6.1 Circuito de alimentación de combustible
La alimentación de los motores de explosión consiste en preparar y hacer llegar al interior de los cilindros la cantidad de mezcla aire-combustible, necesaria para el funcionamiento del motor en sus distintos regímenes de potencia y velocidad
Consiste en un depósito donde se almacena el combustible para su utilización, que es aspirado por una bomba que lo envía, a través de una canalización de tubos al carburador. Este elemento es el encargado de preparar la mezcla, debidamente dosificada, con el combustible que llega a su cuba y el aire que toma de la atmósfera a través del filtro
6.1.1 Depósito de combustible
- Partes de que está compuesto
Leva soldado un tubo de boca ancha que se comunica con el interior y que sale hasta el exterior del vehículo por un lugar de fácil acceso para facilitar el llenado del depósito. Este va cerrado con un tapón para evitar que el líquido se derrame por el movimiento producido por el vehículo. Lleva también un pequeño orificio de aireación y respiración para favorecer la salida del combustible.
- Fabricación y verificación
Se fabrican de chapa embutida en dos mitades, unidas con soldadura eléctrica continua. Una vez fabricados se verifica su estanqueidad llenándolos con agua y comprobando que no tienen pérdida.
6.1.2 Bomba de combustible
Tiene la misión de aspirar el combustible del depósito y enviarlo al carburador. Estas bombas pueden ser, según su funcionamiento, de accionamiento mecánico o eléctrico
6.1.2.1 Bomba de combustible de accionamiento mecánico
- Partes principales de que está formada
En su cuerpo superior van situados los orificios de entrada y salida, las válvulas de paso y el filtro. En el cuerpo inferior va montado el vástago unido a la membrana y a la palanca de accionamiento.
Todo el conjunto se sujeta por medio de una brida con los tornillos al bloque del motor y se interponen unas juntas de cartón amianto que protege la bomba del calor de irradiación
- Funcionamiento de la bomba
Cuando la membrana baja, impulsada por la palanca., el vacío interno creado en la recámara abre la válvula y aspira el combustible del depósito que llega por el conducto y pasa por el filtro a través de la válvula, para llenar el recinto de la cámara. Esta presión hace que se cierre la válvula y se abra la válvula, pasando el combustible a través de ella por el conducto hacia el carburador.
6.1.2.2 Bomba de combustible de accionamiento eléctrico
- Partes de que consta
Está formado por un cuerpo de bomba, donde van montadas las válvulas de entrada y salida de combustible y por una caja de electro imán, separado del cuerpo de las válvulas por una membrana elástica, unida al vástago que se desliza por el interior de un arrollamiento. En el otro extremo del vástago lleva una palanca articulada y acoplada a un extremo del vástago lleva una palanca articulada y, acoplada a un extremo de ella, se instala el interruptor de apertura y cierre del circuito.
- Funcionamiento de la bomba
- Aspiración del combustible: Al cerrar el interruptor de encendido la corriente de la batería que alimenta a la bobina a través de los contactos crea un campo magnético en ésta y atrae el inducido que desplaza al vástago y a la membrana venciendo la resistencia del muelle. El vació que se crea en el interior del cuerpo aspira el combustible del depósito
- Impulsión del combustible: Al quedar sin corriente la bobina cesa la acción del campo magnético y el muelle hace retroceder al vástago y a la membrana, comprimiendo el líquido en el cuerpo de la bomba, que es obligado a través de la válvula hacia el carburador
6.1.3 Filtrado y conducción del combustible
-El filtrado del combustible sirve para retener las partículas que puede llevar en suspensión. Se realiza por medio de tamices de malla fina
6.1.4 Filtrado del aire de aspiración
Se realiza a través de un filtro situado a la entrada de aire al carburador. Eliminando el polvo e impurezas que contiene el aire
- Características de los filtros
- Eficaces, para que absorban el 905 de las impurezas y polvo contenido en el aire atmosférico
- Duraderos, para que permitan un funcionamiento prolongado sin estropearse
Permeables, de forma que permitan el paso del aire con facilidad pero con una pérdida mínima de presión en la aspiración
- Silenciosos, Para amortiguar el máximo ruido producido por el paso del aire en la aspiración
- Tipos de filtros de aire
6.1.4.1 Filtro seco
Está constituido por un recipiente de chapa en cuya interior se aloja el elemento filtrante. Este elemento está formado por un anillo de papel plegado en forma de acordeón, para disponer de mayor superficie de filtrado. La entrada de aire se realiza por una boca lateral del recipiente y salida del aire debidamente filtrado, por el orificio central anterior del mismo, situado sobre el colector de admisión del carburador
Es bastante eficaz y de montaje sencillo. Su duración es de aproximadamente 10 000 a 20 000 km de funcionamiento
6.1.4.2 Filtro húmedo
Está formado por un tejido metálico impregnado de aceite. El aire que penetra por una boca durante la aspiración entra en contacto directo con el tejido metálico y el polvo que lleva suspendido queda retenido por las superficies que contienen aceite
Tiene mayor duración que el filtro de papel. Suele durar unos 5 000 km, con la ventaja de que se puede limpiar fácilmente
6.2 Estudio del carburador
Su funcionamiento está basado en el efecto Venturi que consiste en la depresión que toda masa gaseosa crea en una canalización al circular por ella. La depresión creada es directamente proporcional a la velocidad con que el gas circula por la canalización
Como la cantidad de combustible aportado a la mezcla en la aspiración depende del diámetro del surtidor, del nivel que alcanza el combustible, y de la depresión creada a la altura de su boca de salida, estos tres factores determinan los elementos básicos de un carburador elemental
6.2.1 Elementos básicos que componen un carburador
6.2.1.1 Cuba
Está constituida por un alojamiento situado en el cuerpo del mismo, al cual llega el combustible mandado por la bomba del circuito de alimentación a través de una pequeña malla de filtrado y una válvula de paso, accionada en su apertura o cierre por una boya.
- Regulación de entrada de combustible en la cuba
Cuando baja el nivel de combustible cede el muelle y se abre el paso del combustible. La aguja asienta perfectamente sobre el orificio de entrada del combustible y abre o cierra el paso del mismo, por el desplazamiento de la boya al flotar sobre el líquido
6.2.1.2 Surtidor
Consiste en un tubo calibrado, situado en el interior del colector de aire, con su boca de salida a la altura del difusor o estrechamiento del colector. Por su parte inferior va unido a la cuba, de la cual recibe el combustible hasta el nivel establecido por el principio de los vasos comunicantes
6.2.1.3 Colector de aire y difusor
SU misión es hacer que pase el aire en el momento del ciclo de la admisión, tiene forma de doble tronco de cono. En su parte superior su forma troncocónica va disminuyendo desde el exterior hasta un valor mínimo, a la altura del surtidor. En su pare inferior la conicidad es inversa. Las aristas de unión van redondeadas para evitar zonas de choque y formación de remolinos al pasar el aire
Este estrechamiento del colector se denomina difusor o Venturi cuya misión es aumentar la velocidad del aire en esa zona y obtener la depresión necesaria para que afluya el combustible por el surtidor
- Dimensiones ideales del difusor y del colector
Guarda relación directa con el calibre o el paso del surtidor para obtener la dosificación correcta de la mezcla. Asimismo las dimensiones del colector con un ángulo de 30° para el cono de entrada y de 7° para el cono de salida
- Zona de mayor succión
No se corresponde con la zona de máxima presión o máximo estrechamiento del difusor sino en una zona un poco desplazada hacia la salida del difusor. En esta zona es donde la corriente de aire ejerce un poder de succión más enérgico y tiene una altura aproximada de 1/3 del diámetro mínimo
6.3 Carburación
Consiste en la unión íntima del combustible con su comburente, el oxígeno del aire. Esta unión determina una mezcla gaseosa del aire-combustible que se quema en el interior de los cilindros.
La mezcla aire-combustible que llaga a los cilindros debe reunir las siguientes condiciones:
- Correctamente dosificada
-Perfectamente vaporizada y en estado gaseoso
-Homogénea
- Bien repartida
6.3 Tipos de carburadores
6.3.1 De difusor fijo: Se caracterizan por mantener constante el diámetro del difusor o Venturi, con la cual la velocidad del aire y la depresión creada a la altura del surtidor son siempre constantes para cada régimen del motor, en función de la mayor o menos apertura de la mariposa de gases
Según la disposición del colector de aire en la admisión pueden ser de tiro ascendente, tiro descendente o tipo horizontal siendo los de tiro descendente los más utilizados en la actualidad
6.3.2Carburador Zenith
Este carburador adopta generalmente como regulador de mezcla el sistema de doble surtidor y pozo compensador. Como economizador de combustible se emplea el sistema de regulación de aire por medio de una válvula de émbolo o membrana que actúa por depresión. Cuando la mariposa de gases esta casi cerrada, deja pasar el aire por un segundo orificio de mayor calibre que aporta mayor caudal de aire, empobreciendo más la mezcla en el tubo compresor
-6.3.3 Carburador Solex
Emplea para la regulación de la mezcla un tubo compensador instalado en el surtidor principal y una bomba de aceleración de membrana, que aporta directamente un caudal de combustible auxiliar sobre el colector de aire por medio de un tubo inyector
6.3.4 Carburador Weber
Emplea como sistema regulador de mezcla el pozo compensador que regula el paso sobre el surtidor principal. Como economizador emplea, un conostato simple, formado por un circuito auxiliar que toma combustible de la cuba por el conducto, mezclándose con el aire de aspiración a través de la boquilla y el calibre para fluir directamente sobre el colector principal de aire
6.3.5 Carburador Stromberg
Presenta unas características constructivas muy parecidas a los carburadores Zenith. Realiza la regulación de la mezcla a través de un surtidor único en cuyo interior lleva un tubo emulsor, comunicados interiormente por una serie de orificios. El conjunto hace de surtidor principal y de pozo compensador y toma de aire por el paso calibrado para la regulación de la mezcla
Emplea como economizador un econostato simple, análogo al de los carburadores Solex y como bomba de aceleración una bomba de embolo, semejante a la de los carburadores Zenith
Para el arranque en frio emplea una mariposa de estrangulación, situada por encima del difusor, con una válvula de paso reguladora del aire en la admisión análoga a la del carburador Solex
6.3.6 Carburador Doble
Utilizada generalmente en vehículos de competición, está formado por dos carburadores simples como los ya estudiados, unidos en un cuerpo en común. Lleva dos colectores de aire y cada uno de los carburadores tiene los circuitos correspondientes para la formación y dosificación correcta de la mezcla. Cada uno de los colectores desemboca por separado en un colector de admisión independiente para alimentar con cada uno de los carburadores a la mitad de los cilindros del motor
6.3.7 Carburador de doble cuerpo
En el cuerpo principal se dispone un difusor de menor diámetro que en un carburador normal, para conseguir, a bajos regímenes del motor, que una mayor velocidad del aire y, por tanto, una mejor emulsión del combustible para formar la mezcla. En el segundo cuerpo que solo funciona a altos regímenes del motor se dispone un difusor más ancho para obtener un mejor llenado de de los cilindros para grandes cargas del motor.
6.4 Averías en la carburación
- Fallos en el circuito de alimentación
Produce fallos en el suministro de combustible al carburador, el cual, al no disponer del combustible suficiente, no realiza las mezclas en las debidas condiciones
- Fallos en el carburador
Son debidos a obstrucción de calibres, holguras en los órganos de mando, fallos de nivel en la cuba del combustible o entradas indebida de aire a los cilindros
-Incorrecta dosificación de la mezcla
Se debe generalmente a un reglaje incorrecto del carburador que proporciona mezclas ricas o pobres que se traduces, en el primer caso, en un mayor consumo del combustible y en segundo caso, en un calentamiento excesivo y falta de potencia en el mismo
6.4.1 Comprobación del circuito de alimentación
- Se desconecta el tubo de alimentación a la salida de la bomba y se acciona esta manualmente. Si la afluencia de combustible es correcta, la avería está en la canalización que una la bomba con el carburador
- Se desconecta el tubo de entrada a la bomba y se succiona por él el combustible. Si el combustible afluye, la avería está en la bomba
- Si la avería está en las canalizaciones del combustible, se limpia la obstrucción de las mismas con aire a presión y, si están picadas, se sustituye el tubo afectado
6.4.2 Comprobación de la bomba de combustible
- Comprobar el asiento de las válvulas en su alojamiento soplando con aire a presión por los orificios de entrada y salida del combustible se verifica si las válvulas actúan correctamente dejando pasar el aire
- Comprobar el estado de los muelles y membrana viendo si está picada o visiblemente dilatada, sustituyéndola por una nueva
- Una vez reparada la bomba y montada nuevamente se comprueba su funcionamiento acoplando un tubo a la boca de entrada de la misma y sumergiendo el otro extremo en un recipiente con combustible fluyendo el mismo
- Una vez comprobada se debe colocar una nueva junta para evitar entradas de aire
- Una vez montada la bomba en el motor, comprobar la presión de bombeo, si la presión es menor se produce un efecto de llenado en la cuba y una dosificación pobre de la mezcla
6.5 Alimentación de los motores de explosión por inyección de combustible
Consiste en sustituir el carburador por un sistema de inyección de combustible, a través del cual este es finamente pulverizado directamente sobre el aire aspirado por los cilindros en su tiempo de admisión. La mezcla así formada pasa al interior de los cilindros y es carburada, como en los motores con carburador, durante los tiempos de admisión y compresión.
-Ventajas del sistema de inyección
Cumple perfectamente las condiciones requeridas para una buena carburación de la mezcla
No está sometido, como el carburador, a la depresión reinante en el difusor. También se consigue un mejor llenado de los cilindros y una dosificación de la mezcla más uniforme a cualquier régimen del motor
Otras de las ventajas del sistema es que se consigue una mejor aceleración y deceleración porque el sistema de inyección responde instantáneamente a las variaciones de régimen producidas por el acelerador
- Aplicaciones del sistema de inyección
Este sistema de alimentación solo se utiliza actualmente en unos vehículos de lujo y en vehículos de competición debido a su elevado costo en el montaje y el entretenimiento posterior, por la gran precisión que requieren los reglajes y puesta a punto del sistema
6.5.1 Sistemas de inyección
- inyección directa
Consiste en disponer la válvula inyectora en la culata, de forma que la inyección del combustible se realice directamente en el cilindro
- Inyección indirecta
Consiste en disponer la válvula inyectora en el colector de admisión, lo que ofrece un montaje más sencillo y requiere una menor presión en la inyección
6.5.2 Inyección de gasolina con mando mecánico
Está constituido por un circuito de alimentación del combustible y un sistema de alimentación de aire en la admisión donde se forma la mezcla carburada para alimentar los cilindros
- Circuito de alimentación del combustible
Los compone una bomba de combustible con funcionamiento eléctrico que aspira la gasolina del depósito a través de dos pasos previos de filtrado.
-Sistema de alimentación de aire
Se realiza a través de una serie de tubos individuales de aspiración para cada cilindro, van unidos a un colector de aire en común situado a lo largo del motor, en cuya boca de entrada se acopla el filtro de aire y la mariposa de gases que controla el llenado de los cilindros
- Bomba de inyección
Son análogas a las utilizadas en los motores diesel con la diferencia esencial en los dispositivos complementarios de regulación y en presión de funcionamiento. El conjunto de la bomba está formado por un cuerpo de bomba con los orificios de entrada y salida de aceite de engrase procedente del motor en el cual se aloja un árbol de levas que recibe el movimiento del motor a través de un acoplamiento de transmisión o ruda dentada que actúa sobre las levas y empujadores sobre los elementos de la bomba
La regulación del caudal de combustible a inyectar por cada elemento de la bomba se efectúa por medio de la corredera y determinada por los elementos reguladores de la bomba, produciendo el giro del émbolo, fijando, el final de la inyección
La cantidad de combustible a inyectar viene determinada en la bomba por medio del regulador centrífugo y la leva volumétrica que van montados sobre la prolongación del árbol de levas.
- Dispositivos especiales de regulación en la bomba
Para el arranque en frio, cuando se acciona el motor de arranque, se alimenta con corriente eléctrica el interruptor termostático situado en el circuito de refrigeración del moto, el cual está cerrado por debajo de los 45 °C , el cual al ser activado, desplaza su armadura y actúa sobre la corredera para enriquecer la mezcla aumentando el caudal de inyección
El electroimán de parada actúa para cortar el suministro de combustible por medio de desplazamiento de la corredera a la posición nula, cuando se corta el encendido del motor
La válvula barométrica actúa en función de la altitud geográfica, con la presión atmosférica del momento en el aire de aspiración y con la temperatura atmosférica existente en el colector de admisión
6.5.3 Inyección de gasolina con mando electrónico
Por medio de una serie de sensores, controla en todo momento los tiempos de inyección y la cantidad de combustible inyectado en función de las condiciones de funcionamiento del motor
-Constitución y funcionamiento
El conjunto se compone esencialmente de un circuito de alimentación de combustible y de un circuito de mando electrónico que ofrecen la ventaja de suministrar siempre a los cilindros la cantidad exacta de combustible sin necesidad de tener que disponer de un distribuidor de alta precisión y funcionar con presiones relativamente bajas en la inyección
Para el arranque en frio se dispone una válvula, instalada en el circuito de refrigeración del motor, la cual, en función de la temperatura del mismo, controlo el aire adicional de alimentación y deja pasar la mayor cantidad de aire para compensar el enriquecimiento de la mezcla a medida que el motor se caliente
6.5.3.1 Circuito de combustible
Está formado por una bomba eléctrica, que aspira el combustible del depósito a través de un recipiente amortiguador y lo impulsa, pasando por el filtro de combustible a la tubería de presión que alimenta las válvulas inyectoras y la válvula de arranque en frio. Las válvulas inyectoras van unidas a la tubería de alimentación por medio de unas piezas distribuidoras
Sobre la bomba de combustible va instalada una válvula de sobrepresión que actúa cuando la presión de salida al circuito sobrepasa la presión nominal 4kgf/cm², y una válvula de retención, que impide que la presión existente en la tubería de alimentación caiga de golpe cuando se desconecta la bomba
6.5.4 Circuito de mando electrónico
- Constitución y funcionamiento
El conjunto está formado por una serie de elementos que cumplen una misión específica dentro del circuito. Cada uno de ellos nada información por impulsos de corriente a la unidad central de mando y la transforma en órdenes de mando que transmite a las válvulas de inyección controlando el tiempo de apertura en las mismas y, por tanto, el caudal de combustible aportado en la inyección sobre el aire aspirado por los cilindros
- La unidad de mando, recibe corriente de la batería a través de un relé de servicio, el cual se activa al cerrar el interruptor de encendido en el vehículo. Recibe la información necesaria sobre las condiciones de marcha del motor y actúa directamente sobre las válvulas de inyección
- La bomba de combustible se alimenta de la batería a través de un relé y de un interruptor de tiempo incorporado en la unidad de mando
- El distribuidor de encendido sincroniza el número de revoluciones en el motor con el inicio de la inyección y ajusta el avance de la misma y carga los cilindros
- El detector de presión controla el estado de carga del motor en función de la depresión existente en el colector de admisión
- El detector de temperatura controla el régimen de funcionamiento del motor, durante el período de precalentamiento, en función de la temperatura del agua de refrigeración y corrige el caudal de inyección en función de la densidad del aire en la aspiración
- El interruptor situado sobre la mariposa de gases para el arranque en frío a plena carga y con aceleración rápida, se dispone en el circuito, sobre el colector común, una válvula sobrealimentadora, la cual inyecta adicionalmente sobre el colector una cantidad de combustible para el enriquecimiento de la mezcla en estas ocasiones
Esta válvula es controlada por la unidad de mando y durante un cierto tiempo, determinado por el interruptor térmico, en función de la temperatura del agua de refrigeración y de la temperatura del aire de aspiración