Una bomba de inyección es el dispositivo que bombea combustible a los cilindros de un motor diésel . Tradicionalmente, la bomba de inyección se accionaba 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 de cuatro tiempos convencional . Su sincronización es tal que el combustible se inyecta solo 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 se accione directamente desde el árbol de levas. En algunos sistemas, las presiones de inyección pueden ser tan altas como 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. Esta 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 corporales con consecuencias médicas lo suficientemente graves como para justificar la amputación . [2]
Las bombas diésel anteriores utilizaban un diseño en línea con una serie de cilindros de inyección accionados por levas en línea, como un motor en línea en miniatura. Los pistones tienen un volumen de carrera constante y el volumen de inyección (es decir, la regulación) 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 se utilizan en motores grandes de varios cilindros, 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 solo cilindro de inyección accionado por una placa de leva axial, que inyecta en las líneas de combustible individuales a través de una válvula de distribución rotativa. Encarnaciones posteriores, como la bomba VE de Bosch, varían el tiempo de 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 de VE tienen un sistema basado en presión que permite que el volumen de inyección aumente por encima de lo normal para permitir que un motor equipado con turbocompresor o supercargador desarrolle más potencia en condiciones de sobrealimentación.
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 mal mantenidos y desgastados pueden consumir su aceite lubricante a través de sistemas de ventilación del cárter desgastados y "descontrolarse", lo que provoca un aumento de la velocidad del motor hasta que este se destruye a sí mismo. Esto se debe a que la mayoría de los motores diésel solo regulan su velocidad mediante el control del suministro de combustible y la mayoría no tienen una válvula de mariposa para controlar la entrada de aire, a excepción de 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 completo fueron las bombas que usaban unidades de control electrónico para controlar algunas de las funciones de la bomba rotativa, pero que aún 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 los inyectores unitarios . Estas bombas se usaron para proporcionar un mejor control y refinamiento de la inyección para los motores diésel de automóviles cuando cambiaron de la inyección indirecta a motores de inyección directa mucho más eficientes pero inherentemente menos refinados en la década de 1990. Las ECU incluso podían variar la amortiguación de los soportes hidráulicos del motor para ayudar al refinamiento. BOSCH VP30 VP37 VP44 son ejemplos de bombas. Desde entonces, ha habido un cambio generalizado hacia los sistemas diésel de riel común y los sistemas de inyección directa de unidad electrónica. Estos permiten desarrollar presiones más altas, 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 del aerosol y una buena mezcla aire-combustible; en la práctica se observa una tendencia a 1600–1800 bar y más.