toberas de inyecciÓn (mantenimiento)

INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR “VIDA NUEVA”

ASIGNATURA: OFIMÁTICA IIITEMA: TOBERAS DE INYECCIÓN

(MANTENIMIENTO)CARRERA: MECÁNICA AUTOMOTRIZ

CÓDIGO: 1617730NIVEL: TERCERO

JORNADA: MATUTINADOCENTE: ING. ELIZABETH PAZMIÑO

AUTOR: KEVIN LALAAÑO: OCT. 2016 – MAR. 2017

TOBERAS DE INYECCIÓN (MANTENIMIENTO)

Las toberas están formadas por un conjunto pistón-cilindro. El un extremo del cilindro

contiene un finísimo agujero por el cual es expulsado al diésel a elevada presión. Cuando

por acción de la presión sube el pistón que sella los agujeros, destapa éstos, permitiendo

que un chorro fino de diésel pulverizado entre a la cámara de combustión. El pistón que

hace las veces de válvula puede ser de aguja o cónico.

FUNDAS DE TOBERAS ESTÁNDAR

Sus características principales son:

Tienen forma cilíndrica con diámetros de 17,21,25 y 26 Mm.

Las toberas no tienen torcimiento en los agujeros si son para inyección directa.

Están constituidas por componentes individuales independientes como: resortes, espigas

de presión, tuercas de retención, etc, que permiten combinaciones diferentes.

El resorte actúa como aguja de la tobera vía pin de presión dentro de la funda, esta presión

del resorte se fija por medio de una rodela delgada.

El combustible puede pasar por medio del filtro al pasaje de presión, luego de atravesar el

disco intermedio y el cuerpo de la tobera llega al espacio que rodea la aguja misma.

FUNDA DE TOBERA Y TOBERA ESTÁNDAR

Con el objeto de limitar el levantamiento de la aguja en la base de pre-inyección, hay diseños que tienen un sistema sencillo de amortiguación formado por un cojín hidráulico el diésel es atrapado y presionado por el pistón en este cojín y fuga con dificultad por la restricción creando así una amortiguación sobre el movimiento ascendente de la aguja de la tobera.

INYECCIÓN EN DOS ETAPAS

Son un refinamiento del estándar es decir, tiene las mismas dimensiones exteriores, pero su curva para el régimen de descarga en dos etapas produce una combustión mucho mas suave y el motor mas calmado, con velocidades de ralentí y carga parcial mas particularmente, son usados principalmente en motores de inyección directa.

DISEÑO Y MÉTODO DE OPERACIÓN

EL conjunto esta organizado por dos resortes, estos resortes de compresión posicionados uno a continuación del otro, inicialmente, solo un resorte actúa sobre la aguja de la tobera por lo que determina la posición de la apertura, el segundo resorte descansa contra un collar de tope el que limita el levantamiento del pistón.

Durante el proceso de inyección, la aguja de la tobera inicialmente mueve hacia arriba al pistón una altura h1 de entre (0.03…0.06 mm para motores DI, y de 0.1 mm para motores IDI.) Esto permite inyectar solamente una pequeña cantidad de combustible dentro de la cámara de combustión.

Las fundas pueden ser combinadas con un rango de toberas. Pero, adicionalmente, y dependiendo del modelo del spray de inyección requerido, se puede elegir entre:

Fundas de tobera estándar (de resorte-simple) oFundas de tobera de dos resortes (excepto para sistemas de bomba unitaria UPS).

Una variación de estos diseños es el llamado de “funda escalonada” (stepped holder) el cual es particularmente suministrado para situaciones donde el espacio es limitado.Dependiendo de los sistemas de inyección de combustible en lo cuales son usadas, las fundas de tobera pueden o no estar equipadas con sensores de movimiento de la aguja.

Algunas fundas de tobera funcionan sin línea de retorno. El combustible en la cámara del resorte tiene un efecto amortiguador sobre la carrera de la aguja a volúmenes de inyección y velocidades del motor elevados de tal manera que se generan modelos de inyección similar a aquellos de funda de dos resortes.

En los sistemas de inyección de combustible de riel común e inyector unitario, la tobera y el inyector están integrados en una unidad, de tal manera que el ensamblaje funda-tobera es innecesario.Para motores de gran tamaño con una salida por cilindro de más de 75 kw (100 Hp), hay aplicaciones específicas de ensamblajes funda-tobera, los que también pueden ser refrigerados.

Este sistema consta fundamentalmente de una bomba de desplazamiento positivo con capacidad para inyectar cantidades variables de combustible dada por un diseño especial de los émbolos y con un émbolo por inyector o cilindro del motor.El otro componente importante es el inyector propiamente dicho encargado de la inyección directamente en la cámara de combustión (inyección directa) o en una cámara auxiliar (inyección indirecta).

La tobera está sujeta a desgaste con el paso del tiempo y también a la erosión de la misma como consecuencia del uso de diésel de mala calidad y en especial los que poseen agentes extraños. Estas partículas que pueden llegar a pasar el filtro y que son microscópicas, con las altas presiones de inyección de hoy en día de más de 2.000 bares. Se comportan como un esmeril o sierra que desgasta y deforma prematuramente los orificios. Y esto es aún, más importante si tenemos en cuenta las múltiples inyecciones por ciclo de los nuevos motores electrónicos. En algunos casos hasta 8 inyecciones por ciclo.

El mantenimiento de las toberas es fundamental y ante la presencia de alguna falla de la combustión como la de humos en el escape, tanto negra como blanca, así como aumento de consumo o pérdida de potencia del motor. Se debe desmontar y limpiar como primera medida y luego deben ser probadas, para poder determinar cómo pulveriza el conjunto, inyector - tobera.

Si no se logra una pulverización óptima no se podrá quemar el combustible, pues es vital la micro gota, como una buena pulverización, para poder dar forma a una combustión lo más perfecta posible, es decir quemarse el 100% del diésel… De no ser así no se obtendrá la penetración, ni la distribución del combustible adecuadamente. Cuando más pequeñas son las gotas mas rápidamente se queman, lo cual es importante.

Aun así las gotas no son todas iguales, varían de su diámetro mínimo a un máximo. Por lo que el laboratorio diésel que controle el estado de los inyectores, evaluará, lo que se conoce como espiga de inyección. La forma de cómo se inyecta, la cantidad de combustible, el retorno y por último el cono de inyección. Todos estos factores son los que determinarán el buen funcionamiento del motor. Y la tobera es uno de los elementos más importantes de este conjunto.

Es un cilindro con un asiento donde es atravesado por una aguja con un ajuste perfecto y en la punta de esta camisa tienen orificios muy pequeños donde el gasoil es pulverizado a la presión de ruptura.El motivo de recambio de toberas es cuando toman desgaste, la presión de ruptura se viene abajo y la pulverización es mala o deficiente y posiblemente gotean y en casos se llegan a trabar, todo depende del gasoil, filtros utilizados, agua etc.Las consecuencias de estos degastes en un motor son humo fuera de los transitorios, falla de cilindros, perdida de potencia, consumo excesivo de gasoil y aceite de motor.