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SISTEMA DE COMBUSTIBLE Sistemas de combustible y pruebas Al terminar esta sección, podrá identificar los componentes del sistema de combustible y su funcionamiento. También podrá realizar los procedimientos para probar la sincronización del motor y los inyectores de combustible. Sistema de combustible Después de completar este tema, podrá identificar los componentes del sistema de combustible y su operación.
Sistemas básicos En esta sección veremos la función de los sistemas de combustible y como operan. Aprenderemos a identificar los componentes usados en las bombas, los sistemas de tuberías, los sistemas con inyector unitario electrónico, e identificarnos la función de cada uno de los componentes. Además trazaremos el flujo de combustible a través del sistema. Función del sistema de combustible La cantidad de combustible que consume el motor se relaciona directamente con el par y la potencia requeridos. En general, mientras más combustible reciba el motor, habrá mayor par disponible en el volante. El sistema de combustible envía el combustible filtrado, en el momento preciso y en cantidades adecuadas para cumplir con la demanda de potencia. Los componentes del sistema de combustible hacen que el combustible enviado al motor se relacione con la demanda de potencia del motor, al variar la cantidad y el tiempo del combustible inyectado. Estas funciones las controla el corazón del sistema de combustible: la bomba de inyección de combustible.
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Bombas y tuberías La bomba de combustible y las tuberías de combustible se componen de: 1. Tanque de combustible. 2. Filtros de combustible. 3. Bomba de transferencia. 4. Bomba de inyección. 5. Regulador. 6. Mecanismo de avance de sincronización. 7. Control de cantidad de combustible. 8. Tubería de combustible de alta presión. 9. Tubería de combustible de baja presión. 10. Inyectores. 11. Tubo de retorno. Tanque de combustible El tanque de combustible almacena el combustible. Los tanques de combustible son de diferentes tamaños, y el lugar donde se encuentran instaladas depende de la aplicación específica.
Flujo de combustible El combustible empieza a circular al girar la llave para arrancar el motor. Al girar la llave, se activa un solenoide que permite la circulación de combustible de la bomba de transferencia a la bomba inyectora.
Flujo de combustible primario La bomba de transferencia de combustible (1) extrae el combustible del tanque a través del filtro de combustible primario (2). El filtro de combustible primario retiene los escombros más grandes que tenga el combustible.
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Separador de agua Algunos sistemas de combustible también tienen un separador de agua. El separador de agua retiene cualquier condensación o agua atrapada del combustible. Si no fuera así, el agua en el combustible ocasionaría daños severos al motor.
Bomba de transferencia de combustible Del filtro primario, el combustible va a la bomba de transferencia. La bomba de transferencia suministra el flujo a través de la sección de presión baja del sistema de combustible. La función principal de la bomba de transferencia de combustible es mantener un suministro adecuado de combustible limpio en la bomba de inyección. Filtro de combustible secundario El combustible sale de la bomba de transferencia y va al filtro de combustible secundario. Este filtro retiene las partículas que aún queden y los contaminantes del combustible que podrían dañar las boquillas o los inyectores. Los filtros secundarios están ubicados entre la bomba de transferencia y la caja de la bomba de inyección.
Los filtros de combustible no tienen válvulas de derivación A diferencia de los filtros de aceite, los filtros de combustible no tienen válvulas de derivación. Si los filtros se obstruyen, el combustible se bloquea y el motor no funcionará. Esto protege el motor del combustible contaminado.
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Bomba de cebado La mayoría de filtros de combustible secundarios tienen en su base una bomba de cebado de combustible. Uno puede usar la bomba para cebar el sistema. Luego de quitar la caja de la bomba de combustible durante el mantenimiento general. La bomba también se usa para cebar el sistema de combustible después de cambiar el filtro de combustible. Caja de la bomba de inyección de combustible El combustible sale del filtro secundario y fluye a la cámara de combustible dentro de la caja de la bomba de inyección. Las bombas de la caja reparten y presurizan el combustible. Generalmente, la caja se encuentra cerca de la parte delantera del motor, ya que el engranaje del cigüeñal impulsa la bomba. El regulador mecánico, el control de cantidad de combustible y, en algunos casos, la unidad de avance de sincronización se conecta en la caja. Tuberías de combustible de presión alta En los sistemas de tuberías y bombas, las tuberías de acero de combustible de presión alta conectan las bombas de inyección de combustible a los inyectores. La sección de presión alta del sistema de combustible se compone de tuberías de presión alta y de inyectores. Las cantidades adecuadas de combustible presurizado van a través de las tuberías de combustible de presión alta a los inyectores.
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Inyectores El combustible fluye, a través de las tuberías de presión alta, a los inyectores. Los inyectores están ubicados en la culata
Como funcionan los Inyectores
Los inyectores tienen válvulas que se abren cuando aumenta la presión de combustible. Cuando la válvula se abre, el combustible se atomiza y se rocía dentro de la cámara de combustión. Al final de la inyección, hay una rápida caída de presión que cierra la válvula.
Tubería de retorno de combustible Hay mas combustible disponible en la bomba de inyección de combustible que la que el motor puede usar. La tubería de retorno: 1. Envía el exceso de combustible de regreso al tanque. 2. Elimina el aire del combustible. 3. Enfría el combustible, al mantenerlo en movimiento. El sistema de combustible no funcionará correctamente si no hay una tubería de retorno.
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Corte de suministro de combustible Todo sistema de combustible, electrónica o manualmente, puede interrumpir el suministro de combustible de combustible.
Sistema con Inyector Unitario Electrónico (EUI) En los sistemas EUI se utilizan algunos de los mismos componentes usados en los sistemas de bombas y de tuberías. En los sistemas EUI se usan: (1) el tanque de combustible, (2) el filtro de combustible primario, (3) la bomba de transferencia de combustible, (4) el filtro de La bomba de inyección de combustible es el combustible secundario, (5) la componente que diferencia los sistemas EUI de los tubería de retorno. sistemas de bombas y tuberías. Múltiple de combustible El combustible sale del filtro secundario y entra al múltiple de combustible. Generalmente, el múltiple de combustible es parte del bloque de motor. El múltiple se llena de combustible.
Inyector Unitario Electrónico La bomba de inyección de combustible, las tuberías de presión alta y los inyectores se reemplazan por un único componente llamado Inyector Unitario. Los Inyectores Unitarios Electrónicos se instalan en la culata. El combustible del múltiple entra al inyector, el cual reparte, presuriza e inyecta el combustible. Los Inyectores Unitarios Electrónicos se pueden reconocer por el solenoide ubicado cerca de la parte superior. 6
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Módulo de Control Electrónico (ECM) En un sistema EUI, el Módulo de Control Electrónico reemplaza el regulador mecánico, el avance de sincronización y el control de relación de combustible. En los sistemas EUI y HEUI se usa en Módulo de Control Electrónico (ECM) para guardar parte de la información electrónica y de programación. Diseño de la cámara de combustión El diseño de la cámara de combustión afecta la eficiencia del combustible y el rendimiento del motor. El diseño del pistón y el método usado para inyectar el combustible al cilindro determinan que tan rápidamente y en que proporción se quema el combustible. En los sistemas de comba y de tubería, hay dos diseños de cámaras de combustión: (1) la cámara de precombustión o PC y (2) la inyección directa o DI. Inyección Directa En una cámara de combustión con diseño de inyección directa, el inyector suministra directamente el combustible en el cilindro.
Cámara de Precombustión (PC) En un sistema de precombustión (PC), el inyector suministra parte del combustible en la cámara de precombustión, en donde se enciende. El combustible restante, se inyecta en la cámara principal en donde se realiza la combustión completa. En algunos motores, para el arranque se usan bujías para calentar el aire.
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Pistón de la cámara de precombustión Para evitar que se forme un orificio en la parte superior del pistón debido a la fuerza de la combustión, los pistones de los motores con cámara de precombustión tienen un tapón térmico de acero instalado cerca del centro del pistón.
Conceptos de inyección En esta sección se vera el funcionamiento de una bomba de inyección de combustible, de un regulador y de una unidad de avance de sincronización. Se aprenderá sobre las ventajas de un sistema con inyector unitario. Usted comprenderá el significado de la velocidad baja en vacío, la velocidad anta en vacío, sobrevelocidad, velocidad a carga plena y sobrecarga.
Sistemas mecánicos A lo largo de los años, Caterpillar ha hecho cambios significativos de diseño en los sistemas de combustible. Los nuevos diseños mejoran el rendimiento del motor y reducen las emisiones. En esta sección se explican dos métodos básicos de inyección de combustible. Sistemas mecánicos (izquierda) en los que se usa el regulador, la unidad de avance de sincronización y el control de relación de combustible (derecha), y los sistemas con inyector unitario electrónico. Cuando ocurre la inyección de combustible En los motores diesel se inyecta el combustible durante el tiempo de compresión, antes de que el pistón alcance el punto muerto superior del pistón. El principio básico de la inyección de combustible es que la cantidad correcta de combustible tiene que inyectarse en el momento exacto, para satisfacer las demandas de potencia del motor.
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Ventana de combustión El combustible requiere tiempo para quemarse. La cantidad correcta de combustible debe inyectarse en el momento apropiado del tiempo de compresión, de modo que el combustible se queme completamente. Esto se denomina (ventana de combustión” y se mide en grados del giro del cigüeñal. “Grados de rotación” quiere decir el numero de grados que gira el cigüeñal mientras se inyecta el combustible. La venta de combustión se define como el punto de arranque de inyección o sincronización y el tiempo de inyección. Tanto la sincronización (2) como el tiempo de inyección (3) se miden en grados de giro del cigüeñal.
Componentes del sistema mecánico En un sistema de combustible mecánico, la bomba de inyección de combustible (1), la unidad de avance de sincronización (2), el regulador (3) y el control de la relación de combustible (49 funcionan juntos para controlar la inyección de combustible. Estos componentes tienen un efecto directo en el rendimiento del motor. A medida que la carga y la velocidad del motor cambian, deben inyectarse cantidades diferentes de combustible a diferentes tiempos, con el fin de mantener las ventanas a diferentes tiempos, con el fin de mantener las ventanas de combustión adecuadas. Una unidad de avance de sincronización controla el momento en que se inyecta el combustible, mientras el regulador controla la cantidad de combustible que se envía al motor, o el tiempo de inyección.
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Bomba de inyección de combustible La bomba de inyección de combustible es el corazón del sistema de combustible. Un paso de gran importancia para conocer como funciona la inyección de combustible es conocer como funciona la bomba. En la bomba y en los sistemas de tuberías, generalmente, las bombas de inyección de combustible tienen un embolo dentro de un cilindro. El combustible de presión baja de la cámara (3) fluye hacia y desde el cilindro, a través de los orificios (4). El embolo tiene una ranura o maquinado en forma helicoidal en él (5). Cuando esta ranura helicoidal se alinea con los orificios, el combustible fluye a través del orificio de entrada y a través de la cámara de bombeo (6), al orificio de salida.
Bomba Inyectora En los Sistemas de bombas y tuberías, las bombas inyectoras normalmente tienen: (1) Un émbolo dentro de un (2) cuerpo cilíndrico. El émbolo se mueve hacia arriba y hacia abajo, siguiendo el movimiento del árbol de levas de la bomba de combustible. El combustible de baja presión en (3) la canalización entra y sale del cuerpo cilíndrico por (4) orificios. El embolo tiene una ranura o (5) espiral maquinada. Cuando esta espiral se alinea con los orificios, el combustible puede pasar del orificio de entrada, por (6) la cámara de bombeo, al orificio de salida
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Inicio de la inyección de combustible Cuando la ranura helicoidal bloquea los orificios, el combustible atrapado en la cámara de bombeo es forzado a ir al inyector. En este punto comienza la inyección. Este punto se denomina sincronización de inyección y se controla mediante el cambio de posición del árbol de levas de la bomba de combustible. Este es el inicio de la ventana de combustión.
Tiempo de inyección de combustible La inyección ocurre durante el tiempo en que los orificios se cierran por acción de la ranura helicoidal. Este lapso se llama tiempo de inyección (1). Mientras mayor sea el tiempo de inyección mayor será el combustible inyectado. El tiempo de inyección se controla mediante el giro del embolo en su orificio. El tiempo de inyección depende de la cantidad de ranura helicoidal entre los orificios. Los orificios pueden estar en corte rápido de combustible (desactivación de combustible) o en abiertos por periodo más largo (activación de combustible).
Regulador y cremallera El tiempo de inyección se controla mediante el regulador y la cremallera. Todas las bombas de combustible están unidas al regulador por medio de la cremallera de control de combustible. Cuando el motor requiere más combustible, deberá aumentar el tiempo de inyección. El regulador detecta la necesidad de combustible y mueve la cremallera.
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Cremallera de control de combustible La cremallera es un engranaje recto que se acopla a los engranajes de cada embolo. El movimiento de la cremallera hace que los émbolos giren.
Posición de la ranura helicoidal Los émbolos giran un poco en sus orificios, de medo que la ranura helicoidal mantiene orificios cerrados por más tiempo, lo cual aumenta el tiempo de inyección. Este punto se llama posición de ACTIVACIÓN DE COMBUSTIBLE (1). A medida que disminuye la demanda de combustible, la cremallera se desplaza a la posición de DESACTIVACIÓN DE COMBUSTIBLE (2) y los orificios se abren más rápido. Como funcionan los reguladores mecánicos En los reguladores mecánicos se usa un sistema de contrapesos y de resortes para mover la cremallera de control. Los resortes siempre tratan de mover la cremallera a la posición de activación de combustible. Los contrapesos tratan siempre de mover la cremallera a la posición de desactivación de combustible. Cuando las fuerzas se equilibran, el motor estabiliza las rpm. Los reguladores controlan la entrega de combustible La entrega de combustible afecta directamente la velocidad del motor y la salida de potencia. Cuando aumenta la entrega de combustible, aumenta la salida del motor. Los reguladores dosifican la entrega de combustible para controlar la velocidad del motor entre una gama baja de rpm y una gama alta de rpm, llamada velocidad baja en vacío y velocidad alta en vacío. Generalmente, los reguladores se montan en la parte trasera de la bomba de inyección de combustible.
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Avance de sincronización
A medida que la carga y la velocidad cambian, el combustible tiene que inyectarse a diferentes tiempos, para mantener los ciclos adecuados de combustión. A medida que aumenta la velocidad del motor, la cantidad de combustible debe aumentar. Esto se conoce como “avance de sincronización”. A medida que la velocidad disminuye, es necesario retardar la inyección de combustible. Unidad de avance de sincronización Una unidad de avance de sincronización “adelanta” o “retarda” la inyección de combustible, al alterar el giro del árbol de levas de la bomba de combustible. La sincronización de inyección de combustible se puede adelantar o retardar. Avance de sincronización significa que el combustible se va a inyectar más temprano. Retardo de sincronización significa que el combustible se va a inyectar más tarde. Control de relación de combustible
El control de la relación de combustible detecta la presión de refuerzo y “anula” la operación del regulador, para evitar que se inyecte combustible en exceso. Esto mejora las emisiones y el rendimiento del combustible. El control de la relación de combustible se monta en el regulador.
El sistema de combustible no puede operar aislado de los demás sistemas del motor. En particular, es importante el sistema de admisión de aire. El combustible no se quemará completamente, a menos que haya suficiente aire. El control de la relación de combustible asegura que se inyecte la cantidad correcta de combustible para la cantidad de aire presente en el cilindro.
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Ubicación del control de la relación de combustible
El control de la relación de combustible se encuentra en el regulador.
Sistemas con Inyector Unitario Electrónico (EUI) En un sistema EUI, la cremallera, el Modulo de Control Electrónico (ECM) y algunos solenoides o sensores reemplazan el regulador mecánico, la unidad de avance de sincronización y el control de la relación de combustible.
Engranaje de sincronización y sensor En lugar de un mecanismo de avance de sincronización, un engranaje de sincronización y un sensor hacen el seguimiento electrónico de la velocidad del motor.
Elementos electrónicos del EUI Todas las funciones que realizan las unidades mecánicas se manejan electrónicamente en el ECM, lo cual suministra mayor exactitud y confiabilidad. El ECM registra la velocidad del motor y la carga, y ajusta automáticamente la sincronización y el tiempo de inyección.
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Ventajas del inyector unitario 1. Mayores presiones de inyección. 2. Parámetros de rociado uniforme. 3. Mejor atomización del combustible. 4. Mejor combustión. 5. Mayor rendimiento del combustible. 6. Menor cantidad de emisiones. 7. Mayor confiabilidad.
Sistema de combustible con Inyector Unitario Electrohidráulico (HEUI)
El funcionamiento del sistema de combustible con HEUI (Inyector Unitario controlado electrónicamente, accionado hidráulicamente) es muy diferente a los sistemas de combustible mecánicos. En este sistema se utiliza aceite lubricante del motor, para bombear combustible desde los inyectores. El sistema de combustible HEUI tiene siete componentes principales: 1. Inyector HEUI: usa aceite presurizado del motor a 3.500 lb/pulg2 (24 MPa) para producir presiones de inyección de combustible de hasta 23.500 lb/pulg2 (162 MPa). 2. Bomba hidráulica: usa parte del aceite del motor para producir presiones altas de aceite necesarias para accionar los inyectores HEUI. 3. Válvula de control de presión de accionamiento de inyección: regula la presión de
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salida de la bomba al retornar el flujo en exceso al sumidero de aceite del motor. Bomba de transferencia de combustible: toma el combustible del tanque, lo presuriza a 65 lb/pulg² y lo suministra a los inyectores. Modulo de Control Electrónico (ECM): Computadora de última tecnología, que controla las funciones principales del motor. Sensores: dispositivos electrónicos que hacen el seguimiento de los parámetros del motor, como la temperatura, la presión o la velocidad, y suministran esta información al ECM por medio de una señal de voltaje. Accionadotes: dispositivos electrónicos en los cuales se utiliza corrientes eléctricas del ECM para realizar trabajo o para cambiar el rendimiento del motor. Dos ejemplos de accionadotes son el solenoide del inyector y la válvula de control de presión accionador de la inyección.
Para obtener una visión completa del funcionamiento del sistema de combustible HEUI, consulte el Manual Caterpillar CD#REN1390, “Operación del Sistema de Combustible y de los Sistemas Electrónicos, y Localización y Solución de Problemas”. Condiciones de operación Hasta ahora, se han visto varios componentes de la bomba de inyección de combustible y como funcionan la unidad de avance de sincronización y el regulador para ajustar la ventana de combustión. Ahora, veamos como estos componentes funcionan juntos durante la operación del motor. Sistema de combustible durante la operación del motor Generalmente, durante la operación real, el motor funciona bajo carga. El regulador determina las rpm del motor correctas para una carga aplicada, y mueve la cremallera de ACTIVACIÓN de combustible a DESACTIVACIÓN de combustible, para establecer las rpm correctas. La unidad de avance de sincronización detecta el aumento o la disminución de rpm y ajusta la inyección para iniciar la ventanilla de combustión en el sitio preciso.
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Velocidad baja en vacío La velocidad baja en vacío es la mínima velocidad a la cual se permite el funcionamiento del motor sin carga. Las bombas de inyección de combustible están en la posición en la cual se entregan al motor las mínimas cantidades de combustible.
Velocidad alta en vacío
La velocidad alta en vacío es la máxima velocidad a la cual se permite el funcionamiento del motor sin carga.
Velocidad de clasificación La velocidad de clasificación de los motores diesel se determina a “carga plena”. La velocidad de clasificación se refiere a las rpm que el motor entrega potencia nominal cuando está a carga plena. El motor funciona con carga, y los contrapesos y los resortes del regulador se equilibran, para suministrar rpm constantes.
Sobrevelocidad Algunas veces, los motores funcionan de tal manera que las rpm son forzadas a exceder las rpm altas en vacío. El regulador detiene el flujo de combustible, pero el motor excede todavía la velocidad alta en vacío. Esto se denomina “sobrevelocidad” y, por lo general, es el resultado de un regulador que no funciona correctamente. Sobrecarga Cuando el motor está con carga plena y el regulador mueve la cremallera a la posición máxima de ACTIVACIÓN DE COMBUSTIBLE, las rpm disminuirán si se adiciona más carga al motor. Esto se denomina “operación con sobrecarga”. En estas circunstancias, el regulador no puede emparejar los requisitos de potencia, ya que no hay más combustible disponible.
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Combustible diesel En esta sección veremos los conceptos de gravedad específica, viscosidad, punto de enturbiamiento, azufre y contaminantes. Además, veremos la clasificación API y como afecta el rendimiento del motor. También veremos el índice de cetano y como la clasificación baja afecta el encendido del motor.
Fundamentos del combustible diesel El combustible produce la potencia en un motor diesel cuando se pulveriza y se mezcla con aire en la cámara de combustión. La presión producida al subir el pistón en el cilindro produce un parido aumento de la temperatura. Al inyectar el combustible, la mezcla combustible / aire explota y se libera la energía del combustible. Un combustible perfecto se quemara completamente sin dejar residuos ni productos de gases de escape. Sin embargo, no existe el combustible perfecto. Propiedades del combustible que afectan la calidad La calidad del combustible afecta el rendimiento y el mantenimiento de cualquier motor diesel. Es importante conocer las propiedades básicas del combustible para poder analizar la calidad de combustible. Estas propiedades tienen impacto en el funcionamiento del motor diesel, en el manejo del combustible y en los sistemas de tratamiento de combustible. Gravedad específica La gravedad específica del combustible diesel (1) es el peso de un volumen fijo de combustible comparado con el peso del mismo volumen de agua (2), a la misma temperatura. A mayor gravedad específica, el combustible tendrá más peso. Los combustibles mas pesados producen mayor energía o potencia por volumen en el motor.
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Escala API La gravedad específica puede medirse según la escala del Instituto Norteamericano (API). La escala es inversa a la gravedad específica. Mientras más alto sea el número API, menos pesado será el combustible. El combustible de un número API bajo suministra más potencia. Caterpillar recomiendo, como mínimo, combustibles con 35 grados API. El gasoleo deberá tener una clasificación de entre 40 y 44 grados API.
Viscosidad La viscosidad es una medida de la resistencia de los líquidos a fluir. La viscosidad alta significa que el combustible es denso y que su resistencia a fluir es alta. El combustible con una viscosidad incorrecta, ya sea demasiado alta o demasiado baja, puede ocasionar daños en el motor.
Punto de enturbiamiento El punto de enturbiamiento es la temperatura en la cual se enturbia el combustible. Esta apariencia se produce cuando la temperatura es menor que el punto de fusión de la cera o parafina que se encuentra naturalmente en los derivados del petróleo. El punto de enturbiamiento de combustible debe ser menor que la temperatura exterior (o ambiente) mas baja, para evitar que los filtros se obstruyan. El punto de enturbiamiento lo determina la compañía que refina el combustible.
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El azufre es un elemento que se encuentra en forma natural en el petróleo. Usted debe conocer la cantidad de azufre que contiene el combustible a usar en el motor. El azufre en cantidades mayores de 0.5% puede reducir severamente la vida útil del motor, a menos que se tomen las medidas adecuadas. Formación de acido sulfúrico Cuando el combustible diesel que contiene azufre se quema en la cámara de combustión del motor, se forman óxidos de azufre que reaccionan con el vapor de agua para formar ácido sulfúrico. Si estos vapores ácidos se condensan, atacan químicamente las superficies metálicas de las guías de válvulas y camisas de cilindro, y también pueden afectar los cojinetes. Como evitar la formación de acido sulfúrico Para evitar la formación de ácido sulfúrico en el motor: 1. Mantenga la temperatura del motor en un valor mayor que 80oC (175oF), para limitar la condensación de vapor de agua. 2. Use aceite con un NBT suficiente para contrarrestar la formación de ácido.
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Índice de cetano El índice de cetano es una medida de la calidad de encendido del combustible, que afecta el arranque y la aceleración del motor. A mayor índice de cetano, mayor rapidez en el encendido del combustible. Caterpillar recomienda: Índice de cetano de 35 para los sistemas de combustible con cámara de precombustión. Índice de cetano de 40 para sistemas de combustible con inyección directa.
Efectos de índices de cetano bajos El combustible con numero de cetano bajo puede ocasionar: 1. Retardo del encendido, dificultades de arranque y golpeteo del motor. 2. Baja economía de combustible, perdida de fuerza y, algunas veces, daño en el motor. 3. Gases de escape blanco y olor en el arranque en días fríos. Con frecuencia, durante el arranque en estaciones frías, los aditivos mejoradores de cetano pueden reducir el gas de escape blanco. Contaminación por agua
Una cantidad excesiva de agua en el combustible también puede ocasionar daño de la bomba de combustible en los sistemas en que se utiliza aceite para lubricar la bomba (sistemas de combustible de dosificación por manguito).
Los contaminantes en el combustible pueden afectar el rendimiento del motor. Un contaminante es cualquier elemento extraño que puede entrar al combustible y ocasionar problemas. Los dos contaminantes más comunes son el agua y los sedimentos. El agua puede ser un contaminante si entra al combustible durante el transporte o se produce por condensación durante el almacenamiento. Luego de la centrifugación del combustible, el agua puede ocasionar sedimentación excesiva en el separador de agua.
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Contaminación por agua de mar El agua de mar es la mayor fuente de sedimentación y corrosión, especialmente en las áreas de temperaturas altas de los motores marinos. El agua de mar puede producir residuos en el inyector de combustible y en las ranuras del anillo del pistón y desgaste en los conjuntos del tambor y el émbolo del sistema de combustible. Para evitar los efectos de corrosión del agua de mar, el agua se puede eliminar drenando regularmente el combustible del tanque, y obtener el combustible de fuentes confiables. Para extraer la sal del agua en algunos casos, es necesario el uso de centrífugas. Siempre que sea posible deben utilizarse separadores de agua. Contaminación por sedimentos
Los sedimentos, por lo general, quedan atrapados gradualmente en el filtro de combustible. Esto produce costos adicionales debido a los cambios frecuentes de filtro. Otros sedimentos más pequeños logran pasar por los filtros y producen desgaste en el sistema de combustible. Es importante retirar la máxima cantidad de sedimentos posibles antes de que el combustible llegue al motor. Esto reducirá los contaminantes como hollín y otros, que producen depósitos y desgaste abrasivo.
Los sedimentos se forman de óxidos, escoria, residuos de soldadura, suciedad y otros escombros que frecuentemente entran a los tanques de combustible y producen problemas. La mayoría de los sedimentos se pueden retirar por decantación, por colado/filtrado o por centrifugación. Los combustibles de viscosidad alta y de gravedad específica alta tienen mayor cantidad de sedimentos, porque su proceso de decantación es más lento. En la medida en que aumenta el sedimento, la cantidad utilizable de energía en el combustible disminuye. El combustible debe filtrarse antes de que llegue al sistema de combustible del motor. Para la mayoría de combustibles destilados, este proceso de filtración consiste en un filtro principal y uno secundario. Para combustibles pesados, los procesos son mucho más complejos. Si el sedimento o el agua en los combustibles destilados del motor excede 0.05%, considere otras fuentes posibles de combustible, o procedimientos como filtrado especial, centrifugado o decantado. El combustible se debe revisar frecuentemente en busca de agua y sedimentos.
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Pruebas del sistema de combustible En esta sección veremos lo siguiente: 1. Como medir la sincronización dinámica. 2. Como interpretar los resultados de una prueba de sincronización dinámica. 3. El procedimiento para iniciar y finalizar el ajuste de avance de sincronización. 4. El procedimiento de sincronización del pasador. 5. Como identificar los resultados de la prueba que señala un inyector con falla. Prueba de sincronización dinámica La prueba de sincronización dinámica suministra información de la inyección de combustible de cada uno de los cilindros. La sincronización dinámica indica si la sincronización de referencia (1) y el inicio (2) y la finalización (3) del avance del avance de sincronización cumplen con las especificaciones. La sincronización dinámica también señala si la unidad de avance de sincronización funciona normalmente. Antes de realizar cualquier medición de la Las especificaciones de sincronización se sincronización, haga una gráfica con las encuentran en el Sistema de Información de especificaciones de sincronización del Mercadotecnia (TMI). motor. Indicador de sincronización Use el Grupo Indicador de Sincronización del Motor. El indicador usa transductores para medir dos señales: cuando se inyecta el combustible y cuando el pistón alcanza el punto muerto superior. El indicador calcula la diferencia del tiempo entre estas dos señales y muestra dos lecturas: los grados antes del punto muerto superior y las rpm del motor.
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Para realizar una medición de sincronización dinámica en un Motor 3406: 1. Conecte el transductor de la tubería de combustible al sombrerete de la bomba de inyección de combustible No. 1 o No.6. 2. Conecte el transductor del TDC (Punto Muero Superior) en la caja del volante. 3. Conecte el indicador de sincronización a la fuente de corriente directa CC. 4. Arranque el motor y revise que no haya escapes de combustible. 5. Deje que el motor llegue a la temperatura de operación. 6. Comience la medición de la sincronización dinámica en velocidad baja en vació. 7. Regístrese la sincronización cada 100 rpm hasta alcanzar la velocidad máxima del motor. Haga una grafica con los datos. 8. Revise la sincronización cada 100 rpm desde la máxima velocidad del motor hasta la velocidad baja en vació. Las lecturas en cada incremento de 100 rpm deben estar dentro de más o menos medio grado de las lecturas encontradas en el paso 7. Una los puntos con una línea.
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Efecto de orificio de la sincronización dinámica El efecto de orificio es el avance en sincronización dinámica resultante de la cresta de presión que se forma por el movimiento rápido del émbolo de la bomba de inyección a través del combustible. La cresta de presión hace que la inyección de combustible inicie antes de que el émbolo cierre el orificio de llenado del inyector. El efecto de orificio es un avance de sincronización, además del avance mecánico. Por lo tanto, se puede hacer el cálculo de la sincronización dinámica (A), sumando el efecto de orificio (B) a la sincronización estática (C) y al avance mecánico (D).
Resultados de la prueba La grafica de sincronización que se realizó en el motor debe cumplir con las siguientes condiciones: 1. La línea tiene que pasar a través de la ventana de referencia. 2. La línea debe tener un “codo” que está en el inicio de la ventana de avance. 3. La línea debe tener un “codo” que está en la finalización de la ventana de avance. 1. Todas las secciones de la línea deben quedar relativamente rectas. 2. Ninguna porción de la línea debe estar por debajo de las líneas límite. En el ejemplo No. 1, la grafica muestra una curva de sincronización correcta, mientras el ejemplo No. 2, es una curva incorrecta, debido a la demora en el inicio de avance de sincronización.
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Inicio y finalización del avance de sincronización Luego de realizar la medición del avance de sincronización, se puede evaluar el funcionamiento de la unidad de avance de sincronización. No se puede evaluar realmente el funcionamiento de la unidad de avance de sincronización sin realizar antes una prueba de sincronización dinámica. Los puntos de sincronización deben caer dentro de las especificaciones para (1) la sincronización de referencia, (2) para el inicio de avance de sincronización y (3) para la finalización del avance de sincronización. Gráfica del avance de sincronización Se puede fácilmente determinar si el inicio y la finalización del avance de sincronización están muy tempranos (1) o muy tardíos (2). El inicio y finalización del avance de sincronización puede ajustarse, si es necesario.
Ajuste del avance de sincronización Para ajustar sincronización:
el
avance
de
1. Afloje la tuerca de seguridad. 2. Gire el tornillo grande a la derecha, para adelantar el inicio de avance de sincronización. 3. Gire hacia la derecha el tornillo pequeño, para disminuir las rpm de finalización.
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Tornillos de inicio y de finalización Si ajusta el inicio de avance de sincronización, también debe ajustar la finalización de avance de sincronización. Cuando gire el tornillo de “inicio” (1), el tornillo de “finalización” (2) está montado en él, para restaurar en forma automática la finalización de avance de sincronización. Usted debe poner hacia atrás el tornillo grande de “finalización”, para restaurar la finalización del avance de sincronización a las rpm correctas. Luego de ajustar el inicio o la finalización del avance de sincronización, mida otra vez la sincronización dinámica. Sincronización del pasador Si la sincronización dinámica indica que la sincronización de referencia (1) del motor no está dentro de la especificación, se debe revisar la sincronización del pasador del motor, que es la alineación física de la bomba de combustible al motor vía el tren de engranajes delantero. La sincronización del pasador es el punto de referencia de fábrica y se basa en la alineación correcta de los componentes del motor.
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Procedimiento de la sincronización del pasador La sincronización del pasador alinea físicamente la bomba de inyección de combustible con la posición del pistón durante la carrera de compresión. Para realizar este procedimiento: 1. Retire el émbolo de la caja de combustible. 2. Inserte el pasador de sincronización. 3. Gire manualmente el motor en la dirección del giro normal hasta que el pasador de sincronización caiga en la ranura del árbol de levas de la bomba. 4. Inserte el perno a través de la caja del volante y detecte el orificio en el volante. Esto indica que el pistón No. 1 está en el punto muerto superior (TDC) del tiempo de compresión. Si ajustan al mismo tiempo el pasador y el perno, la sincronización es correcta.
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Revisión de la sincronización La sincronización correcta del pasador significa que usted puede ajustar los pasadores de sincronización en el árbol de levas de la caja de la bomba de combustible y en la caja del volante al mismo tiempo. 1. Árbol de levas de la caja de la bomba de combustible. 2. Caja del volante y volante. Prueba del inyector
Durante un acondicionamiento general, se prueban todos los inyectores. Los inyectores deben probarse fuera del motor, en el banco de pruebas recomendado.
Que se debe revisar A los inyectores se les revisa: 1. La presión de apertura / cierre de la válvula. 2. El asiento de la válvula. 3. La fuga de retorno. 4. El patrón de rociado.
Resultado de la prueba – El inyector no abre Los inyectores que no abren (o que abren a la presión incorrecta) se deben reemplazar.
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CENTRO DE INVESTIGACIÓN Y TECNOLOGÍA MECÁNICA Resultado de la prueba – Patrón de rociado incorrecto Un patrón de rociado incorrecto no es uniforme en el espaciado y la pulverización. Además, si los orificios están obstruidos parcial o totalmente, puede que no haya rociado de combustible. Un patrón incorrecto rociado indica que los inyectores están fallando. Resultado de la prueba – Cubrimiento de rociado no uniforme
Reemplace los inyectores que no producen patrones de rociado completo del combustible pulverizado.
Resultado de la prueba – El inyector funciona de forma errática
Los inyectores con funcionamiento errático deben reemplazarse.
Resultado de la prueba – Fugas excesivas de combustible
Reemplace los inyectores que tengan fugas excesivas de combustible.
Resultado de la prueba – Fuga escasa de combustible Reemplace los inyectores que tengan muy poca fuga de combustible.
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