Una bomba de inyección es el dispositivo que bombea combustible a los cilindros de un motor diésel . Tradicionalmente, la bomba de inyección era accionada indirectamente desde el cigüeñal mediante engranajes, cadenas o una correa dentada (a menudo la correa de distribución ) que también acciona el árbol de levas . Gira a la mitad de la velocidad del cigüeñal en un motor diésel convencional de cuatro tiempos . Su sincronización es tal que el combustible se inyecta sólo muy ligeramente antes del punto muerto superior de la carrera de compresión de ese cilindro. También es común que la correa de la bomba en los motores de gasolina sea accionada directamente desde el árbol de levas. En algunos sistemas, las presiones de inyección pueden llegar a 620 bar (8992 psi) [1].
Debido a la necesidad de una inyección positiva en un entorno de muy alta presión , la bomba desarrolla una gran presión, normalmente 15 000 psi (100 MPa) o más en los sistemas más nuevos. Ésta es una buena razón para tener mucho cuidado al trabajar en sistemas diésel; El combustible que se escapa a este tipo de presión puede penetrar fácilmente la piel y la ropa e inyectarse en los tejidos del cuerpo con consecuencias médicas lo suficientemente graves como para justificar una amputación . [1]
Las bombas diésel anteriores utilizaban un diseño en línea con una serie de cilindros de inyección accionados por levas en línea, algo así como un motor en línea en miniatura. Los pistones tienen un volumen de carrera constante y el volumen de inyección (es decir, aceleración) se controla girando los cilindros contra un puerto de corte que se alinea con una ranura helicoidal en el cilindro. Cuando todos los cilindros giran a la vez, varían simultáneamente su volumen de inyección para producir más o menos potencia del motor. Las bombas en línea todavía encuentran preferencia en grandes motores multicilíndricos, como los de camiones, plantas de construcción, motores estáticos y vehículos agrícolas.
Para su uso en automóviles y camiones ligeros se desarrolló la bomba rotativa o bomba distribuidora. Utiliza un cilindro de inyección único impulsado desde una placa de leva axial, que inyecta en las líneas de combustible individuales a través de una válvula de distribución giratoria. Encarnaciones posteriores, como la bomba Bosch VE, varían la sincronización de la inyección con la velocidad del cigüeñal para permitir una mayor potencia a altas velocidades del cigüeñal y un funcionamiento más suave y económico a revoluciones más lentas del cigüeñal. Algunas variantes del VE tienen un sistema basado en la presión que permite que el volumen de inyección aumente por encima de lo normal para permitir que un motor equipado con turbocompresor o sobrealimentador desarrolle más potencia en condiciones de impulso.
Todas las bombas de inyección incorporan un regulador para cortar el suministro de combustible si las revoluciones del cigüeñal ponen en peligro el motor; las piezas móviles pesadas de los motores diésel no toleran bien el exceso de velocidad y pueden producirse daños catastróficos si se aceleran demasiado. Los motores desgastados y mal mantenidos pueden consumir su aceite lubricante a través de sistemas de ventilación del cárter desgastados y "escaparse", provocando un aumento de la velocidad del motor hasta que el motor se destruya a sí mismo. Esto se debe a que la mayoría de los motores diésel sólo regulan su velocidad mediante el control del suministro de combustible y la mayoría no tiene una válvula de mariposa para controlar la entrada de aire, excepto los que tienen sistemas EGR .
Las bombas mecánicas se están eliminando gradualmente para cumplir con las directivas internacionales sobre emisiones y aumentar el rendimiento y la economía. A partir de la década de 1990, una etapa intermedia entre el control electrónico total fueron las bombas que utilizaban unidades de control electrónico para controlar algunas de las funciones de la bomba rotativa, pero que todavía estaban sincronizadas mecánicamente y accionadas por el motor. Los motores VW/Audi TDI de cuatro y cinco cilindros de primera generación fueron pioneros en estas bombas antes de cambiar a inyectores unitarios . Estas bombas se utilizaron para proporcionar un mejor control y refinamiento de la inyección para los motores diésel de los automóviles cuando cambiaron de inyección indirecta a motores de inyección directa mucho más eficientes pero inherentemente menos refinados en la década de 1990. Las ECU podrían incluso variar la amortiguación de los soportes hidráulicos del motor para ayudar al refinamiento. BOSCH VP30 VP37 VP44 son bombas de ejemplo. Desde entonces ha habido un cambio generalizado hacia los sistemas diésel common rail y los sistemas de inyección directa unitarios electrónicos . Estos permiten desarrollar presiones más altas y un control mucho más preciso de los volúmenes de inyección y múltiples etapas de inyección en comparación con los sistemas mecánicos.
Las presiones de inyección durante todo el proceso deben ser superiores a 1000-1200 bar para una buena formación de pulverización y mezcla de aire y combustible. En la práctica se observa una tendencia a 1600-1800 bar y más.