Inyección Diesel01

8/10/2019 Inyeccin Diesel01

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA

FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA

INFORME DE LABORATORIO

CURSO: Motores de Combustin Interna MN - 136

TEMA: Sistema de Inyeccin Diesel

ALUMNO:

XXXXXXXXXXXXXXXXX

XXXXXXXXXXXXXXXXX

XXXXXXXXXXXXXXXXXX

PROFESOR: Ing. Lastra

Lima, 3 de octubre de 2014


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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERAFACULTAD DE INGENIERA MECNICA

Motores de Combustin Interna MN136

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CONTENIDO

Resumen ......................................................................................................................................................... 3

Objetivos......................................................................................................................................................... 4Fundamento Terico ................................................................................................................................. 5

Sistema de Inyeccin Diesel .............................................................................................. 5

Tipos de Bombas de Inyeccin ............... .................. ................. ................. .................. .... 8

Tipos de Gobernadores o Reguladores .................. ................. .................. ................. . 12

Metodologa ............................................................................................................................................... 14

Instrumentos y Equipos Utilizados ................ ................. .................. ................. .......... 14

Descripcin del Proceso ........................................................................................................................ 16

Toma de Datos .......................................................................................................................................... 17

Resultados obtenidos ............................................................................................................................. 18

Representacin Grfica de los Resultados ..................................................................................... 19

Conclusiones .............................................................................................................................................. 20

Bibliografa ................................................................................................................................................. 21


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OBJETIVOS

Los objetivos primarios de estas experiencias son los siguientes:

Conocer los distintos sistemas de inyeccin Diesel, as como las bombas que seutilizan para dichos sistemas de inyeccin.

Reconocer la Bomba de Inyeccin Bosch tipo VE; as como sus principiosbsicos de funcionamiento.

Verificar, con ensayos, el caudal que puede inyectar la bomba diesel en rgimende velocidad.


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antes del comienzo de la inflamacin, como despus, durante el proceso de quemadoen todo el rango de trabajo.

En conclusin, el sistema debe garantizar un aerosol de partculas de combustible muy

finas, rpidas y bien distribuidas con un comienzoy fin abruptos.

DOSIFICACIN DEL COMBUSTIBLE

Los motores Diesel al igual que cualquier otro motor funcionan en elautomvil en unrango amplio de entrega de potencia y velocidad de rotacin, esta potencia se obtienea expensas del combustible por lo que a ms potencia ms combustible. Esta potenciaentregada por el motor se hace a voluntad del conductor oprimiendo ms o menos elpedal de acelerador de acuerdo a la necesidad del camino.

En el motor Diesel convencional, elconducto de entrada de aire al motor es siempre elmismo, sin nada que interfiera el libre paso del aire a no ser las propias prdidas porrozamiento del conducto, de esta manera el cilindro del motor se llena siemprecompletamente de aire por lo que la entrega de potencia depender solo de lacantidad de combustible que se inyecte.

Durante el funcionamiento a las revoluciones de ralent, solo hay que producirpotencia para vencer las prdidas internas del motor y las de los agregados acoplados(ventilador, generador etc.) durante este estado de trabajo la cantidad de combustibleque se inyecta es un volumen muy pequeo, mientras que durante el trabajo apotencia mxima el volumen inyectado es muchas veces superior.

El sistema debe permitir cambiar continua y gradualmente la cantidad de combustibleque se inyecta al cilindro.

VELOCIDAD MXIMA

En el motor Diesel, el conducto de admisin se construye para que sus prdidas porrozamiento sean lo menor posible y as lograr siempre un llenado mximo del cilindro,de esta forma la velocidad mxima de giro del motor no se auto limita como en el casodel motor de gasolina.

Como la velocidad de giro del motor Diesel no puede crecer indefinidamente debido aque dentro del motor se producen fuerzas crecientes con la velocidad, que ponen enpeligro la integridad del motor, resulta imprescindible limitar lamxima velocidad degiro a un valor seguro. Esta regulacin de la velocidad se consigue cortando la entrega de

combustible.

Entonces, el sistema de inyeccin debe regular la velocidad de giro mxima del motor.
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VELOCIDAD MNIMA

A menos que se desee lo contrario, cuando se suelta el acelerador de un motor Dieseleste debe mantenerse funcionando a baja velocidad constante de rotacin (ralent).

Como la carga del motor a la velocidad de ralent puede variar considerablemente endiferentes momentos de uso, por ejemplo; puede que est o no est accionando uncompresor deaire acondicionado,o derefrigeracin,o de losfrenos de vehculo, o unsistema de accionamiento hidrulico etc. no basta con establecer una cantidad fija decombustible inyectado para que se mantenga girando a velocidad estable en ralent. Sise hiciera as el motor se acelerara cuando baja la carga o se detendra cuando sube.

ESQUEMA DEL SISTEMA

Figura 1.- Diagrama del sistema de inyeccin.
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TIPOS DE BOMBAS DE INYECCIN

INYECTOR BOMBA

Unidad bomba-inyector UIS

La bomba de inyeccin y el inyector constituyen una unidad. Por cada cilindro delmotor se monta una unidad en la culata que es accionada bien directamente medianteun empujador, o indirectamente mediante balancn, por parte del rbol de levas delmotor.Debido a la supresin de las tuberas de alta presin, es posible una presin deinyeccin esencialmente mayor (hasta 2000 bar) que en las bombas de inyeccin enlnea y rotativas. Con esta elevada presin de inyeccin y mediante la regulacinelectrnica por campo caracterstico del comienzo de inyeccin y de la duracin deinyeccin (o caudal de inyeccin), es posible una reduccin destacada de las emisionescontaminantes del motor diesel.

Figura 2.- Sistema UIS. Figura 3.- Sistema UPS.

Unidad bomba-tubera-inyector UPS

Este sistema trabaja segn el mismo procedimiento que la unidad de bomba-inyector.Se trata aqu de un sistema de inyeccin de alta presin estructurado modularmente.Contrariamente a la unidad bomba-inyector, el inyector y la bomba estn unidos por

una tubera corta de inyeccin. El sistema UPS dispone de una unidad de inyeccin porcada cilindro del motor, la cual es accionada por el rbol de levas del motor.

Una regulacin electrnica por campo caracterstico del comienzo de inyeccin y de laduracin de inyeccin (o caudal de inyeccin) aporta una reduccin destacada de lasemisiones contaminantes del motor diesel. En combinacin con la electro-vlvula deconmutacin rpida, accionada electrnicamente, se determina la correspondientecaracterstica de cada proceso de inyeccin en particular.


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BOMBA DE INYECCIN LINEAL

Estas bombas disponen por cada cilindro del motor de un elemento de bombeo queconsta de cilindro de bomba y de mbolo de bomba. El mbolo de bomba se mueve en

la direccin de suministro por el rbol de levas accionado por el motor, y retrocedeempujado por el muelle del mbolo

Los elementos de bomba estn dispuestos en lnea. La carrera de mbolo esinvariable. Para hacer posible una variacin del caudal de suministro, existen en elmbolo aristas de mando inclinadas, de forma tal que al girar el mbolo mediante unavarilla de regulacin, resulte la carrera til deseada. Entre la cmara de alta presin debomba y el comienzo de la tubera de impulsin, existen vlvulas de presinadicionales segn las condiciones de inyeccin. Estas vlvulas determinan un final deinyeccin exacto, evitan inyecciones ulteriores en el inyector y procuran un campocaracterstico uniforme de bomba.

Bomba de inyeccin en lnea estndar PE

El comienzo de suministro queda determinado por un taladro de aspiracin que secierra por la arista superior del mbolo. Una arista de mando dispuesta de formainclinada en el mbolo, que deja libre la abertura de aspiracin, determina el caudalde inyeccin.

La posicin de la varilla de regulacin es controlada con un regulador mecnico defuerza centrifuga o con un mecanismo actuador elctrico.

Bomba de inyeccin en lnea con vlvula de corredera

Esta bomba se distingue de una bomba de inyeccin en lnea convencional, por unacorredera que se desliza sobre el mbolo de la bomba mediante un eje actuadorconvencional, con lo cual puede modificarse la carrera previa, y con ello tambin elcomienzo de suministro o de inyeccin. La posicin de la vlvula corredera se ajustaen funcin de diversas magnitudes influyentes. En comparacin con la bomba deinyeccin en lnea estndar PE, la bomba de inyeccin en lnea con vlvula decorredera tiene un grado de libertad de adaptacin adicional.

Figura 4.- Bomba de

inyeccin lineal.


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BOMBA DE INYECCIN ROTATIVA

Estas bombas tienen se sirven de un regulador de revoluciones mecnico para regularel caudal de inyeccin as como de un regulador hidrulico para variar el avance de

inyeccin. En bombas rotativas controladas electrnicamente se sustituyen loselementos mecnicos por actuadores electrnicos. Las bombas rotativas solo tienenun elemento de bombeo de alta presin para todos los cilindros.

Figura 5.- Bomba de inyeccin rotativa.

Bomba de inyeccin rotativa de mbolo axial

Esta bomba consta de una bomba de aletas que aspira combustible del depsito y losuministra al interior de la cmara de bomba. Un mbolo distribuidor central que gira

mediante un disco de levas, asume la generacin de presin y la distribucin a losdiversos cilindros. Durante una vuelta del eje de accionamiento, el embolo realizatantas carreras como cilindros del motor a de abastecer. Los resaltes de leva en el ladoinferior del disco de leva se deslizan sobre los rodillos del anillo de rodillos y originanas en el mbolo distribuidor un movimiento de elevacin adicional al movimiento degiro.

En la bomba rotativa convencional de mbolo axial VE con regulador mecnico derevoluciones por fuerza centrifuga, o con mecanismo actuador reguladoelectrnicamente, existe una corredera de regulacin que determina la carrera til y

dosifica el caudal de inyeccin. El comienzo de suministro de la bomba puederegularse mediante un anillo de rodillos (variador de avance). En la bomba rotativa dembolo axial controlada por electrovlvula, existe una electrovlvula de alta presincontrolada electrnicamente, que dosifica el caudal de inyeccin, en lugar de lacorredera de inyeccin. Las seales de control y regulacin son procesadas en dosunidades de control electrnicas ECU (unidad de control de bomba y unidad decontrol de motor). El nmero de revoluciones es regulado mediante la activacinapropiada del elemento actuador.


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Figura 6.- Bomba de inyeccin de pistn axial.

Bomba de inyeccin rotativa de mbolos radiales

Esta bomba se caracteriza por utilizar mbolos radiales para generar presin. Puedenser dos o cuatro mbolos radiales que son accionados por un anillo de levas. Unaelectrovlvula de alta presin dosifica el caudal de inyeccin. El comienzo de lainyeccin se regula mediante el giro del anillo de levas, con el variador de avance.Igual que en la bomba de mbolo axial controlada por electrovlvula, todas las seales

de control y regulacin se procesan en dos unidades de control electrnicas ECU(unidad de control de bomba y unidad de control de motor). Mediante la activacinapropiada del elemento actuador se regula el nmero de revoluciones.
http://www.mecanicavirtual.org/vp_29.htm


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TIPOS DE GOBERNADORES O REGULADORES

El regulador o gobernador sirve para mantener automticamente el rgimen develocidad o revoluciones de un motor Diesel de manera independiente de la carga o elesfuerzo al cual est sometido segn sea el caso o trabajo en vaco (ralent).

Para controlar la velocidad del motor es movida una varilla de control en la bomba deinyeccin la cual acciona un mecanismo que vara la cantidad de combustibleinyectado en las cmaras de combustin; el regulador est ubicado en un extremo dela bomba de inyeccin.

Los reguladores se pueden clasificar segn el equipo que se encuentra trabajando:

Mecnicos Neumticos

Hidrulicos

REGULADOR CENTRFUGO

Indicado para motores de vehculos grandes. Un regulador centrfugo aprovecha lafuerza centrfuga para su funcionamiento. Su mecanismo se basa en un eje accionadopor el motor y provisto de pesos a los que se coloca una palanca.

Cuando el motor se detiene su eje no gira y el juego de pesos se encuentra cerca unodel otro, de esta manera no hay paso de combustible. Al comenzar el movimiento segira el eje y el regulador centrfugo abre sus pesos obturando el paso del combustible

logrando una aceleracin controlada en el motor.Los gobernadores centrfugos o mecnicos poseen sistemas con topes para mantenerlos diferentes regmenes del motor; estos topes son utilizados para: marcha mnima,velocidad mxima sin carga, mximo combustible y exceso de combustible.

TOPE DE MARCHA MNIMA

Este tope se ajusta contra la varilla de control al varillaje del gobernador de modo quepermite ajustar las rpm de marcha mnima del motor.

TOPE DE MXIMO COMBUSTIBLE O TOPE DE PLENA

Enva mximo combustible a plena carga. Se encuentra en el extremo de la bombaopuesto al gobernador. Se ajusta en el lmite de recorrido de la varilla de control enposicin de mximo consumo de combustible.


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TOPE DE VELOCIDAD MXIMA

Es un tope que impide el movimiento de la palanca del gobernador accionada por eloperador limitando as la fuerza ejercida al resorte del gobernador evitando que la

velocidad del motor aumente excesivamente cuando se encuentra sin carga.

REGULADOR NEUMTICO

El gobernador neumtico aprovecha el vaco del mltiple de admisin para accionarun diafragma conectado con la varilla de control de la bomba de inyeccin en lnea.

Este aparato consiste en un tubo por el que circula aire regulado a la entrada por unamariposa que es accionada mediante el acelerador, el aire se dirige hacia los cilindrosy si la mariposa se encuentra cerrada el aire a gran velocidad se estanca y comprimepor la presin atmosfrica que la rodea y que se hace sensible en la membrana elstica

moviendo as la vara de mando, regulando as la carga de combustible a loshelicoidales de la bomba de inyeccin en lnea.

REGULADOR HIDRULICO

Se emplea aceite a presin para mover un pistn de un servomotor u otroscomponentes hidrulicos para accionar la varilla de control de combustible y variar lacantidad entregada a los inyectores, existen otros gobernadores hidrulicos se utilizancontrapesos para detectar la velocidad del motor y conectarlos a una vlvulahidrulica para accionar el gobernador.

La presin hidrulica para el gobernador la proporciona una bomba, de aspas o deengranes. La bomba generalmente hace parte de la bomba de inyeccin o delgobernador.

El motor impulsa la bomba y as la presin vara segn la velocidad del motor.Los gobernadores hidrulicos son utilizados con algunas bombas de inyeccin del tipode distribuidor.

El funcionamiento del regulador hidrulico comienza cuando la bomba suministra elcombustible por el conducto de entrada, la presin aumenta con la velocidad delmotor pero es regulada mediante la vlvula reguladora.

El lquido a presin acta sobre la cabeza del pistn y produce una fuerza hidrulicaque mueve este y la varilla de control. El resorte posee una fuerza que se opone almovimiento del pistn, manteniendo una velocidad del motor constante. La varilla decontrol que va conectada al pistn, a su vez tiene en su otro extremo una vlvula dedosificacin en la zona de inyeccin de la bomba.

De esta manera la posicin del pistn determina la cantidad de combustible que seentrega a los inyectores.


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METODOLOGA

INSTRUMENTOS Y EQUIPOS UTILIZADOS

BOMBA INYECTORA BOSCH TIPO VE 4/10F 2300 R ND 761

Figura 7.- Bomba inyectora Bosch tipo VE.DESCRIPCIN DEL CDIGO DE LA BOMBA VE 4/10F 2300 R ND 761

VE:Bomba rotativa

4:4 tiempos

10F:Dimetro del embolo

2300:Velocidad nominal o velocidad de corte

R:Right (derecha)

ND:Marca de la bomba Nikon Denso

761:Cdigo para repuestos de la bomba


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Banco de Pruebas para Bombas de Inyeccin

Figura 8.- Banco de pruebas para bombas de inyeccin.


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DESCRIPCIN DEL PROCESO

Verificamos el correcto funcionamiento de los instrumentos a utilizar.

Luego encendemos el banco de pruebas, previamente debemos revisar que lasprobetas donde se vaciar el combustible bombeado estn totalmente limpias y vacaspara disminuir los errores experimentales.

Configuramos el contabilizador de emboladas y lo ponemos en el valor que vamos amedir, en este caso 200 emboladas.

Al alcanzar el valor indicado lneas arriba, se realiza la medicin del volumen decombustible bombeado en cada una de las 4 probetas colocadas en paralelo.

Al terminar la medicin de las 4 probetas, se arroja el combustible a un depsitodebajo del banco de pruebas, para, de esta forma, continuar con los siguientes puntosa medir, se mantiene el gobernador en una sola posicin durante todas las medicionesy lo que se cambia es la velocidad (RPM).


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TOMA DE DATOS

hc [%] n [RPM] V1 [cm^3] V2 [cm^3] V3 [cm^3] V4 [cm^3] t [s]

100 200 19.5 19.5 19.5 21 60

100 400 11 10.6 10.5 11.4 29.9

100 800 5.2 4.8 4.8 5.2 15

100 1200 3.8 3.4 3.4 3.6 10.1

100 1500 3.9 3.2 3.2 3.6 8

100 1800 3.6 3 3 3.4 6.6

100 2000 1.4 1 0.9 1.2 6

100 2300 0 0 0 0 5.2

Tabla 1.- Datos obtenidos en el banco de pruebas hc [%]=100.


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REPRESENTACIN GRFICA DE LOS RESULTADOS

Consumo cclico de combustible [gcc] y Consumo horario de combustible [Gc] en rgimen develocidad variable [RPM].


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CONCLUSIONES

A medida que aumenta la velocidad de rotacin (RPM) del motor, disminuye el

consumo cclico de combustible, debido a la accin del regulador centrfugo de

combustible. A pesar de la disminucin del consumo cclico del combustible, el consumo horario

de combustible aumenta con la velocidad de giro (RPM) y al acercarse a la

velocidad de embalamiento tiende a disminuir bruscamente.


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BIBLIOGRAFA

Experimentacin y Calculo de MCI, LASTRA, IMCI - UNI, Lima 1995.

Motores de Automvil, JOVAJ, Editorial MIR, Mosc 1982.

Manual del Automvil, ARIAS PAZ Editorial Dossat, Madrid 2001.

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