es necesario, en primer lugar, hacer la diferencia en cuanto a los sistemas de inyección de los dos principales combustibles que hoy en día se utilizan, gasolina y diésel, en la cual, en ambos casos se inyectan a través de un dispositivo denominado inyector, pero donde la real diferencia radica en que en el caso del motor a gasolina (también denominado Otto), se inyecta el combustible para realizar una mezcla con el aire proveniente del medio ambiente, para luego comprimirlo y que la inflamación se produzca por la acción de un arco eléctrico. Mientras que en el motor diésel la inyección del combustible sirve para que se produzca la ignición de este, lo que se comprime en este caso es solamente aire proveniente del medio ambiente, ya que al comprimirse el aire aumenta su temperatura y al entrar en contacto con el diésel atomizado, proveniente de la inyección, el combustible se inflama produciéndose el funcionamiento del motor diésel.
MATERIAL INTRODUCTORIO UNIDAD 1
UNIDAD 1: Sistemas de inyección diésel. :
TEMA 1: FUNCIÓN
•
Por lo antes mencionado, el sistema de combustible diésel debe inyectar una cantidad precisa de combustible atomizado y a una presión determinada en cada uno de los cilindros del motor y en el momento oportuno. La combustión se produce exactamente en el momento que el combustible entra en contacto con el aire caliente, comprimido en la cámara de combustión.
•
Ya se sabe que el proceso de combustión de un motor diésel no se produce por un arco eléctrico, sino que el proceso de combustión se establece por la alta temperatura que el aire alcanza cuando se encuentra altamente comprimido. Las características del combustible diésel, en el aspecto de autoencendido o autoinflamación son muy importantes, ya que va a ser la temperatura alcanzada la que determine el inicio de la combustión. Por ello hay que conseguir un combustible estable en su punto de encendido.
MATERIAL INTRODUCTORIO UNIDAD 1
UNIDAD 1: Sistemas de inyección diésel. :
TEMA 1: FUNCIÓN
•
¿Cuál es el punto de encendido del combustible? Se define como la temperatura a la cual se enciende este combustible en presencia del aire, vale decir, sin que exista ningún tipo de llama o chispa externa, esta situación en el diésel se produce aproximadamente a los 270 °C, por lo tanto en el interior de la cámara debe existir teóricamente una temperatura superior a los 270 °C, para que la combustión se inicie y el motor diésel logra este aspecto al comprimir el aire, de hecho es conocido que el motor diésel logra temperaturas superiores a los 500 °C y que además a mayor relación de compresión más temperatura alcanza, logrando así que en la inyección de combustible se auto encienda sin ningún inconveniente.
•
A continuación se muestra una tabla con las temperaturas alcanzadas, de acuerdo a las diferentes relaciones de compresión:
Relación de compresión
Temperatura en °C
Presión de compresión (bar)
12:1
665
27
14:1
700
33
16:1
731
40
18:1
759
46
20:1
786
54
22:1
810
60
MATERIAL INTRODUCTORIO UNIDAD 1
UNIDAD 1: Sistemas de inyección diésel. :
TEMA 1: FUNCIÓN De acuerdo a lo mencionado anteriormente, en el sistema de inyección de un motor diésel los inyectores constituyen un rol importante, ya que son el vínculo entre la bomba de inyección y el motor. Sus funciones son:
Una inyección dosificada.
La preparación del combustible.
La formación de la curva de inyección.
La hermetización del conducto de combustible con la cámara de combustión.
El combustible se inyecta a una presión muy alta. Estas altas presiones son necesarias para inyectar el combustible lo más finamente pulverizado posible. Las altas presiones impiden también el retorno de los gases calientes al conducto de alimentación de combustible. El inyector influye en gran medida sobre la preparación del combustible y, en consecuencia, sobre la potencia, consumo de combustible y emisión de sustancias nocivas del motor. En estas condiciones es especialmente importante una coordinación rigurosa entre la bomba de inyección, inyector y muelle de presión.
MATERIAL INTRODUCTORIO UNIDAD 1
UNIDAD 1: Sistemas de inyección diésel. :
CAMPOS DE APLICACIÓN DE LOS SISTEMAS DE INYECCIÓN DIÉSEL
ejor
• • • • • • •
M, MW, A, P, ZWM, CW: son bombas de inyección en línea de tamaño constructivo ascendente. PF: bombas de inyección individuales. VE: bombas de inyección rotativas de émbolo axial. VR: bombas de inyección rotativas de émbolos radiales. UPS: unidad de bomba-tubería-inyector. UIS: unidad de bomba-inyector. CR: Common Rail.
MATERIAL INTRODUCTORIO UNIDAD 1
UNIDAD 1: Sistemas de inyección diésel. :
TEMA 1: FUNCIÓN
•
En resumen, se puede mencionar que la función del sistema de inyección diésel es atomizar finamente el combustible, para poder ser inyectado al interior del motor y así se pueda realizar la combustión de la mejor manera posible. Ya que existen diferentes tipos de motores y variables en cuanto a la inyección, es necesario saber cuál es el sistema de inyección apropiado, para lograr un mejor rendimiento y mayor economía de combustible.
MATERIAL INTRODUCTORIO UNIDAD 1
UNIDAD 1: Sistemas de inyección diésel. :
BIBLIOGRAFÍA
• De Castro Vicente, M. El motor diésel en el automóvil. Editorial Ceac. • Manuales y catálogos de maquinaria Gildemeister. • Sitios de interés: BorgWarner BERU Systems GmbH www.beru.com Bosch en Chile www.chile.bosch.cl Gildemeister Maquinarias www.mgildemeister.cl
MATERIAL INTRODUCTORIO UNIDAD 1