Bomba De Inyección Del Vehículo: Que es, función, tipos

La bomba de inyección diésel es esencial en los motores diésel. Funciona elevando la presión del combustible para suministrar la cantidad adecuada en el momento preciso. Se clasifican en bombas en línea, rotativas e individuales. Las bombas en línea se usan en vehículos de alta potencia como camiones.

Las bombas rotativas son para autos y vehículos ligeros. Las bombas individuales son para motores de última generación con inyección electrónica. Mantenerlas es importante para evitar problemas como obstrucciones y aire en las líneas de combustible.

¿Qué es la bomba de inyección?

La Bomba de inyección, o " bomba de inyectora" es un dispositivo capaz de elevar la presión de un fluido. Generalmente presente en los sistemas de Inyección de combustible como el gasoil (Motores Diesel) o más raramente gasolina (Motores Otto).

Hasta un nivel lo bastante elevado como para que al ser inyectado en el motor esté lo suficientemente pulverizado, condición imprescindible para su inflamación espontánea (fundamento del ciclo del Motor diésel), gracias a la elevada Temperatura de auto combustión.

Además distribuyen el combustible a los diferentes cilindros en función del orden de funcionamiento de los mismos (ej. 1-3-4-2 en los 4 cilindros). Podemos decir que en el mundo de los motores han existido dos tipos de bombas; tanto para diésel y gasolina (estas últimas ya desaparecidas al aparecer la Inyección electrónica ).

Estos dos tipos son: las bombas en línea y las bombas rotativas. Las lineales se utilizan frecuentemente en motores de alta relación de compresión y las rotativas en motores con relaciones medianas de compresión, ambas bombas de inyección ofrecen caudal pero deben ser robustas para soportar la presión del sistema de inyección. 

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Funcionamiento de la Bomba de Inyección Diésel

El funcionamiento de la bomba de inyección ideada por Bosch consiste en una bomba capaz de dosificar y elevar la presión a los valores necesarios para la inyección y en el momento preciso del combustible.

Gira arrastrada por el motor a través de un acoplamiento, esta bomba es la bomba de inyección, unos conductos de alta presión llevan el combustible hasta los inyectores, que son los encargados de producir el aerosol dentro del cilindro.

Una pequeña bomba adosada a la bomba de inyección y accionada por esta, trasiega el combustible desde el depósito y la alimenta haciéndolo 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 presión que adecua y estabiliza la presión de alimentación a la bomba de inyección, desviando por el retorno el combustible en exceso.

Este combustible en exceso sirve además para refrigerar la bomba de inyección. Un mecanismo especial encargado de regular el avance a la inyección se interpone entre el acoplamiento al motor y la bomba de inyección.

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.

Ciclos de Inyección

La condición previa para contar con una combustión eficiente reside en una buena formación de la mezcla. A esos efectos, el combustible tiene que ser inyectado en la cantidad correcta, al momento preciso y con una alta presión.

Si surgen mínimas diferencias, estas se traducen en un aumento de las emisiones contaminantes, sonoridad de la combustión o en un elevado consumo de combustible.

Compresión, proceso 1-2:

Es un proceso de compresión adiabática reversible.

Combustión, proceso 2-3:

En esta idealización, el aporte de calor se simplifica por un proceso isobaro (a presión constante). Sin embargo, la combustión Diésel es mucho más compleja: en el entorno del punto muerto superior (PMS) (en general un poco antes de alcanzarlo debido a problemas relacionados con la inercia térmica de los fluidos.

Es decir el retraso que hay entre la inyección y la inflamación espontánea), se inicia la inyección del combustible (en motores de automóviles, gasóleo, aunque basta con que el combustible sea lo suficientemente auto inflamable y poco volátil).

El inyector pulveriza y perliza "atomiza" el combustible, que, en contacto con la atmósfera interior del cilindro, comienza a evaporarse. Como quiera que el combustible de un motor Diésel tiene que ser muy auto inflamable (gran poder detonante, índice de Cetano alto).

Ocurre que, mucho antes de que haya terminado la inyección de todo el combustible, las primeras gotas de combustible inyectado se auto inflaman y dan comienzo a una primera combustión caracterizada por ser muy turbulenta e imperfecta, al no haber tenido la mezcla de aire y combustible tiempo suficiente como para homogeneizarse.

Comprensión Isocora

Esta etapa es muy rápida, y en el presente ciclo se obvia, pero no así en el llamado ciclo Diésel rápido, en el que se simboliza como una compresión isocora al final de la compresión.

Posteriormente, se da, sobre la masa fresca que no ha sido quemada, una segunda combustión, llamada combustión por difusión, mucho más pausada y perfecta, que es la que aquí se simplifica por un proceso isobaro.

En esta combustión por difusión se suele quemar en torno al 80% de la masa fresca, de ahí que la etapa anterior se suela obviar.

Sin embargo, también es cierto que la inmensa mayoría del trabajo de presión y de las pérdidas e irreversibilidades del ciclo se dan en la combustión inicial, por lo que omitirla sin más sólo conducirá a un modelo imperfecto del ciclo Diésel.

Consecuencia de la combustión es el elevamiento súbito del estado termodinámico del fluido, en realidad debido a la energía química liberada en la combustión, y que en este modelo ha de interpretarse como un calor que el fluido termodinámico recibe, y a consecuencia del cual se expande en un proceso isobaro reversible.

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Explosión/Expansión, proceso 3-4:

Se simplifica por una expansión isotrópica (adiabática) del fluido termodinámico, hasta el volumen específico que se tenía al inicio de la compresión.

En la realidad, la expansión se produce a consecuencia del elevado estado termodinámico de los gases tras la combustión, que empujan al pistón desde el PMS hacia el PMI, produciendo un trabajo. Nótese como, como en todo ciclo de motor de cuatro tiempos o dos tiempos, sólo en esta carrera, en la de expansión, se produce un trabajo.

Última etapa, proceso 4-1:

Esta etapa es un proceso isocórico (escape) es decir a volumen constante. Desde la presión final de expansión hasta la presión inicial de compresión. En rigor, carece de cualquier significado físico, y simplemente se emplea ad hoc, para poder cerrar el ciclo ideal.

Sin embargo, hay autores que no satisfechos con todas las idealizaciones realizadas, insisten en dar un significado físico a esta etapa, y la asocian a la renovación de la carga, pues, razonan, es esto lo que se produce en las dos carreras que preceden a la compresión y siguen a la expansión: el escape de masa quemada y la admisión de masa fresca.

No obstante, el escape es un proceso que requiere mucho más trabajo que el que implica este proceso (ninguno). Y además ninguno de los dos procesos se da, ni por asomo, a volumen específico constante.

Pre-inyección:

Para conseguir el desarrollo más suave posible de la combustión. Antes de iniciarse la inyección principal se procede a inyectar una pequeña cantidad de combustible, con baja presión. A esta dosificación del combustible se le da el nombre de preinyección.

Con la combustión de esta pequeña cantidad de combustible aumenta la presión y la temperatura en la cámara de combustión.

Inyección Principal:

Durante la inyección principal es decisivo contar con una buena formación de la mezcla, para lograr la combustión más completa posible del combustible, con una alta presión de la inyección se consigue una muy refinada pulverización del combustible.

De modo que el combustible y el aire se puedan mezclar adecuadamente, una combustión completa conduce a una reducción de las emisiones contaminantes y a unos altos niveles 6

Fin de la Inyección:

Al final de la inyección es importante, que la presión de la inyección caiga rápidamente. Y la aguja del inyector cierre de forma instantánea. De ese modo se evita que pase combustible hacia la cámara de combustión, teniendo una baja presión de inyección y gotas de gran diámetro.

Porque ya así solo se quemaría de forma incompleta y provocaría una mayor emisión de contaminantes.

Ciclo Calidad Confianza y Durabilidad

Los motores Diésel son actualmente algo irrenunciable en el mundo moderno y tan técnico. Se utilizan en vehículos pesados. Como camiones, autobuses, autos de pasajeros, máquinas agrícolas, barcos y un sin de pasajeros, máquinas agrícolas, barcos un sinfín de aplicaciones. Los motores Diésel prestan siempre un servicio fiable, económico y poco contaminante.

El rendimiento fiable y económico de los motores Diésel requiere sistemas de inyección que trabajen con elevada precisión, con estos sistemas, se inyecta en los cilindros del motor a la presión necesaria.; y en el momento adecuado el caudal de combustible requerido para que alcance una determinada potencia; el desarrollo y construcción del sistema de inyección de BOSCH permitió el funcionamiento rápido y seguro del motor Diésel.

Tipos de Bomba de Inyección Mecánica para motores Diésel

Tipos de bombas de inyección diésel

Existen dos tipos de bombas de inyección mecánica para motores diésel que son:

• Lineal
• Rotativo (distribuidor)

Bomba de Inyección Lineal o en linea

Se denomina principalmente bomba de inyección lineal debido a que los impulsadores se encuentran en línea. Se caracteriza porque el número de impulsores debe ser igual al número de cilindros. Las levas están desfasadas según la distribución de la inyección de combustible para cada cilindro.

Su principal función es elevar la presión del combustible para que se ajuste al ritmo de trabajo de los inyectores; Dosificando la cantidad de combustible que se inyecta a los cilindros. Regulando de esta manera tanto las velocidades máximas como las mínimas en el motor.

La bomba diésel está sincronizada con el movimiento del motor mediante un acople flexible, y se trata esencialmente de una bomba de pistones situados en línea que se encargan de alimentar a los inyectores, con un caudal variable que circula a través de un émbolo por cada uno de los cilindros.

Los émbolos de los cilindros se accionan por la presión del combustible y a través del árbol de levas. De esta manera se desplaza con un ángulo de giro exactamente igual al ángulo de cada pistón del motor. Haciendo que la inyección suceda en el mismo momento tanto en los pistones como en los inyectores.

Este tipo de bombas son las más utilizadas y se conocen como bombas de inyección diésel lineales. Dónde cada inyector está conectado con un cilindro.

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Bombas de inyección rotativa

La necesidad de una inyección mucho más flexible y exacta llevo a diferentes cambios, varios elementos de graduación y regulación adicionales; las bombas de inyección rotativas se emplean en motores diésel, debido a su rápida entrega de combustible, su construcción más compacta.

Posee un solo elemento de bombeo para todos los cilindros, entrega el combustible en un orden correlativo, o sea en el orden de inyección, se lubrica con el mismo combustible y es más compacta y menos ruidosa.

El funcionamiento consiste en una bomba de aletas. Esta aspira el combustible del depósito y lo introduce en el interior de la cámara de bomba, así mismo el embolo realiza tantas carreras como cilindros del motor a de abastecer a la bomba rotativa convencional.

La misma dispone de una corredera de regulación que determina la carrera útil y dosifica el caudal de inyección. El comienzo de suministro está regulado a través de un anillo de rodillos.

El caudal de inyección es dosificado por una electroválvula. Las señales que ordenan el control y la regulación son procesadas por ECU (unidad de control de bomba y unidad de control de motor). Dentro del grupo de bombas de inyección rotativas existen tres tipos:

Bomba de Inyección Individual

Su funcionamiento es equiparable al de la bomba de inyección lineal. Las levas que se encargan del accionamiento se encuentran sobre el árbol de levas; correspondiente al control de válvulas del motor, por ese motivo no es posible la variación del avance mediante un giro del árbol de levas.

Unidad de Bomba-Inyector

En este tipo de bombas por cada cilindro del motor. Se monta una unidad en la culata que es accionada directamente por un empujador o indirectamente por un balancín, a su vez este proporciona una presión de inyección. Muy superior a la proporcionada por las bombas de inyección en línea y rotativas. Esto es debido a que no dispone de tuberías de alta presión.

Unidad Bomba-Tubería-Inyector

Este sistema de inyección trabaja según el procedimiento que la unidad bomba-inyector. Este sistema, contrariamente a la unidad bomba-inyector, el inyector y la bomba están unidos mediante una tubería corta de inyección.

El inyector UPS dispone de una inyección por cada cilindro del motor. La regulación electrónica del comienzo de inyección y duración de inyección proporciona al motor una reducción de las emisiones contaminantes.

Mantenimiento de la bomba de inyección diésel

El mantenimiento adecuado de la bomba de inyección diésel es esencial para garantizar un funcionamiento óptimo del sistema. A continuación, se presentan algunas consideraciones importantes para mantener en buen estado esta pieza clave del motor.

1.Problemas comunes y soluciones

La bomba de inyección diésel puede presentar una serie de problemas que afectan su rendimiento. Algunos de los problemas comunes incluyen la obstrucción del filtro de combustible, la presencia de aire en las líneas de combustible y la desgaste de los componentes internos. Para solucionar estos problemas, es recomendable seguir los siguientes pasos:

• Reemplazar regularmente el filtro de combustible para evitar la obstrucción y garantizar un flujo adecuado del combustible.
• Purgar el sistema de combustible para eliminar el aire acumulado en las líneas y prevenir problemas de presión y combustión ineficiente.
• Realizar un mantenimiento regular de la bomba y reemplazar los componentes desgastados para asegurar un funcionamiento correcto.

2.Importancia de la limpieza del filtro de combustible

Un filtro de combustible limpio es vital para el correcto funcionamiento de la bomba de inyección diésel. El filtro se encarga de retener partículas y contaminantes presentes en el combustible, evitando que lleguen a la bomba y dañen los componentes internos. La acumulación de suciedad en el filtro puede obstruir el flujo de combustible, disminuyendo la presión y afectando el rendimiento del motor. Por tanto, es necesario seguir las recomendaciones del fabricante en cuanto a la frecuencia de cambio del filtro y realizar una limpieza regular para asegurar un flujo adecuado de combustible.

3.Revisiones periódicas y detección de fallas

Realizar revisiones periódicas es fundamental para detectar posibles fallas en la bomba de inyección diésel de manera temprana y evitar averías costosas. Durante estas revisiones, se evalúa el funcionamiento de la bomba, se verifica la presión de combustible y se examinan los componentes en busca de desgaste o daños. En caso de detectar alguna anomalía, es importante realizar las reparaciones necesarias de manera oportuna para prevenir daños mayores en el sistema de inyección de combustible.

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