Cap._4 El Inyector de Combustible Del Sistema

1 Bombas Lineales Electrónicas Capítulo 4

EL INYECTOR DE COMBUSTIBLE DEL SISTEMA

La bomba de inyección lineal se la alimenta de combustible, para que el conjunto móvil lo pueda elevar a alta presión y enviarlo por medio de la cañería hasta el inyector, localizado este último dentro de la cámara de combustión del motor. Este combustible inyectado necesita ser finamente pulverizado, para que las moléculas de combustible se inflamen al contacto con el aire caliente, produciéndose en este momento la combustión que se encarga de empujar al pistón con gran fuerza hacia el Punto Muerto Inferior, como lo podemos observar en el siguiente video.

DISEÑO BÁSICO DEL INYECTOR

Para que el combustible pueda ser pulverizado o "atomizado" se necesita de una alta presión y esta alta presión es enviada desde el pistón de la bomba de inyección. La tobera del inyector está conformada por un cuerpo cilíndrico, dentro del cual se desliza una aguja. El combustible que es


enviado por la bomba ingresa por un taladro, practicado en el cuerpo de la tobera y llega hasta la cámara de presión. La misma presión que ingresa a la cámara de presión empuja a la superficie cónica de la aguja y la obliga a levantarse de su asiento cónico. En este momento el combustible puede salir con gran presión por el o los orificios de la tobera, pulverizándose en finas partículas.

DIFERENTES TIPOS DE TOBERAS DE LOS INYECTORES

Dependiendo de la forma de la cámara de combustión, de la forma de la cámara en el mismo pistón, de la presión de inyección, de la posición misma del inyector, es decir perpendicular sobre el pistón o formando un cierto ángulo y de otros factores no menos importantes, la forma de la tobera puede ser diferente, así como su longitud. De la misma manera, el número de orificios de inyección dependerá de los factores anotados anteriormente, ya que un dardo único se diseñará por ejemplo cuando la cámara en la cabeza del pistón tiene una forma cónica con vértice superior, de tal manera que el combustible inyectado se repartirá de forma homogénea y la combustión de igual manera. Cuando el inyector está inclinado, debido a su diseño dentro de la cámara de combustión, el inyector puede disponer de varios orificios y con diferentes ángulos de salida, para que el combustible se pueda repartir de forma homogénea dentro de la cámara.


INYECTORES CON ORIFICIO ÚNICO

En el caso de que el inyector se ha diseñado con un sólo orificio, el combustible saldrá por la boquilla de inyección por el orifico central debajo de la aguja. Nuevamente, dependiendo de las necesidades del mismo motor, este dardo de inyección puede ser de forma cilíndrica o de forma cónica. En el caso de un dardo de forma cilíndrico, la forma de la aguja del inyector permitirá inyectar al combustible en esta forma, cuando la aguja se levante de su asiento. En el caso de una inyección de dardo cónico, la aguja tendrá en su extremo inferior otra forma, para que el combustible adquiera esta forma el momento de inyectar y pulverizar el combustible.


TRABAJO DE UNA TOBERA CON DARDO PROGRESIVO

Cuando se necesita un encendido rápido del motor y al mismo tiempo se desea entregar al combustible de forma más homogénea dentro de la cámara de combustión, se utiliza un diseño especial en la aguja de la tobera del inyector. Esta aguja permite salir al combustible en el primer momento como un dardo cilíndrico y mayor profundidad, de tal manera que las moléculas del combustible son rápidamente inflamadas al contacto con el aire caliente. De forma inmediata, el dardo se convierte en un dardo cónico, permitiendo enviar al combustible hacia todos los ángulos de la cámara de combustión. Esto permite que la combustión creada llegue a todos los extremos de la cámara y se produzca una mejor y más completa combustión.


INYECTORES DE FORMA COMÚN Y DE FORMA PROTEGIDA

En los dos esquemas podemos ver también otras formas utilizadas de toberas de los inyectores de un motor diesel. En el gráfico del lado izquierdo podemos notar una forma comúnmente utilizada y en el gráfico derecho una tobera protegida o elevada. La primera forma es la más común y el dardo de inyección puede llegar a cubrir la cámara con todo el combustible inyectado, debido a que el flujo de aire ingresado así se lo permite. La última se la diseña de esta forma con el objeto de evitar el ensuciamiento de la tobera del inyector, especialmente cuando el flujo de aire que ingresa al motor permite un buen movimiento en forma de espiral y con la inyección del combustible se puede formar una buena mezcla y de forma homogénea dentro de la cámara de combustión.


ESTRUCTURA Y TRABAJO DEL INYECTOR DE UN SOLO MUELLE

Nos habíamos referido al proceso de apertura del inyector, cuando la misma presión que viene de la bomba de inyección obliga a subir a la aguja del inyector y el combustible puede salir con gran presión por los orificios de la tobera. El muelle calibrado es el encargado de empujar a la aguja y por esta razón la presión que la empuja deberá ser igual o mayor para empujar y vencer a este muelle. El combustible que lubrica a la aguja dentro del cuerpo escapa levemente entre estas dos superficies y se dirige hacia el conducto de retorno y de él hacia el depósito.


ESTRUCTURA DEL INYECTOR DE UN SOLO MUELLE

Podemos apreciar en los esquemas la estructura del inyector de un solo muelle. La presión ejercida sobre la superficie cónica de la aguja del inyector deberá vencer a la tensión del muelle para que la aguja suba y permita salir al combustible. Podemos entonces afirmar que de la tensión del muelle dependerá la presión de inyección y esta tensión podrá ser regulada, aumentando o disminuyendo las arandelas de calibración en el caso del inyector del ejemplo y en otros inyectores se dispondrá de un tornillo y contratuerca para hacerlo.


TRABAJO DEL INYECTOR DE DOBLE MUELLE

En los motores diesel modernos se han buscado nuevos diseños para que el inyector pueda proyectar al combustible dentro de la cámara, pero a hora de forma progresiva, logrando con ello una mejor atomización del combustible y reduciendo también el ruido ocasionado por la combustión. Esto se ha logrado utilizando inyectores con dos muelles, los mismos que trabajan de


forma progresiva. El primer muelle es empujado por la presión inicial venida de la bomba inyectora, permitiendo abrir al inyector e inyectar con una menor presión inicial. El desplazamiento de la aguja sobre el elemento de empuje comprime al primer muelle. Cuando este muelle se comprime, este primer elemento se apoya sobre el segundo elemento de empuje, el mismo que comprime al segundo muelle (más fuerte) y la presión de inyección aumenta, pulverizándose mucho más fino el combustible en este segundo escalón. Podemos observar el proceso en el video.

DESPIECE DEL INYECTOR DE DOBLE MUELLE

Para analizar de mejor forma la estructura del inyector de doble muelle progresivo, observemos las partes de un inyector despiezado, gráfico en el cual podemos analizar cada una de ellas.


VALORES DE PRESIÓN EN INYECTOR

En este ejemplo podemos relacionar a los valores de presión de apertura de un inyector de un motor de vehículo comercial. Como en este caso hablamos de un inyector de dos muelles, es decir un inyector progresivo, revisaremos las dos presiones indicadas.


LA BUJIA DE INCANDESCENCIA

En los motores de Inyección Indirecta especialmente, aunque ahora también se los utiliza en motores de Inyección directa, es muy necesario utilizar un procedimiento que asegure el buen encendido del diesel inyectado, especialmente en el proceso de arranque del motor, que es el estado más crítico. Decimos que es el estado más crítico del motor, ya que el aire que ingresa está más frío, necesita de una muy buena compresión del motor para comprimirlo y calentarlo a una temperatura suficiente para que el combustible se inflame rápidamente. Para ello se instalan bujías incandescentes o bujías de precalentamiento, aojadas en la precámara del motor cuando es de Inyección Indirecta, o en la cámara cuando es de Inyección directa. Las finas partículas del combustible al ser inyectado chocan contra el elemento incandescente y se inflamar con gran seguridad, iniciando la combustión del motor. Esta combustión inicial sale hacia la cámara principal del motor, empujando al pistón. Para ello se puede notar que la tobera del inyector está instalada en la Precámara, para que el combustible inyectado se proyecte justamente sobre la bujía incandescente.


INSTALACIÓN DE LA BUJÍA INCANDESCENTE EN LA INYECCIÓN DIRECTA

Cuando el Motor diesel es de inyección directa, lo que significa que el inyector está inyectando directamente sobre la cabeza del pistón, la bujía incandescente puede estar instalada cercana al dardo de inyección, en este caso paralela a él. A pesar de que el combustible inyectado no se proyecta necesariamente sobre el elemento caliente de la bujía de incandescencia, la bujía

calienta al aire que ha sido comprimido aún más, de tal manera que el aire alrededor de la punta del inyector está muy caliente y el combustible se puede inflamar de forma rápida y eficiente.


COMPROBACIÓN DE LA PRESIÓN DE PERTURA Y TRABAJO DEL INYECTOR

El correcto trabajo de un motor diesel depende básicamente de que la bomba de inyección esté debidamente regulada así como su Gobernor, para todos los parámetros de aceleración. Pero otro factor importantísimo es el trabajo del inyector y tanto su presión de trabajo, definida por el constructor, como la forma y el ángulo del dardo deben ser comprobados con la frecuencia definida para los mantenimientos del motor diesel. Para comprobar si el inyector está trabajando debidamente, de acuerdo a su diseño, se procederá a revisarlo en un comprobador de inyectores, como lo apreciamos en el video. El comprobador no es más que una bomba de alta presión manual, que envía esta alta presión generada a través de una cañería hasta el inyector a probarse. El Inyector se ajusta en la tuerca de la cañería, apuntando al dardo de inyección dentro del depósito, ya que esta presión es muy elevada y debe ser cuidadoso el operario de no probar fuera de él, ya que esta alta presión puede causar severos daños en la persona, tanto en su cuerpo como en los ojos. Se bombea varias veces hasta generar presión en la cañería y el momento en el cual empieza a inyectar se comprobará la forma del dardo y la presión a la cual se está abriendo el inyector.


Cap._4 El Inyector de Combustible Del Sistema

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