SISTEMA DE ALIMENTACION y INYECCION DIESEL1. FINALIDAD DEL SISTEMA Proporcionar combustible a presin en condiciones propicias y en cantidades perfectamente dosificadas para el funcionamiento del sistemase destina tambin para guardar , purificar y suministrar el combustible al sistema. Este sistema se compone de dos circuitos bien definidos: circuito de baja presin y circuito de alta presin. El circuito de baja presin trabaja a una presin de 30 a 75 libras dependiendo del rgimen de velocidad.

2. COMPONENTESa. Circuito de baja presin 30 a 75 PSIDeposito de combustible

Filtros primarios (Separadores de Agua)

Filtro secundario de combustible

Bomba de transferencia

Filtros secundarios

Bomba de cebado

b. Circuito de alta presin 175 a 2,500 barcaeras de alta presin

Bomba de inyeccin

Gobernador

Inyectores

Sistema de alimentacin de un motor convencional

3. TIPOS DE INYECCION DIESEL

a. BOMBAS DE INYECCIN EN LINEA

Estas bombas disponen por cada cilindro del motor de un elemento de bombeo que consta 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 retrocede empujado por el muelle del mbolo. Los elementos de bomba estn dispuestos en linea. La carrera de mbolo es invariable. Para hacer posible una variacin del caudal de suministro, existen en el mbolo aristas de mando inclinadas, de forma tal que al girar el mbolo mediante una varilla de regulacin, resulte la carrera til deseada. Entre la cmara de alta presin de bomba y el comienzo de la tubera de impulsin, existen vlvulas de presin adicionales segn las condiciones de inyeccin. Estas vlvulas determinan un final de inyeccin exacto, evitan inyecciones ulteriores en el inyector y procuran un campo caracterstico uniforme de bomba.

1. Bomba de transferencia2. Bomba propiamente dicha3. Gobernador4. Variador de avance

B. BOMAS DE INYECCION ROTATIVAS

Estas bombas tienen se sirven de un regulador de revoluciones mecnico para regular el caudal de inyeccin as como de un regulador hidrulico para variar el avance de inyeccin. En bombas rotativas controladas electrnicamente se sustituyen los elementos mecnicos por actuadores electrnicos. Las bombas rotativas solo tienen un elemento de bombeo de alta presin para todos los cilindros.

c- SISTEMA DE INYECCION MEUI CAT

La bomba de transferencia (5) succiona el combustible del tanque (1)y lo enva, a travs de la vlvula de corte de suministro (3), al filtro primario de combustible (4), y de all a la bomba de transferencia de combustible. La bomba de transferencia de combustible presuriza el combustible y lo enva a la bomba de cebado manual (7), pasa por el filtro secundario de combustible (6) y llega al mltiple de combustible (8) con presin moderada. La vlvula de derivacin de la bomba de transferencia mantiene una presin moderada de combustible. Con la presin moderada de combustible en el mltiple de combustible, se evita que se desocupen (vacen) las bombas de presin alta, y el combustible se carga dentro de la cavidad de las bombas de presin alta. Las bombas de presin alta dosifican una pequea cantidad de combustible y lo envan a las tuberas de presin alta de combustible

d- SISTEMA DE INYECCION EUI CAT

Los sistemas de inyeccin disel EUI o UIS (Unit Inyector System) estn formados por un conjunto de inyectores bomba, ubicados en la culata del motor, los que inyectan el combustible en cada una de las cmaras de combustin que se encuentran en la cabeza del pistn. Estos son accionados por un mecanismo de balancn, impulsado por el eje de levas del motor, que se puede encontrar en el block o sobre la culata del motor. El sistema EUI est constituido por dos circuitos: el de combustible y el de inyeccin. El cuerpo de cada inyector bomba est rodeado por una galera que permite el suministro del combustible purificado, proveniente del estanque, que es transferido por una bomba de engranajes accionada por la distribucin del motor.

Esta leccin presenta el sistema de combustible de Inyeccin Unitaria Electrnica (EUI). En un esfuerzo continuo por suministrar ptimo rendimiento y economa de combustible y, al mismo tiempo, cumplir con las regulaciones de emisiones, Caterpillar usa el sistema de combustible EUI en los siguientes motores: 3176 (introducido en 1988)

3406E y 3176B (introducido en 1993)

C-10 (3176C) (Introducido en 1995)

C-12 (3196) (introducido en 1995)

3500B (introducido en 1995)

3456 (introducido en 1998)

El Sistema de Combustible EUI Caterpillar es de control electrnico. La bomba de inyeccin, las tuberas de combustible y los inyectores usados en los motores mecnicos se reemplazaron por un inyector unitario electrnico en cada cilindro. Un solenoide en cada inyector controla la cantidad de combustible que suministra el inyector. Un Mdulo de Control Electrnico (ECM) enva una seal a cada solenoide del inyector, que controla la cantidad de combustible inyectado en cada cilindro. Los componentes principales del sistema EUI son :El ECM,

Los inyectores EUI,

El mazo de cables,

Los sensores

Los interruptores.

Tambin incluye un sistema de suministro de combustible de presin baja, controlado mecnicamente, que consta de:

Tanque de combustible,

La bomba de transferencia de combustible,

Filtros de combustible primario y secundario

Regulador de presin de combustible

El Sistema de Combustible EUI Caterpillar es de control electrnico. La bomba de inyeccin, las tuberas de combustible y los inyectores usados en los motores mecnicos se reemplazaron por un inyector unitario electrnico en cada cilindro. Un solenoide en cada inyector controla la cantidad de combustible que suministra el inyector. Un Mdulo de Control Electrnico (ECM) enva una seal a cada solenoide del inyector, que controla la cantidad de combustible inyectado en cada cilindro. Los componentes principales del sistema EUI son :El ECM,

Los inyectores EUI,

El mazo de cables,

Los sensores

Los interruptores.

Tambin incluye un sistema de suministro de combustible de presin baja, controlado mecnicamente, que consta de:

Tanque de combustible,

La bomba de transferencia de combustible,

Filtros de combustible primario y secundario

Regulador de presin de combustible

FUNCIONES DEL ECM :El ECM tiene tres funciones bsicas:

- Suministra energa a componentes, sensores e inyectores - Controla las entradas de los sensores y de los interruptores - Controla la velocidad y la potencia del motor

Ventajas del sistema EUI:

El sistema EUI o UIS, presenta frente a los sistemas de inyeccionesconvencionales una serie de ventajas, entre las que destacan: Diseo compacto. Mayor campo de aplicacin Alta presin de inyeccin hasta 2050 bar. Pre-inyeccin separada de la inyeccin principal, que facilita el encendido del combustible y reduce las emisiones. Reducida sonoridad de combustin. Comienzo de la inyeccin variable. Bajas emisiones de gases contaminantes.

Diagnstico de fallas y almacenamiento de informacin:

Una memoria especialmente dispuesta en la unidad de control electrnicograba los parmetros de funcionamiento del motor, lo que permite almacenar las fallas de los componentes del sistema, lo que facilita el diagnostico de las averas. La informacin recogida tambin puede ser utilizada para llevar el mantenimiento del motor, el ajuste de sus parmetros de funcionamiento y los costos de operacin del vehculo.

e- SISTEMA DE INYECCION HEUI CAT

Los motores 3408E/3412E equipados con el sistema de combustible HEUI estn disponibles en los equipos de construccin y aplicaciones industriales. Los motores industriales estn disponibles en ambos 3408C/3412C (con sistema bomba de combustible en lnea) y las versiones 3408E/3412E HEUI. Las mquinas Caterpillar accionadas por motores 3408E/3412E HEUI, se incluyen: 769D/771D/773D Camiones Fuera de carretera

988F/990 Cargadores de rueda Serie II.

D9R/D10R Tractores

631E/637E/651E/657E Mototraillas

24H Motoniveladoras

Los motores HEUI tienen muchas caractersticas y beneficios no posibles con sistemas mecnicos de combustible. Estas caractersticas incluyen un escape muy limpio, el consumo mejorado del combustible y una mejor partida en fro, la conservacin simplificada con menos partes mviles, y costos de operacin menores.

Los componentes electrnicos en el sistema de combustible HEUI son muy semejantes a los usados en los sistemas EUI. Sin embargo, en el sistema HEUI, el inyector no es accionado por un camn de leva. Una bomba de alta presin hidrulica, que recibe un flujo de aceite a presin, de la bomba de lubricacin, eleva la presin a un mximo de 22.800 kPa (3300 psi.) La presin es controlada por el Mdulo de Control Electrnico o (ECM). El flujo hidrulico es dirigido a actuadores hidrulicos en cada inyector. El inyector se activa electrnicamente (como en el sistema EUI) el aceite bajo alta presin mueve un pistn que mueve el plunger presurizando el combustible.

Componentes mayores del Sistema: Esta imagen muestra alguno de los componentes mayores utilizados en el sistema de combustible HEUI.

1. La Bomba Hidrulica de Suministro 2. ECM 3. Control de aceleracin 4. Sensor de velocidad/tiempo 5. Inyector de combustible 6. El sensor de temperatura7. Sensor de Presin 7. Sensor de Presin

Conector Cat data link e Interruptor de Flujo de Lquido Refrigerante (no mostrado) -El conector de datos (no mostrado) proporciona una va de comunicacin vidireccional de comunicacin entre el sistema HEUI y los circuitos electrnicos o los restantes sistemas en la mquina. El data link permite tambin que la herramienta de servicio se comunique con el sistema electrnico del motor. NOTA: Slo un ejemplo de cada sensor (de presin, de temperatura y de velocidad/tiempo) es mostrado en el recuadro.

f. SISTEMA DE INYECCION HPCR DE CUMMINS

Similar al sistema de combustible del 4/6D107-1 excepto que la bomba de combustible de alta presin es diseada y hecha por CumminsPermite mltiples eventos de inyeccin por explosin de cilindro.. Piloto . Principal . PosteriorDiseo simplificado y mas fcil de hacer mantenimiento.Reduccin en los costos de reparacin; no ser necesario reemplazar todo el sistema.Sistema de combustible nuevo es un componente principal de la tecnologa avanzada de combustin utilizada para reducir las emisiones.

COMPONENTES DEL SISTEMA :

1. Conjunto de Tanque de combustible fabricado de aluminio, latn de acero recubierto interiormente con barniz de baquelita para evitar la corrosin, Interiormente est dividido con tabiques para aumentar la rigidez y disminuir la oscilacin del combustible durante el desplazamiento en terreno variado

El Tq. de combustible est provisto:Boca de llenado con un tamiz que impide la entrada de impurezas junto con el combustible

Tubo de aspiracin con prefiltro

Tubo de retorno

Orificio de ventilacin

Tapn de drenaje o grifo de purga

Orificio para alojamiento del flotador y sensor de nivel de combustible

2. Mangueras de baja presin

Son mangueras de de hule reforzadas con un tejido de alambre acerado y cubierta por una capa de fibra de proteccin contra el calor y la humedadDispositivos de desconexin rpida3. Bomba de transferencia y cebado manual con Prifiltro .- dispositivo con filtro y vasito de cristal que retiene en circuito en lnea las primeras impurezas procedentes del tanque y sirve para purgar aire del sistema Bomba de transferencia .- Aspira combustible del Tq. a una presin de 30 a 75 lb. y un caudal suficiente para cualquier condicin de trabajo del motor contiene:

Una vlvula de retencin para asegurar en todo momento el suministro a presin a la bomba de inyeccin

Una vlvula de descarga que permite limitar la presion de entrada de combustible a la bomba de inyeccin y reconducir el combustible sobrante al deposito

Una vlvula de rebose a travs de la cual son devueltas al depsito las posibles burbujas de aire o vapores

Decantadores de agua que eliminan parte del agua contenida en el combustible y que pueden estropear los elementos de inyeccin

4. FILTROS:

INSTALACIN DE LOS FILTROS

Los filtros que se instalan antes de la bomba elevadora se llaman filtros primarios y los instalados luego de ella filtros secundarios; estos pueden ser de succin o de presin.El buen estado de los sellos de los filtros en el lado de succin de la bomba elevadora evita la entrada de aire al sistema; si hay un sellado deficiente en los filtros de presin existirn fugas de combustible.Un filtro sedimentador primario est diseado para eliminar el agua y las partculas de slidos en el combustible. Consta de tres partes: la cabeza del filtro, el elemento del sedimentado y una cmara o vaso transparente para los sedimentos.El filtro aglomerado est diseado para obtener un combustible mas fino y libre de componentes perjudiciales para el sistema.

Filtros primario o FS . Estos filtros estn diseados especialmente para retirar el agua libre y emulsionada del combustible , estas versiones son continuamente mejoradas y controladas electrnicamente para tal fin

El petrleo bruto contiene una gran cantidad de impurezas que no se eliminan por completo en el proceso de destilacin. Dichas impurezas suelen estar constituidas principalmente por azufre, asfaltos y silicatos, que se presentan en forma de partculas muy duras y cuya densidad les permite mantenerse en el lquido durante cierto tiempo.

Por otra parte, y debido al uso y al paso del tiempo, el depsito de combustible puede almacenar polvo, arenas o partculas metlicas.

Por ello es esencial eliminar dichas suciedades, ya que al pasar por los diversos rganos del sistema de inyeccin producen una accin de esmerilado que acelera sobremanera el desgaste, con lo cual dichos componentes quedan inutilizados.

He aqu la necesidad de una escrupulosa limpieza del combustible hasta conseguir separar todas las impurezas que lleva consigo, al menos las que sean superiores a una milsima de milmetro.

Los encargados de cumplir esta misin son los filtros de combustible, que se emplazan entre la bomba de alimentacin y la de inyeccin.

El elemento filtrante suele estar constituido por una especie de cartucho de papel poroso de celulosa especial o fieltro, impregnado de una sustancia que normalmente suele ser resina fenlica, que tiene la propiedad de absorber el agua que pueda contener el combustible, procedente de la condensacin, que puede atacar a las superficies metlicas del sistema de inyeccin, oxidndolas y deteriorndolas.

Dada la gran importancia que tiene el sistema de filtrado en un motor Diesel, se hace necesaria la reposicin de los cartuchos filtrantes peridicamente, cada 15.000 km aproximadamente.

La disposicin del filtro es la siguiente:

El cartucho filtrante se fija a la cabeza del filtro por medio de un tornillo pasante, que se rosca en la cubeta. Este cartucho queda acoplado por la parte superior e inferior por sendos anillos de caucho.

El combustible circula desde la boca de entrada, a travs de la materia filtrante, hasta el fondo de la cubeta, desde la cual sube por el conducto central para salir por el conducto superior hacia la salida.

En la cubeta hay un tornillo de vaciado para su limpieza de las impurezas depositadas.

Algunos filtros disponen en su cubeta inferior de un sensor capaz de detectar el agua contenida en ella, que ha sido retenida por la materia filtrante.

Dicho sensor es del tipo de sonda capacitiva, que dispone de dos puntas o electrodos separados y conectados a travs de un circuito electrnico a una lmpara de control.

Ya que el agua tiene una densidad mayor que el gasleo, cuando se acumula lo hace en el fondo, por lo que al detectar los electrodos el cambio de densidad se enciende la lmpara de control

El gasleo utilizado en los motores de automocin tiene un alto contenido de ceras que pueden cristalizar cuando la temperatura ambiente desciende de 4 C aproximadamente. Dichos cristales obstruyen los conductos de paso del combustible del circuito de alimentacin, provocando fallos en el funcionamiento del motor e incluso la imposibilidad de arrancar al mismo.

Esto hace que existan aditivos que se aaden al combustible en invierno, para evitar estos depsitos de cera, aunque a temperaturas extremadamente bajas no pueda evitarse la acumulacin de pequeos tapones de cera ( parafinado ).Por esta razn algunos filtros estn dotados de un sistema de caldeo consistente en una resistencia elctrica que rodea el cartucho filtrante o una placa sumergida en el propio filtro y que calienta el combustible cuando pasa.En algunas ocasiones el filtro incorpora una pequea bomba de cebado de pistn, emplazada en la cabeza del filtro, junto a un tornillo de purga situado en el conducto de salida. En otros casos puede ser del tipo membrana y tener una implantacin similar a la anterior.

Filtro secundario con purgador o FF son los filtros de combustible estndares los cuales contienen en gran parte medios filtrantes de alto desempeo es uno de los rganos mas importantes para el perfecto funcionamiento del motor disel

CIRCUITO DE ALTA PRESION

El circuito de alta presin que trabaja por encima de las 3,000 libras estas formado por :

6. CAERAS DE ALTA PRESIN

Caeras de alta presin.- Tubos de acero de construccin especial de paredes gruesas y un dimetro interior calibrado(generalmente de 2 mm)

CONDICION DE LAS CAERIAS DE INYECCION :

Indispensable respetar la longitud original

Como regla gral en los motores de rgimen rpido las tuberas deben ser de la misma longitud , esta regla viene impuesta por los fenmenos hidrulicos que determina la variacin de los caudales cuando las longitudes de la tubera son distintas , asi como las variaciones de avance

Estos fenmenos crean ondas de choque que pueden perjudicar el buen funcionamiento de los inyectores e incluso producir el rpido deterioro de los mismos

Al estudiar un motor, la longitud ptima de la tubera y su dimetro interior determinan en funcin de las caractersticas del motor , el equipo de inyeccin y de sus caractersticas

A este respecto son imperativas dos consideraciones : .

1. La duracin de las inyecciones

2 . El estudio de las ondas de retorno (colas de la inyeccin)

En los motores rpidos las tuberas inadecuadas en longitud pueden ser la causa de: ruidos de inyeccin muy caractersticos

Otro factor importante a considerar en la preparacin de las tuberas de inyeccin es la calidad del tubo en lo que concierna al acabado interior del tubo

La fijacin de los tubos es otro factor importante , la principal causa de las roturas suelen ser la mala fijacin

Las verificaciones y pruebas han demostrado que para un estrechamiento de los tubos de de 0.85 mm. La presion en la salida de la bomba puede ser de 400 a 800 kg/cm2 lo que afecta particularmente al rale4nti ,n al cosumo de los inyectores (10% mas a 1,000 rpm

7. INYECTORES;La misin del inyector es introducir el combustible alimentado a alta presin por la bomba de inyeccin a la cmara de combustin del motor. El inyector consta de cuerpo y aguja. Ambos estn ensamblados con una precisin de ajuste del orden de 2 a 4 micrmetros y solo deben utilizarse como unidad completa.

8. BOMBA DE INYECCION LINEAL

Las bombas de inyeccin en lnea con regulardores mecnicos se conocen como conjunto de bomba, esto es as porque estn compuestas por varios productos independientes entre si. El conjunto de bomba de inyeccin est formado por una bomba de inyeccin en lnea (2) a la cual pueden estar unidos, de forma individual o conjunta, un regulador de revoluciones (3), un bombn de alimentacin (1) y un variador de avance (4). A cada conjunto de bomba de inyeccin le corresponde una tabla de prueba o valores de ensayo. La identificacin del conjunto de bomba es posible por su nmero de pedido, que en su formato tradicional corresponde al siguiente esquema: 0 40x xxx xxx. Actualmente y debido al agotamiento de los nmeros correlativos, se utilizan combinaciones alfanumricas, tambin de 10 dgitos, pero que no obedecen a esta norma. Cada uno de los componentes de un conjunto tienen su propia lista de recambios, que hay que localizar conociendo previamente la identificacin de cada uno de los ellos.

SISTEMA DE INYECCION DIESEL Al final de la carrera de compresin el aire que ha entrado al cilindro durante la carrera de admisin previa, ha sido confinado a un pequeo volumen llamado cmara de combustin y sometido a una fuerte compresin y est muy caliente. Si en ese momento se inyecta al interior del cilindro la cantidad adecuada de combustible Diesel pulverizado, este se inflamar y producir el debido incremento de presin que acta sobre el pistn para producir la carrera de fuerza del motor. El mecanismo que se ocupa de dosificar, pulverizar e introducir al cilindro en el instante y por el tiempo adecuados el combustible al cilindro se llama sistema de inyeccin. El proceso de inyectar combustible en el motor Diesel puede resumirse en pocas palabras como se ha hecho, y aparentemente parece ser simple, pero en realidad est rodeado de un gran nmero de particularidades que hacen de l, una de las mayores conquistas tecnolgicas realizadas por el hombre en la mecnica de precisin del siglo XX. Baste decir que este sistema tiene que poder inyectar con gran exactitud y a grandes presiones (entre 120 y 400 kg/cm2), volmenes de lquido que pueden ser comparables con el de la cabeza de un alfiler, con un comienzo y tiempo de duracin muy exactos, a frecuencias que pueden llegar a mas de 2000 ciclos por segundo, y por un perodo de millones de ciclos sin fallo. Smele a eso que la inyeccin se produce en una cmara donde hay combustin simultnea a la inyeccin, en un ambiente caliente y agresivo y me dir si no es un verdadero milagro tecnolgico haberlo conseguido y perfeccionado. Para preparar el terreno y que usted pueda conocer las particularidades bsicas relacionadas que hacen complejo el funcionamiento del sistema de inyeccin, hagamos un anlisis de los factores involucrados en el proceso.Mecanismo de avance El combustible que entra al cilindro lo hace de forma lquida, para que es

9. Mecanismo de avance El combustible que entra al cilindro lo hace de forma lquida, para que este combustible se inflame luego que se pone en contacto con el aire caliente capaz de inflamarlo, tiene que calentarse, evaporarse y mezclarse con el aire para que se produzca el encendido. Este proceso aunque breve, toma cierto tiempo, por lo que el comienzo de la inyeccin debe hacerse un determinado tiempo antes de que el pistn haya alcanzado el punto muerto superior, a fin de que el combustible se evapore, mezcle e inflame antes de que el pistn llegue al punto adecuado despus del punto muerto superior, y aproveche al mximo el incremento de presin producto de la combustin para producir trabajo til. Como este tiempo de preparacin de la mezcla dentro del cilindro, antes de producirse la inflamacin es un tiempo fijo (en realidad cambia, pero muy poco) mientras el motor puede girar a velocidades notablemente diferentes entre ralent y la velocidad mxima, el instante del comienzo de la inyeccin con respecto a la posicin del pistn, debe ser diferente para cada rgimen de velocidad y as poder lograr que en todo el rango de trabajo del motor, las presiones mximas del ciclo se produzcan en el instante adecuado a la posicin del pistn una vez comenzada la inflamacin. Este tiempo de anticipacin al punto muerto superior en que se comienza la inyeccin se mide en grados de ngulo de giro del cigeal y se conoce cono ngulo de avance a la inyeccin. En un motor Diesel rpido puede estar para altas velocidades en el orden de los 30 a 40 grados.

Nuestro sistema de inyeccin debe cumplir una primera condicin: Condicin 1: El sistema debe regular el comienzo de la inyeccin de acuerdo a la velocidad de rotacin del motor. Pulverizado de combustible Para que el proceso de evaporacin, mezclado e inflamacin del combustible sea lo mas eficiente, estable y corto posible, este debe ser inyectado en la cmara de combustin como uno o mas aerosoles con partculas sumamente finas, a alta velocidad y bien dirigidas para que lleguen a todas partes de la cmara de combustin, con independencia de la velocidad de giro del motor. De esta forma se produce un mejor mezclado y un contacto ntimo con todo el aire caliente para aprovechar su calor en la evaporacin y preparacin de la mezcla del aire y el combustible tanto antes del comienzo de la inflamacin, como despus, durante el proceso de quemado en todo el rango de trabajo. El comienzo y fin de la inyeccin (formacin del aerosol) deben ser abruptos, veamos: Las primeras gotas que salen del aerosol ya deben estar Las primeras gotas que salen del aerosol ya deben estar sumamente pulverizadas. Si esta condicin no se cumple, y se producen al inicio, gotas grandes de combustible, estas demoran en evaporarse, y como el combustible se inyecta de manera continua, cuando se produzca el encendido se habr acumulado mucho combustibles dentro del cilindro lo que produce una inflamacin masiva de excesivo combustible con el consecuente incremento violento de la presin. Este incremento violento de la presin adems de afectar las piezas del mecanismo pistn-biela-manivela reduce notablemente la eficiencia del motor. Si el sistema de inyeccin interrumpe el aerosol de manera gradual, las ltimas gotas producidas se han atomizado a baja presin y ya no son pequeas, el proceso de evaporacin se hace lento y el quemado de este combustible puede realizarse muy tarde en la carrera de fuerza e incluso no quemarse del todo con la consecuente prdida de potencia y rendimiento del motor. Condicion 2. Dosificacin de combustible Los motores Diesel al igual que cualquier otro motor funcionan en el automvil en un rango amplio de entrega de potencia y velocidad de rotacin, esta potencia se obtiene a expensas del combustible por lo que a mas potencia mas combustible. Esta potencia entregada por el motor se hace a voluntad del conductor oprimiendo mas o menos el pedal de acelerador de acuerdo a la necesidad del camino. En el motor Diesel convencional, el conducto de entrada de aire al motor es siempre el mismo, sin nada que interfiera el libre paso del aire a no ser las propias prdidas por rozamiento del conducto, de esta manera el cilindro del motor se llena siempre completamente de aire por lo que la entrega de potencia depender solo de la cantidad de combustible que se inyecte. Durante el funcionamiento a las revoluciones de ralent, solo hay que producir potencia para vencer las prdidas internas del motor y las de los agregados acoplados (ventilador, generador etc.) durante este estado de trabajo la cantidad de combustible que se inyecta es un volumen muy pequeo, mientras que durante el trabajo a potencia mxima el volumen inyectado es muchas veces superior. De esta necesidad surge la tercera condicin a cumplir: Condicin 3: El sistema debe permitir cambiar continua y gradualmente la cantidad de combustible que se inyecta al cilindro.

CARACTERISTICAS DE LA INYECCION

El proceso de la inyeccin del volumen de combustible al cilindro comienza como ya hemos visto, algunos grados antes del punto muerto superior, como este proceso dura determinado tiempo y el cigeal est en constante giro, terminar algunos grados pasado el punto muerto superior y antes de acercarse al punto muerto inferior. La dinmica del mecanismo biela- cigeal determina la forma en que debe crecer la presin dentro del cilindro para que el trabajo del motor tenga la mxima eficiencia, al mismo tiempo que las piezas no estn sometidas a cargas excesivas. Para adaptarse a los requerimientos ptimos del mecanismo biela-cigeal, la cantidad de combustible inyectado por unidad de tiempo durante el proceso de inyeccin debe cumplir ciertos requisitos. El comportamiento de la entrega de combustible al cilindro por unidad de tiempo se le llama caracterstica de inyeccin. En el grfico de la derecha muestra la forma terica ptima en que debe producirse la inyeccin. El eje vertical representa el volumen de combustible inyectado y el eje horizontal el ngulo de giro del cigeal. Pueden diferenciarse claramente dos zonas, nombradas como 1 y 2. En la zona 1comienza abruptamente la inyeccin de una pequea cantidad de combustible por unidad de tiempo durante un breve lapso de giro del cigeal. Este combustible en pequea cantidad se inyecta durante el tiempo de demora de la inflamacin a fin de preparar e iniciar el encendido sin que se acumulen grandes cantidades de combustible dentro del cilindro, luego, cuando ya se ha producido la inflamacin, y dentro de la cmara de combustin hay alta temperatura y gases incandescentes que aceleran en mucho la velocidad de evaporacin-inflamacin del combustible, se aumenta al ritmo adecuado para su combustin gradual en la carrera de fuerza (zona 2). Finalmente y en el instante apropiado se interrumpe drsticamente la inyeccin. En los motores reales esta condicin terica no se alcanza, paro los fabricantes de motores tratan de hacer sus sistemas que cumplan lo mejor posible esta condicin: Condicin 4: El ritmo de inyeccin de combustible al cilindro debe corresponder a cierto patrn ptimo. Velocidad mxima En el motor de gasolina existe un estrechamiento del conducto de admisin, este estrechamiento supone unas elevadas prdidas por rozamiento durante el llenado del cilindro, por esta condicin la velocidad final de giro del motor se auto limita, ya que a medida que crece la velocidad de giro, crece tambin la velocidad de entrada del aire y por consiguiente las prdidas por rozamiento. Finalmente y a altas velocidades de giro, la cantidad de aire queentra el cilindro es muy pobre y la potencia que se obtiene solo alcanza para vencer las prdidas mecnicas del propio motor. El motor no puede acelerar mas. En el motor Diesel, el conducto de admisin se construye para que sus prdidas por rozamiento 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 caso del motor de gasolina. Como la velocidad de giro del motor Diesel no puede crecer indefinidamente debido a que dentro del motor se producen fuerzas crecientes con la velocidad, que ponen en peligro la integridad del motor, resulta imprescindible limitar la mxima velocidad de giro a un valor seguro. Esta regulacin de la velocidad se consigue cortando la entrega de combustible. Condicin 5: El sistema de inyeccin debe regular la velocidad de giro mxima del motor. Velocidad mnima A menos que se desee lo contrario, cuando se suelta el acelerador de un motor Diesel este debe mantenerse funcionando a baja velocidad constante de rotacin (ralent). Como la carga del motor a la velocidad de ralent puede variar considerablemente en diferentes momentos de uso, por ejemplo; puede que est o no est accionando un compresor de aire acondicionado, o de refrigeracin, o de los frenos de vehculo, o un sistema de accionamiento hidrulico etc. no basta con establecer una cantidad fija de combustible inyectado para que se mantenga girando a velocidad estable en ralent. Si se hiciera as el motor se acelerara cuando baja la carga o se detendra cuando sube, por esta razn el sistema debe cumplir otra condicin: Condicin 6: El sistema debe mantener fija la velocidad de rotacin en ralent con independencia de la carga del motor. Esquema de la inyeccion Durante el desarrollo del motor Diesel, los fabricantes han elaborado diferentes sistemas mecnicos que cumplen con los requisitos de trabajo descritos anteriormente, uno de los mas utilizados y del que nos ocuparemos aqu es el sistema Bosch. En la figura de abajo se representa de manera esquemtica un sistema Bosh de inyeccin. En l, una bomba capaz de dosificar y elevar la presin a los valores necesarios para la inyeccin y en el momento preciso del combustible, gira arrastrada por el motor a travs de un acoplamiento, esta bomba es la bomba de inyeccin. Unos conductos de alta presin llevan el combustiblehasta los inyectores, que son los encargados de producir el aerosol dentro del cilindro. Una pequea bomba adosada a la bomba de inyeccin y accionada por esta, trasiega el combustible desde el depsito y la alimenta hacindolo pasar por un juego de filtros. La capacidad de bombeo de esta bomba de trasiego es muy superior a las necesidades del motor, lo que sirve para incluir un regulador de presin que adecua y estabiliza la presin de alimentacin a la bomba de inyeccin, desviando por el retorno el combustible en exceso. Este combustible en exceso sirve adems para refrigerar la bomba de inyeccin. Un mecanismo especial encargado de regular el avance a la inyeccin se interpone entre el acoplamiento al motor y la bomba de inyeccin. Al final de la bomba y acoplado a ella, se encuentra el regulador de velocidad, este regulador incluye una palanca de accionamiento que se acopla al mecanismo del pedal del acelerador, desde donde el conductor puede aumentar y disminuir la potencia o velocidad de giro del motor. Cada uno de los elementos integrantes del sistema se ha tratado aparte para no hacer muy extensa esta pgina. Apriete sobre alguno de los componentes para obtener detalles de cada uno.

QUE ES?

Es un sistema que tiene las siguientes caractersticas: 3 PSI como mx. a La entrada de los filtros.

31 PSI despus de la Bomba de Transferencia.

86 F de temperatura del Diesel 2 aprox.

COMO TRABAJA

El combustible ingresa al sistema a travs de los filtros primarios pasndo luego por la bomba de transferencia, luego va por los filtros secundarios, la bomba de inyeccin es la que se encarga de aumentar la presin para enviarla a los inyectores. El tiempo de inyeccin estar relacionado con los valores de carga y RPM, esto se hace a travs del gobernador y del controlador 2301 ( est ltimo se describe en el manual MTS- IM02). Como se observa, el principal fluido en este sistema es el Diesel el cual debe tener las siguientes caractersticas: ndice de Cetano: es una medida de la calidad de encendido de combustible, que afecta al arranque y la aceleracin del motor. A mayor ndice de cetano, mayor rapidez en en el encendido de combustible.

Gravedad Especfica: la gravedad especfica del combustible diesel es el peso de un volmen fijo de combustible comparado con el peso del mismo volmen de agua a la misma temperatura. A mayor gravedad especfica, el combustible tendr ms peso. Los combustible mas pesado producen mayor energa o potencia por volmen en el motor. La gravedad especfica puede medirse segn la escala del Instituto Norteamericano del Petrleo (API), mientras ms alto sea el nmero API, menos pesado ser el combustible. El combustible de un nmero API bajo suministra ms potencia. Caterpillar recomienda como mnimo, combustibles con 35 grados API.

Viscosidad: La viscosidad es una medida de la resistencia de los lquidos 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 daos en el motor. Punto de Enturbamiento: Es la temperatura en la cual se enturbia el combustible. Esta apariencia se produce cunado la temperatura es menor que el punto de fusin de la cera o parafina que se encuentran naturalmente en los derivados del petrleo. El punto de enturbamiento de combustible debe ser menor que la temperatura exterior ( ambiente) mas baja, para evitar que los filtros se obstruyan. El punto de enturbamiento lo determinan la compaa que refina el combustible. Se ha mencionado las principales caractersticas del combustible diesel, adicionalmente existen otras pero que no son tema de este manual.

10, Filtros Primarios (Separadores de Agua)

Estos filtros se encargan de eliminar el condensado presente en el combustible. El agua en el diesel puede causar lo siguiente: Puede formar cidos en la cmara de combustin, lo que afectara principalmente a las guas de las vlvulas y a las camisas del cilindro. La presencia de agua formar xidos que en algn momento puedan ser causa de la obstruccin de los inyectores. El agua con el diesel pueden dar lugar al crecimiento de partculas microbiolgicas que obstruiran los filtros e influiran notablemente en la eficiencia del sistema de inyeccin.

11. Bomba de Transferencia

Del filtro primario, el combustible va a la bomba de transferencia. La bomba de transferencia eleva la presin al combustible aproximadamente hasta 31 PSI, el cual circular a travs de la seccin de presin baja del sistema de combustible. La funcin principal de la bomba de transferencia es mantener un suministro adecuado de combustible limpio en la bomba de inyeccin.

12, Filtros secundarios

El combustible sale de la bomba de transferencia y va al filtro de combustible secundario, este filtro retiene las partculas que an queden y los contaminantes del combustible que podra daar a los inyectores, estn ubicados entre la bomba de transferencia y a caja de la bomba de inyeccin

En esta figura se aprecia cuales son los requerimientos de filtraje Caterpillar

Los filtros secundarios cuentan en su base con una bomba de cebado de combustible. Uno puede usar la bomba para cebar el sistema, luego de quitar la bomba de combustible durante el mantenimiento general. La bomba tambin se usa para cebar el sistema de combustible despus de cambiar el filtro de combustible.

13, Gobernador

El gobernador es un dispositivo que recibe seales elctricas desde el controlador 2301 y mecnicas a travs del mando cruzado esto ocasiona un movimiento de parte del gobernador el cual acta sobre los racks de las bombas de inyeccin haciendo que se coloquen en posicin de entrega de combustible segn el requerimiento.

Bomba de inyeccin

El combustible sale del filtro secundario y fluye a la bomba de inyeccin la cual reparte y presuriza el combustible. Generalmente la bomba de inyeccin se encuentra cerca de la parte delantera del motor, ya que el engranaje del cigeal impulsa la bomba

Inyectores

Estos se encuentran montados en la culata y su funcin principal es inyectar el combustible pulverizado a la cmara de combustin.LOS INYECTORES El inyector es la parte terminal del sistema de inyeccin de un motor Diesel, son denominados tambin toberas y estn constituidos por un racor dotado de un conducto muy delgado en el centro el cual recibe el combustible a presin a travs de un tubo proveniente de la bomba de inyeccin, lo pulveriza y homogeniza en el conducto de aspiracin y lo enva a la cmara de combustin o en algunos motores Diesel a una antecmara para producir la combustin. Un inyector funciona con el combustible a presin dentro de ellos o por impulsin del combustible mecnica desde el rbol de levas del motor. Los inyectores CAV y Bosch funcionan mediante presin mientras que los inyectores unitarios y PT son de accionamiento mecnico. El inyector es montado en la culata de cilindros por medio de una brida la cual es fijada con dos tornillos en sus agujeros; otros inyectores se instalan roscados en la culata. El extremo inferior o tobera del inyector sobresale en la cmara de combustin y en el momento preciso inyecta combustible atomizado en ella. El inyector funciona 150 veces por minuto aproximadamente en marcha mnima (ralent) y puede trbajar hasta 1500 veces por minuto a velocidad mxima. Las partesfundamentales que componen el inyector son: Portatobera conexin para retorno. Tobera. Resorte. Tuerca de tobera. Tuerca de ajuste del resorte. Tuerca de tapa. Entrada de combustible Vstago.