El sistema de inyección diesel en los motores diesel
El sistema de inyección diesel es un componente crucial en los motores diesel, ya que es responsable de inyectar el combustible en los cilindros del motor para su ignición y posterior generación de energía.
A continuación, se describen los componentes y el funcionamiento básico de un sistema de inyección diesel.
Los componentes clave del sistema de inyección diesel para su funcionamiento son:
- Bomba de inyección
- Inyectores
- Sistema de alimentación de combustible
- Sistema de control
- Funcionamiento del sistema de inyección diesel
- Admisión de aire
- Compresión
- Inyección de combustible
- Expansión y escape
- Sistema de suministro diésel
- Función del sistema de suministro diésel
- Función del inyector
- Clasificación del inyector
- La inyección de combustible en linea
- Ventajas
- Distribución de la bomba de distribución del rotor
- Sistema de baja presión
- Sistema de alta presión
- Composición de la bomba de distribución al rotor de compresión
- Bomba de alta presión del émbolo radial
Bomba de inyección
La bomba de inyección es el corazón del sistema de inyección diesel. Es responsable de comprimir el combustible diesel y enviarlo a alta presión a los cilindros del motor en el momento adecuado.
Las bombas de inyección pueden ser de varios tipos, como bombas de inyección lineal y bombas de inyección rotativas.
Inyectores
Los inyectores son componentes que rocían el combustible diesel a alta presión directamente en la cámara de combustión de cada cilindro del motor.
Los inyectores se activan de manera sincronizada con el ciclo de compresión del motor.
Sistema de alimentación de combustible
Este sistema incluye tanques de combustible, líneas de combustible y filtros para suministrar el diésel al sistema de inyección.
Sistema de control
Los sistemas de inyección diesel modernos utilizan unidades de control electrónico (ECU) para controlar la cantidad de combustible inyectada, el momento de la inyección y otros parámetros.
Esto se logra a través de sensores que monitorean el rendimiento del motor, como el sensor de presión del riel y el sensor de posición del cigüeñal.
Funcionamiento del sistema de inyección diesel
El funcionamiento del sistema de inyección diesel se basa en el ciclo Diesel, que implica la compresión del aire en el cilindro del motor a una temperatura y presión lo suficientemente altas como para encender el combustible diesel cuando se inyecta. Aquí están los pasos clave:
Admisión de aire
El ciclo comienza con la admisión de aire al cilindro a medida que el pistón se mueve hacia abajo.
Compresión
A medida que el pistón se mueve hacia arriba, comprime el aire en el cilindro. La alta compresión aumenta la temperatura del aire.
Inyección de combustible
En el momento adecuado, el inyector rocía el combustible diesel a alta presión en la cámara de combustión. Debido a la alta temperatura y presión del aire, el combustible se enciende inmediatamente.
Expansión y escape
La ignición del combustible provoca una explosión controlada que impulsa el pistón hacia abajo, generando energía.
El pistón luego se mueve hacia arriba para expulsar los gases de escape y preparar el cilindro para el siguiente ciclo.
El sistema de inyección diesel es conocido por su eficiencia y capacidad para producir un alto par motor.
Además, es fundamental en una variedad de aplicaciones, desde vehículos diésel y camiones hasta generadores y maquinaria pesada.
Las tecnologías modernas, como los sistemas de inyección common rail y la inyección directa, han mejorado la eficiencia y las emisiones de los motores diésel.
Sistema de suministro diésel
El sistema de suministro diésel muy común en la actualidad es un dispositivo utilizado para almacenar, filtrar y transportar combustible en motores diésel.
Incluye bombas de inyección de combustible, inyectores de combustible y reguladores y otros componentes principales.
Equipos auxiliares como tanques diésel, bombas de transferencia de combustible, separadores de agua y aceite, filtros diésel, inyectores de combustible y tuberías de aceite de alta y baja presión.
Función del sistema de suministro diésel
El papel del sistema de suministro diésel son:
Después de que se haya presurizado una cierta cantidad de diesel limpio en un momento apropiado. Se inyecta en la cámara de combustión con una regla apropiada.
El tiempo de inyección y el volumen de inyección son los mismos para cada cilindro y son compatibles con las condiciones de funcionamiento del motor diesel.
La presión de inyección, la calidad de la atomización de inyección y su distribución en la cámara de combustión se adaptan al tipo de cámara de combustión.
En cada ciclo de trabajo, cada cilindro se inyecta una vez, y la secuencia de inyección es la misma que la del cilindro.
Ajuste automáticamente el suministro de combustible en circulación de acuerdo con los cambios en la carga del motor diesel para garantizar el funcionamiento estable del motor diesel. Especialmente para estabilizar la velocidad de ralentí y limitar la sobrevelocidad.
Almacene una cierta cantidad de diésel para garantizar el kilometraje máximo de conducción del automóvil.
Función del inyector
Los inyectores diesel tienen un doble función:
- Atomiza el combustible en pequeñas gotas de aceite para facilitar el fuego y la combustión.
- Haga coincidir la forma de la inyección de combustible con la forma de la cámara de combustión para formar una mezcla de gas combustible de buena calidad.
Por lo tanto, se requiere que el inyector tenga una cierta presión y rango de inyección, y un ángulo de inyección adecuado.
El inyector de combustible también debe poder cortar rápidamente el suministro de combustible cuando se detiene la inyección de combustible, sin gotear.
Clasificación del inyector
El inyector tiene un papel decisivo en la formación de la mezcla y la eficiencia de la combustión. Por lo tanto, está directamente relacionado con el rendimiento del motor , las emisiones de escape y el ruido.
En la actualidad, los motores diesel de inyección indirecta generalmente usan inyectores tipo pasador. Los motores diesel de inyección directa usan inyectores tipo agujero.
Los inyectores de orificio se utilizan principalmente en motores diesel con cámaras de combustión de inyección directa. El número de agujeros de inyección es generalmente de 1 a 8, y el diámetro de los agujeros de inyección es de 0,15 a 0,60 mm.
El número de orificios de inyección y el ángulo de los orificios de inyección dependen de los requisitos de las diferentes formas de las cámaras de combustión en la calidad de la pulverización. La disposición de los inyectores en las cámaras de combustión y el movimiento del flujo de aire en el cilindro.
El inyector de pasador del eje se utiliza para la cámara de combustión de inyección indirecta. Este tipo de inyector tiene un orificio de inyección de 1 ~ 3 mm.
Debido a que la aguja del eje se corresponde en el orificio de inyección durante el trabajo. Puede eliminar automáticamente los depósitos de carbón y no es fácil de bloquear.
Los inyectores de combustible utilizados actualmente son tipos de válvulas mecánicas y solenoides tradicionales. La tendencia de desarrollo futuro es utilizar cerámica piezoeléctrica más avanzada.
La inyección de combustible en linea
La bomba de inyección de combustible en línea se conoce como bomba en línea. El sistema de suministro diésel convencional más utilizado.
Después de años de desarrollo, el sistema se ha mejorado continuamente y se puede aplicar a diversas aplicaciones.
Hasta hoy, tiene una amplia gama de aplicaciones, y sus principales ventajas son buena confiabilidad. Bajo costo y fácil mantenimiento.
La bomba en línea envía combustible al inyector a través del tubo de aceite de alta presión e inyecta el combustible en la cámara de combustión a través del inyector.
Las bombas en línea son ampliamente utilizadas en camiones medianos y pesados. Barcos y motores estacionarios, y pueden controlarse mediante gobernadores mecánicos o electrónicos.
A diferencia de otros tipos del sistema de suministro diésel. Las bombas en línea utilizan el sistema de lubricación del motor para la lubricación, y por esta razón, pueden usar combustible inferior.
En la actualidad, existen muchas formas estándar de bombas en línea. Que se pueden aplicar a motores diesel de 2 a 12 cilindros. La potencia de salida de un solo cilindro es de 10 a 200 kW.
La bomba de distribución del tipo de rotor de compresión axial es diferente de la bomba en línea.
La bomba de distribución del rotor utiliza una unidad de alta presión para generar la alta presión requerida y suministra combustible a todos los cilindros.
Por lo que la bomba de aceite tiene una estructura compacta.
Ventajas
En comparación con las bombas de inyección de émbolo en línea, las bombas de distribución tienen muchas ventajas.
La bomba de distribución tiene una estructura simple, pocas piezas, tamaño pequeño, peso liviano y pocas fallas durante el uso.
La bomba de distribución tiene una alta precisión de procesamiento y una buena uniformidad de suministro de aceite.
Por lo que no es necesario ajustar la cantidad de suministro de aceite y el tiempo de suministro de aceite de cada cilindro por separado.
Las partes móviles de la bomba de distribución son lubricadas y enfriadas por el aceite diesel en el cuerpo de la bomba de inyección. Por lo tanto, la limpieza del aceite diesel es muy alta.
El elevador de la leva de la bomba de distribución es pequeño. Lo que conduce a aumentar la velocidad del motor diesel.
Distribución de la bomba de distribución del rotor
La composición de la bomba de distribución del rotor se puede dividir en las siguientes partes:
Sistema de baja presión
Después de que la bomba de paletas sube el combustible. El combustible se entrega desde el tanque de combustible al interior de la bomba de distribución. Muy importante para el sistema de suministro diésel.
La válvula de presión controla la presión dentro de la bomba de aceite. Aproximadamente 0.3 a 0.4 MPa a velocidad de ralentí, y 1.0 a 1 a velocidad máxima 2MPa. La burbuja es expulsada por la válvula de alivio. Que también tiene la función de enfriar la bomba de aceite devolviendo el aceite.
Sistema de alta presión
La presión de aceite a alta presión de la bomba de distribución es generada por el émbolo axial.
El tanque de aceite ubicado en el émbolo giratorio entrega aceite a alta presión a la válvula de suministro de aceite.
Composición de la bomba de distribución al rotor de compresión
La presión hidráulica producida por la bomba de distribución de compresión radial es mayor que la producida por la bomba de distribución de compresión axial.
Por lo que también requiere una mayor potencia de accionamiento (hasta 3,5 a 4,5 kW. En la bomba de compresión axial es de 3 kW).
La bomba de distribución de compresión radial es impulsada directamente por el eje de la bomba de distribución.
Los componentes principales de la bomba incluyen: anillo de leva, rodillo, marco de rodillo, rodillo de accionamiento, placa de accionamiento, superficie frontal y eje de distribución.
El eje impulsor se mueve en la ranura de guía radial para impulsar el disco impulsor. El riel guía también sirve como guía del bastidor de rodillos.
El bastidor de rodillos gira en el contorno interior del anillo de levas. El número de levas es equivalente al número de cilindros del motor.
Bomba de alta presión del émbolo radial
La placa de accionamiento impulsa el eje de la bomba de distribución. Un extremo del eje de la bomba de distribución está provisto de un émbolo impulsor (llamado bomba de alta presión del émbolo radial) dispuesto radialmente a lo largo del eje impulsor.
Un extremo del émbolo impulsor hace contacto con el bastidor del rodillo. Bajo la acción de la fuerza centrífuga, el bastidor del rodillo se mueve hacia afuera.
El émbolo impulsor sigue el contorno del anillo de la leva para generar un movimiento cíclico (la elevación del émbolo es de 3.5 a 4. 15 mm).
Cuando el émbolo se mueve hacia adentro bajo la acción de la leva. El volumen del émbolo centrífugo entre los émbolos se reduce. El combustible en el medio se comprime y la presión de la bomba de aceite puede alcanzar 120MPa.
El combustible se envía a la válvula de suministro de combustible en un momento especificado a través de un paso en el eje de distribución.
Las bujías pueden tener 2, 3 o 4 émbolos, según la cantidad de cilindros y las diferentes aplicaciones del motor.
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Compartir el trabajo de transmisión por dos émbolos puede reducir la fuerza de accionamiento entre las partes mecánicas.
Por lo que la bomba de distribución de compresión radial puede lograr una mayor eficiencia hidráulica. El sistema de suministro diésel en la actualidad es mas avanzado.