EL SISTEMA DE COMBUSTIBLE DE LOS MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA Dirección de Transporte CONAE

Transcripción

1 EL SISTEMA DE COMBUSTIBLE DE LOS MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA Dirección de Transporte CONAE El combustible es el elemento necesario para producir la potencia necesaria que mueve a un vehículo. En la actualidad son varios los combustibles que pueden ser utilizados en los motores; el diesel y la gasolina son los más comunes pero también se pueden utilizar: el gas licuado de petróleo (LP), el gas natural comprimido (GNC), el gas natural licuado (GNL), el propano, el metanol, el etanol y otros. Para obtener el máximo aprovechamiento de la energía del combustible se requiere mezclar con el oxígeno, el cual es obtenido del aire y así generar la combustión. Tres son los factores que influyen en el fenómeno de combustión y éstos son: 1. La temperatura La temperatura de la cámara de combustión es fundamental para generar una buena combustión. Generalmente a mayor temperatura se tiene una mejor combustión, sin embargo esto afecta las emisiones de óxidos de nitrógeno (NOx) las cuales se incrementan al tener mayores temperaturas. Las temperaturas bajas generan una mala combustión y generalmente provocan altas emisiones de hidrocarburos no quemados (HC) y de monóxido de carbono (CO). 2. La turbulencia Se refiere a la forma en la cual se mezclan el aire y el combustible. En este sentido los fabricantes han tratado por diferentes medios de incrementar la turbulencia, algunas veces a través del diseño del múltiple de admisión, de la cabeza del pistón, de la forma de la cámara, etc. 3. El tiempo de residencia Se refiere al tiempo que la mezcla aire combustible permanece dentro de la cámara de combustión. En este tiempo, la mezcla aire combustible debería quemarse completamente. Un sistema de combustible que no cumpla los requisitos necesarios puede producir los siguientes efectos: Sobreconsumo de combustible

2 Desgaste prematuro de partes por contaminación del lubricante con combustible y provocar adelgazamiento de la película lubricante Falta de potencia Daño al convertidor catalítico Fugas de combustible Conatos de incendio Es por todo esto importante conocer como trabaja el sistema de combustible, las acciones que pueden afectar de manera negativa al desempeño del vehículo. Objetivo El sistema de combustible tiene varios objetivos; entre ellos se pueden mencionar los siguientes: Proporcionar la mezcla adecuada de aire-combustible acorde a las condiciones de operación del vehículo Mezclar el aire y el combustible para el mejor aprovechamiento del combustible Dosificar el combustible o la mezcla aire-combustible en la cámara de combustión Para cumplir con estos objetivos existen diferentes sistemas de combustible entre ellos, se tienen: los sistemas carburados o de admisión natural y los sistemas de inyección que pueden ser por el tipo de inyección: Sistema carburado o de admisión natural Sistema de inyección Monopunto Multipunto FIGURA 1: Tipos de sistema de inyección de combustible SISTEMA CARBURADO O DE ADMISIÓN NATURAL El sistema carburado cuenta con un carburador el cual se encarga de dosificar la mezcla aire combustible a la cámara de combustión utilizando el principio de tubo Venturi, es decir, generando un vacío en la parte más estrecha del tubo lo cual provoca la succión del combustible al pasar el aire por este estrechamiento. El control de la dosificación se lograba en los primeros sistemas utilizando únicamente medios mecánicos, (palancas, émbolos, diafragmas, etc.) en los últimos carburadores se contaba ya con controles electrónicos. Estos sistemas tienen las siguientes características: Son sistemas relativamente sencillos con pocos componentes El principio de funcionamiento es por la depresión que se genera en el tubo Venturi que es la parte fundamental del diseño

3 La velocidad del aire es mayor que la del combustible, por lo cual el combustible es arrastrado por el aire. Generalmente proporcionan mezclas ricas de aire-combustible Son fáciles de instalar Son de precio bajo No permiten un control estricto de las emisiones contaminantes No permiten una dosificación homogénea a todos los cilindros La presión del sistema de combustible es del orden de 5 lb/pulg 2 PARTES DE UN SISTEMA DE COMBUSTIBLE CON CARBURADOR Al sistema carburado lo forman: 1. Tanque o depósito de combustible 2. Filtro de combustible 3. Líneas de combustible 4. Bomba de combustible mecánica (de diafragma) 5. Múltiple de admisión 6. Carburador 7. Ahogador o choke 8. Válvula de aceleración 9. Línea de retorno 10. Filtro de aire FIGURA 2: Partes de un sistema de combustible con carburador SISTEMAS DE INYECCIÓN DE COMBUSTIBLE Los sistemas de inyección de combustible permiten mejorar la dosificación del combustible debido a que el combustible es inyectado a una presión mayor en la corriente de aire, esto permite un mejor mezclado del aire con el combustible y generalmente se tiene un mejor aprovechamiento del combustible y un nivel menor de emisiones. Los inyectores utilizados en los motores de gasolina, generalmente son controlados electrónicamente lo cual permite tener un control muy preciso del tiempo de inyección y de la cantidad de combustible inyectada. Los sistemas de inyección de combustible presentan las siguientes características:

4 Son sistemas más complicados y tienen más componentes El principio de funcionamiento es por la presión con la que se inyecta el combustible, lograda por la bomba de alimentación y el regulador de presión del sistema motores diesel (mayores de 3,000 lb/ pulg 2 ). SISTEMAS DE INYECCIÓN MONOPUNTO Los sistemas de inyección monopunto tienen la característica de que un inyector alimenta a más de un cilindro, de tal manera que permiten una mejor dosificación de la mezcla aire combustible. Este inyector se coloca generalmente en el cuerpo de aceleración y es de mayor tamaño que los inyectores utilizados en los sistemas multipuntos. PARTES DEL SISTEMA DE INYECCIÓN MONOPUNTO Al sistema de inyección monopunto lo forman: FIGURA 2: Inyectores de combustible La velocidad del aire es menor que la del combustible, por lo cual el combustible es mezclado mejor con el aire. Generalmente proporcionan mezclas aire-combustible pobres Son de precio medio y alto Permiten un control estricto de las emisiones contaminantes Permiten una dosificación homogénea a todos los cilindros La presión del sistema de combustible es del orden de 35 a 70 lb/pulg 2 en motores de gasolina y mucho mayores en 1. Tanque o depósito de combustible 2. Filtro de combustible 3. Bomba de combustible 4. Líneas de combustible 5. Regulador de presión 6. Inyector 7. Cuerpo de aceleración 8. Válvula de aceleración 9. Línea de retorno 10. Módulo de control electrónico (computadora) 11. Sensores de aire 12. Sensor de posición de la válvula de aceleración 13. Sensor de la posición del cigüeñal 14. Sensor de oxígeno

5 CIRCUITO DEL COMBUSTIBLE El combustible es succionado del tanque de combustible por la bomba la cual se encuentra generalmente dentro del tanque, pasando por el filtro de combustible. La bomba incrementa la presión y envía el combustible a través de la línea de combustible hacia el regulador donde se controla la presión a la cual será inyectado. El regulador se encarga de enviar el combustible hacia el inyector el cual se encuentra encima del cuerpo de aceleración donde se tiene la válvula de aceleración la cual está acoplada al pedal del acelerador. La posición de esta válvula definirá la potencia demandada, la cantidad de combustible necesaria será definida por la computadora (la cual toma la señal de la posición de la válvula de aceleración y de la temperatura del motor entre otras) y suministrada a través del inyector. La cantidad de combustible que no sea requerida se envía al tanque a través de la línea de retorno. SISTEMAS DE INYECCIÓN MULTIPUNTO Los sistemas de inyección multipunto tienen la característica de que se tiene un inyector para cada cilindro, de tal manera que permiten una mejor dosificación de la mezcla aire combustible. Estos inyectores se colocan generalmente en el puerto de admisión, que es la zona en la cual se encuentra la válvula de admisión antes de la cámara de combustión. Algunos fabricantes le denominan sistema de inyección multipuertos. PARTES DEL SISTEMA DE INYECCIÓN MULTIPUNTO Al sistema de inyección multipunto lo forman: 1.- Tanque o depósito de combustible 2.- Filtro de combustible 3.- Bomba de combustible 4.- Líneas de combustible 5.- Regulador de presión 6.- Riel de inyectores 7.- Inyectores 8.- Puerto de admisión 9.- Cuerpo de aceleración 10.- Válvula de aceleración 11.- Línea de retorno 12.- Módulo de control electrónico (computadora) 13.- Sensores de aire 14.- Sensor de posición de la válvula de aceleración 15.- Sensor de la posición del cigüeñal 16.- Sensor de temperatura del motor 17.-Sensor de oxígeno CIRCUITO DEL COMBUSTIBLE El combustible es succionado del tanque de combustible por la bomba la cual se encuentra generalmente dentro del tanque, pasando por el filtro de combustible. La bomba incrementa la presión y lo envía a través de la línea de combustible

6 hacia el regulador donde se controla la presión a la cual será inyectado. El regulador se encarga de enviar el combustible hacia el tren de inyectores y de éste al inyector el cual se encuentra en el puerto de admisión. El aire entra a través del filtro de aire (donde está el sensor de aire) y pasa a través del cuerpo de aceleración donde se tiene la válvula de aceleración la cual está acoplada al pedal del acelerador. La posición de esta válvula definirá la potencia demandada, la cantidad de combustible necesaria será definida por la computadora (la cual toma la señal de la posición de la válvula de aceleración y de la temperatura del motor entre otras) y suministrada a través de los inyectores. La cantidad de combustible que no sea requerida se envía al tanque a través de la línea de retorno. ACCIONES QUE PUEDEN MEJORAR SU RENDIMIENTO DE COMBUSTIBLE Y QUE INVOLUCRAN AL SISTEMA DE COMBUSTIBLE 1. No acelere un motor frío para calentarlo. Esto le resta vida a su motor además de que se emiten mayores emisiones contaminantes 2. Cambie el filtro de aire en los intervalos recomendados por el fabricante 3. Acelere de manera suave y progresiva 4. Evite frenar de manera intempestiva 5. Utilice el combustible adecuado a su vehículo [si su motor es de alta relación de compresión (mayor de 9.5) requiere un combustible de alto octanaje] 6. Trate de mantener por lo menos ¼ de la capacidad de su tanque de combustible con combustible para evitar la evaporación del mismo y daño a la bomba de combustible 7. Asegúrese de que el tapón de combustible selle perfectamente al cargar combustible 8. Cargue combustible de preferencia por las mañanas o por las noches así evitará la evaporación del mismo 9. Cambie el filtro de combustible en los intervalos recomendados por el fabricante 10. Realice la afinación del sistema en los intervalos recomendados por el fabricante 11. Evite que derramen el combustible cuando cargue combustible 12. No trate de reparar alguno de los elementos del sistema 13. Revise que no se tengan fugas en las mangueras o conductos de combustible ACCIONES QUE PUEDEN DAÑAR EL MOTOR Y QUE INVOLUCRAN AL SISTEMA DE COMBUSTIBLE 1.- Acelerar el motor frío para calentarlo 2.- Cambiar el tipo de tapón del tanque de combustible 3.- Utilizar filtros de aire de baja calidad 4.- Utilizar continuamente líquido para lavar inyectores en el sistema

7 5.- Utilizar filtros de combustible de baja calidad 6.- Desarmar partes del sistema 7.- No realizar la afinación 8.- Utilizar combustible contaminado 9.- Dejar el tanque de combustible sin su tapón 10.- Dejar el tanque de combustible con menos de ¼ de su capacidad