Tema del curso disponible en pdf: Partes del sistema de alimentación de combustible. Tanque o depósito de combustible. Tipos de tanques. Ubicación del depósito de combustible. Filtro o vaso de sedimentación. Bomba de alimentación: Regulador de presión; Brazo aforador; Turbina; Bobinado; Reservorio o cesta. Filtros. Carburador. Inyector. Líneas de combustible.
Course topic available in pdf: Parts of the fuel supply system. Tank or fuel tank. Types of tanks. Location of the fuel tank. Filter or sedimentation vessel. Feed pump: Pressure regulator; Gauge arm; Turbine; winding; Reservoir or basket. Filters. Carburetor. Injector. fuel lines.
El SISTEMA DE ALIMENTACIÓN DE COMBUSTIBLE
Curso Mecánica de vehículos para bomberos Bloque I
Las partes del motor encargadas del trabajo de suministro de aire y combustible en las proporciones adecuadas se conoce como sistema de alimentación.
Las partes del sistema de alimentación de gasolina son:
- Tanque o depósito de combustible
- Filtro o vaso de sedimentación
- Bomba de alimentación
- Carburador
- Inyector
- Líneas de combustible
TANQUE O DEPOSITO DE COMBUSTIBLE
Es el depósito o alojamiento de combustible, tiene un tapón de drenaje, un orificio respiradero y una tapa de llenado. Un mecanismo indicador de nivel de combustible dentro del tanque y la tubería de conducción.
Existen tanques metálicos, pero actualmente son plásticos, reducen el nivel de sedimentos, corrosión y peso. Aplica para gasolina y para diésel.
Tipos de tanques
Metal: están fabricados en metal, generalmente láminas de acero o de aluminio soldadas. Es lo habitual en la mayoría de los coches de hace unos años y de otros vehículos pesados. Su mayor ventaja, además de ser baratos y robustos, es que atrapan muchos gases dañinos como el monóxido de carbono o el dióxido de carbono. También son seguros, soportando altas temperaturas en caso de incendio, o resistiendo a perforaciones que puedan generar fugas. Además, son los más seguros para almacenar combustibles gaseosos.
De plástico (polietileno o HDPE): son habituales en algunos vehículos pequeños y motos, así como en los coches más modernos. Son muy ligeros, seguros, altamente flexibles, no necesitan «costuras» para su fabricación, evitando posibles roturas, etc. También destaca su resistencia a la corrosión, ya que no se ven afectados por la sal, los propios combustibles, las condiciones climáticas, etc. De hecho, los de metal, suelen acumular aire en su interior que hacen que se oxiden de dentro a fuera.
Integrado: este tipo de depósito de combustible se suele usar en muchas aeronaves, y se crea para posicionarse en un área específica de la aeronave, sellando ésta para poder albergar el combustible. Generalmente se aprovecha el fuselaje de las alas para ello.
Tipo vejiga: como su propio nombre indica, están fabricados con una bolsa de goma reforzada. Se emplea en algunos aviones de menor tamaño que no son de combate. Así pueden adaptarse bien a la zona donde se aloja y albergar la mayor cantidad de combustible posible.
Otros: existen otros tipos específicos para ciertos vehículos especiales. Por ejemplo, en el mundo del motorsport, y en la máxima categoría de la competición, la Fórmula 1, se usan depósitos similares a los usados en vehículos militares. Se alojan justo detrás de la espalda del piloto, y lo más cerca del suelo posible para mejorar la dinámica vehicular y bajar el centro de gravedad. Son deformables, similares a los de vejiga, pero con estructura de caucho reforzado con kevlar. Tienen fecha de caducidad, como todo polímero, y su interior está dividido en varios compartimentos. Al tener un diseño piramidal, conforme se baja, los compartimentos son cada vez de mayor volumen y capacidad. Cada compartimento está separado y con una válvula que los comunica. Cuando se va consumiendo el combustible, poco a poco se va vaciando desde los compartimentos más altos hasta los más bajos. Con ello se consigue que el movimiento de la masa del combustible no suponga un problema para la estabilidad del vehículo como pasaría en un depósito de tanque unificado. Imagina 100 kg de líquido dando bandazos de un lado a otro cuando vas a 200 o 300 km/h…
Estos tanques varían mucho en tamaño, materiales de fabricación y complejidad dependiendo de para qué se usen. Desde depósitos pequeños de 5 litros, hasta los 40-60 litros de algunos automóviles.
Ubicación del depósito de combustible
Se pueden situar en muy diversas partes según el tipo de vehículo. Por ejemplo:
Coches: suelen estar antes o después del eje trasero, sujetos al chasis del coche por su zona baja. Es variable incluso entre modelos de una misma marca.
Motos: generalmente está sobre el motor, justo delante del asiento del conductor. En otros modelos está bajo el asiento.
Camiones: suelen estar entre el eje delantero y trasero, en el lateral del camión, algunos pueden tener hasta dos para travesías largas.
Vehículos agrícolas: varía mucho en función de si es un tractor, cosechadora, etc.
Aviones: los grandes aviones suelen tener los tanques de combustible distribuidos en el interior del fuselaje de las alas.
FILTRO O VASO DE SEDIMENTACIÓN
El filtro de combustible, en este se depositan los residuos, las impurezas y el agua del combustible permitiendo su decantación, para evitar obstrucciones en el carburador o inyectores.
En todos los vehículos el combustible llega al carburador o sistema de inyección desde el tanque de combustible por medio de una cañería.
Por razones naturales, con el tiempo en el tanque de combustible se van depositando impurezas, sea que vengan en el mismo combustible, sea porque este se degrada o por la oxidación del propio tanque o….. por la razón que sea. Para evitar que estas impurezas ingresen en el sistema de combustión, o que lleguen en una mínima cantidad que se colocan filtros de combustible. Lo que viene a ser como un especie de colador que filtra e impide que dichas impurezas perjudiquen el andar del vehículo.
Ese filtro es esencial, importantísimo, porque, se supone, protege al sistema de combustión de la entrada de cuerpos extraños, manteniendo la pureza.
En particular, los modernos sistemas de inyección, requieren una alimentación con combustible completamente limpio y homogéneo, debiéndose evitar las «pulsaciones» (intermitencia en el suministro).
La mayoría de sistemas de alimentación actuales envían por tuberias combustible a presión hacia los inyectores, los inyectores controlados electrónicamente por el modulo del motor son electroválvulas que al abrirse dejan pasar cierta cantidad de combustible al cilindro según la necesidad de potencia o aceleración por parte del conductor, estos inyectores tienen pequeños orificios por donde el combustible es prácticamente pulverizado, y es por esta razón que en los vehículos se hace necesario filtrar el combustible pues las impurezas que no son percibidas en tamaño por el ojo humano tienen la capacidad de obstruir la salida de combustible o bien estorbar para un sellado perfecto cuando el inyector esta cerrado, provocando que existan goteos hacia el cilindro, provocando de forma inmediata un incremento en el consumo de combustible y a mediano plazo en algunos motores daños que podrían ser severos tales como el deterioro de cilindros, pistones y anillos.
En un principio para sistemas de carburación se instalaban filtros de plástico, en tanto, para sistemas inyectados se utilizan filtros metálicos para soportar la presión en la línea de alimentación, en los dos casos los filtros se colocaban en alguna sección de la tubería, lo cual hace que su reemplazo sea fácil y relativamente de bajo costo económico.
Un filtro saturado puede producir fallos en la alimentación que en el peor de los casos provocará la parada del motor.
Por lo tanto, para garantizar el perfecto funcionamiento del motor, el combustible tiene que limpiarse de forma constante y cuidadosamente mediante el filtro de combustible.
BOMBA DE ALIMENTACIÓN
Es una bomba de aspiración que puede ser eléctrica o sumergible, controlada desde el árbol de levas del motor, encargada de sacar el combustible del tanque para enviarlo al riel de inyectores.
La bomba de combustible es la pieza más importante del sistema de alimentación del vehículo, responsable de llevar el combustible desde el depósito hasta el motor. Cualquier daño en la bomba o en los elementos involucrados en dicho sistema puede hacer que la bomba falle y por tanto un mal funcionamiento del motor.
Un módulo de bomba de combustible está formado por alrededor de 30 piezas diferentes.
La bomba de combustible se compone principalmente de:
1. Regulador de Presión. El regulador mantiene constante la presión de la línea de alimentación para asegurar el suministro de combustible necesario en cada ciclo de admisión.
2. Brazo Aforador. Es una pieza muy delicada que nos muestra el nivel de combustible en el depósito.
3. Turbina. Gracias al giro generado por el bobinado de cobre, la turbina puede aspirar el combustible desde el reservorio e impulsarlo hacia la salida de la bomba.
4. Bobinado. El bobinado es el corazón de la bomba. Es el encargado de generar el campo electromagnético que le hace girar y mover la turbina o el impulsor.
5. Reservorio o Cesta. El reservorio siempre está lleno de combustible, a pesar del nivel en el resto del depósito, ya que la bomba necesita estar refrigerada.
6. Filtros. Interior y exterior.
CARBURADOR
Es el mecanismo encargado de mezclar la gasolina con el aire. El sistema de carburador es el sistema más antiguo de alimentación de combustible.
Su función es crear la mejor mezcla posible para obtener una explosión óptima.
La mezcla óptima que busca un carburador es de 14.7 partes de aire por cada parte de gasolina. Esta relación de 14.7:1 se llama factor lambda o mezcla estequiométrica. Cuando la relación se altera da dos resultados. La mezcla pobre es cuando el factor lambda es mayor de 1 mientras que la mezcla rica es lo contrario. En términos más comunes, la primera es cuando hay demasiado aire y poca gasolina y la segunda lo contrario. Los máximos y mínimos permitidos son 10:1 y 17:1.
El carburador es en realidad una pieza muy sencilla en concepto. Tiene una entrada de aire superior por donde entra… el aire, y a la mitad tiene una entrada de gasolina que se va almacenando en un contenedor aparte. Este contenedor funciona con un flotador que cuando la gasolina baja de cierto nivel abre una válvula que deja entrar más combustible para volverla a cerrar cuando el flotador llega a cierto nivel.
Esta cámara vierte el combustible al carburador que en su parte central tiene una estructura venturi. Esto lo que hace es modificar la presión del aire para “succionarlo” hacia la cámara de combustión.
Cuenta también con dos válvulas muy importantes. La primera es la válvula de estrangulamiento que regula la cantidad de aire que entra al venturi. La segunda es la válvula del acelerador que se controla desde el pedal del mismo nombre y se encarga de regular cuánta mezcla entra a la cámara de combustión.
INYECTOR
Es el encargado de mezclar la gasolina con el aire y realizar la dosificación y atomización de la mezcla a todos los cilindros.
Los inyectores son electroválvulas que pueden abrirse y cerrarse infinidad de veces con una reacción muy precisa al pulso eléctrico que los acciona, sin fugas ni escapes de carburante.
En el caso de un coche a gasolina, el sistema de inyección trata de lograr la mejor mezcla entre aire y gasolina con el propósito de conseguir una combustión total en el cilindro. En un principio el suministro de combustible en los motores ha pasado por diferentes etapas. La primera era un carburador, para después pasar a ser sustituido por inyección mecánica hasta llegar a la actual inyección electrónica. Esta última incorpora además otros sistemas y sensores.
Los inyectores situados en la cámara de combustión o en los tubos de admisión, se encargan de alimentar al motor. Su mecanismo permite lograr la dosificación precisa del combustible requerido para llevar a cabo el proceso de ignición en el interior del motor, en función de la demanda del coche.
Por tanto, la principal función del sistema de inyección es transportar el combustible, junto con la bomba de gasolina, desde el depósito hasta los cilindros. Este proceso debe ocurrir en el instante preciso, con la cantidad exacta y una presión adecuada. Además, la configuración de este sistema dependerá del diseño de cada coche.
No obstante, el proceso es el mismo en todos los vehículos. Se inicia en el depósito de gasolina desde el que la bomba eléctrica extrae el combustible. Después continua por un filtro hasta llegar a las galerías, donde se estabiliza la presión gracias a un regulador. Desde la galería principal se alimentan los inyectores del cilindro y de arranque en frío. El aire que aspira el motor determina la cantidad de gasolina que se inyecta.
La unidad de control recibe la información y se encarga de calcular el tiempo de apertura de los inyectores en cada ciclo. De igual modo, se encarga de determinar la frecuencia de la apertura de acuerdo a la velocidad del motor. El interruptor de mariposa lee la posición de cierre o apertura del acelerador, que permite cortar la inyección en las retenciones del motor, disminuyendo así el consumo de combustible.
LINEAS DE COMBUSTIBLE
Son las tuberías encargadas de llevar y retornar el combustible entre el tanque y el carburador o riel de inyección.
Líneas de depósito: Estas líneas pueden situarse tanto dentro como fuera del depósito de combustible y se encargan de realizar varias funciones para su correcto funcionamiento: suministrar combustible, retirar combustible, purgar excrementos generados o ventilar vapores.
Bajopisos: Estas son líneas largas que se encargan de comunicar el depósito de combustible (normalmente situado en la parte trasera del vehículo) con el motor (normalmente situado en la parte delantera).
Las funciones de estas líneas son:
- Suministrar combustible: Suministrar combustible al motor, canalizar combustible de regreso al depósito.
- Realimentación del motor: Vapor y calor del motor regresan al depósito para evitar recalentamientos en el motor.
