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Bomba
rotativa de inyección de émbolos radiales
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Inyectores y portainyectores
Inyectores de orificios
Funciones y
tipos de inyectores
Los inyectores y los correspondientes portainyectores son componentes esenciales
entre la bomba de émbolos radiales y el motor diesel.
Sus funciones son:
Debido a los diferentes
tipos de combustión y a la versatilidad de las cámaras donde se
produce ésta, la forma, dirección del chorro, «fuerza de
penetración» y la pulverización del chorro de combustible
del inyector, así como la duración de inyección y el caudal
de inyección por cada grado del árbol de levas, deben adaptarse
a las condiciones presentes.
Mediante la construcción de los portainyectores con dimensiones estandarizadas
y grupos constructivos, se consigue la flexibilidad necesaria con un mínimo
de variantes de piezas individuales.
Aplicación
Los inyectores de orificios se emplean para motores de inyección directa.
Se dividen en «inyectores de taladro ciego e inyectores de taladro en
asiento.
Además, los inyectores de orificios se distinguen por su tamaño
constructivo entre:
Construcción
Los agujeros de inyección se encuentran sobre la envoltura de un cono
de chorro (fig. inferior). La cantidad y diámetro de los agujeros dependen
de:
Las aristas de entrada de
los agujeros de inyección pueden estar redondeadas por mecanización
hidroerosiva (HE).
En aquellos lugares donde se producen grandes velocidades de flujo (entrada
del agujero de inyección), las partículas abrasivas (causantes
del desgaste) contenidas en el fluido HE. se encargan de la eliminación
del material.
El redondeado HE puede aplicarse tanto para inyectores de taladro ciego, como
también para inyectores de taladro en asiento. El objetivo es:
Para emisiones bajas de
hidrocarburos es especialmente importante mantener lo más reducido posible
el volumen ocupado por el combustible (volumen residual) por debajo de la arista
de asiento. Este se consigue con los inyectores de taladro en asiento.
Ejecuciones
Inyector de
taladro ciego
Los agujeros de inyección del inyector de taladro ciego (fig. inferior)
están dispuestos en e! taladro ciego.
Con un casquete redondo, los agujeros de inyección se taladran, en función
del dimensionamiento, de forma mecánica o electroerosiva (eliminación
eléctrica de partículas).
Los inyectores de taladro
ciego con casquete cónico están taladrados generalmente de forma
electro-erosiva.
Los inyectores de taladro ciego se ofrecen con taladro ciego cilíndrico
y cónico en diferentes dimensiones:
El inyector de taladro ciego con taladro ciego cilíndrico y casquete
redondo (a), compuesto con una parte cilíndrica y otra semiesférica,
presenta una gran libertad de dimensionamiento respecto al número de
agujeros, longitud de agujero y ángulo de eyección. El casquete
del inyector tiene forma semiesférica y garantiza así, junto con
la forma del taladro ciego, una longitud de agujero uniforme. El inyector de
taladro ciego con taladro ciego cilíndrico y casquete cónico (b)
se emplea únicamente para longitudes de agujero de 0,6 mm. La forma de
casquete cónica aumenta la resistencia del casquete mediante un espesor
de pared mayor entre el radio de la garganta y el asiento del cuerpo de inyector.
El inyector de taladro ciego con taladro ciego cónico y casquete cónico
(c) presenta un volumen menor de taladro ciego que el inyector con taladro ciego
cilíndrico. Con su volumen de taladro ciego está entre el inyector
de taladro en asiento y el inyector de taladro ciego con taladro ciego cilíndrico.
Con el fin de obtener un espesor de pared uniforme del casquete, éste
está ejecutado cónicamente en correspondencia con el taladro ciego.
Inyector de taladro en
asiento
Para reducir al mínimo el volumen residual, y con él también
la emisión de HC, el comienzo del agujero de inyección se encuentra
en el cono de asiento del cuerpo del inyector y queda cubierto ampliamente por
la aguja cuando está cerrado el inyector. No existe una comunicación
directa entre el taladro ciego y la cámara de combustión (figura
inferior). El volumen del taladro ciego se ha reducido considerablemente en
comparación con el inyector de taladro ciego. Los Inyectores de taladro
en asiento presentan, respecto a los inyectores de taladro ciego, un límite
de solicitación destacadamente inferior y, por tanto, sólo pueden
ser ejecutados en el tamaño "P" con una longitud de agujero
de 1 mm.
La forma del casquete es cónica por motivos de resistencia. Los agujeros
de inyección están taladrados generalmente en forma electroerosiva.
Portainyectores estándar
Tipos de portainyectores
Para la inyección en motores de inyección directa se emplean,
en combinación con bombas rotativas de inyección de émbolos
radiales, portainyectores con inyectores de orificios.
Los portainyectores se distinguen entre:
Aplicación
Los portaínyectores descritos aquí presentan las siguientes características:
Construcción
El conjunto portainyector se compone de inyector y portainyector.
El portainyector consta de los siguientes componentes (fig. inferior):
El inyector (tobera) se fija con la tuerca de fijación del inyector centradamente en el cuerpo de soporte. Al atornillar el cuerpo de soporte y la tuerca de fijación del inyector, el disco intermedio presiona contra las superficies estanqueizantes del cuerpo de soporte y de inyector. El disco intermedio sirve como tope de carrera de la aguja del inyector y centra con los pasadores de fijación, el inyector respecto al cuerpo del portainyector.
En el cuerpo de soporte se encuentran:
El cuerpo de presión
centra el muelle de compresión, asumiéndose la conducción
del perno de presión por parte de la espiga de presión de la aguja
del inyector.
En el cuerpo de soporte el taladro de entrada del portainyector conduce, a través
del disco intermedio, hasta el taladro de entrada de cuerpo del inyector (tobera)
y comunica así el inyector a la tubería de impulsión de
la bomba de inyección. En caso necesario es posible el montaje de una
varilla-filtro en el portainyector.
Funcionamiento
El muelle de compresión en el cuerpo de soporte presiona, a través
del perno de presión, sobre la aguja del inyector. La tensión
previa de este muelle determina la presión de apertura del inyector.
La presión de apertura puede ajustarse mediante una arandela de compensación.
El recorrido del es conducido desde el taladro de entrada en el cuerpo de soporte,
hacia el disco intermedio y, desde allí, a través del cuerpo del
inyector, hasta el asiento de la aguja del inyector. En el proceso de inyección
se levanta la aguja del inyector debido a la presión de inyección,
y el combustible es inyectado por los agujeros de inyección en la cámara
de combustión. La inyección ha concluido cuando la presión
de inyección ha disminuido en tal medida que el muelle presiona otra
vez la aguja del inyector contra su asiento.
Portainyector de dos muelles
Aplicación
El portainyector de dos muelles es un perfeccionamiento del inyector estándar
para la reducción de los ruidos de combustión, especialmente al
ralentí y en el margen de carga parcial.
Construcción
En el portainyector de dos muelles están dispuestos dos muelles uno tras
otro.
Primero actúa sólo un muelle sobre la aguja del inyector y determina así la primera presión de apertura. El segundo muelle se apoya sobre un manguito de tope que limita la carrera previa. Para que el desplazamiento de la aguja de: inyector supere la carrera previa es necesario que el manguito de tope sea levantado actuando entonces ambos muelles sobre la aguja del inyector (fig. inferior).
Funcionamiento
En el proceso de inyección, la aguja del inyector abre primero sólo
!a carrera previa. Llega así únicamente una pequeña cantidad
de combustible a la cámara de combustión. Si continua aumentando
la presión en el portainyecíor, se abre la aguja del inyector
a carrera total y se inyecta el caudal principal (fig. inferior). Este proceso
de inyección de dos niveles conduce a una «combustión más
suave» con reducción de ruidos.
Portainyector con sensor de movimiento de aguja
Aplicación
El comienzo de inyección es una magnitud característica importante
sobre el servicio óptimo de motores diesel. Su evaluación permite
p. ej. la variación del avance dependiente de la carga y del régimen
y/o la regulación del índice de recirculación de gases
de escape.
Para ello se necesita un portainyector con sensor de movimiento de aguja (fig.
inferior), que entregue una señal al abrir la aguja del inyector.
Construcción
El perno de presión prolongado penetra en la bobina de corriente.
La profundidad de penetración (longitud de recubrimiento «X»)
determina la magnitud del flujo magnético.
Funcionamiento
Un movimiento de la aguja del inyector induce, con la variación del flujo
magnético en la bobina, una tensión de señal dependiente
de la velocidad y no proporcional a la carrera, que se procesa directamente
en un circuito de evaluación (fig. inferior).
La superación de una tensión umbral sirve al circuito de evaluación
como señal del comienzo de inyección.
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