Bomba de combustible Danfoss. Bomba de combustible de alta presión (HPF). Tipos de bombas de combustible, sus características.

19.10.2019

Cualquier motor de automóvil tiene un sistema de potencia que garantiza la mezcla de los componentes de la mezcla combustible y su suministro a las cámaras de combustión. El diseño del sistema de energía depende del combustible con el que funciona la central eléctrica. Pero la más común es una unidad de gasolina.

Para que el sistema de energía mezcle los componentes de la mezcla, también debe recibirlos del recipiente en el que se encuentra la gasolina: el tanque de combustible. Y para ello, el diseño incluye una bomba que suministra gasolina. Y parece que este componente no es el más importante, pero sin su funcionamiento el motor simplemente no arrancará, ya que la gasolina no entrará en los cilindros.

Tipos de bombas de combustible y sus principios de funcionamiento.

En los automóviles se utilizan dos tipos de bombas de gasolina, que difieren no solo en el diseño, sino también en el lugar de instalación, aunque tienen la misma tarea: bombear gasolina al sistema y asegurar su suministro a los cilindros.

Por tipo de diseño, las bombas de gasolina se dividen en:

Mecánico;
Eléctrico.

1. Tipo mecánico

Se utiliza una bomba de combustible de tipo mecánico. Suele estar situado en la cabeza de la unidad de potencia, ya que es accionado por el árbol de levas. El combustible se bombea debido al vacío creado por la membrana.

Su diseño es bastante simple: el cuerpo contiene una membrana (diafragma), que está accionada por un resorte en la parte inferior y unida en la parte central a una varilla conectada a la palanca de accionamiento. En la parte superior de la bomba hay dos válvulas: entrada y salida, así como dos accesorios, uno de los cuales aspira gasolina hacia la bomba y el segundo sale y entra al carburador. El área de trabajo del tipo mecánico es la cavidad sobre la membrana.

La bomba de combustible funciona según este principio: en el árbol de levas hay una leva excéntrica especial que acciona la bomba. Mientras el motor está en marcha, el eje, al girar, actúa con la parte superior de la leva sobre el empujador, que presiona la palanca de transmisión. Esto, a su vez, tira de la varilla hacia abajo junto con la membrana, superando la fuerza del resorte. Debido a esto, se crea un vacío en el espacio sobre la membrana, por lo que la válvula de admisión se abre y se bombea gasolina a la cavidad.

Vídeo: Cómo funciona una bomba de combustible.

Tan pronto como el eje gira, el resorte devuelve el empujador, la palanca de accionamiento y el diafragma junto con la varilla a su lugar. Debido a esto, la presión aumenta en la cavidad sobre la membrana, por lo que la válvula de entrada se cierra y la válvula de salida se abre. La misma presión empuja la gasolina fuera de la cavidad hacia el conector de salida y fluye hacia el carburador.

Es decir, todo el trabajo de un tipo mecánico sin bomba se basa en caídas de presión. Pero observamos que todo el sistema de potencia del carburador no requiere alta presión, por lo que la presión creada por la bomba de combustible mecánica es pequeña, lo principal es que esta unidad proporciona la cantidad requerida de gasolina en el carburador.

Esta bomba de combustible funciona constantemente mientras el motor está en funcionamiento. Cuando la unidad de potencia se detiene, el suministro de gasolina se detiene porque la bomba también deja de bombear. Para garantizar que haya suficiente combustible para arrancar el motor y mantenerlo funcionando hasta que el sistema se llene debido al vacío, el carburador tiene cámaras en las que se vierte gasolina incluso antes de que el motor esté en marcha.

2. Bomba de combustible eléctrica, sus tipos.

En los sistemas de inyección de combustible, la gasolina se inyecta mediante inyectores, y para ello es necesario que el combustible llegue a ellos bajo presión. Por lo tanto, aquí no es posible utilizar una bomba de tipo mecánico.

Se utiliza una bomba de combustible eléctrica para suministrar gasolina al sistema de inyección de combustible. Dicha bomba está ubicada en la línea de combustible o directamente en el tanque, lo que garantiza que la gasolina se bombee bajo presión a todos los componentes del sistema de energía.

Mencionemos brevemente el sistema de inyección más moderno: la inyección directa. Funciona según el principio de un sistema diésel, es decir, la gasolina se inyecta directamente en los cilindros a alta presión, lo que una bomba eléctrica convencional no puede proporcionar. Por tanto, dicho sistema utiliza dos nodos:

El primero de ellos es eléctrico, se instala en el depósito y garantiza que el sistema se llene de combustible.
La segunda bomba, una bomba de alta presión (HPF), tiene un accionamiento mecánico y su tarea es proporcionar una presión significativa del combustible antes de suministrarlo a los inyectores.

Pero no nos centraremos en las bombas de inyección de combustible por ahora, sino en las bombas de combustible eléctricas convencionales, que se encuentran cerca del tanque e incrustadas en la línea de combustible, o se instalan directamente en el contenedor.

Vídeo: Bomba de gasolina, revisión y prueba.

Hay una gran cantidad de especies, pero tres tipos son los más extendidos:

rodillo giratorio;
engranaje;
centrífugo (turbina);

La bomba eléctrica de rodillo giratorio se refiere a bombas que se instalan en la línea de combustible. Su diseño incluye un motor eléctrico, en cuyo rotor está instalado un disco con rodillos. Todo esto se coloca en la jaula del sobrealimentador. Además, el rotor está ligeramente desplazado con respecto al sobrealimentador, es decir, hay una disposición excéntrica. El sobrealimentador también tiene dos salidas: la gasolina ingresa a la bomba por una y sale por la segunda.

Funciona así: cuando el rotor gira, los rodillos pasan a través de la zona de entrada, lo que crea un vacío y se bombea gasolina a la bomba. Sus rodillos son capturados y transferidos a la zona de escape, pero primero, debido a la ubicación excéntrica, se comprime el combustible, así se logra la presión.

Gracias al movimiento excéntrico, también funciona una bomba de engranajes, que también está instalada en la línea de combustible. Pero en lugar de un rotor y un sobrealimentador, su diseño contiene dos engranajes internos, es decir, uno de ellos está colocado dentro del segundo. En este caso, el engranaje interno es el motor, está conectado al eje del motor eléctrico y se desplaza con respecto al segundo, el conducido. Durante el funcionamiento de dicha bomba, el combustible se bombea a través de los dientes de los engranajes.

Pero en los automóviles, se usa con mayor frecuencia una bomba de combustible eléctrica centrífuga, que se instala directamente en el tanque y ya está conectada una línea de combustible. Su suministro de combustible se realiza mediante un impulsor, que tiene una gran cantidad de palas y se coloca dentro de una cámara especial. Durante la rotación de este impulsor se crean turbulencias que favorecen la succión de la gasolina y su compresión, lo que proporciona presión antes de ser suministrada a la línea de combustible.

Estos son diagramas simplificados de las bombas de combustible eléctricas más comunes. En realidad, su diseño incluye válvulas, sistemas de contactos para la conexión a la red de a bordo, etc.

Tenga en cuenta que ya durante el arranque de la planta de inyección, el sistema ya debe contener combustible bajo presión. Por lo tanto, la bomba de combustible eléctrica está controlada por una unidad de control electrónico y comienza a funcionar antes de que se active el motor de arranque.

Mal funcionamiento básico de la bomba de combustible

Video: Cuando la bomba de combustible está enferma.

Todas las bombas de gasolina tienen una vida útil bastante larga debido a su diseño relativamente simple.

Los problemas son muy raros en los componentes mecánicos. La mayoría de las veces ocurren debido a la rotura de la membrana o al desgaste de los elementos impulsores. En el primer caso, la bomba deja de bombear combustible por completo y, en el segundo, lo suministra en cantidades insuficientes.

Verificar una bomba de combustible de este tipo no es difícil; basta con quitar la cubierta superior y evaluar el estado de la membrana. También puede desconectar la línea de combustible que viene del carburador, bajarla a un recipiente y arrancar el motor. Para un elemento útil, el combustible se suministra en porciones uniformes con un chorro bastante potente.

En los motores de inyección, un mal funcionamiento de la bomba de combustible eléctrica tiene ciertos síntomas: el automóvil no arranca bien, hay una caída notable en la potencia y es posible que se produzcan interrupciones en el funcionamiento del motor.

Por supuesto, tales señales pueden indicar mal funcionamiento en diferentes sistemas Por lo tanto, se requerirán diagnósticos adicionales en los que se verifique el rendimiento de la bomba midiendo la presión.

Pero la lista de averías por las que esta unidad no funciona correctamente no es tanta. Por lo tanto, la bomba puede dejar de funcionar debido a un sobrecalentamiento severo y sistemático. Esto se debe a la costumbre de verter pequeñas porciones de gasolina en el tanque, porque el combustible actúa como refrigerante para esta unidad.

Repostar combustible con combustible de mala calidad puede provocar fácilmente averías. Las impurezas y partículas extrañas presentes en dicha gasolina, que ingresan al interior de la unidad, provocan un mayor desgaste de sus componentes.

También pueden surgir problemas en la parte eléctrica. La oxidación y los daños en el cableado pueden provocar que el suministro de energía a la bomba sea insuficiente.

Tenga en cuenta que la mayoría de las averías que surgen debido a daños o desgaste de los componentes de la bomba de combustible son difíciles de eliminar, por lo que a menudo, si su rendimiento se ve afectado, simplemente se reemplaza.

Utilizado en una variedad de tipos de transporte y equipos, se basa en la combustión de la mezcla de aire y combustible y la energía liberada como resultado de este proceso. Pero para que la central eléctrica funcione, el combustible debe suministrarse en porciones en momentos estrictamente definidos. Y esta tarea recae en el sistema de potencia incluido en el diseño del motor.

Los sistemas de suministro de combustible al motor constan de varios componentes, cada uno de los cuales tiene su propia tarea. Algunos filtran el combustible, eliminando los contaminantes, otros lo dosifican y lo suministran al colector de admisión o directamente al cilindro. Todos estos elementos cumplen su función con combustible, que aún es necesario suministrarles. Y esto lo garantizan las bombas de combustible utilizadas en los diseños de sistemas.

Conjunto de la bomba

Como cualquier bomba de líquido, la tarea de la unidad utilizada en el diseño del motor es bombear combustible al sistema. Además, en casi todas partes es necesario que se suministre bajo cierta presión.

Tipos de bombas de combustible

Los diferentes tipos de motores utilizan sus propios tipos de bombas de combustible. Pero, en general, todos se pueden dividir en dos categorías: baja y alta presión. El uso de un nodo particular depende de caracteristicas de diseño y el principio de funcionamiento de la central eléctrica.

Entonces, para los motores de gasolina, dado que la inflamabilidad de la gasolina es mucho mayor que la del combustible diesel y, al mismo tiempo, la mezcla de aire y combustible se enciende desde una fuente externa, no se requiere alta presión en el sistema. Por lo tanto, en el diseño se utilizan bombas. baja presión.

Bomba de motor de gasolina

Pero vale la pena señalar que en los sistemas de inyección de gasolina de última generación, el combustible se suministra directamente al cilindro (), por lo que la gasolina debe suministrarse a alta presión.

En cuanto a los motores diésel, la mezcla se enciende debido a la influencia de la presión en el cilindro y la temperatura. Además, el propio combustible se inyecta directamente en las cámaras de combustión, por lo que para que la boquilla lo inyecte se requiere una presión importante. Y para ello, el diseño utiliza una bomba de alta presión (HHP). Pero observamos que el diseño del sistema de energía no podría funcionar sin el uso de una bomba de baja presión, ya que la bomba de inyección en sí no puede bombear combustible, porque su tarea es solo comprimirlo y suministrarlo a los inyectores.

Todas las bombas utilizadas en centrales eléctricas. diferentes tipos También se puede dividir en mecánico y eléctrico. En el primer caso, la unidad funciona desde una central eléctrica (se utiliza transmisión por engranajes o desde levas de eje). En cuanto a los eléctricos, son impulsados por su propio motor eléctrico.

Más específicamente, en los motores de gasolina, los sistemas de energía utilizan únicamente bombas de baja presión. Y solo el inyector de inyección directa tiene bomba de inyección de combustible. Además, en los modelos con carburador esta unidad tenía accionamiento mecánico, mientras que en los modelos de inyección se utilizan elementos eléctricos.

Bomba de combustible mecánica

En los motores diésel se utilizan dos tipos de bombas: de baja presión, que bombea combustible, y de alta presión, que comprime el combustible diésel antes de que entre en los inyectores.

La bomba de cebado de combustible diésel suele ser de accionamiento mecánico, aunque también hay disponibles modelos eléctricos. En cuanto a la bomba de inyección de combustible, es accionada por la central eléctrica.

La diferencia de presión generada por las bombas de baja y alta presión es muy llamativa. Por lo tanto, para que funcione el sistema de inyección de energía, solo son suficientes 2,0-2,5 bar. Pero este es el rango de presión de funcionamiento del propio inyector. La unidad de bombeo de combustible, como es habitual, lo suministra un poco en exceso. Así, la presión del inyector de la bomba de combustible varía de 3,0 a 7,0 bar (dependiendo del tipo y estado del elemento). En cuanto a los sistemas de carburador, la gasolina se suministra prácticamente sin presión.

Pero los motores diésel requieren una presión muy alta para suministrar combustible. Si tomamos el sistema Common Rail de última generación, en el circuito bomba-inyector de inyección de combustible la presión del combustible diésel puede alcanzar los 2200 bar. Por tanto, la bomba funciona desde una central eléctrica, ya que su funcionamiento requiere bastante energía, y no es recomendable instalar un motor eléctrico potente.

Naturalmente, los parámetros operativos y la presión creada afectan el diseño de estas unidades.

Tipos de bombas de combustible, sus características.

No desmontaremos la estructura de la bomba de combustible de un motor de carburador, ya que dicho sistema de potencia ya no se utiliza, es estructuralmente muy simple y no tiene nada de especial. Pero la bomba de combustible con inyector eléctrico debe considerarse con más detalle.

Vale la pena señalar que diferentes máquinas utilizan diferentes tipos Bombas de combustible, que difieren en diseño. Pero en cualquier caso, la unidad se divide en dos componentes: el mecánico, que garantiza la inyección de combustible, y el eléctrico, que acciona la primera parte.

En vehículos de inyección se pueden utilizar las siguientes bombas:

Vacío;
Rodillo;
Engranaje;
Centrífugo;

Bombas rotativas

Y la diferencia entre ellos se reduce principalmente a la parte mecánica. Y sólo el diseño de la bomba de combustible de vacío es completamente diferente.

Vacío

El funcionamiento de la bomba de vacío se basa en una bomba de combustible convencional de un motor de carburador. La única diferencia está en la propulsión, pero la parte mecánica en sí es casi idéntica.

Hay una membrana que divide el módulo de trabajo en dos cámaras. En una de estas cámaras hay dos válvulas: entrada (conectada por un canal al tanque) y salida (que conduce a la línea de combustible, que suministra combustible al sistema).

Esta membrana, cuando avanza, crea un vacío en la cámara con válvulas, lo que provoca la apertura del elemento de entrada y el bombeo de gasolina hacia él. Durante el movimiento inverso, la válvula de admisión se cierra, pero la válvula de escape se abre y el combustible simplemente se empuja hacia la línea. En general, todo es sencillo.

En cuanto a la parte eléctrica, funciona según el principio de un relé pull-in. Es decir, hay un núcleo y un devanado. Cuando se aplica voltaje al devanado, el campo magnético que surge en él atrae el núcleo conectado a la membrana (se produce su movimiento de traslación). Tan pronto como desaparece la tensión, el resorte de retorno devuelve la membrana a su posición original (movimiento de retorno). El suministro de impulsos a la parte eléctrica está controlado por la unidad de control electrónico del inyector.

Rodillo

En cuanto a los otros tipos, su parte eléctrica es, en principio, idéntica y es un motor eléctrico de CC convencional que funciona con una red de 12 V. Pero las partes mecánicas son diferentes.

Bomba de combustible de rodillos

En el tipo de bomba de rodillos, los elementos de trabajo son un rotor con ranuras en las que se instalan los rodillos. Este diseño está alojado en una carcasa con una cavidad interna. Forma compleja, teniendo cámaras (entrada y salida, realizadas en forma de ranuras y conectadas a las líneas de suministro y salida). La esencia del trabajo se reduce al hecho de que los rodillos simplemente transfieren gasolina de una cámara a la segunda.

Engranaje

El tipo de engranaje utiliza dos engranajes montados uno dentro del otro. El engranaje interior es más pequeño y se mueve a lo largo de una trayectoria excéntrica. Gracias a esto, hay una cámara entre los engranajes, en la que se captura el combustible del canal de suministro y se bombea al canal de escape.

Bomba de engranajes

tipo centrífugo

Los tipos de bombas de combustible eléctricas de rodillos y engranajes son menos comunes que las centrífugas, también son de turbina.

Bomba centrífuga

Este tipo de diseño de bomba de combustible incluye un impulsor con una gran cantidad de palas. Al girar, esta turbina crea turbulencias en la gasolina, lo que garantiza que sea succionada por la bomba y empujada hacia la línea principal.

Consideramos el diseño de las bombas de combustible un poco simplificado. De hecho, en su diseño hay válvulas de entrada y de alivio de presión adicionales, cuya tarea es suministrar combustible en una sola dirección. Es decir, la gasolina que ingresa a la bomba puede regresar al tanque solo a través de la línea de retorno, pasando por todos los componentes del sistema de energía. Además, la tarea de una de las válvulas es cerrar y detener la inyección en determinadas condiciones.

bomba de turbina

En cuanto a las bombas de alta presión utilizadas en los motores diésel, el principio de funcionamiento es radicalmente diferente y puede obtener más información sobre dichos componentes del sistema de energía aquí.

La bomba de combustible (abreviada como bomba de inyección) está diseñada para realizar las siguientes funciones: suministrar una mezcla combustible a alta presión al sistema de combustible del motor de combustión interna, así como regular su inyección en ciertos momentos. Por este motivo, la bomba de combustible se considera el dispositivo más importante para los motores diésel y de gasolina.

Las bombas de inyección se utilizan, por supuesto, principalmente en motores diésel. Y en los motores de gasolina, las bombas de inyección se encuentran solo en aquellas unidades que utilizan un sistema de inyección directa de combustible. Al mismo tiempo, la bomba en un motor de gasolina funciona con mucha menos carga, ya que no se requiere una presión tan alta como en un motor diesel.

Básico elementos estructurales bomba de combustible: un émbolo (pistón) y un cilindro pequeño (casquillo), que se combinan en un solo sistema de émbolo (par), fabricado con acero de alta resistencia con gran precisión.

De hecho, fabricar un par de émbolos es una tarea bastante difícil que requiere máquinas especiales de alta precisión. Por todo Unión Soviética si la memoria no me falla, sólo había una planta donde se fabricaban pares de émbolos.

En este vídeo se puede ver cómo se fabrican hoy los pares de émbolos en nuestro país:

Entre el par de émbolos se proporciona un espacio muy pequeño, el llamado acoplamiento de precisión. Esto se muestra perfectamente en el vídeo, cuando el émbolo entra muy suavemente, flotando por su propio peso, en el cilindro.

Entonces, como dijimos anteriormente, la bomba de combustible se utiliza no solo para suministrar oportunamente la mezcla combustible al sistema de combustible, sino también para distribuirla a través de los inyectores a los cilindros de acuerdo con el tipo de motor.

Los inyectores son el eslabón de esta cadena, por lo que están conectados a la bomba mediante tuberías. Los inyectores están conectados a la cámara de combustión mediante una pieza rociadora inferior equipada con pequeños orificios para una inyección eficiente del combustible y su posterior encendido. El ángulo de avance permite determinar el momento exacto de inyección del vehículo en la cámara de combustión.

Tipos de bombas de combustible

Dependiendo de las características de diseño, existen tres tipos principales de bombas de inyección: de distribución, en línea y principales.

Bomba de inyección en línea

Este tipo de bomba de combustible de alta presión está equipada con pares de émbolos ubicados uno al lado del otro (de ahí el nombre). Su número corresponde estrictamente al número de cilindros en funcionamiento del motor.

Por tanto, un par de émbolos suministra combustible a un cilindro.

Los pares se instalan en la carcasa de la bomba, que tiene canales de entrada y salida. El émbolo se lanza mediante un árbol de levas, que a su vez está conectado al cigüeñal, desde donde se transmite la rotación.

El eje de levas de la bomba, cuando sus levas lo hacen girar, actúa sobre los empujadores del émbolo, provocando que se muevan dentro de los casquillos de la bomba. En este caso, las aberturas de entrada y salida se abren y cierran alternativamente. A medida que el émbolo sube por el manguito, se crea la presión necesaria para abrir la válvula de inyección, a través de la cual el combustible se dirige bajo presión a través de la línea de combustible a un inyector específico.

El momento del suministro de combustible y el ajuste de su cantidad requerido en un momento determinado se puede realizar mediante un dispositivo mecánico o mediante electrónica. Este ajuste es necesario para ajustar el suministro de combustible a los cilindros del motor dependiendo de la velocidad del cigüeñal (velocidad del motor).

El control mecánico se logra mediante el uso de un embrague centrífugo especial, que está montado en el árbol de levas. El principio de funcionamiento de dicho acoplamiento está contenido en pesos que se encuentran dentro del acoplamiento y tienen la capacidad de moverse bajo la influencia de la fuerza centrífuga.

La fuerza centrífuga cambia al aumentar (o disminuir) la velocidad del motor, por lo que los pesos divergen hacia los bordes exteriores del acoplamiento o se acercan nuevamente al eje. Esto conduce a un desplazamiento del árbol de levas con respecto a la transmisión, por lo que el modo de funcionamiento de los émbolos cambia y, en consecuencia, con un aumento en la velocidad del cigüeñal del motor, se proporciona una inyección de combustible temprana y tardía, como habrás adivinado. , con una disminución de la velocidad.

Las bombas de combustible en línea son muy confiables. Están lubricados por aceite de motor proveniente del sistema de lubricación del motor. No son nada exigentes con la calidad del combustible. Hasta la fecha, el uso de este tipo de bombas, debido a su volumen, se limita a camiones de carga media y pesada. Hasta aproximadamente el año 2000, también se utilizaban en motores diésel de pasajeros.

Bomba de inyección de distribución

A diferencia de una bomba de alta presión en línea, una bomba de inyección de distribución puede tener uno o dos émbolos, según el tamaño del motor y, en consecuencia, el volumen de combustible requerido.

Y estos uno o dos émbolos sirven a todos los cilindros del motor, de los cuales puede haber 4, 6, 8 o 12. Gracias a su diseño, en comparación con las bombas de inyección en línea, la bomba de distribución es más compacta y pesa menos. y al mismo tiempo es capaz de proporcionar un suministro de combustible más uniforme.

A la principal desventaja. de este tipo Las bombas se pueden atribuir a su relativa fragilidad. Las bombas de distribución se instalan únicamente en turismos.

La bomba de inyección de distribución puede equiparse con varios tipos accionamientos de émbolo. Todos estos tipos de unidades son unidades de levas y pueden ser: unidades finales, unidades internas o unidades externas.

Se considera que los más eficientes son los accionamientos mecánicos e internos, que carecen de las cargas creadas por la presión del combustible en el eje de transmisión, por lo que duran un poco más que las bombas con accionamiento de levas externo.

Por cierto, vale la pena señalar que las bombas importadas de Bosch y Lucas, que se utilizan con mayor frecuencia en la industria automotriz, están equipadas con un extremo y un accionamiento interno, mientras que las bombas de la serie ND de producción nacional tienen un accionamiento externo.

Unidad de cámara frontal

En este tipo de accionamiento, utilizado en las bombas Bosch VE, el elemento principal es un émbolo distribuidor, diseñado para crear presión y distribuir combustible en los cilindros de combustible. En este caso, el émbolo distribuidor realiza movimientos de rotación y de vaivén durante los movimientos de rotación de la arandela de leva.

El movimiento alternativo del émbolo se realiza simultáneamente con la rotación de la arandela de leva, que, apoyada sobre los rodillos, se mueve a lo largo del anillo fijo a lo largo del radio, es decir, parece correr alrededor de él.

La acción de la arandela sobre el émbolo asegura una alta presión del combustible. El retorno del émbolo a su estado original se realiza gracias a un mecanismo de resorte.

La distribución de combustible en los cilindros se produce debido al hecho de que el eje de transmisión proporciona movimientos de rotación del émbolo.

La cantidad de suministro de combustible se puede proporcionar mediante un dispositivo electrónico (válvula solenoide) o mecánico (embrague centrífugo). El ajuste se realiza girando un anillo de ajuste fijo (no giratorio) en un ángulo determinado.

El ciclo de funcionamiento de la bomba consta de las siguientes etapas: inyección de una porción de combustible en el espacio situado encima del émbolo, inyección de presión debido a la compresión y distribución del combustible entre los cilindros. Luego el émbolo vuelve a su posición original y el ciclo se repite.

Unidad de leva interna

El accionamiento interno se utiliza en bombas de inyección de distribución de tipo rotativo, por ejemplo, en bombas. Bosch VR, Lucas DPS, Lucas DPC. En este tipo de bombas el combustible se suministra y distribuye a través de dos dispositivos: un émbolo y un cabezal distribuidor.

El árbol de levas está equipado con dos émbolos opuestos que aseguran el proceso de inyección de combustible; cuanto menor es la distancia entre ellos, mayor es la presión del combustible. Después de la presurización, el combustible corre hacia los inyectores a través de los canales de la cabeza del árbol de levas a través de las válvulas de inyección.

El suministro de combustible a los émbolos se realiza mediante una bomba de refuerzo especial, que puede variar según el tipo de diseño. Puede ser una bomba de engranajes o una bomba de paletas rotativas. La bomba de refuerzo está ubicada en la carcasa de la bomba y es impulsada por un eje de transmisión. En realidad, se instala directamente sobre este eje.

No consideraremos una bomba de distribución con accionamiento externo, ya que lo más probable es que su estrella esté cerca de la puesta del sol.

Bomba de inyección de combustible principal

Este tipo de bomba de combustible se utiliza en el sistema de suministro de combustible Common Rail, en el que el combustible primero se acumula en el riel de combustible antes de suministrarse a los inyectores. La bomba principal es capaz de proporcionar un alto suministro de combustible, más de 180 MPa.

La bomba principal puede ser de émbolo simple, doble o triple. El accionamiento del émbolo lo proporciona una arandela de leva o un eje (también una leva, por supuesto), que realiza movimientos de rotación en la bomba, es decir, un giro.

En este caso, en una determinada posición de las levas, bajo la acción de un resorte, el émbolo se mueve hacia abajo. En este momento, la cámara de compresión se expande, por lo que la presión en ella disminuye y se forma un vacío, lo que obliga a abrir la válvula de entrada, a través de la cual pasa el combustible a la cámara.

La elevación del émbolo va acompañada de un aumento de la presión dentro de la cámara y el cierre de la válvula de admisión. Cuando se alcanza la presión a la que está configurada la bomba, se abre la válvula de salida, a través de la cual se bombea combustible hacia la rampa.

En la bomba principal, el proceso de suministro de combustible está controlado mediante una válvula dosificadora de combustible (que se abre o cierra en la cantidad requerida) mediante electrónica.

En la serie anterior de artículos sobre el diseño del sistema de combustible de un motor de gasolina, se abordó más de una vez el tema de la bomba de combustible de alta presión para un motor diésel y motores de gasolina con inyección directa de combustible.

Este artículo es un material separado que describe el diseño de una bomba de combustible diesel de alta presión, su propósito, posibles fallas, diagrama y principios de operación usando el ejemplo de un sistema de suministro de combustible para este tipo. Así que vayamos directo al grano.

Leer en este artículo

¿Qué es la bomba de inyección de combustible?

La bomba de combustible de alta presión se abrevia como . Este dispositivo es uno de los más complejos en el diseño de un motor diésel. La tarea principal de dicha bomba es suministrar combustible diesel a alta presión.

Las bombas aseguran el suministro de combustible a los cilindros de un motor diésel bajo una determinada presión, así como estrictamente en un momento determinado. Las porciones de combustible suministradas se miden con mucha precisión y corresponden al grado de carga del motor. Las bombas de inyección se distinguen por el método de inyección. Hay bombas de acción directa y también bombas de inyección de batería.

Las bombas de combustible de acción directa tienen un accionamiento mecánico de émbolo. Los procesos de bombeo e inyección de combustible ocurren al mismo tiempo. Una determinada sección de la bomba de inyección de combustible suministra a cada cilindro individual de un motor diésel de combustión interna la dosis necesaria de combustible. La presión necesaria para una atomización eficaz se crea mediante el movimiento del émbolo de la bomba de combustible.

Una bomba de inyección de combustible con inyección de acumulador se diferencia en que el accionamiento del émbolo de trabajo se ve afectado por las fuerzas de presión de los gases comprimidos en el cilindro del propio motor de combustión interna o la influencia se ejerce mediante resortes. Existen bombas de combustible con acumulador hidráulico, que se utilizan en potentes motores diésel de combustión interna de baja velocidad.

Vale la pena señalar que los sistemas con acumulador hidráulico se caracterizan por procesos de bombeo e inyección separados. El combustible a alta presión se bombea a la batería mediante una bomba de combustible y solo después se suministra a los inyectores de combustible. Este enfoque garantiza una atomización eficiente y una formación óptima de la mezcla, adecuada para toda la gama de cargas de la unidad diésel. Las desventajas de este sistema incluyen la complejidad del diseño, que se convirtió en la razón de la impopularidad de dicha bomba.

Las unidades diésel modernas utilizan tecnología basada en el control de las válvulas solenoides de los inyectores desde una unidad de control electrónico con un microprocesador. Esta tecnología se llama “Common Rail”.

Principales causas de mal funcionamiento.

La bomba de inyección es un dispositivo costoso que exige mucho la calidad del combustible y los lubricantes. Si un automóvil funciona con combustible de baja calidad, dicho combustible necesariamente contiene partículas sólidas, polvo, moléculas de agua, etc. Todo esto provoca el fallo de los pares de émbolos, que están instalados en la bomba con una tolerancia mínima medida en micrones.

El combustible de baja calidad daña fácilmente los inyectores, que son responsables del proceso de atomización e inyección de combustible.

Los signos comunes de mal funcionamiento en el funcionamiento de las bombas de inyección de combustible y los inyectores son las siguientes desviaciones de la norma:

el consumo de combustible aumenta notablemente;
se nota un aumento del humo de escape;
presente durante el trabajo sonidos extraños y ruido;
la potencia y el rendimiento del motor de combustión interna disminuyen notablemente;
se observa dificultad para arrancar;

Los motores modernos con bombas de inyección de combustible están equipados con un sistema de inyección electrónica de combustible. dosifica el suministro de combustible a los cilindros, distribuye este proceso a lo largo del tiempo y determina la cantidad requerida de combustible diesel. Si el propietario nota la más mínima interrupción en el funcionamiento del motor, entonces esta es una razón urgente para comunicarse de inmediato con el servicio. La central eléctrica y el sistema de combustible se examinan minuciosamente utilizando equipos de diagnóstico profesionales. Durante el diagnóstico, los especialistas determinan numerosos indicadores, entre los que se encuentran los más importantes:

grado de uniformidad del suministro de combustible;
presión y su estabilidad;
velocidad de rotación del eje;

Evolución del dispositivo

El endurecimiento de las normas y requisitos medioambientales en materia de emisiones de sustancias nocivas a la atmósfera ha llevado al hecho de que las bombas mecánicas de combustible de alta presión para los vehículos diésel han comenzado a ser sustituidas por sistemas controlados electrónicamente. La bomba mecánica simplemente no podía proporcionar una dosificación de combustible con la alta precisión requerida y tampoco podía responder lo más rápido posible a las condiciones de funcionamiento del motor que cambiaban dinámicamente.

sensor de inicio de inyección;
sensor de velocidad del cigüeñal y PMS;
medidor de flujo de aire;
Sensor de temperatura del refrigerante;
sensor de posición del pedal del acelerador;
Bloque de control;
dispositivo acelerador para arrancar y calentar el motor de combustión interna;
dispositivo para controlar la válvula de recirculación de gases de escape;
dispositivo para controlar el ángulo de avance de la inyección de combustible;
dispositivo para controlar el accionamiento del embrague dosificador;
sensor de carrera del dispensador;
sensor de temperatura del combustible;
bomba de combustible de alta presión;

El elemento clave de este sistema es el dispositivo de desplazamiento del acoplamiento dosificador de la bomba de inyección (10). La unidad de control (6) controla los procesos de suministro de combustible. La información ingresa al bloque desde los sensores:

sensor de inicio de inyección, que se instala en uno de los inyectores (1);
PMS y sensor de velocidad del cigüeñal (2);
medidor de flujo de aire (3);
sensor de temperatura del refrigerante (4);
sensor de posición del pedal del acelerador (5);

La memoria de la unidad de control almacena las características óptimas especificadas. Según la información de los sensores, la ECU envía señales a los mecanismos de control de sincronización de inyección y alimentación cíclica. Así es como se ajusta la cantidad de suministro cíclico de combustible en varios modos de funcionamiento de la unidad de potencia, así como durante el arranque en frío del motor.

Los actuadores tienen un potenciómetro que envía una señal de retroalimentación a la computadora, determinando así la posición exacta del embrague dosificador. El ajuste del ángulo de avance de la inyección de combustible sigue un principio similar.

La ECU es responsable de crear señales que regulan numerosos procesos. La unidad de control estabiliza la velocidad de rotación en modo inactivo, regula la recirculación de gases de escape y determina los indicadores a partir de las señales del sensor de flujo de masa de aire. El bloque compara las señales de los sensores en tiempo real con aquellos valores que están programados en él como óptimos. A continuación, la señal de salida de la computadora se transmite al servomecanismo, que asegura la posición requerida del embrague dosificador. Esto logra alta precisión regulación.

Este sistema dispone de un programa de autodiagnóstico. Esto permite desarrollar modos de emergencia para garantizar la circulación del vehículo incluso en presencia de una serie de averías específicas. La falla total ocurre solo cuando el microprocesador de la ECU se avería.

La solución más común para ajustar el flujo cíclico de una bomba de alta presión de un solo émbolo tipo distribuidor es el uso de un electroimán (6). Un imán de este tipo tiene un núcleo giratorio, cuyo extremo está unido mediante una excéntrica a un acoplamiento dosificador (5). Por el devanado de un electroimán pasa una corriente eléctrica y el ángulo de rotación del núcleo puede ser de 0 a 60°. Así se mueve el acoplamiento dosificador (5). Este embrague regula en última instancia el flujo cíclico de la bomba de inyección.

Bomba de un solo émbolo controlada electrónicamente

bomba de inyeccion;
válvula solenoide para controlar el avance de la inyección automática de combustible;
chorro;
cilindro automático de avance de inyección;
dispensador;
dispositivo electromagnético para cambiar el suministro de combustible;
sensor de temperatura, presión de sobrealimentación, posición del regulador de combustible;
palanca de control;
retorno de combustible;
suministro de combustible al inyector;

La máquina de avance de la inyección está controlada por una válvula electromagnética (2). Esta válvula regula la presión del combustible que actúa sobre el pistón de la máquina. La válvula se caracteriza por su funcionamiento en modo pulsado según el principio de “apertura-cierre”. Esto le permite modular la presión, que depende de la velocidad de rotación del eje del motor de combustión interna. Cuando se abre la válvula, la presión cae, lo que conlleva una disminución del ángulo de avance de la inyección. Una válvula cerrada proporciona un aumento de presión, lo que mueve el pistón de la máquina hacia un lado cuando aumenta el ángulo de avance de la inyección.

Estos pulsos EMC los determina la ECU y dependen del modo de funcionamiento y de los indicadores de temperatura del motor. El momento en que comienza la inyección está determinado por el hecho de que una de las boquillas está equipada con un sensor inductivo de elevación de la aguja.

Los actuadores que influyen en los controles del suministro de combustible en la bomba de inyección de distribución son motores proporcionales electromagnéticos, lineales, de par o paso a paso, que actúan como accionamiento para la unidad dosificadora de combustible en estas bombas.

Boquilla con sensor de elevación de aguja

El actuador electromagnético del tipo de distribución consta de un sensor de carrera del dispensador, el actuador en sí, un dispensador y una válvula para cambiar el ángulo de inicio de la inyección, que está equipada con un accionamiento electromagnético. La boquilla lleva incorporada en su cuerpo una bobina de excitación (2). La ECU suministra allí una determinada tensión de referencia. Esto se hace para mantener constante la corriente en el circuito eléctrico e independientemente de las fluctuaciones de temperatura.

La boquilla, equipada con un sensor de elevación de la aguja, consta de:

tornillo de ajuste (1);
bobinas de excitación (2);
varilla (3);
cableado (4);
conector eléctrico (4);

Esta corriente da como resultado la creación de un campo magnético alrededor de la bobina. En el momento en que se levanta la aguja de la boquilla, el núcleo (3) cambia el campo magnético. Esto provoca un cambio en el voltaje y la señal. Cuando la aguja está en proceso de subir, el pulso alcanza su punto máximo y lo determina la ECU, que controla el ángulo de avance de la inyección.

La unidad de control electrónico compara el impulso recibido con los datos de su memoria, que corresponden a varios modos y condiciones de funcionamiento de la unidad diésel. Luego, la ECU envía una señal de retorno a la válvula solenoide. Dicha válvula está conectada a la cámara de trabajo de la máquina de avance de inyección. La presión que actúa sobre el pistón de la máquina comienza a cambiar. El resultado es el movimiento del pistón bajo la acción del resorte. Esto cambia el ángulo de avance de la inyección.

La presión máxima que se puede alcanzar utilizando el control electrónico del suministro de combustible basado en la bomba de combustible VE es de 150 kgf/cm2. Cabe señalar que este esquema es complejo y está obsoleto; los voltajes en el accionamiento de levas no tienen perspectivas de desarrollo futuro. La siguiente etapa en el desarrollo de las bombas de inyección de combustible son los circuitos de nueva generación.

Bomba VP-44 y sistema de inyección directa para motores diésel de combustión interna.

Este esquema se utiliza con éxito en los últimos modelos de automóviles diésel de las principales empresas del mundo. Estos incluyen BMW, Opel, Audi, Ford, etc. Las bombas de este tipo permiten obtener una presión de inyección de 1000 kgf/cm2.

El sistema de inyección directa con bomba de combustible VP-44, que se muestra en la figura, incluye:

Un grupo de actuadores y sensores;
Grupo B de dispositivos;
baja presión del circuito C;
D- sistema para proporcionar suministro de aire;
E- sistema para eliminar sustancias nocivas de los gases de escape;
par M;
Bus de comunicación CAN a bordo;

sensor de control de recorrido del pedal para controlar el suministro de combustible;
mecanismo de liberación del embrague;
contacto de la pastilla de freno;
controlador de velocidad del vehículo;
bujía incandescente e interruptor de arranque;
sensor de velocidad del vehículo;
sensor inductivo de velocidad del cigüeñal;
Sensor de temperatura del refrigerante;
sensor para medir la temperatura del aire que ingresa a la entrada;
sensor de presión de sobrealimentación;
sensor tipo película para medir el flujo másico de aire de admisión;
panel de instrumentos combinado;
sistema de aire acondicionado controlado electrónicamente;
conector de diagnóstico para conectar un escáner;
Centralita de control del tiempo de ON para bujías de precalentamiento;
accionamiento de la bomba de inyección;
ECU para control del motor y bomba de inyección de combustible;
bomba de inyeccion;
elemento de filtro de combustible;
depósito de combustible;
un sensor de inyector que controla la carrera de la aguja en el 1er cilindro;
bujía incandescente tipo clavija;
PowerPoint;

Este sistema tiene característica distintiva, que consta de una unidad de control combinada para la bomba de inyección y otros sistemas. La unidad de control está compuesta estructuralmente por dos partes, etapas terminales y fuente de alimentación para electroimanes ubicados en la carcasa de la bomba de combustible.

Dispositivo de bomba de inyección VP-44

bomba de combustible;
sensor de frecuencia y posición del eje de la bomba;
Bloque de control;
carrete;
suministro de electroimán;
electroimán de ángulo de avance de inyección;
accionamiento hidráulico solenoide cambiar el ángulo de avance de la inyección;
rotor;
arandela de leva;

cuatro o seis cilindros en a;
b-para seis cilindros;
c-para cuatro cilindros;

arandela de leva;
clip de vídeo;
ranuras guía del eje de transmisión;
zapato con ruedas;
émbolo de inyección;
eje distribuidor;
cámara de alta presión;

El sistema funciona de tal manera que el par del eje de transmisión se transmite a través de la arandela de conexión y la conexión estriada. Este par va al eje del distribuidor. Las ranuras guía (3) cumplen tal función que, a través de las zapatas (4) y los rodillos (2) situados en ellas, se activan los émbolos de inyección (5) de manera que este se corresponda con el perfil interno que tiene la arandela de leva (1). ) tiene. La cantidad de cilindros en un motor diésel de combustión interna es igual a la cantidad de levas en la lavadora.

Los émbolos de inyección en la carcasa del eje del distribuidor están ubicados radialmente. Por este motivo, este sistema se denomina bomba de inyección de combustible. Los émbolos extruyen conjuntamente el combustible entrante sobre el perfil ascendente de la leva. Luego, el combustible ingresa a la cámara principal de alta presión (7). La bomba de inyección puede tener dos, tres o más émbolos de inyección, lo que depende de la carga planificada en el motor y del número de cilindros (a, b, c).

El proceso de distribución de combustible mediante una carcasa distribuidora.

Este dispositivo se basa en:

brida (6);
manguito de distribución (3);
la parte trasera del eje distribuidor (2) situada en el manguito del árbol de levas;
aguja de bloqueo (4) de la válvula solenoide de alta presión (7);
membrana acumuladora (10), que separa las cavidades encargadas del bombeo y drenaje;
accesorios de línea de alta presión (16);
válvula de descarga (15);

En la siguiente figura vemos la propia carcasa del distribuidor:

a- fase de llenado de combustible;
b-fase de inyección de combustible;

Este sistema consta de:

émbolo;
eje distribuidor;
casquillo de distribución;
aguja de bloqueo de válvula solenoide de alta presión;
canal para drenaje inverso de combustible;
brida;
válvula solenoide de alta presión;
canal de cámara de alta presión;
un canal anular de entrada de combustible;
una membrana acumuladora para separar las cavidades de bombeo y drenaje;
cavidades detrás de la membrana;
cámaras de baja presión;
ranura de distribución;
canal de escape;
válvula de descarga;
conector de línea de alta presión;

Durante la fase de llenado, en el perfil descendente de las levas, los émbolos (1), que se mueven radialmente, se desplazan hacia afuera y se acercan a la superficie de la arandela de la leva. La aguja de bloqueo (4) está libre en este momento y abre el canal de entrada de combustible. El combustible pasa por la cámara de baja presión (12), el canal anular (9) y la aguja. A continuación, el combustible se dirige desde la bomba de cebado de combustible a través del canal (8) del eje distribuidor y ingresa a la cámara de alta presión. Todo el exceso de combustible regresa a través del canal de drenaje de retorno (5).

La inyección se realiza mediante émbolos (1) y una aguja (4), que está cerrada. Los émbolos comienzan a moverse sobre el perfil ascendente de las levas hacia el eje del eje distribuidor. Esto aumenta la presión en la cámara de alta presión.

El combustible, ya bajo alta presión, corre a través del canal de la cámara de alta presión (8). Pasa por la ranura de distribución (13), que en esta fase conecta el eje distribuidor (2) con el canal de escape (14), el racor (16) con la válvula de descarga (15) y la línea de alta presión con la boquilla. La última etapa es la entrada de combustible diesel a la cámara de combustión de la central eléctrica.

¿Cómo funciona la dosificación de combustible? Electroválvula de alta presión

La electroválvula (válvula para ajustar el tiempo de inicio de la inyección) consta de los siguientes elementos:

asiento de válvula;
dirección de cierre de la válvula;
aguja de válvula;
armadura de electroimán;
bobina;
electroimán;

La electroválvula especificada es responsable del suministro cíclico y la dosificación de combustible. La válvula de alta presión especificada está integrada en el circuito de alta presión de la bomba de inyección. Al comienzo de la inyección, se aplica voltaje a la bobina del electroimán (5) según una señal de la unidad de control. El ancla (4) mueve la aguja (3) presionando esta última contra el asiento (1).

Cuando la aguja se presiona firmemente contra el asiento, no fluye combustible. Por este motivo, la presión del combustible en el circuito aumenta rápidamente. Esto permite abrir el inyector correspondiente. Cuando la cantidad necesaria de combustible llega a la cámara de combustión del motor, el voltaje en la bobina del electroimán (5) desaparece. La electroválvula de alta presión se abre, lo que conlleva una disminución de la presión en el circuito. La disminución de presión hace que el inyector de combustible se cierre y se detenga la inyección.

Toda la precisión con la que se realiza este proceso depende directamente de la válvula solenoide. Si intentamos explicarlo con más detalle, desde el momento en que finaliza la válvula. Este momento está determinado únicamente por la ausencia o presencia de tensión en la bobina de la válvula solenoide.

El exceso de combustible inyectado, que continúa inyectándose hasta que el rodillo del émbolo pasa el punto superior del perfil de la leva, se mueve a través de un canal especial. El final del camino del combustible es el espacio detrás de la membrana de acumulación. En el circuito de baja presión se producen picos de alta presión que son amortiguados por la membrana de acumulación. Una característica adicional es que este espacio almacena (acumula) el combustible acumulado para llenarlo antes de la siguiente inyección.

El motor se para mediante una válvula solenoide. El hecho es que la válvula bloquea completamente la inyección de combustible a alta presión. Esta solución elimina por completo la necesidad de una válvula de cierre adicional, que se utiliza en bombas de inyección de distribución donde se controla el borde de control.

El proceso de amortiguar las ondas de presión mediante una válvula de descarga con flujo de retorno estrangulado.

Esta válvula de inyección (15), que estrangula el flujo de retorno después de completar la inyección de una porción de combustible, impide la siguiente apertura de la boquilla del inyector. Esto elimina por completo el fenómeno de inyección adicional resultante de las ondas de presión o sus derivados. Esta inyección adicional aumenta la toxicidad de los gases de escape y es un fenómeno negativo extremadamente indeseable.

Cuando comienza el suministro de combustible, el cono de la válvula (3) abre la válvula. En este mismo momento, el combustible ya se bombea a través del racor, penetra en la línea de alta presión y se dirige a la boquilla. El final de la inyección de combustible provoca una fuerte caída de presión. Por este motivo, el resorte de retorno empuja el cono de la válvula hacia el asiento de la válvula. Cuando el inyector se cierra, se producen ondas de presión inversas. Estas ondas son amortiguadas con éxito por el acelerador de la válvula de descarga. Todas estas acciones evitan la inyección no deseada de combustible en la cámara de combustión en funcionamiento de un motor diésel.

Dispositivo de avance de inyección

Este dispositivo consta de los siguientes elementos:

arandela de leva;
pasador de bola;
émbolo para ajustar el ángulo de avance de la inyección;
canal submarino y de salida;
válvula de ajuste;
bomba de paletas para bombear combustible;
extracción de combustible;
entrada de combustible;
suministro desde el tanque de combustible;
resorte del pistón de control;
resorte de retorno;
pistón de control;
cámara de sello hidráulico anular;
acelerador;
válvula solenoide (cerrada) para configurar el punto de inicio de la inyección;

El proceso de combustión óptimo y las mejores características de potencia de un motor diésel de combustión interna solo son posibles cuando el momento de combustión de la mezcla comienza en una determinada posición del cigüeñal o pistón en el cilindro del motor diésel.

El dispositivo de avance de la inyección realiza una tarea muy importante, que es aumentar el ángulo en el que comienza el suministro de combustible en el momento en que aumenta la velocidad del cigüeñal. Este dispositivo incluye estructuralmente:

sensor de ángulo de rotación del eje impulsor de la bomba de inyección de combustible;
Bloque de control;
válvula solenoide para ajustar el tiempo de inicio de la inyección;

El dispositivo proporciona el momento óptimo para el inicio de la inyección, que se adapta idealmente al modo de funcionamiento del motor y a la carga que soporta. Existe una compensación por el cambio de tiempo, que está determinada por la reducción del período de inyección y encendido al aumentar la velocidad de rotación.

Este dispositivo está equipado con un accionamiento hidráulico y está integrado en la parte inferior de la carcasa de la bomba de inyección de modo que quede situado transversal al eje longitudinal de la bomba.

Funcionamiento del dispositivo de avance de inyección.

La arandela de leva (1) entra con un pasador de bola (2) en el orificio transversal del émbolo (3) de tal manera que el movimiento de traslación del émbolo se transforma en rotación de la arandela de leva. El émbolo en el centro tiene una válvula de control (5). Esta válvula abre y cierra el orificio de control en el émbolo. A lo largo del eje del émbolo (3) se encuentra un pistón de control (12), que está cargado por un resorte (10). El pistón es responsable de la posición de la válvula de control.

La válvula solenoide para ajustar el tiempo de inicio de la inyección (15) está ubicada transversalmente al eje del émbolo. La unidad electrónica que controla la bomba de inyección de combustible actúa sobre el émbolo del dispositivo de avance de la inyección a través de esta válvula. La unidad de control suministra continuamente impulsos de corriente. Estos impulsos se caracterizan por una frecuencia constante y un ciclo de trabajo variable. La válvula cambia la presión que actúa sobre el pistón de control en el diseño del dispositivo.

resumámoslo

Este material tiene como objetivo proporcionar a los usuarios de nuestro recurso la introducción más accesible y comprensible a la compleja estructura de una bomba de combustible de alta presión y una descripción general de sus elementos principales. El diseño y el principio general de funcionamiento de la bomba de combustible de alta presión nos permiten hablar de funcionamiento sin problemas solo si la unidad diésel se reposta con combustible y aceite de motor de alta calidad.

Como ya comprenderá, el combustible diesel de baja calidad es el principal enemigo de los complejos y costosos equipos de combustible diesel, cuya reparación suele ser muy costosa.

Si opera el motor diesel con cuidado, observa estrictamente e incluso acorta los intervalos de servicio para reemplazar el lubricante y tiene en cuenta otros requisitos y recomendaciones importantes, entonces la bomba de inyección seguramente responderá a su atento propietario con una confiabilidad, eficiencia y durabilidad excepcionales. .

Al igual que el corazón humano, la bomba de combustible hace circular el combustible por todo el sistema de combustible. En los motores de gasolina, esta función la desempeña una bomba de combustible eléctrica y, en los motores diésel, una bomba de combustible de alta presión (HPF).

Esta unidad realiza dos funciones: bombea combustible a los inyectores en una cantidad estrictamente definida y determina el momento en que comienza a inyectarse en los cilindros. La segunda tarea es similar a cambiar el tiempo de encendido de los motores de gasolina. Sin embargo, desde la llegada de los sistemas de inyección de batería, el tiempo de inyección está controlado por la electrónica que controla los inyectores.

El elemento principal de la bomba de combustible de alta presión es un par de émbolos. Su estructura y principio de funcionamiento no se discutirán en detalle en este artículo. En resumen, el par de émbolos es un pistón largo de pequeño diámetro (su longitud es varias veces mayor que el diámetro) y un cilindro de trabajo, muy preciso y ajustado entre sí, el espacio es de un máximo de 1-3 micrones ( por este motivo, en caso de avería, se sustituye el par completo). El cilindro tiene uno o dos puertos de entrada a través de los cuales ingresa el combustible, que luego es empujado hacia afuera mediante un pistón (émbolo) a través de la válvula de escape.

El principio de funcionamiento del par de émbolos es similar al funcionamiento de un motor de combustión interna de dos tiempos. Al bajar, el émbolo crea un vacío dentro del cilindro y abre el canal de entrada. El combustible, obedeciendo las leyes de la física, se apresura a llenar el espacio enrarecido dentro del cilindro. Después de esto, el pistón comienza a subir. Primero, cierra el puerto de entrada, luego aumenta la presión dentro del cilindro, como resultado de lo cual se abre la válvula de escape y el combustible fluye bajo presión hacia la boquilla.

Tipos de bombas de combustible de alta presión.

Hay tres tipos de bombas de inyección, tienen dispositivo diferente, pero un propósito:

en línea;
distribución;
línea principal

En el primero de ellos, el combustible se bombea a cada cilindro mediante un par de émbolos separados, por lo que el número de pares es igual al número de cilindros. El circuito de la bomba de distribución de combustible de alta presión difiere significativamente del circuito de la bomba en línea. La diferencia es que el combustible se bombea a todos los cilindros a través de uno o más pares de émbolos. La bomba principal impulsa el combustible hacia el acumulador, desde donde posteriormente se distribuye entre los cilindros.

En los automóviles con motores de gasolina con sistema de inyección directa, el combustible se bombea mediante una bomba de combustible eléctrica de alta presión, pero la presión allí es varias veces menor.

Bomba de combustible en línea de alta presión

Como ya se mencionó, cuenta con pares de émbolos según la cantidad de cilindros. Su estructura es bastante sencilla. Los vapores se colocan en una carcasa, dentro de la cual se encuentran canales submarinos y de salida de combustible. En la parte inferior de la carcasa hay un árbol de levas accionado por el cigüeñal; los émbolos están constantemente presionados contra las levas mediante resortes.

El principio de funcionamiento de una bomba de combustible de este tipo no es muy complicado. A medida que la leva gira, golpea el empujador del émbolo, lo que hace que éste y el émbolo se muevan hacia arriba, comprimiendo el combustible en el cilindro. Después de cerrar los canales de escape y entrada (exactamente en esta secuencia), la presión comienza a aumentar hasta un valor después del cual se abre la válvula de descarga, después de lo cual se suministra combustible diesel a la boquilla correspondiente. Este diagrama se asemeja al funcionamiento del mecanismo de distribución de gas de un motor.

Para regular la cantidad de combustible entrante y el momento de su suministro, ya sea metodo mecanico, o eléctrico (este circuito asume la presencia de electrónica de control). En el primer caso, la cantidad de combustible suministrado se cambia girando el émbolo. El circuito es muy sencillo: tiene una marcha, está engranada con una cremallera que, a su vez, está conectada al pedal del acelerador. La superficie superior del émbolo está inclinada, por lo que cambia el momento de cierre del orificio de entrada en el cilindro y, por tanto, la cantidad de combustible.

La sincronización del suministro de combustible debe cambiarse cuando cambia la velocidad del cigüeñal. Para ello, en el árbol de levas hay un embrague centrífugo, dentro del cual se encuentran las pesas. A medida que aumenta la velocidad, divergen y el árbol de levas gira con respecto al accionamiento. Como resultado, al aumentar la velocidad, la bomba de combustible proporciona una inyección más temprana y, al disminuir, más tarde.

El diseño de las bombas de inyección en línea les confiere una altísima fiabilidad y sencillez. Dado que la lubricación se produce con aceite de motor del sistema de lubricación de la unidad de potencia, esto los hace adecuados para funcionar con combustible diesel de baja calidad.

Las bombas de inyección en línea se instalan en camiones medianos y pesados. En el año 2000 se dejó de instalar por completo en los turismos.

Bomba de distribución de combustible de alta presión

A diferencia de una bomba de combustible en línea, una bomba de distribución tiene solo uno o dos pares de émbolos que suministran combustible a todos los cilindros. Las principales ventajas de este tipo de bombas de combustible son su menor peso y tamaño, así como un suministro de combustible más uniforme. La principal desventaja es que su vida útil es mucho más corta debido a la gran carga, por lo que se utilizan únicamente en turismos.

Existen tres tipos de bombas de inyección de distribución:

con accionamiento de leva frontal;
con accionamiento de leva interno (bombas de rotor);
con accionamiento de leva externo.

El diseño de los dos primeros tipos de bombas les proporciona una vida útil más larga en comparación con las últimas, porque no hay cargas de potencia en los componentes del eje de transmisión debido a la presión del combustible.

El diagrama de funcionamiento de la bomba de distribución de combustible del primer tipo es el siguiente. El elemento principal es el émbolo del distribuidor que, además del movimiento de avance y retroceso, gira alrededor de su eje y, por lo tanto, bombea y distribuye combustible entre los cilindros. Es accionado por una arandela de leva que gira alrededor de un anillo estacionario a lo largo de rodillos.

La cantidad de combustible entrante se regula tanto mecánicamente, mediante el embrague centrífugo descrito anteriormente, como mediante una válvula solenoide, a la que se suministra una señal eléctrica. El avance de la inyección de combustible se determina girando el anillo fijo en un cierto ángulo.

El diseño rotativo supone una disposición ligeramente diferente de la bomba de distribución de combustible. Las condiciones de funcionamiento de dicha bomba son algo diferentes de cómo funciona una bomba de inyección con accionamiento de leva terminal. El combustible se bombea y distribuye, respectivamente, mediante dos émbolos opuestos y un cabezal de distribución. Al girar el cabezal se garantiza que el combustible se redirija a los cilindros apropiados.

Bomba de inyección de combustible principal

La bomba de combustible principal impulsa el combustible hacia el riel de combustible y proporciona una presión más alta en comparación con las bombas en línea y de distribución. El esquema de su trabajo es algo diferente. El combustible puede bombearse mediante uno, dos o tres émbolos impulsados por una leva o un eje.

El suministro de combustible está controlado por una válvula dosificadora electrónica. Condicion normal válvula - abierta, cuando recibe una señal eléctrica, se cierra parcialmente y así regula la cantidad de combustible que ingresa a los cilindros.

¿Qué es TNND?

La bomba de combustible de baja presión es necesaria para suministrar combustible a la bomba de combustible de alta presión. Por lo general, se instala en la carcasa de la bomba de inyección o por separado, y bombea combustible desde el tanque de gasolina, a través de filtros gruesos y luego finos, directamente a la bomba de alta presión.

El principio de su funcionamiento es el siguiente. Es accionado por una excéntrica ubicada en el árbol de levas de la bomba de inyección. Un empujador presionado contra la varilla hace que la varilla y el pistón se muevan. La carcasa de la bomba tiene canales de entrada y salida que están cerrados mediante válvulas.

El esquema de operación del TNND es el siguiente. El ciclo de funcionamiento de la bomba de combustible de baja presión consta de dos tiempos. Durante la primera etapa preparatoria, el pistón desciende y el combustible es aspirado desde el tanque hacia el cilindro, mientras la válvula de descarga está cerrada. Cuando el pistón se mueve hacia arriba, el canal de entrada es bloqueado por la válvula de succión y, al aumentar la presión, se abre la válvula de salida, a través de la cual el combustible ingresa al filtro fino y luego a la bomba de inyección.

Dado que la bomba de combustible de baja presión tiene una capacidad mayor que la necesaria para el funcionamiento del motor, parte del combustible se empuja hacia la cavidad debajo del pistón. Como resultado, el pistón pierde contacto con el empujador y se congela. A medida que se agota el combustible, el pistón vuelve a bajar y la bomba vuelve a funcionar.

En lugar de una mecánica, se puede instalar una bomba de combustible eléctrica en un automóvil. Muy a menudo se encuentra en automóviles equipados con bombas Bosch (Opel, Audi, Peugeot, etc.). La bomba eléctrica se instala únicamente en automóviles y minibuses pequeños. Además de su función principal, sirve para cortar el suministro de combustible en caso de accidente.

La bomba de inyección eléctrica comienza a funcionar simultáneamente con el motor de arranque y continúa bombeando combustible a velocidad constante hasta que se apaga el motor. El exceso de combustible se drena al tanque a través de la válvula de derivación. La bomba eléctrica se encuentra dentro del depósito de combustible o fuera de él, entre el depósito y el filtro fino.