BOMBA DE INYECCIÓN ROTATIVA BOSCH

BOMBA DE INYECCIÓN ROTATIVA BOSCH
EVOLUCIÓN DESDE EL INICIO A NUESTROS DÍAS
En un principio para la alimentación de los motores diesel se utilizaban
bombas de inyección en linea que eran voluminosas y pesadas debido a
que necesitan un pistón de bombeo por cada cilindro del motor, hoy se siguen
utilizando estas bombas en motores grandes (camiones, tractores, etc.).
Bomba de inyección en linea Bosch del tipo
PE
Bomba de inyección en linea Simms para 6 cilindros
Después marcas de componentes como BOSCH, CAV desarrollaron las bombas
de inyección rotativas que se adaptaban mejor al mayor numero de
revoluciones de los motores de los automóviles y tenían con respecto a las
bombas en linea las siguientes ventajas:
- menor peso y volumen.
- Los caudales inyectados en cada cilindro son iguales.
- La velocidad de rotación máxima es elevada.
- La inversión del giro del motor es imposible.
- Menor precio.
BOSCH desde hace 30 años
utiliza bombas rotativas de
pistón axial. El principio
mediante el cual un único pistón
genera por su movimiento
longitudinal la presión de
inyección para todos los cilindros
del motor, distribuyendo al
mismo tiempo por su movimiento
giratorio el combustible por las
salidas de la bomba.
Bomba rotativa Bosch del tipo VE
La necesidad de una dosificación de combustible y ajuste del inicio de la
inyección cada vez mas flexibles y exactos, supuso el desarrollo de un gran
numero de elementos de regulación adicionales. De esta forma se puede
ajustar, por poner un ejemplo, la cantidad de inyección máxima en función del
numero de rpm, de la presión de carga y de la temperatura del combustible,
con lo que se consigue en todas las condiciones de servicio un funcionamiento
del motor sin humo, al mismo tiempo que se alcanza el máximo numero de
revoluciones posibles. Para impedir que se pare el motor, al conectar, por
ejemplo el aire acondicionado, un regulador corrige el numero de revoluciones
en vació. Para facilitar un buen arranque en frió así como para optimizar las
emisiones y el nivel de ruido se pueden realizar en el regulador de inyección
diversas intervenciones.
En la figura de la derecha se ve
una bomba rotativa tipo VE como
la vista anteriormente, se
diferencia de en disponer en su
parte superior de un corrector de
sobrealimentación para motores
diesel turboalimentados.
Estos elementos de regulación adicionales, que como mecanismos de precisión
mecánicos, trabajan especialmente de forma mecánica o hidráulica, han hecho
que las bombas sean cada vez mas complejas. Aunque técnicamente están
bastante perfeccionadas, su flexibilidad y precisión son limitadas, por lo que se
ha hecho necesario la utilización de elementos de regulación adicionales de
carácter electrico-electrónico que puedan configurar circuitos de regulación
cerrados con una precisión elevada.
Lo primero que se hizo con el fin de avanzar en estas mejoras fue regular de
forma electrónica el inicio de la inyección y mantener la dosificación de
combustible como hasta entonces. Para ello se monto en el portainyector un
sensor que registra el movimiento de la aguja, por lo tanto se sabe el inicio real
de la inyección. La unidad de control electrónica ECU compara el valor real con
el valor nominal, que depende del numero de rpm, de la carga, de la
temperatura del agua de refrigeración y de otros parámetros. En caso de
desviaciones, el regulador electrónico modifica el comienzo de la inyección
hasta que se alcanza el valor nominal.
Evolución de la bomba rotativa de pistón axial: izquierda.- Bomba mecánica del tipo VE
centro.- Bomba electrónica VP37; derecha.- Bomba electrónica VP30 PSG5.
La primera utilización del control electrónico diesel fue en un prototipo de
Peugeot en 1982, luego fue introducido a los modelos de serie por BMW y
Daimler-Benz algunos meses más tarde. La casa Bosch empezó por primera vez
la fabricación en serie de estos sistemas en el año 1984. Desde 1986 Bosch
también ha utilizado el EDC en los sistemas de inyección de vehículos
comerciales.
Desde 1987 Bosch fabrica en serie los sistemas de inyección totalmente
electrónicos (EDC: Electronic Diesel Control), en los que ademas del
comienzo de inyección, también se regula electrónicamente la dosificación,
mediante un sistema de medida basado en un imán giratorio eléctrico que
sustituye en esta función al regulador mecánico. También la electrónica permite
la realización de otras funciones en el ámbito de la gestión del motor y del
vehículo, por ejemplo, la regulación de la reglamentación de los gases de
escape para reducir a un mínimo las emisiones de óxido nítrico, así como la
regulación de la presión del turbo, la autodiagnosis, el control de tiempo de
incandescencia, así como la asociación con otros elementos del vehículo como
el inmovilizador, el cambio automático.
El sistema EDC que primero se utilizo en motores de inyección indirecta, a
partir de 1989 se utiliza también para motores diesel de inyección directa.
Las presiones de inyección alcanzan 700 bar en la bomba y aproximadamente
1000 bar en el inyector. Para minimizar el ruido se emplea un inyector de doble
muelle. Durante el inicio de la inyección, la aguja del inyector se abre
solamente unas pocas centésimas de milímetro, de modo que en la cámara de
combustible solo penetra una parte mínima de la cantidad de combustible. La
sección de inyector completa solo se abre en el proceso de inyección
subsiguiente, inyectando la parte principal de la cantidad de combustible. Con
este procedimiento de inyección escalonada la combustión se realiza de forma
mucho mas suave y silenciosa.
Hasta ahora hemos hablado de bombas de pistón axial pero a partir de 1996
Bosch fabrica en serie bombas de pistones radiales. Con esta configuración
se consigue mayores presiones de inyección, hasta 1500 bar en las bombas
utilizadas en motores de vehículos comerciales de tamaño medio (furgonetas).
La bomba radial VP44 permite ajustar el avance y el caudal inyectado a
través de electroválvulas de rápida actuación, consiguiendo un control exacto y
flexible de todos los parámetros de la inyección. Las válvulas electromagnéticas
es una mejora con respecto a las bombas de pistón axial y sirven para abrir y
cerrar la cámara de presión de la bomba con lo que se consigue una
dosificación de combustible mas exacta y flexible. Estas válvulas son accionadas
dos veces en milisegundos, consiguiendo que aproximadamente unos 1,5
milímetros cúbicos de combustible alcancen la cámara de combustión antes de
la inyección principal. Esta pre-inyección reduce considerablemente el ruido. La
VP44 se aplica principalmente a los motores diesel de turismos y de pequeños y
medianos vehículos comerciales.
Foto bomba VP44 PSG5
Esquema de una bomba VP44
Foto bomba VP44 PSG16 con ECU integrada.
Ver el esquema de una bomba de pistón axial VP29/30 con todo
detalle.
Ver el esquema de una bomba de pistón radial VP44 con todo detalle.
Nota: Si alguien se a fijado en el esquema de la bomba rotativa de pistón axial
VP29/30 se habrá dado cuenta que no es igual que la bomba estudiada en el
articulo de gestión electrónica diesel, esto es debido a que la VP29/30 es una
evolución de la otra (VP37), se diferencia en que no utiliza un motor paso a
paso para mover la corredera de regulación que dosifica la cantidad de
combustible. La VP29/30 suprime el motor paso a paso y la corredera de
regulación y la sustituye por una electroválvula de actuación rápida que actúa
sobre la cámara de presión donde el combustible es comprimido por el pistón.
Con este sistema la bomba VP29/30 consigue mayores presiones de inyección
que van de de 800 a 1400 bar.