Capitulo 4

CAPITULO IV

MANTENIMIENTO DE SISTEMAS HIDRULICOS

1. CONCEPTO DE LIQUIDO HIDRULICO.

Definimos al lquido hidrulico como al medio utilizado para transmitir la fuerza desde la bomba a los mecanismos que realizan trabajo mecnicos, tales como cilindros hidrulicos, motores hidrulicos, transmisiones. Esta transmisin de fuerza se lo hace mediante mangueras, vlvulas, tuberas, El fluido hidrulico tiene tambin la funcin de lubricar las piezas en movimiento conservndolos por mucho tiempo protegiendo las partes de las mquinas del desgaste, de la oxidacin, de la corrosin, para cumplir con estas funciones el fluido hidrulico debe tener ciertas propiedades tales como viscosidad adecuada dentro de un margen de temperatura bastante amplia, debido a que todos los aceites se hacen menos o ms viscosos al aumentar o disminuir la temperatura, en regiones tropicales los aceites o lubricantes se hacen ms fluidos o poco viscosos lo que aumenta la posibilidad de que se produzca prdidas internas y externas a travs de los retenes, prensas, hasta que pierda su consistencia, s el lquido es demasiado denso muy viscoso, los elementos del sistema trabajan perezosamente y consumen mayor potencia en hacer circular el lquido por el sistema hidrulico. De la viscosidad de un liquido depende el grado de lubricabilidad por todo esto el fluido debe conservar el grado de viscosidad adecuada dentro de un margen de temperatura bastante amplia. Por lo que concluimos que el buen funcionamiento de cualquier sistema hidrulico o mecanismos depende sobre todo de la utilizacin adecuada de los aceites y del mantenimiento, la utilizacin de aceites inadecuados al margen de producir desgastes, oxidaciones, corrosiones tambin nos ocasionan fallas tales como calentamientos, ruidos y prdidas de rendimiento.

FABRICACIONLa fabricacin de los fluidos hidrulicos de una forma general obedecen a recomendaciones de fabricantes de los diferentes elementos hidrulicos o mquinas, los mismos que se ajustan a normas para su fabricacin, por ejemplo la E.B.R. ex Yacimientos Petrolferos Fiscales Bolivianos, fabrica aceite hidrulico con el cdigo de LUB-AOH46 equivalente a los aceites que obedecen a la norma DIN 51524 H-L son aceites con aditivos de alta calidad utilizados en instalaciones hidrulicas que trabajan sometidos a altas presiones y temperaturas donde se dan las condiciones de oxidacin y corrosin a consecuencia de la vaporizacin del agua, estos aceites son a su vez compatibles con los sellos de goma.Aceite hidrulico biodegradable Bio HyDo producido por CAT.Caterpillar dispone ahora de un aceite biodegradable para usar en sistemas hidrulicos y transmisiones hidrostticas. Este fluido satisface las estrictas especificaciones de los componentes del sistema hidrulico y satisface las necesidades de los clientes en busca de un aceite hidrulico inmediatamente biodegradable y que no sea txico. Este aceite est formulado con aceite vegetal procedente de semilla de colza y aditivos escogidos. Se usa en sistemas solamente hidrulicos, no en compartimientos con frenos, embragues, etc. No se recomienda el uso de BIO HYDO para la operacin con temperaturas del tanque o del aceite inferior a 7C o superiores a 82C. La viscosidad para las temperaturas indicadas son similares a la de un aceite SAE 10W o un grado de viscosidad ISO de 32 a 46.

Sistemas Hidrulicos y Transmisiones Hidrostticas.

Aceite Hidrulico Cat (HYDO).- Este aceite Hidrulico Cat est formulado con un sistema de aditivos equilibrado, entre los que se incluyen detergentes inhibidores de oxidacin, agentes antidesgastantes y desespumadores. Estos elementos ofrecen mxima proteccin contra el desgaste mecnico, oxidacin y desgaste corrosivo en todos los sistemas de transmisin hidrulica e hidrosttica. Este aceite evita la friccin entre los discos y platos cuando estn enganchados, siendo su aplicacin principio en los sistemas de embragues de los tractores. CARACTERSTICAS DE UN BUEN ACEITE HIDRAULICO.

Un buen aceite hidrulico al margen de sus propiedades de viscosidad dentro de rangos de temperatura bastante amplas no debe contener contaminantes tales como partculas metlicas, polvo, aire, y agua, los mismos que deterioran las propiedades de cualquier lubrificante y aceleran el desgaste de las piezas ajustados o instalados bajo tolerancias muy reducidas y precisas , estos mbolos, asientos de vlvulas, paredes internas de los cilindros, pistas de rodamientos y otros, el contaminante agua destruye la lubricacin y favorece a la oxidacin.

RECOMENDACIONES GENERALES

Considerando que en los sistemas hidrulicos los aceites al margen de ser elementos de transmisin de fuerza lubrifican las partes en movimiento, las fallas de los sistemas hidrulicos se deben a la falta de cuidado de los aceites y errores de operacin, por ello las recomendaciones generales del fabricante de los elementos hidrulicos son:

1. Conservar el aceite limpio.cuidar el manipuleo

2. Conservar limpio la zona de trabajo, esto es posible en sistemas hidrulicos industriales o instalaciones estacionarias.

3. Conservar limpio el sistema hidrulico.

4. Emplear aceites adecuados.

5. Conservar el aceite en su nivel adecuado, si el nivel baja al mnimo admisible las bombas succionan aire.

6. Evitar sobrecargas del sistema y fuerzas transversales en los hastes de los cilindros.

SNTESIS.

La limpieza es un factor primordial en todo sistema hidrulico debido a que sus elementos, tales como diversos tipos de vlvulas, bombas, cilindros y otros son fabricados con alta precisin y tolerancias reducidas, por lo que cualquier contaminante:

1. Desgasta prematuramente estos elementos.

2. Ocasionando fugaz INTERNAS Y EXTERNAS a consecuencia se tiene perdidas de potencia

INSTALACION O MONTAJE DE UN SISTEMA HIDRULICO

La instalacin o montaje debe ser hecha conforme diseo de montaje, para equipos en general debe observarse las recomendaciones a seguir:

1. La correcta conexin de tuberas, mangueras, con lo que se evita torsiones provenientes de su montaje incorrecto.

2. Las tuberas de dreno deben terminar abajo del nivel del tanque y tener un dimetro que no permita contra presin en el Sistema.

3. La tubera de succin de la bomba debe ser lo mas recto y corto posible y quedar 100 mm. encima de la base del tanque.

4. Toda tubera debe ser cuidadosamente sellado para evitar la entrada de aire o impurezas slidas.

5. Debe cuidarse el alineamiento para evitar torsiones.

6. Debe ponerse en operacin sin carga para verificar su correcta instalacin y evitar daos.

El sellado contra la entrada de aire es importante porque el aire en los sistemas provoca funcionamiento elstico del sistema, funcionamiento ruidoso, cavitacin en las bombas de engranajes, bombas centrfugas, motores hidrulicos y constituye un factor de contaminacin.

MEDIDAS PREVENTIVAS PARA EVITAR LA CONTAMINACION DE SISTEMAS HIDRULICOS Y OTROS MECANISMOS.

1. Almacenar y manipular los aceites con las precauciones necesarias.

2. Cambio de filtros y aceites de acuerdo a especificaciones o condiciones de trabajo.

3. Cuidado de niples, mangueras, bocas de respiracin y llenado niples mal ajustados, mangueras flojas, son puntos de contaminacin y mal funcionamiento de los sistemas.

4. Lavado del sistema antes de la puesta en marcha con lo que se retira todas las impurezas o contaminantes del proceso de montaje o fabricacin de los elementos fsicos. En automviles, equipos de construccin y transporte el cambio de aceite y filtros se lo hace despus de pocas horas de trabajo, el lavado de los sistemas tambin se lo realiza despus de reparaciones generales o paralizaciones prolongadas y cuando se detecta mediante monitoreo impurezas o residuos gomosos.

El lavado de sistema hidrulico en instalaciones industriales generalmente se hace con una bomba auxiliar y no con la misma bomba del sistema, y se lo hace por un perodo de tiempo mnimo de 24 horas, existe casos en que el tiempo de lavado puede ser hecho por un tiempo de 200 horas caso circuitos complicados, o el tiempo de lavado puede ser calculado por la frmula.

El factor 2,5 se toma para ambientes normales y T ( (V/Q) * 2,5 a 5 el 5 para ambientes altamente contaminados, en la frmula T es el tiempo de lavado, y es V el volumen del reservatorio en litros, Q es el flujo de la bomba dado en lt/mm.El lavado de sistemas hidrulicos se hace con un fluido que tenga:

1. Propiedades de lubricabilidad y buenas condiciones de resistencia a la presin.

2. Debe tener propiedades anticorrosivas y propiedades que reduzcan o eviten el desgaste, este fluido de lavado es generalmente conocido con el nombre de RENOLIN - LDIO. El lavado expulsa sobretodo los residuos gomosos que a travs del tiempo las variaciones de presin, y temperatura se forman, las caractersticas de este fluido son densidad 0,855 Kg/lt a 50C, viscosidad a 500C, 30 centiestokes.

En el circuito que se quiere lavar los filtros de limpieza son 1 y 2, el 1 es de malla metlica gruesa, y el 2 de malla fina, el 1 es recuperable estos filtros deben ser resistentes a la presin y tienen la identificacin B 30-100, por otra (parte es absolutamente necesario, para una buena retencin de impurezas instalar filtros en funcin de la clase de instalacin o la precisin con la que los elementos mecnicos trabajan o estn fabricados.

En este ejemplo el filtro de la lnea de succin siendo la bomba de engranajes, debe tener una capacidad de retencin de las impurezas slidas de 10 a 30 (m de tamao. En la lnea de presin debe ser utilizado antes de la vlvula direccional filtros cuya capacidad de retencin de impurezas es del orden es de 1-10 (m. En las lneas de retorno se utilizan filtros de 10 - 30 (m, al margen de ello es necesario observar que en un sistema hidrulico equipados con SERVO VLVULAS DIRECCIONALES debe instalarse filtros que tengan una capacidad de retencin de impurezas o filtrado hasta 5 (m, esta especificacin es vlida para turbinas de aviacin.

En sntesis, la utilizacin de filtros con capacidad de retener las impurezas depende de los elementos mecnicos a instalarse, de la precisin con la que son fabricados, de la presin de trabajo, o deben ajustarse a la norma ISO 4406.

DESAERACIONLa desaeracin del sistema es importante para evitar la explosin efecto Diesel debido a la presencia del aire en el sistema, con lo que se quema los sellos, produce erosiones internas de los materiales o paredes internas de los elementos hidrulicos.

MANTENIMIENTO DE BOMBAS HIDRULICASLas bombas hidrulicas son elementos mecnicos que transfiere al fluido lquido la Energa Mecnica recibida ya sea de un motor elctrico, motores de combustin interna o de un sistema de transmisin mediante piones o engranajes, estos elementos son considerados el corazn de todo sistema hidrulico. La energa mecnica transferida a la bomba sirve para:a) Succionar el fluido lquido del tanque.

b) Dotarles de energas Cintica y de presin.

c) Darnos trabajo mecnico como consecuencia de la transformacin de energa a lo largo del circuito.OBJETIVO DEL MANTENIMIENTO DE BOMBASEl mantenimiento de las bombas hidrulicas tiene el objetivo de:

1.- Evitar el desgaste interno de sus elementos.

2.- Obtener la eficiente transformacin de energa mecnica en fuerza hidrulica y la fuerza hidrulica de entrabado mecnica lineal. El desgaste dependiendo del tipo de la bomba puede darse en los flancos de los dientes siendo de engranajes, en la superficie de los cilindros y el pistn siendo bomba de pistones, y en el rotor y estator siendo bomba de paleta.MOTIVO DE FALLAS EN LAS BOMBAS

1. Fallas en las bombas. Se debe a la contaminacin del fluido hidrulico con partculas de arena, tierra que penetran en los aceites impulsados por el aire a travs de mangueras mal ajustadas, niples que se mezcla y hacen que ste acte como Abrasivos produciendo el desgaste interno consecuentemente prdida de rendimiento volumtrico, perdidas de presin consecuentemente mecnicas y potencia de las bombas. Tambin influyen en el fallo de las bombas los contaminantes lquidos y las sobre cargas por mala operacin.

En el diseo verificamos ralladuras y brillo de las superficies desgastadas en el rotor y estator de la bomba de paletas deslizantes a consecuencia del aceite hidrulico contaminado. En los sistemas hidrulicos conforme se ha indicado, por reaccin qumica del aceite sometido a cambios de temperatura, presin y por condensacin se forma cieno o residuos gomosas, este elemento se adhiere a las piezas obstruyendo el paso del aceite a travs de los orificios de las vlvulas y otros quedando algunos elementos sin aceite o lubricacin, haciendo que el calor generado por friccin sea responsable por el agripamiento de vlvulas y otros elementos.

El agua, aire, y la variacin de temperatura, margen de la formacin de cieno tambin hace que se oxide las piezas, la oxidacin hace que se pique las piezas mviles. Estos componentes soldados tambin se constituyen en contaminantes del aceite en consecuencia del sistema hidrulico, las capas de xido formado sobre el metal se desprenden y acta como partculas abrasivas que a la vez degrada Las propiedades del aceite.

2) Trabajos a mayor rgimen de lo especificado.- Toda bomba motor hidrulico .y equipos estn proyectados para trabajar dentro de un rgimen de revoluciones, lo que indica que existe un lmite de su capacidad, los elementos que sufren con sobrepasar su rgimen o sobrecargarlos son los ejes, rodamientos, cojinetes, investigadores concluyeron que doblando la presin normal de trabajo de las bombas y motores hidrulicos, acortamos la vida til de estos elementos en ocho veces la causa ms frecuente de la sobrecarga es de responsabilidad de los operadores.

CAVITACIN EN BOMBAS DE ENGRANAJESLa cavitacin en las bombas de engranajes ocurre cuando el lquido no tiene suficiente energa para llenar por completo el espacio entre los dientes, si no se llena las cavidades se vaporiza, esta vaporizacin parcial y el posterior aplastamiento de las burbujas de vapor que se da cuando llegan a regiones de presiones ms altas dentro de la bomba ocasiona la cavitacin, consecuentemente erosin de los dientes.MANTENIMIENTO DE CILINDROS HIDRULICOS

Los actuadotes lineales, tambin llamados cilindros hidrulicos son elementos o componentes importantes de todo sistema hidrulico, ya sea de mquinas herramientas, equipos industriales, sistemas hidrulicos de equipos de construccin y transporte de carga, estos elementos son los que transforman la energa de presin en trabajo mecnico. Los ORing, retenes o guarniciones que son elementos importantes de los cilindros o actuadotes hidrulicos nos garantizan la transmisin adecuada de la energa de presin, los ORing que son de amianto grafitado van en los pistones, los retenes o guarniciones van en las prensas esto por una gran importancia sobre el rendimiento del sistema hidrulico.

La funcin de los retenes o guarmisiones es evitar la entrada de contaminantes que son la causa de las fallas por desgaste y el contacto directo del hazte con la prensa esto porque tambin tienen la funcin de evitar servir de apoyo, todo el sistema y los propios retenes o guarmisiones, tambin los ORing fallan por los motivos a seguir indicados:

a) A consecuencia de material inadecuado en su fabricacin.

b) Por la presin y temperatura del aceite a la que estn sometidos para trabajos a elevadas temperaturas los retenes o guarmisiones son fabricados con materiales metlicos blandos.

c) Por las propiedades inadecuadas de los lquidos los fluidos para determinadas aplicaciones.

d) Por el montaje y manipuleo incorrecto de los guarmisiones u ORing.

CONCLUSIN.-

Como quiera que las guarmisiones o retenes y ORings, vienen en las formas ms variadas, sus empleos depende y debe hacerse considerando todas las condiciones de trabajo a que ser sometido, en el mantenimiento, los puntos claves a vigilar son: fuga por retenes, excesivo desgaste de los pivotes o articulaciones, y sobre todo, es necesario mantener el aceite hidrulico lo mas puro posible y evitar sobrecargas y esfuerzos radiales.PERDIDAS DE ACEITE EN CILINDROS HIDRAULICOS.

Existen dos tipos:

1. Prdidas externas, se da por los retenes o guarmisiones y las tapas de sus extremos, generalmente por falta de ajuste o por deterioro de los retenes o guarmisiones, del hazte, siendo a la vez considerados como puntos de contaminacin del aceite. Estas perdidas son las ms perjudiciales debido a que contaminan el sistema y aumenta el riesgo de averas.

2. Prdidas internas, No hace que el sistema pierda aceite, se da por el desgaste interno de las piezas a consecuencia de los contaminantes, por aumento de la fluidez de los aceites a consecuencia de la perdida de viscosidad, por ORing inadecuados, por presiones superiores al rgimen de trabajo en este tipo de perdidas el aceite recircula en l sistema.

RESUMEN.

Las causas ms comunes para que un actuador cilndrico trabaje perezosamente son:

a) Fugas externas por las tapas, retenes, niples y abrazaderas mal ajustadas.

b) Perdidas internas, conforme se ha indicado, se da por el desgaste interno de las piezas o desgaste de las paredes internas, juntas y ORing de los pistones.

c) Aire en el sistema. Puede existir aire en el sistema a consecuencia de abrazaderas mal ajustadas, fugas por niples o nivel de aceite inadecuado.

d) Aceite demasiado denso, en este caso suele normalizarse a medida que calienta el aceite.

Otro punto importante a considerar en la conservacin de los actuadores cilndricos hidrulicos, al margen de la limpieza de los aceites es, evitar en su montaje que los puntos de articulacin estn flojos, el exceso de holgura en estos puntos de articulacin avera los retenes del haste. Tambin es importante observar la desalineacin de estos elementos que suele darse por excesivos juegos en las articulaciones. Por otra parte los actuadores cilndricos deben ser montados libres de esfuerzos radiales.

ACUMULADORES

Los acumuladores son elementos hidrulicos que hacen parte de determinados sistemas hidrulicos y tienen la funcin de almacenar una determinada cantidad de energa aceite a presin para restituirla total o parcialmente en un instante dado o cuando las necesidades de las instalaciones o equipo lo requiera, los acumuladores cumplen varias funciones.

1. Absorber las sobre presiones creadas en circuitos operados por electro vlvulas, igualmente amortiguar ruidos o vibraciones.

2. Mantienen constante la presin del circuito alimentando cuando por algn motivo cae la presin, o alimentando con fluido a presin cuando en el sistema se necesita durante un corto tiempo un caudal mayor.

3. Sirve tambin como fuente de sobrealimentacin cuando se precisa de trabajos rpidos en determinado momento y la bomba no tiene capacidad de proporcionarnos el fluido necesario.

Tipos de Acumuladores mas usados

1. Acumulador de Pistn.

2. Acumulador de membrana.

1. ACUMULADOR DE PISTN.

Este tipo de acumulador consiste en un cilindro de dos cmaras separados por un pistn, en la cmara inferior se tiene aceite y en la cmara superior nitrgeno, las sobre presiones de lnea entran en la cmara inferior y en funcin de la intensidad de estas sobre presiones por intermedio del pistn el nitrgeno de la cmara superior va comprimindose, de esta forma se absorbe las vibraciones del circuito hidrulico aumentando el volumen de la cmara inferior.

Los acumuladores de pistn son utilizados para trabajos con presin y volmenes grandes y son instalados en derivacin con la lnea de alimentacin o elemento de trabajo.

2. - ACUMULADORES DE MEMBRANA

Estos acumuladores son utilizados cuando los volmenes necesarios son pequeos y para eliminar picos de presin o pulsaciones de un circuito de pilotaje. Se caracterizan por su hermeticidad y baja inercia la relacin mxima de presin P3/P2 es de 1.4. P3 presin mxima de trabajo del circuito, P2 presin mnima de trabajo del circuito. Al igual que los de pistn son instalados en derivacin, en la figura nos muestra que cuando la presin del sistema alcanza y supera la presin del nitrgeno el liquido fluye a travs de la vlvula de plato y el nitrgeno en el interior de la membrana es comprimido.

Bajando la presin del circuito el nitrgeno se expande haciendo salir el aceite del acumulador y la pieza cnica o elemento de cierre vuelva a su asiento.

CUIDADOS QUE SE DEBEN TENER CON LOS ACUMULADORES

1. No deben cargarse nunca con oxigeno o aire, la mezcla del aceite con oxgeno a presin puede originar explosin.

2. El aire al comprimirse se vaporiza y se condensa, el vapor de agua oxida los metales, el oxido a su vez puede daar las juntas e inutilizar el acumulador, por otra parte en contacto con el aire ,el aceite se oxida y se descompone.

3. El acumulador debe cargarse siempre con gas inerte que es el NITRGENO SECO, este gas no contiene vapor de agua ni oxgeno, por lo que no ataca al metal ni al aceite.

4. No cargar un acumulador a presiones mayores que la recomendada por el fabricante.

DESMONTAJE DEL ACUMULADOR

Antes de desmontar el acumulador de un sistema hidrulico hay que descargar toda la presin para ello generalmente basta desenroscar poco a poco la vlvula de nitrgeno.

Despus de su instalacin o despus de la reparacin los acumuladores deben ser controlados la presin de llenado esta presin generalmente esta establecido en su placa de identificacin, este control debe ser hecho por lo menos una vez la primera semana caso esta primera semana no se constate perdida de nitrgeno el prximo control debe ser hecho despus de 3 meses, pasado esta prueba debe ser en forma anual.

ANALISIS DE LOS FLUIDOS HIDRAULICOS.

Por la importancia y la precisin con la que funcionan los sistemas hidrulicos al margen de un buen mantenimiento que consiste en evitar la contaminacin de los aceites y las recomendaciones generales para su instalacin debe realizarse anlisis de los aceites hidrulicos tcnicas proactivas, siendo que, si ellos son realizados adecuadamente, nos garantiza confiabilidad en el funcionamiento y ahorros significativos en los costos de mantenimiento.

TECNICAS DE ANLISIS

Siendo ellas estticas y dinmicas:1. Muestreo esttico.- Involucra la extraccin de una muestra de fluido del reservatorio o una zona muerta, o donde hay muy poco movimiento de fluido, dndonos una reducida informacin til debido a que la concentracin de contaminantes existentes dentro de los fluidos estticos tienden a segregarse o depositarse en la parte inferior debido a la fuerza de gravedad.

2. Muestreo Dinmico.- Consiste en obtener de lugares donde existe movimiento intenso del fluido, para este fin vlvulas de muestreo deben ser instalados en varios puntos del sistema, no hay una regla fija para ubicar ptimamente. la vlvula de muestreo, a seguir algunos puntos de ubicacin.

a. Monitoreo en la salida de la bomba.- Consiste en ubicar el monitor de muestreo en la lnea de presin monitoreando las condiciones de la bomba, elemento principal sujeto a fallas por contaminacin, el fluido de este punto contendr, una combinacin de contaminantes y son aquellos que ingresan del reservorio o tanque, fangos del tamiz de succin, materiales capturados y luego liberados del filtro de ingreso, restos por fatiga, cavitacin y productos de corrosin.

b. Monitoreo de componentes.- Consiste en ubicar el monitor de muestreo a la salida de los elementos como ser cilindros, motores hidrulicos, despus de restarse los niveles de contaminacin a la salida de la bomba y monitorear los contaminantes que ingresan por los sellos, fibras, mangueras, corrosin, restos de desgaste. Se establece la cantidad efectiva de componentes o problemas en estos puntos.c. Monitoreo en la Lnea de Retorno.- Es la opcin de los autores, debido a que el fluido de retorno contiene todos los contaminantes que el sistema pueda tener incluyendo los contaminantes generados por el sistema.MANTENIMIENTO DE BOMBAS DE INYECCION

GENERALIDADESLa bomba inyectora es un elemento importantsimo en los motores diesel motores de combustin interna, son fabricadas con extrema precisin dentro de un rango de tolerancias muy exigentes y reducidas. El costo de operacin de una bomba de inyeccin se puede reducir considerablemente siguiendo un programa de mantenimiento preventivo que consiste en comprobaciones cuidadosas del caudal y presin de inyeccin con lo que se evitan tales como desgaste en los componentes de la entrada , pierde de los asientos de vlvula a consecuencia de la funcin del combustible por otra parte nos permite anticiparnos a otros antes que se vuelva costoso su reparacin. Estos se aplica a cualquier bomba ya sea del tipo lineal o rotativo sin importar donde est operando.

BOMBA DE TRANSFERENCIA

Esta bomba de transferencia o de combustible hace parte de la bomba inyectora, nos permite succionar el diesel del tanque y entregar a la bomba inyectora con una presin que varia de 2 a 2.5Kg/cm2, siendo por tanto denominada el circuito tanque - bomba de transferencia de baja presin y de la bomba inyectora a los inyectores circuito de alta presin.

Las bombas inyectoras en general necesitan trabajar con un combustible muy limpio debido a que sus inyectores tienen orificios extremadamente pequeos y cualquier impureza podra obstruir alguno de los orificios y llegar a producirse baja en el rendimiento del motor, adems el diesel sucio podra ir desgastando o rayando las partes internas de los cilindros o los pistones que hacen el conjunto de elementos de la bomba inyectora, como consecuencia baja el rendimiento, por lo tanto se debe filtrar el diesel de forma que vaya sin impurezas.

1.- Bomba de alimentacin

2.- Bomba de combustible

3.- Eje de levas

4.- Leva Excntrica

5.- Entrada de combustible

6.- Salida de combustible

7.- Bomba de cebado

8.- Tuerca de cebado

El filtrado se lo hace varias veces, en primer lugar se lo filtra a travs de las telas metlicas muy finas esto se llama prefiltrado y se encuentra en el tanque a la salida del diesel, de aqu se lleva el diesel al filtro principal del que luego pasa a la bomba de inyeccin por gravedad. El filtro principal es el que realiza el mayor filtrado de las impurezas, estos filtros son generalmente de papel poroso acordonado.

FILTRO DE PAPEL Filtro Principal

1.- Cuerpo 2.- Cartucho 3.- Tornillo central 4.- Junta de goma

5.- tapa soporte 6.- Tapn de purga 7.- Tapn de cebadoFUNCIONAMIENTO DE LA BOMBA INYECTORA

La elevada presin conque debe inyectarse el diesel a los cilindros cmaras de combustin en un motor, ha dado lugar al desarrollo de la bomba de inyeccin. En cada cilindro se inyecta ms de mil veces por minuto en el instante preciso un pequesimo volumen de diesel pulverizado pero muy bien dosificado con una presin de hasta 300 (Kg/cm2), en ralent el volumen a inyectar es mucho menor y estas minsculas pero fuertes inyecciones varia de un tamao a otro segn la carga del motor, debiendo ser exactamente iguales para cada uno de los cilindros, durando cada inyeccin un tiempo de unas dos milsimas de segundo. Las bombas inyectoras son consideradas obra maestra de la ingeniera de precisin. A continuacin mostramos el ciclo de combustin para un motor diesel.

El combustible llega a la bomba de inyeccin por el tubo que alimenta al colector, que asoman las lumbreras de todos los elementos de la bomba uno para cada cilindro del motor. Los elementos de la bomba toman diesel a travs de las lumbreras y despachan diesel con elevada presin por la parte superior de los elementos a las tuberas de esta a las toberas que se encuentran cerca de la cmara de combustin, las toberas estn encargadas de pulverizar el diesel que llega a alta presin e inyectan a la cmara de combustin. El excedente de combustible de las toberas retorna al tanque de combustible.

TIPOS DE INYECCION

a) Inyeccin Indirecta

b) Inyeccin Directa

a) Inyeccin indirecta con pre-cmaraLa presin de inyeccin es menor que en la directa, esta presin est comprendida entre 80 y 120 (atm). Al subir el pistn encierra casi la mitad del aire comprimido en la pre-camara que se comunica con la camara por los finos orificios del pulverizador o atomizador. El inyector lanza su nico chorro de diesel en el aire caliente y agitado de la antecmara, donde se da la quema parcial rpidamente; la expansin producida expulsa el resto del combustible sin inflamar (unas dos terceras partes del total), mezclado con el aire muy caliente, a travs de los orificios del atomizador, que terminan de pulverizarlo, finalizando su combustin en el interior del cilindro.

b) Inyeccin directaPara este tipo de inyeccin se emplea un inyector operado directamente por un rbol de levas y situado sobre el centro de la cmara de combustin para inyectar el gasleo uniformemente a 1550 bares de presin. La inyeccin es controlada por un dispositivo electrnico que consigue la mxima eficiencia del combustible. Estas caractersticas proporcionan al motor la rpida ignicin al comienzo de combustin propia de los sistemas de inyeccin indirecta, as como la combustin a alta presin durante el perodo principal de propagacin, caracterstica de los sistemas de inyeccin directa.

Una nueva versin denominada "common rail" utiliza una sola bomba que enva gasleo a cada inyector a 1350 bares de presin, en tanto que el tiempo de inyeccin se dosifica electrnicamente desde cada inyector.

CLASIFICACIN DE BOMBAS INYECTORAS

Las bombas se clasifican en:

1.-Bombas lineales

2.- Bombas Rotativas

Bombas lineales.- Estas bombas, tambin llamada de embolo, disponen de tantos elementos de impulsin como cilindros tenga el motor situados en lnea. Los distintos elementos que son los dispositivos mas importantes de la bomba inyectora son accionados por un rbol de levas dispuestos en el cuerpo de la bomba a travs de taques de rodillos.

Todo elemento de bomba esta compuesto por un cilindro, un pistn o embolo ajustado con un juego de dos a tres milsimas de milmetro. Este ajuste tan preciso es debido a las elevadas presiones que intervienen el embolo o pistn lleva adems unas ranuras longitudinales, y un fresado en forma de rampa helicoidal que constituye el canto de mando mediante el cual se regula la cantidad a inyectar en la cmara.

Variacin del caudalLa carrera del pistn es constante, para poder variar el caudal a voluntad del conductor segn pise ms o menos el acelerador se acciona la cremallera de la bomba que gira el pistn variando la cantidad de combustible que manda la bomba.

Duracin de la inyeccin, el cuerpo macizo del embolo o pistn tiene tallada una ranura longitudinal, y a su lado un rebaje con el otro borde en forma de ranura helicoidal. El diesel entra en el cuerpo elemento de la bomba por las lumbreras que comunican con el colector y empieza la inyeccin de diesel a la cmara de combustin del motor en cuanto el borde superior del pistn obtura a las lumbreras; en cambio, el final de la inyeccin es variable y se regula por la ranura helicoidal cuando esta ranura helicoidal alcanza el borde inferior de la lumbrera derecha, deja de obturarla y por la ranura longitudinal se restablece la comunicacin entre el cuerpo de bomba y el colector del combustible, cesando la presin y por tanto la inyeccin.

En sntesis. El elemento de la bomba inyectora que consiste en el conjunto cilndrico y mbolo, tiene dos movimientos, uno alternativo que se logra mediante el rbol de levas, y un movimiento rotativo el cual se logra mediante una varilla que de cremallera la cual esta directamente conectado al pedal del acelerador que es accionada por el conductor. El movimiento alternativo suministra el combustible a los cilindros y entrega a los inyectores, es por eso que hay tantos elementos o conjunto cilndrico y embolo de la bomba inyectora como cilindros hay en el motor. El movimiento rotativo determina la cantidad de combustible que llega a la cmara

Los inyectores

Otro de los componentes importantes dentro del circuito de alimentacin, son los inyectores que son los encargados de inyectar diesel pulverizado dentro de la cmara de combustin. Su misin es asegurar la introduccin pulverizada del diesel a la cmara o en la precmara segn el tipo de motor.

Principio de Funcionamiento

El combustible o diesel impulsado por los elementos de la bomba de inyeccin llega a la parte superior del inyector y desciende por el canal practicado en la tobera o cuerpo del inyector hasta llegar a una pequea cmara trica situada en la base que cierra la aguja del inyector posicionado sobre un asiento cnico, con la ayuda de un resorte, situado en la parte superior de la aguja se mantiene el conjunto cerrado.

El combustible sometido a una presin muy similar a la del tarado en el resorte levanta la aguja y es inyectado en el interior de la cmara de combustin. Cuando la presin del combustible desciende por haberse producido el final de la inyeccin en la bomba, el resorte devuelve a su posicin a la aguja sobre el asiento del inyector y cesa la inyeccin.

Tipos de inyectores.-

a) De espiga de varios orificios

b) De orificio nico.

Los dos tienen el mismo principio de funcionamiento, difieren solamente por la forma de la extremidad y la forma en que se inyecta el diesel pulverizado, existiendo por lo tanto dos tipos principales de inyectores, de espiga o tetn y el de orificios central nico. Tambin existe otro modelo que es por estrangulamiento, que funciona en dos tiempos y se emplean en motores con precombustin o con cmara auxiliar.

a) De espiga, tetn o de varios orificios .- Estos tipos de inyectores tiene una vlvula terminada en forma de aguja, cuya punta no entra en los orificios haciendo el cierre, el cierre se hace siempre por la parte cnica. Los orificios del inyector suelen ser varios formando un ngulo de salida y con una medida de aproximadamente dos dcimas de milmetros de dimetro. Al ser estos pequeos y no haber tetn que se introduzcan en ellos, estn ms expuestos a obturarse por carbonilla; los orificios permiten una orientacin y reparto del combustible en la forma ms conveniente, atomizndolo muy bien a presiones altsimas, de modo que asegura una presin completa aunque no haya gran turbulencia de aire. Por estas razones son muy usados en los motores de inyeccin directa con presiones de inyeccin entre 150 a 300 (atm).

Inyector de varios orificios

Presin Insuficiente

Aguja LevantadaPRESION QUE RECIBE EL EXTREMO DE LA AGUJAb) Inyector de orificio nico.- El inyector de orificio nico tiene su dimetro de inyeccin de ms de un milmetro y la presin de inyeccin oscila entre 60 y 150 (atm). Este tipo de inyectores se utilizan especialmente en los motores de combustin con pre-cmara en los que el aire comprimido tiene una gran turbulencia. En sntesis, este tipo de inyectores generalmente son instalados en equipos pequeos y de mediana potencia y equipos de inyeccin indirecta o precamara, tambin llamados motores con cmara auxiliar.

REGULADO DE LAS BOMBAS DE INYECCIN.-

Las bombas de inyeccin e inyectores precisan de ajustes mecnicos y se recomienda que sean hechos y manipulados solamente por personal calificado. A lo ms que debe llegar el conductor es a purgar el aire de la bomba y tuberas del sistema de alimentacin, para lo que se tiene un tornillo que se debe aflojar y mediante la vlvula de transferencia expulsar las burbujas de aire.

Si un inyector deja de funcionar debe desmontarse para comprobarlo; la limpieza de los orificios slo se har con herramienta calibrada; en cualquier caso es preferible disponer de un inyector de repuesto. Esto es muy importante pues la menor suciedad o manos sucias pueden perturbar el funcionamiento del equipo. Estos trabajos deben ser hechos en bancos de pruebas para bombas inyectoras diesel como los que existen en Morales & CIA, permitindonos simular la inyeccin de una bomba y ver la cantidad exacta de combustible y a la presin que suministra cada elemento de bomba, es as que el regulado se puede efectuar en forma eficiente.

Reguladores de velocidad o Gobernadores.-

Las bombas inyectoras Diesel estn provistos generalmente de un regulador o gobernador los mismos son elementos que no les permite pasar a los motores de la velocidad mxima prevista, este control se hace debido a los enormes esfuerzos a las que esta sometido sobre todo los motores diesel, la elevacin de la velocidad fuera de lo previsto por el fabricante seria extremadamente peligroso para la resistencia mecnica de las piezas o componentes del motor. Estos reguladores de velocidad actan juntamente con el acelerador, sin interferir con ste, son de tres clases: mecnicos de fuerza centrifuga, neumticos o de vaco e hidrulicos.Regulador Mecnico.- El regulador mecnico est compuesto de contrapesos giratorios, montados en un extremo del rbol de levas de la bomba, que actan sobre el collar mediante unas palancas acodadas.

Esquema de un Gobernador Mecnico

Cuando la velocidad aumenta, los contrapesos se separan por la fuerza centrifuga deslizndose sobre sus ejes contra los resortes de contencin haciendo oscilar las varillas acodadas esto para regular las revoluciones, que est en una proporcin de 1 a 2 con relacin al giro del cigeal.

Bombas de inyeccin rotativa

Bombas rotativas.- Tienen las siguientes ventajas entre las convencionales lineales:a) Menor peso

b) Los caudales inyectados en cada cilindro son rigurosamente iguales

c) La velocidad de rotacin mxima es elevada

d) Menor precio de costo y adems pueden ser instaladas en cualquier posicin

Las bombas rotativas o con rotor son muy parecidas al distribuidor de un motor a gasolina, este rotor en su movimiento de giro distribuye el combustible a los cilindros, en estas bombas el mantenimiento es prcticamente nulo, el regulado es sencillo por la buena accesibilidad, son mayormente utilizados en motores de pequea cilindrada, llevan incorporada una bomba de transferencia y los sistemas de regulacin. Es de menor tamao, trabaja hermticamente cerrado, el mismo combustible hace de lubricante, mucho ms sencillo en su configuracin, su capacidad de dosificacin es limitada por ello se utiliza para vehculos medianos y pequeos de mas de 3000 rpm. La bomba rotativa VE es la nica que posee un limitador de humos para un turboalimentador.

MANTENIMIENTO

El mantenimiento que se hace en una bomba de inyeccin diesel es el siguiente:

Comprobacin del caudal y presiona de inyeccin.

Cambiar filtros de diesel peridicamente o de acuerdo a las necesidades, revisar el circuito de diesel.

Revisar las conexiones de mangueras y las tuberas para que no exista ingreso de aire.

Calibrar en un centro especializado tanto la bomba e inyectores

Desmontar los inyectores para su revisin y comprobacin segn las instrucciones del fabricante (cada 50.000 kms).

Los problemas por falta de mantenimiento preventivo de los elementos de la bomba inyectora y los inyectores es el desgaste, a consecuencia tendremos emisin de humo negro por el escape, fuerte golpeteo del motor, prdida de potencia, sobrecalentamiento, fallos de encendido y mayor consumo de combustible.

Tambin es frecuente que el resorte del inyector en el que esta regulado la presin de inyeccin este rendido, dndonos un cierre y apertura de inyeccin de diesel pulverizado a la camara de forma irregular.

Por lo que concluimos que, el sobrecalentamiento y las perdidas de potencia del motor no es solamente, por la falta de lubricante, falta de refrigerante, falla en la bomba de aceite, sobre carga sino tambin por fallas en el sistema de inyeccin. De la misma forma el humo negro por el escape, no es solamente por existir el desgaste en los cilindros o anillas del motor, sino tambin por problemas de regulado de elementos de la bomba de inyeccin y los inyectores y finalmente la contaminacin del aceite consecuencia de ello al desgaste del motor, se da por la accin conjunta.

Eslabn de yugo

Varilla de control

Pistn de la bomba

Palanca del pivote

Tope de plena carga automtico

Palanca de control

Eslabn de yugo

Corredera

Resorte de contencin

rbol de levas de la bomba de inyeccin

Palanca de control

Perno deslizante con resorte de arrastre

Cubo del gobernador

Resorte del gobernador

Contra pesos

Brazo de contrapeso

Tuerca de ajuste

Filtros

Inyectores

Tanque de combustible

Bomba alimentadora

Bomba inyector

Presin de aspiracin de la bomba inyector.

Presin de salida la bomba inyector.

Presin de inyeccin

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