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• JOSE MIGUEL RENNY ALVAREZ RONDON

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U N S A

1 OBJETIVOS -Conocer el funcionamiento de un inyector de un motor diésel. -Identificar las partes principales de un inyector de un motor diésel. -Conocer los tipos de inyectores diésel -Determinar los fallos más comunes de un inyector así como la consecuencia de este.

2. MARCO TEORICO 2.1 INYECTORES MECANICOS DE MOTORES PETROLEROS La tobera es el elemento del inyector a través del cual se inyecta el combustible a alta presión en la cámara de combustión del motor. Es un elemento determinante en la formación de la mezcla y la combustión y, por tanto, su efecto es fundamental en las prestaciones del motor. Están diseñados para ser lo más efectivos posibles, en función del tipo de cámara de combustión en el que se vayan a usar y del sistema de inyección. El conjunto inyector/porta inyector va montado en la culata del motor. El porta inyector sirve para fijar el inyector en la culata. El porta inyector está comunicado con la tubería de alimentación de alta presión y la de retorno (Fig. 1) Se distinguen dos tipos principales de inyectores según el diseño de la tobera: Inyectores de espiga (motores de inyección indirecta) Inyectores de orificios múltiples (motores de inyección directa) Dentro de estos dos tipos de inyectores existen diversas variantes, previstas para los diferentes tipos de motores.

Fig. 1 Estructura de un inyector

2.2 INYECTORES DE ESPIGA Estas toberas se usan sólo en motores de inyección indirecta (con pre cámara o cámara de turbulencia). En estos motores la preparación de la mezcla de combustible y aire se efectúa principalmente mediante el efecto de la turbulencia del aire en el interior del cilindro, asistida por un chorro de inyección con la forma apropiada. No son aptas para sistemas de inyección directa ya que los picos de presión en el interior de la cámara de combustión la abrirían. El diseño fundamental de las distintas toberas con este sistema es el mismo, la única diferencia entre ellas está en la geometría de la espiga. Dentro del cuerpo del inyector se encuentra la aguja. Esta es presionada hacia abajo por el muelle de forma que la espiga, que se encuentra en su punta, es presionada sobre su asiento, sellando el conducto de salida y manteniendo así la tobera cerrada. En el momento en el que se produce el suministro, la presión en la cámara aumenta, actuando sobre la aguja e impulsándola hacia arriba. Cuando se alcanza la presión de apertura (110…170 bar), la aguja sube y la espiga se separa de su asiento abriendo el orificio de salida. Gracias a la forma de la espiga, que se va estrechando hacia la punta, se consigue que el caudal de inyección sea variable, de forma que aumenta a medida que sube la aguja. Al abrir el inyector, se inyecta una cantidad muy pequeña de combustible que irá aumentando a medida que se levanta más la aguja (efecto estrangulador), llegando a la máxima inyección de combustible cuando la aguja se levanta a su máxima apertura. El inyector de la espiga y el estrangulador asegura una combustión más suave y por consiguiente, una marcha menos dura del motor (menor ruido de combustión), ya que el aumento de la presión de combustión es progresivo. Variando las dimensiones y la geometría de la espiga se consiguen modificar las características del chorro de inyección para ajustarlo a los requerimientos de cada motor.

Fig 2. Sección de una tobera de inyector de espiga 1. Aguja del Inyector 2. Cuerpo del Inyector 3. Cono de Impulsión 4. Cámara de presión 5. Espiga de inyección

Fig. 3. Espiga de inyección

2.3 TOBERAS DE INYECTOR DE ORIFICIOS En los sistemas de inyección directa, la presión de apertura del inyector puede estar entre 150 y 350 bar y las presiones de inyección son mucho más altas que en los sistemas de inyección indirecta. Por esto es necesario un diseño diferente de los inyectores. La punta de la tobera tiene forma esférica. En su pared hay unos orificios que varían en número y diámetro dependiendo del diseño del inyector, de las características del sistema de inyección y de los requisitos del motor. Suelen tener múltiples orificios hasta ocho, aunque los hay también de un solo orificio. En función del diseño de la cámara de combustión, el orificio de inyección del inyector de orificio único puede estar dispuesto central o lateralmente. En el caso de inyectores de varios orificios de inyección, estos pueden estar dispuestos simétrica o asimétricamente.

El extremo de la aguja y su asiento tienen forma de cono. El control de la elevación de la aguja, en los sistemas Common Rail y de inyector unitario, se realiza mediante una electroválvula o un elemento piezoeléctrico. Su funcionamiento se detalla en los respectivos apartados. Pueden llegar a tener hasta 8 orificios con un área alrededor de 0.25 mm^2. La velocidad de flujo de combustible puede llegar a 2000 Km/hr.

Fig. 4 Sección de una tobera de inyector de orificios

Fig 5. Orificios en la aguja del inyector

2.4 PRINCIPALES FUNCIONES DE UN INYECTOR DIESEL. -Ingresar una determinada cantidad de petróleo a la cámara de combustión -Pulverizar finamente el petróleo -Distribuir el petróleo en el volumen de la cámara de combustión -En caso de inyectores electrónicos también cumplen la función de SINCRONIZAR Y DOSIFICAR EL COMBUSTIBLE

2.5 METODOS DE REGULACION DE INYECTORES MECANICOS -Por tornillo regulador -Por arandelas, más arandelas aumentaran la presión de apertura del inyector

2.6 FALLAS EN INYECTORES -Si la aguja se demora en levantarse el combustible no se pulveriza como debería. -Si el combustible no se pulveriza bien la aguja puede estar atascada. -La aguja se levanta aproximadamente 0.5 mm, al tener menor carrera menor desgaste. -La carrera de la aguja es reducida para no provocar una caída de presión.

2.7 POSIBLES CAUSAS DE LAS FALLAS EN INYECTORES -Los orificios se pueden obstruir con carbonilla. -El desgaste del resorte baja la presión de accionamiento. -El desgaste en el asiento de la aguja hace aumentar la elongación del resorte disminuyendo la presión de accionamiento. -Por obstrucciones en sus diferentes partes puede aumentar la presión de accionamiento y el desgaste entre sus componentes. -El desgaste en los orificios disminuye la presión de accionamiento.

2.8 CONSECUENCIAS DE DISMINUIR LA PRESION DE APERTURA -Se adelantara el tiempo de inyección. -Disminuye la presión disminuyendo la calidad de pulverización del combustible -Aumentara el combustible inyectado pero al estar a presiones más bajas resultara en pérdidas de potencia y más emisiones

2.9 CONSECUENCIAS DE AUMENTAR LA PRESION DE APERTURA -Se inyectara menos combustible -Tendremos una inyección retrasada.

2.10 BANCO DE PRUEBAS

Fig 6 .Banco de pruebas para inyectores diésel

El banco de pruebas debe poder desarrollar una presion de 600 bares El diámetro de los embolos buzos son de 10 mm aproximadamente 2.10.1 HERMETICIDAD HIDRAULICA -Se comprueba el estado del asiento de la aguja y de las guías del vástago de la aguja, esta prueba se debe realizar a 20 bares por debajo de la presión de apertura y no se debe observar fugas en el inyector -Al elevar la presión de apertura hasta 350 bares menor a 380 bar que es la presión de apertura, se deja el sistema presurizado y medir el tiempo en bajar la presión en 50 bares podemos verificar el estado del inyector bajo los siguientes parámetros Inyector nuevo 15 segundos Inyector desgastado 5 segundos Menos de 5 segundos se debe cambiar la tobera 2.10.2 CALIDAD DE PULVERIZACION -Se debe verificar que el combustible salga por todos los orificios -Si el inyector es de espiga el combustible debe salir en forma conica -Se debe calibrar la presion de apertura del motor

3. COMPONENTES

Tuerca para tubería de alimentación Resorte para la regulación Varilla empujadora

Porta Inyector o carcasa de sujeción

Tuerca de sujeción del porta inyector a la culata del motor

Aguja del inyector

4. CONCLUSIONES: -Se detalló el principio de funcionamiento de cada componente de un motor diésel. -Se identificó las partes principales de un inyector de un motor diésel. -Podemos afirmar que generalmente tenemos dos tipos de inyectores mecánicos diésel los de orificios múltiples y los de espiga, -El mal funcionamiento de un inyector diésel puede traer como consecuencias perdida de potencia del motor y mayores emisiones de gases contaminantes asi como aumentar el consumo de combustible.