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UIS / UPS

Indice del curso

 

Alimentación de combustible (parte de alta presión)

La parte de alta presión de un sistema UIS lo forma la unidad bomba-inyector que tiene la misión de inyectar el combustible, en el interior del cilindro del motor en el momento determinado por la unidad de control en una cantidad exacta y a la presión necesaria. Con esta unidad se elimina las tuberías que unen la bomba de alta presión con los inyectores, con esto se gana en perdidas de presión de inyección en las tubería y permite trabajar con presiones mas altas.

Montaje y accionamiento
Hay una unidad bomba-inyector (7) por cada cilindro del motor montada directamente sobre la culata. El inyector (4) de la unidad bomba-inyector penetra directamente en la cámara de combustión (8). El árbol de levas (2) del motor tiene para cada unidad de bomba-inyector una leva de accionamiento. La carrera de leva es transmitida por un balancín (1) al embolo de la bomba (6) para que este suba y baje y con ello bombea el combustible.
Ademas de la activación eléctrica (5) de la electroválvula (3) , el comienzo de inyección y el caudal de inyección dependen de la velocidad actual del embolo de la bomba, la cual es determinada por la forma de la leva. Por ello el árbol de levas debe estar fabricado con precisión. Las fuerzas que atacan durante el servicio lo incitan a oscilaciones giratorias, lo que pueden ejercer una influencia negativa en la característica de inyección y la tolerancia de caudal.

 

Estructura
El cuerpo (4) de la unidad de bomba-inyector sirve de cilindro de bomba: posee un brazo en el cual esta integrada la electroválvula de alta presión (1). El cuerpo establece las comunicaciones internas mediante unos conductos que unen la cámara de alta presión (5) (llamada también recinto del elemento) con la electroválvula y el inyector (6). La parte exterior de la unidad bomba-inyector esta dispuesta de tal forma que sea posible la fijación mediante garras (9) en la culata del motor (3). El muelle de reposición (2) presiona el embolo de la bomba contra el balancín (7), y este contra la leva de accionamiento (8). De este modo se evita durante el servicio la separación del embolo, el balancín y la leva. Una vez concluida la inyección, el muelle presiona el embolo de vuelta a la posición inicial. La entrada de combustible (11) a la unidad bomba inyector el retorno de combustible (10).

 

La unidad bomba-inyector se divide en las siguientes unidades funcionales.

 

Estructura interna de la unidad bomba-inyector para turismos

1.- Perno esférico
2.- Muelle de reposición
3.- Émbolo de bomba
4.- Cuerpo de bomba
5.- Conector
6.- Núcleo magnético
7.- Muelle de compensación
8.- Aguja de electroválvula
9.- Inducido
10.- Bobina de electroimán
11.- Retorno de combustible (parte de baja presión)
12.- Junta
13.- Taladros de entrada (aprox. 350 agujeros taladrados con láser como filtro)
14.- Tope hidráulico (unidad de amortiguación)
15.- Asiento de aguja
16.- Arandela estanqueizada
17.- Cámara de combustión del motor
18.- Aguja del inyector
19.- Tuerca de fijación
20.- Inyector integrado
21.- Culata del motor
22.- Muelle de compresión (muelle de inyector)
23.- Embolo acumulador (émbolo alternativo)
24.- Cámara acumuladora
25.- Cámara de alta presión (recinto del elemento)
26.- Muelle de electroválvula
27.- Árbol de levas de accionamiento
28.- Balancín de rodillo

 

Estructura interna de la unidad bomba-inyector para vehículos industriales

1.- Perno esférico
2.- Muelle de reposición
3.- Émbolo de bomba
4.- Cuerpo de bomba
5.- Conector eléctrico
6.- Núcleo magnético
7.- Tuerca de fijación de electroválvula
8.- Aguja de electroválvula
9.- Placa del inducido
10.- Bobina del electroimán
11.-.Retorno de combustible (parte de baja presión)
12.- Junta
13.- Entrada de combustible
14.- Tapón de alta presión
15.- Tapón de baja presión
16.- Tope para la carrera de la electroválvula
17.- Estrangulador
18.- Sujetamuelles
19.- Tuerca de fijación
20.- Inyector integrado
21.- Culata del moto
22.- Muelle de compresión (muelle del inyector)
23.- Perno de presión
24.- Disco intermedio
25.- Cámara de alta presión (recinto del elemento)
26.- Muelle de electroválvula

 

Funcionamiento

Inyección principal
El funcionamiento de los sistemas de bomba-inyector puede dividirse en cuatro estados de servicio:


Detalle de la electroválvula

En la fase de transición entre la carrera de alimentación y la carrera residual se alcanza la presión punta. Esta varía, según el tipo de bomba, entre 1800 y 2050 bar como máximo. Después de estar abierta la electroválvula, la presión cae rápidamente. Al haberse quedado debajo del valor de la presión de cierre de inyector, el inyector se cerrará y finalizará el proceso de inyección.
El combustible restante, suministrado por el elemento de bomba hasta la cúspide de la leva de accionamiento, es presionado hacia la parte de baja presión a través del canal de retorno.
Los sistemas de bomba-inyector son seguros intrínsecamente, o sea que en caso de un fallo, sumamente improbable, no se podrá producir más que una sola inyección descontrolada:
Si la electroválvula permanece abierta no se podrá inyectar, puesto que el combustible fluirá de vuelta a la parte de baja presión, no siendo posible formar presión alguna. Ya que el llenado de la cámara de alta presión se efectúa exclusivamente a través de la electroválvula, el combustible no puede llegar a la cámara de alta presión si la electroválvula está permanentemente cerrada. En este caso a lo sumo se podrá inyectar una sola vez.
Puesto que la unidad de bomba-inyector está montada en la culata, está expuesta a temperaturas elevadas. Para mantener en el nivel más bajo posible las temperaturas en la unidad de bomba-inyector, se refrigera mediante el combustible que retorna a la parte de baja presión.
Mediante unas medidas idóneas en la entrada en la unidad bomba-inyector se asegura que las diferencias de temperatura del combustible de cilindro a cilindro sean mínimas.

Inyección previa (turismos)
En la unidad de bomba-inyector para turismos se ha integrado una inyección previa con activación mecánico-hidráulica para la disminución de los ruidos y contaminantes.
La inyección previa se divide en cuatro estados de servicio:

La inyección principal termina al abrirse la electroválvula. La aguja del inyector y el émbolo acumulador regresan a su posición inicial.

Todos los pasos en en funcionamiento del sistema bomba-inyector (UIS) para turismos lo tienes en el siguiente documento, haz clic en la figura:

 

 

Electroválvula de alta presión
Tiene la función de iniciar la inyección en el momento correcto y de garantizar una dosificación exacta del caudal de combustible a través de una duración precisa de la inyección.

Estructura
La electroválvula de alta presión se divide en dos grupos constructivos: válvula e imán.

Válvula
La válvula consta de la aguja de válvula, el cuerpo de válvula (12) integrado en el cuerpo de la bomba y el muelle de la válvula (1).
El asiento de cierre del cuerpo de válvula cuenta con un rectificado cónico (10). La aguja de la válvula posee igualmente un asiento de cierre cónico (11). El ángulo de la aguja es algo mayor que el cuerpo de la válvula. Con la válvula cerrada, cuando la aguja presiona contra el cuerpo de válvula. el cuerpo de válvula y la aguja de válvula hacen contacto únicamente sobre una linea, el asiento de válvula. Debido a ello la válvula estanqueiza muy bien (estanqueización por cono doble). La aguja de la válvula y el cuerpo de la válvula tienen que estar muy bien adaptados entre si mediante un mecanizado de precisión.

Imán
El imán consta de la culata magnética fija y el inducido móvil (16).
La culata magnética consta, a su vez, del núcleo magnético (15), una bobina (6) y los contactos eléctricos correspondientes, junto con el enchufe (8).
El inducido esta fijado en la aguja de la válvula.
Entre la culata magnética y el inducido hay, en la posición de reposo, un entrehierro inicial.

Funcionamiento
La electroválvula cuenta con dos posiciones: abierta o cerrada. La válvula esta abierta si no hay corriente atravesando la bobina del imán. Esta cerrada si la etapa final de la unidad de control esta activando la bobina..

Válvula abierta
La fuerza ejercida por el muelle de válvula en la aguja de la válvula empuja esta contra el tope. De este modo queda abierta la sección de paso por la válvula (9) entre la aguja de la válvula y el cuerpo de la válvula en la zona correspondiente al asiento de la válvula. Quiere decir que están comunicadas entre si las zonas de alta presión (3) y baja presión (4) de la bomba. En esta posición de reposo puede fluir el combustible, tanto desde como hacia la cámara de alta presión.

Válvula cerrada
Si se ha de efectuar una inyección, se activar la bobina. La corriente de excitación genera un flujo magnético en las piezas que componen el circuito magnético (núcleo magnético e inducido): Este flujo magnético genera una fuerza magnética que atrae el inducido hacia la culata, Es atraído hasta el punto en el cual hacen contacto la aguja y el cuerpo de la válvula en el asiento de cierre. Entre el inducido y la culata magnética continua habiendo un entrehierro residual. La válvula esta cerrada. Al descender el embolo de la bomba se inyecta.
La fuerza magnética no solamente tiene que atraer el inducido sino que vencer al mismo tiempo la fuerza ejercida por el muelle de la válvula, y seguir resistiendo a la misma. Ademas se requiere que la fuerza magnética junte las superficies estanqueizantes entre si con una fuerza determinada. La fuerza en el inducido persiste mientras haya corriente que fluya a través de al bobina.
Cuanto mas cerca este el inducido de la culata magnética, mayor será la fuerza magnética. De este modo es posible reducir al corriente a la corriente de retención con la válvula cerrada. Aun así la válvula permanece cerrada. Así se mantiene reducida al mínimo la potencia de perdida (calor) atribuible al flujo de la corriente.
Cuando se tenga que concluir la inyección, se desconectara la corriente que atraviesa la bobina, con lo que perderán el flujo magnético y también la fuerza magnética. La fuerza de muelle presiona en la aguja de la válvula, y esta contra su tope, llevandola a la posición de reposo. El asiento de la válvula esta abierto.
Para respetar las tolerancias ínfimas exigidas por el sistema de inyección con respecto al comienzo de inyección y caudal de inyección, la electroválvula actúa en un tiempo sumamente breve y con una precisión muy alta. La precisión es respetada de carrera en carrera y de bomba en bomba bajo todas las condiciones de servicio.

 

 

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