gobernadores mecÁnicos y electrÓnicos

7/26/2019 GOBERNADORES MECNICOS Y ELECTRNICOS

1/28

TECSUP - PFR Diagnstico de Motores Diesel

15

UNIDAD II

GOBERNADORES MECNICOS Y ELECTRNICOSEN BOMBAS VE

1. REGULACIN MECNICA DE LA DOSIFICACIN DE COMBUSTIBLE

El comportamiento de los vehculos diesel es satisfactorio cuando el motorresponde a cualquiermovimiento del acelerador.Al ponerlo en marcha, no

debe tender a pararse denuevo.

Cuando se vara la posicindel pedal del acelerador, elvehculo debe acelerar oretener sin tirones. A idnticaposicin del acelerador y conpendiente constante de lacalzada, la velocidad demarcha debe mantenerse

asimismo constante. Al dejarde pisar el acelerador, el motor debe retener el vehculo. En el motor diesel,estas funciones estn encomendadas al regulador de rgimen o tambin llamadoregulador de la dosificacin de combustible.

1.1 FUNCIONES DEL REGULADOR

- Regulador del ralent

El motor diesel no funciona con un rgimen de ralent inferior alprefijado, si dicho rgimen ha sido regulado.

- Regulacin del rgimen mximo

En caso de bajada de rgimen mximo de plena carga esta limitado alde ralent superior. El regulador considera esta situacin y retrae lacorredera de regulacin hacia la direccin de parada. El motor recibemenos combustible.

- Regulacin de regmenes intermedios

Esta funcin corre a cargo del regulador de todo rgimen. Con este tipo

de regulador tambin se pueden mantener constantes, dentro de

Fig. 1


2/28

Diagnstico de Motores Diesel TECSUP - PFR

16

determinados lmites, los regmenes comprendidos entre el de ralent yel mximo.

Adems de sus funciones propias, al regulador se le exigen funciones decontrol:

- Liberacin o bloqueo de un caudal mayor de combustible necesario parael arranque.

- Variacin del caudal de plena carga en funcin del rgimen (correccin).Para estas funciones adicionales, se precisan, en parte, dispositivosadaptadores.

2. REGULADOR DE TODO RGIMENEl regulador de todo rgimen ajusta este entre el de arranque y el mximo.Con este regulador se pueden regular, adems de los regmenes de ralent y elnominal, cualquier otro rgimen que se encuentre comprendido entre estos.

Fig. 2 Esquema de regulador de todo rgimen:1,2.- Pesos centrfugos; 3.- Manguito regulador; 4.- Palanca tensora; 5.- Palanca de arranque;

6.- Muelle de arranque; 7.- Corredera de regulacin; 8.- Taladro de mando del mbolo distribuidor; 9.-Embolo distribuidor; 10.- Tornillo de ajuste,

rgimen del ralent; 11.- Palanca de control de todo rgimen; 12.- Muelle de regulacin; 13.- Perno defijacin; 14.- Muelle de ralent;

a.- Carrera del muelle de arranque; c.- Carrera del muelle de ralent; d1 Carrera til mxima, arranque;d2.- Carrera til mnima, ralent; 0.- Punto de giro para 4 y 5.


3/28


17

2.1 CONSTRUCCIN

El bloque regulador que comprende los pesos centrfugos y su carcasa, as

como el muelle de regulacin y el grupo de palancas, es movido por el ejede arrastre de la bomba. El bloque regulador gira sobre el eje de regulacinsolidario del cuerpo de la bomba. El movimiento radial de los pesoscentrfugos se transforma en desplazamiento axial del manguito regulador.La fuerza del manguito regulador y su recorrido influyen en la posicin delmecanismo regulador, compuesto por tres palancas: la de ajuste, la tensoray la de arranque. La palanca de ajuste gira sobre un pivote alojado en elcuerpo de la bomba y se puede graduar mediante el tornillo de ajuste decaudal de alimentacin. Las palancas de sujecin y de arranque pivotantambin sobre la de ajuste. La palanca de arranque dispone en su parteinferior de una rotula que acta sobre la corredera de regulacin, en

oposicin a la cual, en su parte superior, va fijado el muelle de arranque. Enla parte superior de la palanca tensora va fijado el muelle de ralent pormedio de un perno de retencin, al que tambin va enganchado el muellede regulacin. La palanca de control y el eje de est forman la unin con laque regula el rgimen. La posicin del mecanismo de regulacin quedadefinida por la interaccin de las fuerzas del muelle y el manguito. Elmovimiento de control se transmite a la corredera de regulacin y de estaforma se determina el caudal de alimentacin del mbolo distribuidor.

2.2 COMPORTAMIENTO EN EL ARRANQUE

Cuando la bomba rotativa de inyeccin esta parada, los pesos centrfugosse encuentran en reposo, y el manguito regulador en su posicin inicial. Lapalanca de arranque se desplaza a la posicin de arranque mediante elmuelle de arranque, que la hace girar alrededor de su punto de rotacin"0".

Simultneamente, la rotula de la palanca de arranque hace que la correderade regulacin se desplace sobre el mbolo distribuidor en la direccin delcaudal de arranque, con el resultado de que el mbolo distribuidor deberecorrer una carrera til considerable (volumen de alimentacin mximo =caudal de arranque) hasta que se produce la limitacin determinada por elmando. De este modo, al arrancar se produce el caudal necesario para la

puesta en marcha. El rgimen mas bajo (rgimen de arranque) es suficientepara desplazar el manguito regulador, en oposicin al dbil muelle dearranque, una distancia igual a a. La palanca de arranque vuelve a girarentonces alrededor del punto "0", y el caudal de arranque se reduceautomticamente al necesario para el ralent.

2.3 REGULACIN DE RALENT

Una vez arrancado el motor diesel, al soltar el acelerador, la palanca decontrol de rgimen pasa a la posicin de ralent, quedando apoyadaentonces sobre su tope del tornillo de ajuste de ste. El rgimen de ralent

ha sido elegido de modo que, en ausencia de carga, el motor continefuncionando de forma segura y sin el riesgo de que se pare.


4/28


18

La regulacin la asegura el muelle de ralent dispuesto sobre el perno desujecin. Este mediante el equilibrio en contra de la oposicin creada porlos pesos centrfugos. Mediante este equilibrio de fuerzas se determina la

posicin de la corredera de regulacin respecto del orificio de descarga delmbolo distribuidor y, por lo tanto, se fija la carrera til. Cuando losregmenes superan el margen de ralent, finaliza el recorrido "c" del muelley se vence la resistencia opuesta por el muelle.

2.4 FUNCIONAMIENTO EN CARGA

En servicio la palanca de control de rgimen pivota y adopta una posicindefinida por el rgimen o la velocidad de desplazamiento deseada delvehculo.

Esta posicin la determina el conductor mediante la correspondienteposicin del acelerador. La accin de los muelles de arranque y de ralentqueda anulada para regmenes superiores al margen de ralent. Aquellos noinfluyen sobre la regulacin. El muelle de regulacin interviene solo en elsiguiente caso.

Ejemplo: El conductor acciona el acelerador y pone la palanca de mando dergimen en una posicin determinada que debe corresponder a la velocidaddeseada (superior). Esta correccin somete al muelle de regulacin a unatensin de un valor determinado. El efecto de la fuerza del muelle deregulacin es por tanto superior al de la fuerza centrifuga.

Las palancas de arranque y de sujecin siguen el movimiento del muelle, esdecir, pivotan alrededor del eje "0" y transmiten el movimiento a lacorredera, desplazndola en el sentido de caudal mximo. Este aumento delcaudal de alimentacin determina una subida del rgimen, accin queobliga a los pesos centrfugos a desplazarse hacia al exterior y empujar elmanguito regulador en oposicin a la fuerza del muelle actuante. Sinembargo la corredera de regulacin permanece en "mximo" hasta que elpar se equilibra. Si el rgimen motor sigue aumentando, los pesoscentrfugos se desplazan mas hacia afuera, predominando entonces elefecto de la fuerza del manguito de regulacin.

Por consiguiente, las palancas de arranque y de sujecin pivotan alrededorde su eje comn"0" y desplazan la corredera de regulacin en el sentido de"parada", con lo que el orificio de descarga queda libre antes. El caudal dealimentacin puede reducirse hasta "caudal nulo", lo que garantiza lalimitacin de rgimen.

Si la carga (ejemplo: en una pendiente) es tan pronunciada que lacorredera de regulacin se encuentra en la posicin de plena carga, pero elrgimen disminuye a pesar de ello, los pesos centrfugos se desplazan mashacia el interior y en funcin de este rgimen. Pero como la corredera deregulacin ya se encuentra en la posicin de plena carga, no es posible

aumentar ms el caudal de combustible. El motor est sobrecargado y, en


5/28


19

este caso, el conductor debe reducir a una marcha inferior, o bien modificarel rgimen.

Fig. 3 Regulador de todo rgimen:1.- Pesos centrfugos; 2.- Palanca de control de rgimen; 3.- Tornillo de ajuste del rgimen de ralent; 4.-Muelle de regulacin; 5.- Muelle de ralent; 6.- Palanca de arranque; 7.- Palanca tensora; 8.- Tope de la

palanca tensora; 9.- Muelle de arranque; 10.- Corredera de regulacin; 11.- Tornillo de ajuste plena carga;12.- Manguito regulador; 13.- Taladro de control del mbolo distribuidor; 14.- Embolo distribuidor; 0.- eje

de giro de 6 y 7; d1.- Carrera til de media carga; d2.- Carrera til de plena carga.

2.5 MARCHA CON FRENO MOTOR

Al bajar una pendiente (marcha con freno motor) ocurre lo contrario. Elimpulso y la aceleracin del motor los produce el vehculo. Debido a esto,los pesos centrfugos se desplazan hacia afuera y el manguito reguladorpresiona contra las palancas de arranque y de sujecin. Ambas cambian deposicin y desplazan la corredera de regulacin en la direccin de menoscaudal hasta que se ajusta un caudal de alimentacin inferior,correspondiente al nuevo estado de carga, que en el caso extremo es nulo.

En caso de descarga completa del motor se alcanza el rgimen superior deralent. El comportamiento del regulador de "todo rgimen" ya descrito essiempre aplicable a todas las posiciones de la palanca de control de rgimensi, por algn motivo, la carga o el rgimen varan de forma tan considerableque la corredera de regulacin apoya en sus posiciones finales de "plenacarga" o "parada".

3. REGULADOR MINI-MAXI

Este regulador determina nicamente los regmenes de ralent y mximo. Elmargen intermedio se controla directamente mediante el acelerador.


6/28


20

3.1 CONSTRUCCIN

El bloque regulador, que comprende los pesos centrfugos y el conjunto de

palancas, es similar al regulador de todo rgimen. El regulador mini-maxi sedistingue por el mulle de regulacin y su montaje. Se trata de un muelle decompresin alojado en un elemento gua. La unin entre la palanca desujecin y el muelle de regulacin esta encomendada al perno de tope.

Fig. 4 Regulador mini-maxi:1.- Pesos centrfugos; 2.- Palanca de control de rgimen; 3.- Tornillo de ajuste de ralent; 4.- Muelle de

regulacin; 5.- Muelle intermedio; 6.- Perno de fijacin; 7.- Muelle de ralent; 8.- Palanca de control; 9.-Palanca de sujecin.; 10.- Tope de la palanca de sujecin.; 11.- Muelle de arranque; 12.- Corredera deregulacin; 13.- Tornillo de ajuste de plena carga; 14.- Manguito regulador; 15.- Taladro de control del

mbolo distribuidor; a.- Carrera de los muelles de arranque y de ralent; b.- Carrera del muelle intermedio;d1.- Carrera til mnima de ralent; d2.- Carrera til de plena carga; 0.- eje de rotacin de 8 y 9.

3.2 COMPORTAMIENTO EN EL ARRANQUE

El manguito regulador se encuentra en la posicin de salida, ya que lospesos centrfugos estn en reposo. Por ello, el muelle de arranque esta encondiciones de presionar la palanca de arranque contra el manguito

regulador.

La corredera de regulacin del mbolo distribuidor se encuentra en laposicin "caudal de arranque".

3.3 REGULACIN DE RALENT

Despus de arrancar el motor y soltar el acelerador, la palanca de controldel rgimen pasa a la posicin de ralent por efecto del muelle antagonista.Al aumentar el rgimen aumenta tambin la fuerza centrifuga de los pesosque, por su ala interna presionan al manguito regulador contra la palanca

de arranque. La regulacin se efecta por medio del muelle de ralentsolidario de la palanca de sujecin. La corredera de regulacin se desplaza


7/28


21

en el sentido correspondiente a "reduccin de caudal de alimentacin" porefecto del movimiento giratorio de la palanca de arranque. La posicin de lacorredera de regulacin la determina, por tanto, la interaccin entre la

fuerza centrifuga y la del muelle.

3.4 FUNCIONAMIENTO EN CARGA

Si el conductor acciona el pedal del acelerador, la palanca de mando dergimen adopta un ngulo de inclinacin determinado. El margen deactuacin de los muelles de arranque y de ralent queda anulado y entra enaccin el muelle intermedio. El muelle intermedio del regulador mini-maxipermite obtener un margen de ralent ms amplio y una transicin ms"suave" al margen no regulado. Si la palanca de control de rgimen se

sigue desplazando en direccin de plena carga, el desplazamiento delmuelle intermedio prosigue hasta que el collarn del perno apoya en lapalanca tensora. El margen de actuacin del muelle intermedio quedaanulado y acta, por tanto, el margen sin regulacin, determinado por latensin previa del muelle de regulacin.

Para este margen de rgimen, el muelle puede considerarse rgido. Lavariacin de la posicin de la palanca de control de rgimen (o del pedal delacelerador) es transmitida ahora a la corredera de regulacin por medio delmecanismo regulador. As, mediante el pedal del acelerador, se determinadirectamente el caudal de alimentacin. Si el conductor desea aumentar lavelocidad o ha de subir una pendiente, debe dar "mas gas"; si, por elcontrario, se exige menor potencia de motor, deber "quitar gas". Si elmotor queda ahora sin carga, con la posicin de la palanca de control dergimen sin modificar, a caudal constante se produce una elevacin delrgimen. La fuerza centrifuga aumenta, y obliga a los pesos a desplazar elmanguito regulador contra las palancas de arranque y de sujecin. Solodespus de que ha sido vencida la tensin previa del muelle de regulacinpor efecto de la fuerza del manguito, tiene lugar de forma eficiente laregulacin limitadora final al margen de rgimen nominal. En ausencia totalde carga, el motor alcanza el rgimen mximo de ralent y esta, por tanto,protegido contra sobrerevoluciones.

Los vehculos de turismo suelen ir equipados con una combinacin dereguladores "todo rgimen" y "mini-maxi".

4. REGULACIN ELECTRNICA DE LA DOSIFICACIN DE COMBUSTIBLE.

4.1 BLOQUES DEL SISTEMA

La regulacin electrnica est dividida en tres bloques:

a) Sensores para captar las condiciones de servicio. Para ello se

convierten diferentes magnitudes fsicas en seales elctricas.


8/28


22

b) Unidad de mando con microprocesadores, que elabora lasinformaciones segn determinados algoritmos de regulacin y entregaseales elctricas de salida.

c) Mecanismos reguladores que convierten magnitudes mecnicas lasseales elctricas de salida de la unidad de mando.

Fig. 5 Bomba de Inyeccin con regulacin electrnica

1- Eje de arrastre2- Bomba de alimentacin3- Regulador de avance a la inyeccin4- Plato de levas5- Vlvula magntica

6- Corredera de regulacin7- Vlvula de reaspiracin8 y 10- Salida hacia los inyectores9- Pistn distribuidor11- Entrada de combustible al pistn12- Electrovlvula de STOP13- Servomotor14- Retorno de gas-oil al deposito de combustible.15- Sensor de posicin16- Perno de excntrica17- Entrada de combustible18- Plato porta-rodillos19- Sensor de temperatura de combustible


9/28


23

Fig. 6 Componentes de la regulacin electrnica Diesel.

4.2 COMPONENTES

4.2.1 Sensores

La posicin del pedal acelerador y la de la corredera de regulacinde la bomba de inyeccin son captadas a travs de un sensorpotenciomtrico, el rgimen de revoluciones y la posicin del p.m.s.a travs de un sensor inductivo.

Para la medicin de presin y temperatura se utilizan sensores conalta exactitud de medicin y constancia a largo plazo. Un sensorcapta el comienzo de la inyeccin, estando integrado directamenteen el porta-inyector.

Reproduce el momento de la inyeccin de combustible registrando elmovimiento de la aguja.

Director de movimientos de

aguja

Sondas trmicas (agua,

aire, combustible)

Potencimetro para posicin

de la corredera de

regulacin

Sonda volumtrica de aire

Transductor del rgimen de

revoluciones

Transductor de velocidad

Transductor de presin

atmosfrica

Sensores


atmosfrica


atmosfrica

Transductores de

valores nominales

Caudal de

inyeccin

Parada

Comienzo de

inyeccin

Retroalimenta-

cin de gases de

escape

Mando de

arranque

Microproce

sador

Camposcaractersticos

Unidad de control Elementos actuadores

Bomba de inyeccin

Convertidor con vlvula de

retroalimentacin de gases de

escape

Unidad de control de

incandescencia

Indicacin de diagnstico

Emisin de diagnstico


10/28


24

4.2.2 Unidad de Control

La unidad electrnica de control es de tcnica digital. Los

microprocesadores con circuitos integrados de adaptacin de salidason el corazn del aparato.

Unidades de memoria y dispositivos para la transformacin de lasseales de los transductores en magnitudes aritmticas completan laestructura del circuito. La unidad de control est colocada en elhabitculo de los pasajeros para protegerla contra influenciasexternas.

En la unidad de control hay memorizados diferentes camposcaractersticos, que actan en dependencia de diversos parmetros

como:- carga,- rgimen de revoluciones,- temperatura del agua de refrigeracin,- caudal de aire.

Se plantean grandes exigencias a la seguridad contraperturbaciones. Las entradas y salidas estn aseguradas contracortocircuitos y protegidas contra impulsos perturbadores de la reddel vehculo.

La conexin de proteccin y el apantallamiento mecnico posibilitanuna elevada proteccin EMV (tolerancia electromagntica) contraradiaciones perturbadoras exteriores.

Fig. 7 Bomba rotativa de inyeccin para la regulacin electrnica Diesel.

1) Transductor de carrera de la corredera de regulacin.2) Mecanismo regulador de caudal.

3) mbolo de alimentacin.4) Vlvula electromagntica para el comienzo de la inyeccin.5) Corredera de regulacin.


11/28


25

4.2.3 Mecanismo electromagntico para la regulacin del caudalde inyeccin

El servomecanismo giratorio acta sobre la corredera de regulacina travs de un eje. Las secciones de regulacin se autorizan segnla posicin, como en la bomba de inyeccin reguladamecnicamente. El caudal de inyeccin puede modificarseconstantemente entre cero y el valor mximo (p. ej. para elarranque en fro). A travs del potencimetro se comunica a launidad de control el ngulo de giro y con ello la posicin de lacorredera de regulacin, determinndose el caudal de inyeccinconforme al rgimen de revoluciones. En estado sin corriente,muelles de reposicin existentes en el servomecanismo giratorioajustan a cero el caudal de alimentacin de combustible, por

razones de seguridad.4.2.4 Vlvula electromagntica para la regulacin del comienzo de

inyeccin

Igual que en un variador de avance mecnico, la presin interior dela bomba, proporcional al nmero de revoluciones, acta travs deuna vlvula electromagntica sobre los mbolos del variador deavance. Esta presin se modula a travs de la vlvulaelectromagntica de impulsos. En caso de una vlvulaelectromagntica permanentemente abierta (disminucin de lapresin) se ajustan comienzos de inyeccin retardada; en caso deuna vlvula completamente cerrada (elevacin de la presin),comienzos de inyeccin avanzados. Entre estos extremos puedevariarse constantemente por parte de la unidad de control larelacin de impulsos (relacin entre tiempo abierto a tiempo cerradode la vlvula electromagntica).

4.2.5 Vlvula de retroalimentacin de gases de escape (ARF)

La vlvula de retroalimentacin de gases de escape tiene la tarea dedejar libre la seccin para el caudal de retroalimentacin de gasesde escape necesario momentneamente. La unidad de control dauna seal de conexin elctrica para el control de un convertidorelectroneumtico, con el que se acciona la vlvula.

4.2.6 Sensor de temperatura

Debido a que el contenido de energa del combustible depende desu temperatura, hay un sensor de temperatura (19), del tipo NTC,instalado en el interior de la bomba de inyeccin (este sensor solose usa en bombas electrnicas) que enva informacin a la ECU. LaECU puede entonces calcular exactamente el caudal correcto ainyectar en los cilindros incluso teniendo en cuenta la temperatura

del combustible.


12/28


26

4.3 VENTAJAS

Gracias a una adaptacin flexible, el comportamiento del motor y el

control de emisiones son ptimos. Clara separacin de las funciones individuales; plena carga-caudales de

inyeccin-desarrollo independientes de la caracterstica del regulador ydel diseo del sistema hidrulico.

Proceso ampliado de magnitudes de influencia, que hasta ahora nopoda representarse mecnicamente (p. ej., caracterstica de caudal deinyeccin con correccin de temperatura, regulacin del rgimen deralent independiente de la carga).

Elevada exactitud a lo largo de todo el tiempo de funcionamientogracias a circuitos reguladores que reducen la influencia de tolerancias.

Mejora del comportamiento de marcha. Mediante memorizacin de los

campos caractersticos se establecen, independientemente de efectoshidrulicos, curvas caractersticas y parmetros de regulacin ideales yse adaptan con precisin en una optimizacin de todo el sistemamotor/vehculo. No se producen tirones durante la marcha ni sacudidasen ralent.

El acoplamiento con otros sistemas electrnicos de los vehculos abreposibilidades para hacer al automvil del futuro ms confortable, mseconmico, ms ecolgico y seguro (p. ej. mando de instalaciones deincandescencia o del cambio).

Reduccin importante de la necesidad de espacio para la bomba deinyeccin, ya que se suprimen grupos mecnicos de conexin en labomba.

4.4 DISPOSITIVOS DE ADAPTACIN

La bomba de inyeccin ha sido realizada segn el principio de construccinmodular y puede ser equipada con diferentes dispositivos adicionales segnlas exigencias del motor. De esta forma se consiguen mltiples posibilidadesde adaptacin que permiten alcanzar los valores ms favorables de parmotor, potencia, consumo y emisiones de escape.


13/28


27

Fig. 8 Bomba rotativa de inyeccin con dispositivos de adaptacin.

En el esquema siguiente se explican los dispositivos de adaptacin ycomo influyen en el funcionamiento del motor diesel.

Fig. 9


14/28


28

4.5 COMPENSACIN

Se entiende por compensacin la adaptacin del caudal de alimentacin de

combustible a la curva caracterstica de consumo del motor de acuerdo conel rgimen.

La compensacin puede ser necesaria frente a determinadas exigencias a lacaracterstica de plena carga (optimizacin de la composicin de los gasesde escape, de la caracterstica del par motor y del consumo decombustible). En consecuencia se debe inyectar tanto combustible comoconsuma el motor. El consumo de combustible disminuye sensiblemente alaumentar el rgimen. En la figura se muestra la curva caracterstica delcaudal de alimentacin de una bomba de inyeccin no compensada. De ellase desprende que, a idntica posicin de la corredera de regulacin en el

embolo distribuidor, la bomba de inyeccin alimenta algo mas decombustible a rgimen alto que a rgimen bajo.

Fig. 10

La causa de este caudal adicional es el efecto de estrangulacin del orificiode descarga del mbolo distribuidor. Si el caudal de alimentacin de la

bomba de inyeccin se ajusta de forma que el par motor mximo posible seconsiga en el margen inferior del rgimen, a regmenes elevados el motorno quemara el combustible inyectado sin producir humos. La consecuenciade inyectar demasiado combustible ser un sobrecalentamiento del motor.Si, por el contrario, el caudal de alimentacin mximo se determina deforma que corresponda al consumo del motor a su rgimen y cargasmximos, a regmenes bajos, ste no podr desarrollar su mxima potencia,ya que tambin el caudal de alimentacin se reduce cada vez ms a medidaque el rgimen disminuye. La potencia no seria, por tanto, "optima". Enconsecuencia, el caudal de combustible inyectado se debe adaptar alconsumo de combustible del motor. La compensacin puede efectuarse enla bomba rotativa de inyeccin mediante la vlvula de reaspiracin o ungrupo ampliado de palancas de regulacin. La compensacin de plena cargacon el grupo de palancas de regulacin se efecta siempre que una


15/28


29

compensacin positiva de plena carga con la vlvula de reaspiracin no essuficiente, o bien se requiere una compensacin de plena carga negativa.

4.5.1 Compensacin positiva

La compensacin positiva de plena carga es necesaria en las bombas deinyeccin que alimentan demasiado combustible en el margen superiordel rgimen. Para evitarlo en algunas bombas de inyeccin es precisoreducir el caudal de alimentacin de la bomba de inyeccin a medidaque aumenta el rgimen.

- Compensacin positiva con la vlvula de reaspiracin.

Esta compensacin positiva puedeconseguirse, dentro de determinados limites,mediante vlvulas de reaspiracin. Para estecaso de aplicacin, las vlvulas dereaspiracin llevan, adems de collarn dedescarga, un segundo collarn. Sobre estesegn las necesidades, van dos superficiescnicas. Las secciones as formadas actan amodo de estrangulador que, a medida queaumenta el rgimen de la bomba deinyeccin, produce una evolucin decreciente

del caudal de alimentacin. Fig. 11

- Compensacin positiva con el grupo de palancas de regulacin.

El rgimen especfico de inicio de la compensacin depende de losdistintos valores de tarado del muelle de compensacin. Al alcanzarseeste rgimen las fuerzas de tarado inicial del muelle de compensacin yla fuerza del manguito (PM) deben de estar equilibradas.

- Compensacin con grupo de palancas de regulacin

1- Palanca de arranque2- Muelle de compensacin3- Muelle de regulacin4- Palanca de sujecin5- Perno de tope6- Palanca decompensacin7- Perno de compensacin8- Corredera de regulacin9- Muelle de arranque10- Collarn de perno11- Punto de tope01- Eje de giro de 1 y 4

02- Eje de giro de 1 y 6Pm- Fuerza del manguitod1- Carrera de regulacin


16/28


30

Fig. 12

La palanca de compensacin (6) apoya entonces sobre el perno tope(5) de la palanca tensora (4). El extremo libre de la palanca decompensacin toca el perno de compensacin. Si aumenta el rgimenlo hace tambin la fuerza del manguito que acta sobre la palanca dearranque (1). El eje de giro comn (02) de la palanca de arranque yde la de compensacin cambia de posicin. Simultneamente, lapalanca de compensacin gira alrededor del perno tope (5) y presiona

el de compensacin en direccin al tope. Debido a esto la palanca dearranque gira alrededor del eje (01) y empuja la corredera deregulacin (8) hacia menor caudal de inyeccin. Tan pronto como elcollarn del perno (10) descansa en la palanca de arranque (1), lacompensacin termina.

4.5.2 Compensacin negativa

La compensacin negativa de plena carga puede ser necesaria enlos motores con problemas de humos negros en el margen inferior

del rgimen o que precisan conseguir un aumento especial del parmotor. Asimismo, los motores sobrealimentados exigen unacompensacin negativa si se prescinde del tope de plena carga enfuncin de la presin de carga (LDA). En estos casos, a medida queaumenta el rgimen crece tambin considerablemente el caudal dealimentacin como se ve en la figura de las curvas de arriba.

- Compensacin negativa con el grupo de palancas deregulacin

Tras comprimir el muelle de arranque (9) la palanca decompensacin (6) apoya en la palanca de sujecin (4) pormedio del perno de tope (5). El perno de compensacin (7)


17/28


31

tambin apoya en la palanca tensora. Si la fuerza del manguito(PM) crece como consecuencia del aumento del rgimen, lapalanca de compensacin presiona contra el muelle de

compensacin tarado. Si la fuerza del manguito es superior ala del muelle de compensacin, la palanca de compensacin(6) es empujada en direccin al collarn del perno (10) con loque el eje de giro conjunto (02) de las palancas de arranque yde compensacin cambia de posicin. Simultneamente, lapalanca de arranque gira alrededor de su eje (01) y empuja lacorredera de regulacin (8) en direccin a ms caudal. Lacompensacin termina tan pronto como la palanca decompensacin descansa sobre el collarn del perno.

5. ADAPTACIN DE LA PRESIN DE CARGAEl tope de plena carga segn la presin de carga (LDA) reacciona a la queproduce el turbocompresor de gases de escape y tiene por misin adaptar elcaudal de alimentacin de plena carga a la presin de carga.

5.1 EL TOPE DE PLENA CARGA SEGN LA PRESIN DE CARGA (LDA)

5.1.1 Funcin

Este dispositivo se utiliza en motores sobrealimentados. En estosmotores diesel, el caudal de combustible esta adaptado al mayorvolumen de aire de llenado de los cilindros. Si el motor dieselsobrealimentado funciona con un volumen de aire inferior en loscilindros del motor, el caudal de combustible deber ser adaptado aesta masa de aire reducida. De esta misin se encarga el tope deplena carga accionado por la presin de carga, que reduce el caudalde plena carga a partir de una presin de turbo definida.

5.1.2 Construccin

Este dispositivo va montado en la parte superior de la bomba deinyeccin como se ve en la figura. En la parte superior se encuentra

la conexin para la presin de turbo y el orificio de purga. El recintointerior se divide en dos cmaras autnomas y estancas al aire pormedio de una membrana contra la que acta un muelle decompresin fijado al otro lado mediante una tuerca de ajuste, con laque se puede graduar la tensin previa del muelle de compresin.De esta forma se adapta el momento de actuacin del tope de plenacarga a la presin del turbo en funcin de la presin de carga. Lamembrana es solidaria del perno de control, que dispone de un conoal que palpa un pasador gua. Este pasador transmite el movimientode regulacin del perno de ajuste a la palanca de tope, que modificael tope de plena carga. Con el perno de ajuste en la parte superior

del LDA se define la posicin de partida de la membrana y el pernode control.


18/28


32

Fig. 13 A la derecha una bombade inyeccin con tope de plenacarga en funcin de la presin de

carga (LDA)

1- Muelle de regulacin2- Tapa del regulador3- Palanca de tope4- Pasador gua5- Tuerca de ajuste6- Membrana7- Muelle de compresin8- Perno de control9- Cono de control10- Tornillo de ajuste del caudal deplena carga11- Palanca de ajuste12- Palanca de sujecin13- Palanca de arranque01- Eje de giro de 3

5.1.3 Funcionamiento

La presin del turbo a bajo rgimen no basta para vencer la tensindel muelle.

La membrana se encuentra en su posicin inicial. En el momento enque la membrana es sometida a la fuerza generada por la presindel turbo, la membrana y, por tanto, el perno de control, sedesplazan en oposicin al empuje del muelle. Debido a estemovimiento vertical del perno de control, el pasador gua cambia deposicin, lo que obliga a la palanca de tope a realizar un movimientode giro alrededor de su eje de giro (01). Gracias a la fuerza detraccin del muelle de regulacin, la palanca de sujecin, la de tope,el pasador gua y el cono de control se hacen solidarios.

Por tanto, la palanca de sujecin sigue el movimiento de la de tope,de forma que las palancas de arranque y de sujecin describen unmovimiento de giro alrededor de su eje comn, y desplazan lacorredera de regulacin en el sentido de "aumento de caudal". Elcaudal de combustible adapta, por tanto, a la mayor masa de airepresente en la cmara de combustin del motor. Si la presin delturbo desciende, el muelle de compresin situado debajo de lamembrana de empuja el perno de control hacia arriba.

El movimiento de ajuste del mecanismo regulador se invierte, con loque se reduce el caudal de combustible en funcin de la variacin depresin del turbo. Si se avera el turbocompresor, el LDA vuelve a suposicin de partida y limita el caudal de plena carga de forma que

quede garantizada una combustin sin humos. El caudal de plena


19/28


33

carga se ajusta mediante el tornillo de tope de plena carga montadoen la tapa del regulador (10).

5.3 MARGEN DE TRABAJO DEL LDA

Al alcanzarse una presin de carga determinada (P1), el LDA incrementael caudal de inyeccin a medida que crece aquella.

Por encima de la presin de carga predeterminada (P2) el caudal deinyeccin deja de aumentar.

Fig. 14

6. ADAPTACIN EN FUNCIN DE LA CARGA

El instante de comienzo de la alimentacin debe desplazarse en el sentido de"avance" o en el de "retraso" de acuerdo con la carga del motor Diesel.

6.1 COMIENZO DE LA ALIMENTACIN EN FUNCIN DE LA CARGA(LFB)

6.1.1 Funcin

El instante de comienzo de la alimentacin en funcin de la carga hasido calculado de forma que, al reducirse la carga (por ejemplo de

mxima a parcial), a idntica posicin de la palanca de mando dergimen, el comienzo de alimentacin se desplace en el sentido de"retraso". A medida que aumenta la carga se va produciendo undesplazamiento del momento inicial de la alimentacin o bien del deinyeccin, en el sentido de "avance". Mediante esta adaptacin seconsigue una marcha ms suave del motor.

6.1.2 Estructura

La adaptacin de "comienzo de alimentacin segn la carga" serealiza modificando el manguito regulador, el eje regulador y elcuerpo de la bomba. Para ello el manguito va provisto de un taladrotransversal adicional y el eje lleva un orificio longitudinal as comodos transversales. En el cuerpo de la bomba hay otro orificio ms,


20/28


34

de forma que con esta disposicin se establezca la unin entre elrecinto interior de la bomba de inyeccin y el lado de aspiracin dela bomba de alimentacin de aletas.

Fig. 15


El variador de avance desplaza en el comienzo de la alimentacin enel sentido de "avance" a medida que aumenta rgimen, debido a lapresin creciente de la bomba de alimentacin de aletas. Mediantela reduccin de presin en el recinto interior de la bomba provocadapor el LFD, se puede conseguir un desplazamiento (relativo) en elsentido de "retraso". El control tiene lugar por medio de los taladrosdel eje y del manguito de regulacin. Mediante la palanca de controlde rgimen se puede preajustar un rgimen determinado. Paraalcanzar este rgimen terico preestablecido es necesarioaumentarlo. A medida que aumenta el rgimen los pesos centrfugosse mueven hacia afuera desplazando el manguito regulador. As, porun lado, en lo relativo a la regulacin normal, se reduce el caudal dealimentacin, y por otro, regula el orificio del manguito reguladormediante el borde de control de eje. Ahora una parte decombustible fluye a travs de los orificios longitudinal y transversaldel eje regulador en direccin al lado de aspiracin, provocando unadisminucin de la presin en el recinto interior de la bomba.

Debido a esta disminucin el mbolo del variador de avance cambiade posicin, lo que necesariamente provoca el giro hacia el interiorde la bomba del anillo de rodillos, con el consiguientedesplazamiento del comienzo de la alimentacin hacia el "retraso".Al disminuir el rgimen (por ejemplo: por aumento de la carga "subiruna pendiente"), el manguito regulador se desplaza de forma quesus orificios y los del eje regulador quedan tapados. El combustible

del recinto interior de la bomba ya no puede circular al lado deaspiracin, con lo que aumenta la presin en el interior. El mbolo


21/28


35

del variador de avance realiza un movimiento en oposicin a lafuerza de su muelle, el anillo de rodillos se desplaza en sentidoinverso al giro de la bomba y el comienzo de la alimentacin se

desplaza de nuevo en sentido de "avance".

Fig. 16 Posiciones del manguito regulador dotado de LFB

7. ADAPTACIN ACORDE CON LA PRESIN ATMOSFRICAA grandes altitudes y debido a la menor densidad del aire, la masa de aireaspirada es tambin menor. El caudal de plena carga inyectado, no se puedequemar, se producen humos y aumenta la temperatura del motor. Para evitarlo,se emplea un tope de plena carga en funcin de la presin atmosfrica, quemodifica el caudal de plena carga en funcin del valor de aquella.

7.1 TOPE DE PLENA CARGA SEGN LA PRESIN ATMOSFRICA (ADA)

7.1.1 Construccin

Se encuentra situado al igual que el que acta en funcin de lapresin de carga (LDA), en la tapa de regulador. Este tiene en lugarde la membrana, una cpsula baromtrica. El muelle de compresin,con el que se puede determinar el momento de actuacin de lacpsula baromtrica, esta dispuesto entre el cuerpo de la tapa delregulador y el platillo de muelle. La cpsula baromtrica esta encomunicacin con la atmsfera a travs del orificio de purga.


En el margen de actuacin de la cpsula baromtrica se produce unaumento de la altura de la cpsula a medida que disminuye lapresin atmosfrica. El perno de control cargado por muelle se


22/28


36

desplaza en oposicin a la fuerza de este, y el pasador gua describeun movimiento horizontal debido al cono de control.

La continuacin del proceso de control ya ha sido descrita enfuncionamiento del tope de plena carga en funcin de la carga(LDA).

8. ADAPTACIN PARA ARRANQUE EN FRO

Este sistema permite mejorar las caractersticas del motor diesel en fro,desplazando el comienzo de la alimentacin en direccin de "avance".

La correccin la efecta el conductor desde el habitculo del vehculo por medio

de un cable, o bien se realiza automticamente mediante un dispositivo deaccionamiento en funcin de la temperatura del motor.

8.1 ACELERADOR MECNICO DE ARRANQUE EN FRO (KSB)

8.1.1 Construccin

El KSB va montado sobre el cuerpo de la bomba. La palanca de topeesta unida por un rbol a la palanca interior, en la que va dispuesta,en posicin excntrica, una rotula, y que acta sobre el anillo derodillos. (Existe tambin una versin en la que el dispositivo deajuste acta sobre el mbolo del variador de avance). La posicininicial de la palanca de tope la define el tope y el muelle con patas.En la parte superior de la palanca de tope va fijado el cable queconecta con el dispositivo de control manual o automtico. Eldispositivo de control automtico va fijado mediante un soporte a labomba, mientras que el de accionamiento manual se encuentra enel habitculo del vehculo.

Fig. 17


Los aceleradores para arranque en fri mediante control automticosolo se diferencian de los manuales en el dispositivo de correccin


23/28


37

externa. Su funcionamiento es idntico. Si no se acciona el cable, elmuelle con patas empuja la palanca de tope contra esta. La rotula yel anillo de rodillos se encuentra en la posicin inicial. Cuando el

conductor acciona el cable, la palanca de tope y el rbol, as como lapalanca interior con la rotula giran.

Debido a este movimiento giratorio, el anillo de rodillos cambia deposicin anticipndose el comienzo de la alimentacin. La rotulaengancha el anillo de rodillos en una ranura longitudinal. As, elmbolo del variador de avance puede seguir desplazando el anillo derodillos en el sentido de "avance", a partir de un rgimendeterminado. La correccin automtica tiene lugar mediante undispositivo de control en el que un elemento dilatable en funcin dela temperatura mueve el dispositivo de arranque en fro. La ventaja

esta en que, segn sea la temperatura del refrigerante (arranque enfro, fase de calentamiento o arranque con el motor caliente),siempre se ajusta al instante optimo del comienzo de alimentacin ode inyeccin.

Fig. 18

Segn el sentido de giro y la posicin montaje, existen diferentesdisposiciones de palancas y dispositivos de accionamiento

9. CONTROL DE CAUDAL DE ARRANQUE EN FUNCIN DE LATEMPERATURA (TAS)

Este dispositivo es un equipo adicional que se puede combinar con el KSBautomtico. Al poner en marcha en fro el motor diesel, no acta el dispositivo delcaudal de arranque en funcin de la temperatura debido a que la palanca decontrol KSB se encuentra en su posicin inicial. La palanca exterior de paradaesta en posicin de reposo, ya que descansa sobre la tapa del regulador. En estaposicin de la palanca es posible la mxima alimentacin de caudal durante elproceso de arranque. Con el motor caliente, la palanca de mando KSB descansa


24/28


38

en su tope. En esta posicin, la varilla ha hecho girar la palanca exterior deparada en un recorrido determinado en la direccin al tornillo tope. As, mediantela palanca de parada se impide que la carrera de caudal de arranque se libere

totalmente o en parte en el interior de la bomba, con lo que se evita la formacinde humos al arrancar (con motor caliente).

Fig. 19

10. ELEVACIN DE RALENT EN FUNCIN DE LA TEMPERATURA (TLA)

Tambin el TLA es accionado mediante el dispositivo de control y esta combinadocon el KSB automtico, para lo cual se ha prolongado la palanca de control KSB yse le ha dotado de una rotula. Con el motor fro, esta rotula presiona contra lapalanca de control de rgimen y la separa de su tornillo de tope de ralent, con loque se aumenta el rgimen de este, evitndose la marcha irregular del motor.Con el motor caliente, la palanca de control KSB descansa en su tope. Comoconsecuencia, la palanca de mando de rgimen descansa tambin en el tornillotope de ralent, y la elevacin de rgimen en funcin de la temperatura deja deactuar.


25/28


39

11. ACELERADOR HIDRULICO DE ARRANQUE EN FRO

El avance del instante comienzo de la inyeccin mediante el desplazamiento

mecnico del embolo del variador de avance solo se puede realizar dentro deestrechos limites y no es aplicable a todos los motores. El mtodo hidrulico dedesplazamiento del momento de inyeccin en sentido de "avance" consiste enaplicar el mbolo del variador de avance la presin reinante en el interior de labomba. La presin en el recinto interior se eleva automticamente para lograruna correccin en el sentido de "avance" a los bajos regmenes de arranque enfro Para lograrlo se acta directamente sobre el control automtico de presindel interior de la bomba, a travs de un canal en bypass situado en la vlvula demantenimiento de presin.

11.1 CONSTRUCCIN

El acelerador hidrulico de arranque en fro consta de dos vlvulas, unade control y otra de mantenimiento de la presin, y de un elementodilatable con calefaccin elctrica.

Fig. 20

11.2 FUNCIONAMIENTO

La bomba de alimentacin aspira el combustible del depsito y lo conduceal interior de la bomba de inyeccin. Desde aqu, el combustible, sometido ala presin interior, llega a la cara frontal del mbolo del variador de avance.

Segn la presin existente, el mbolo se desplaza en oposicin a la fuerza

del muelle antagonista. Su carrera define la correccin del instante delcomienzo de la inyeccin. La presin en el interior de la bomba la determinala determina la vlvula reguladora de presin que la hace subir a medida


26/28


40

que aumenta el N de rpm y, por tanto, conforme aumenta el caudal dealimentacin. Para conseguir la evolucin de la curva de presinrepresentada a trazos en la grfica, el mbolo de la vlvula reguladora de

presin lleva un orificio estrangulador a travs del cual se consigue unamayor presin en el interior de la bomba mientras la vlvula demantenimiento intercalada detrs, esta cerrada.

Una vez en marcha el motor, la vlvula de mantenimiento de presin seabre por medio del elemento dilatable con calefaccin elctrica, de formaque el combustible puede circular sin presin. Luego el descenso del nivelde presin en el interior de la bomba se efecta nicamente mediante lavlvula de control de presin.

12. DISPOSITIVO DE PARADALa parada del motor diesel se efecta interrumpiendo la entrada de combustible.

12.1 FUNCIN

Debido a su principio de funcionamiento (autoinflamacin), el motordiesel solo puede pararse cortando la alimentacin de combustible. Labomba rotativa de inyeccin se puede equipar opcionalmente con undispositivo de parada mecnico o elctrico.

12.2 DISPOSITIVO DE PARADA MECNICO

Este dispositivo trabaja mediante un conjunto de palancas. Estadispuesto en la tapa del regulador y lleva dos palancas de parada;exterior e interior. La palanca de parada exterior la acciona elconductor, por ejemplo mediante un cable, desde el habitculo delvehculo. Al accionar el cable, ambas palancas giran alrededor de su ejede rotacin, con lo que la palanca de parada interior hace presincontra la de arranque del mecanismo regulador. La palanca de arranquegira as mismo alrededor de su eje O2 y desplaza la corredera deregulacin a la posicin de parada. El orificio de descarga del embolodistribuidor permanece abierto y este no puede seguir suministrando

combustible.


27/28


41

Fig. 21

12.3 DISPOSITIVO DE PARADA ELCTRICO (ELAB)

Este dispositivo se activa con la llave de contacto, tiene mayor aceptacinpor que ofrece al conductor una mayor comodidad de manejo. La vlvulaelectromagntica de corte de alimentacin de combustible va montada en laparte superior de la cabeza distribuidora de la bomba de inyeccin. Cuandoesta conectada, es decir, con el motor diesel en marcha, el electroimnmantiene abierto el orificio de entrada al recinto de alta presin. Al quitar elcontacto mediante el interruptor correspondiente, la bobina del electroimn

queda sin corriente. El campo magntico se anula y el muelle presiona elinducido contra el asiento de la vlvula, con lo que se obtura el orificio dellegada a la cmara de alta presin y el mbolo distribuidor deja dealimentar combustible. Existen diversas posibilidades de realizar el circuitoelctrico de corte (electroimn de traccin o de empuje).

Con la regulacin electrnica diesel (EDC) se para el motor mediante elmecanismo posicionador de caudal (procedimiento: caudal de inyeccin acero). En este caso el ELAB (dispositivo de parada elctrico) sirvenicamente para efectuar la desconexin de seguridad en caso de fallo delmecanismo posicionador.


28/28


ANOTACIONES:

........................................................................................................................................

........................................................................................................................................

........................................................................................................................................

........................................................................................................................................

........................................................................................................................................

........................................................................................................................................

........................................................................................................................................

........................................................................................................................................

........................................................................................................................................

........................................................................................................................................

........................................................................................................................................

........................................................................................................................................

........................................................................................................................................

........................................................................................................................................

........................................................................................................................................

........................................................................................................................................

........................................................................................................................................

........................................................................................................................................

........................................................................................................................................

........................................................................................................................................

........................................................................................................................................

........................................................................................................................................

........................................................................................................................................

gobernadores mecÁnicos y electrÓnicos

Documents