El sistema de alimentación de combustible asegura la filtración del combustible y su distribución uniforme entre los cilindros del motor en porciones dosificadas en momentos estrictamente determinados.
En el motor se utiliza un sistema de alimentación de combustible de tipo separado, compuesto por el depósito de combustible, las conducciones de baja presión, los filtros de combustible grueso y fino, las bombas de cebado y de alimentación de combustible, la bomba de inyección de alta presión (BIAP), las conducciones de alta presión, los inyectores, la electroválvula y las bujías de espiga del dispositivo de precalentamiento eléctrico por llama (DPEL).
El depósito de combustible, el filtro de combustible grueso y la bomba de cebado deben estar instalados en el producto en el que se utiliza el motor; todos los demás elementos del sistema de alimentación están instalados directamente en el motor.
El esquema del sistema de alimentación de combustible del motor se muestra en la figura 1.
El combustible del depósito 26, a través del filtro grueso 29 y la bomba de cebado 30, es impulsado por la bomba de alimentación 18 por el tubo 13 hacia el filtro fino 16.
Del filtro fino, por el tubo de baja presión 14, el combustible llega a la BIAP 21, que, conforme al orden de trabajo de los cilindros, distribuye el combustible por las conducciones de alta presión 1–8 hacia los inyectores 10.
Los inyectores inyectan el combustible en las cámaras de combustión.
El combustible sobrante, junto con el aire que ha entrado en el sistema, se evacua al depósito por la válvula de derivación 24 y la válvula 23.
El inyector de los modelos 273-20 o 273-50, de construcción cerrada, con cinco orificios de pulverización y control hidráulico de la elevación de la aguja del pulverizador, se muestra en la figura 2.
Todas las piezas del inyector están montadas en el cuerpo 6. Contra la cara inferior del cuerpo del inyector, mediante la tuerca 2 a través del suplemento 3, se aprieta el cuerpo 1 del pulverizador, dentro del cual se encuentra la aguja 12. El cuerpo y la aguja del pulverizador forman un par de precisión.
La fijación angular del cuerpo del pulverizador respecto al suplemento y del suplemento respecto al cuerpo del inyector se realiza mediante los pasadores 4.
Sobre el extremo superior de la aguja del pulverizador, a través de la varilla 5, ejerce presión el resorte 11.
La tensión necesaria de este resorte se consigue con un juego de arandelas de regulación 9, 10, instaladas entre el resorte y la cara de la cavidad interior del cuerpo del inyector.
El combustible se suministra al inyector a alta presión por el racor 8, con el filtro de ranuras 13 integrado, y luego por los canales del cuerpo 6, del suplemento 3 y del cuerpo del pulverizador 1 — hacia la cavidad entre el cuerpo del pulverizador y la aguja 12 y, elevándola, se inyecta en el cilindro del motor.
El combustible que se ha filtrado por el huelgo entre la aguja y el cuerpo del pulverizador se evacua por los canales del cuerpo del inyector y se vierte al depósito por los tubos de drenaje 9 y 11, mostrados en la figura 1.
El inyector está instalado en la culata, fijado por abrazaderas sujetas con una tuerca. La cara de la tuerca del pulverizador está sellada contra el escape de gases con una junta de cobre ondulada.
El anillo de estanqueidad 7 (figura 2) impide la entrada de polvo y líquidos en la cavidad entre el inyector y la culata.
¡Está terminantemente prohibida la instalación de inyectores de otros modelos!
La bomba de inyección de alta presión (figura 3) está destinada a suministrar a los cilindros del motor, en momentos determinados, porciones estrictamente dosificadas de combustible a alta presión.
En el motor de versión automovilística se instala una BIAP con regulador de todas las velocidades.
Características de la BIAP
- Tipo: 337
- Orden de trabajo de las secciones: 8-4-5-7-3-6-2-1
- Sentido de giro del árbol de levas (lado del accionamiento): a la derecha
- Diámetro del émbolo, mm: 11
- Carrera del émbolo, mm: 13
- Frecuencia nominal de rotación del árbol de levas: 1100 min-1
Frecuencia de rotación del árbol de levas de la bomba cuando la palanca de mando del regulador topa con el perno de limitación del régimen máximo, min-1:
- con desconexión total por el regulador del suministro de combustible por los inyectores, no más de: 1280
- al inicio de la desconexión por el regulador del suministro de combustible por los inyectores: 1140–1160
Carrera previa del émbolo (desde el inicio de su movimiento hasta el inicio geométrico de la impulsión en la octava sección), mm: 5,65 ± 0,05
Alternancia del inicio del suministro de combustible según el ángulo de giro del árbol de levas, grados: 0–45–90–135–180–225–270–315
Esfuerzo máximo en la palanca de mando del regulador en el régimen nominal de la bomba sobre un brazo de 50 mm, N (kgf): 127,5 (13)
Caudal cíclico nominal, mm³/ciclo:
- para la BIAP modelo 337-20.03: 132–137
- para la BIAP modelo 337-20.04: 147–152
En la carcasa 1 de la BIAP (figura 3) están instaladas ocho secciones, cada una compuesta por la carcasa 6, el casquillo 8 del émbolo, el émbolo 7, el casquillo giratorio 4, la válvula de impulsión 11, cuyo asiento está apretado contra el casquillo del émbolo 8 por el racor 12.
El émbolo realiza un movimiento alternativo bajo la acción de la leva del árbol 46 y del resorte 3 del empujador.
El empujador está fijado contra el giro en la carcasa por el lardón 14.
El árbol de levas gira en rodamientos de rodillos 45, instalados en anillos de acero prensados en la carcasa de la bomba y apretados por tapas.
El apriete de los rodamientos del árbol de levas debe ser de 0,05–0,15 mm y se regula con los calzos 44.
Para modificar el suministro de combustible, el émbolo 7 gira con ayuda del casquillo 4, unido por el eje de la biela a la cremallera 5 de la bomba. La cremallera se desplaza en los casquillos guía 40.
Los orificios para los casquillos guía en la carcasa de la BIAP, del lado del accionamiento, están cerrados por los tapones 39.
Del lado opuesto de la bomba se encuentra el corrector del caudal según la presión del aire de sobrealimentación 24.
En la cara anterior de la carcasa, en el lugar de salida del combustible de la bomba, está instalada la válvula de derivación 38, que asegura la presión delante de los orificios de admisión de los émbolos en los regímenes de trabajo de 0,13–0,19 MPa (1,3–1,9 kgf/cm²).
La lubricación de la bomba es por circulación, a presión desde el sistema de lubricación común.
El regulador de frecuencia de rotación de la BIAP (figura 4) es de todas las velocidades, de acción directa; modifica la cantidad de combustible suministrado a los cilindros en función de la carga, manteniendo la frecuencia de rotación prescrita del cigüeñal.
El regulador está instalado en la parte central de la carcasa de la BIAP. En el árbol de levas de la bomba está instalado el piñón conductor del regulador 16 (figura 3), cuya rotación se transmite por los lardones de goma 17.
El piñón conducido está realizado de una pieza con el portamasetas 28, que gira sobre dos rodamientos de bolas.
Al girar el portamasetas, las masetas 31, oscilando sobre los ejes 29, se separan bajo la acción de las fuerzas centrífugas y, por el rodamiento de empuje 30, desplazan el manguito 32 del regulador, que, apoyándose en el pasador 34, a su vez, desplaza las palancas 2, 8 y 9 del regulador (figura 4), venciendo el esfuerzo del resorte 5.
La palanca 2 está unida por un pasador a la cremallera derecha 3 de la bomba de combustible. La cremallera derecha está unida por la palanca de las cremalleras 7 a la cremallera izquierda 11.
El esquema de funcionamiento del regulador de frecuencia de rotación se muestra en la figura 5.
La palanca 16 de mando del regulador está rígidamente unida a la palanca 12. A la palanca 12 está unido el resorte 13 del regulador, y a las palancas 14 y 11 — el resorte de arranque 15.
Durante el funcionamiento del regulador, las fuerzas centrífugas de las masetas están equilibradas por el esfuerzo del resorte 13.
Al aumentar la frecuencia de rotación del cigüeñal, las masetas, venciendo la resistencia del resorte 13, desplazan las palancas 2, 4 y 9, y con ellas las cremalleras de la BIAP — el suministro de combustible disminuye.
Al disminuir la frecuencia de rotación del cigüeñal, la fuerza centrífuga de las masetas disminuye, y las palancas con la cremallera de la BIAP, bajo el esfuerzo del resorte, se desplazan en sentido inverso — el suministro de combustible y la frecuencia de rotación del cigüeñal aumentan.
Cuando la palanca 9 del regulador topa con el perno 6 y la frecuencia de rotación del cigüeñal es inferior a 1800 min-1, el resorte 10 del corrector directo desplaza las cremalleras de la bomba (por las palancas 2 y 4) en el sentido de aumentar el suministro de combustible, asegurando el valor requerido del par máximo del motor.
El resorte 3 del corrector inverso, con frecuencia de rotación inferior a 1400 min-1, desplaza la palanca 4 con las cremalleras en el sentido de disminuir el suministro de combustible, limitando la opacidad máxima de los gases de escape del motor.
El suministro de combustible se interrumpe girando la palanca 3 (figura 6) de parada del motor hasta el tope con el perno 5.
La palanca 3, tras vencer el esfuerzo del resorte de la palanca 33 (figura 3) y del resorte 5 (figura 4), por el pasador 14 girará las palancas 2, 8 y 9, las cremalleras se desplazarán hasta la interrupción total del suministro de combustible.
La verificación y regulación de la BIAP, así como la sustitución de los pares de émbolos, de los anillos de estanqueidad de las secciones de la BIAP, deben realizarse en un taller especializado por un especialista cualificado.
¡Está prohibida la instalación en los motores 740.50-360 y 740.51-320 de BIAP de otros modelos distintos a los indicados anteriormente, para evitar la avería del motor!
El corrector del caudal según la presión del aire de sobrealimentación (figura 7) reduce el suministro de combustible cuando la presión del aire de sobrealimentación desciende por debajo de 40–45 kPa (0,4–0,45 kgf/cm²), realizando así la protección térmica del motor y limitando la opacidad de los gases de escape.
En la carcasa del corrector 1 está instalado el émbolo 26 con la corredera 2. Sobre el émbolo actúa el resorte 27, fijado por el platillo 25 y el anillo 3.
En el émbolo está enroscado y contra-tuercado por la tuerca 28 el espárrago 29 con el terminal 31, que constituye el tope nominal en el regulador.
El terminal está contra-tuercado por la tuerca 30. Sobre la corredera 2 actúa el resorte 7, cuya tensión previa puede cambiarse con el tornillo de regulación 11.
A la carcasa del corrector 1, a través de la junta 4, está fijada la carcasa de la membrana 8.
En ella está instalado el conjunto de la membrana con varilla (piezas 24, 16, 17, 23, 22, 19, 18). La membrana está apretada entre la carcasa 8 y la tapa 21.
En la carcasa de la membrana 8, sobre el eje de la palanca 13, está instalada la palanca del corrector 12, cuyo giro está limitado por el tornillo de regulación 15.
El corrector del caudal no es de acción directa: al cambiar la presión del aire de sobrealimentación en la cavidad de la membrana, cambia la posición de la corredera, que, a su vez, determina la posición del émbolo del corrector.
En la cavidad «А» entre la carcasa del corrector 1 y el émbolo 26, por un orificio roscado y un calibrador de 0,7 mm en la carcasa del corrector (no mostrados en la figura), se suministra aceite a presión desde el sistema de lubricación del motor.
El émbolo, bajo la acción de esta presión, comprimiendo el resorte 27, se desplaza hacia la izquierda hasta que se abren las ventanas en el émbolo y en la corredera y el aceite va al desagüe.
Con ello se establece un caudal constante de aceite a través del corrector.
Al cambiar la posición de la corredera, el émbolo se desplaza tras ella (sistema seguidor).
Por el orificio roscado de la tapa 21, a la cavidad de la membrana se lleva aire del colector de admisión del motor.
Cuando la presión del aire desciende por debajo de 0,05 MPa (0,5 kgf/cm²), el esfuerzo del resorte del corrector 7, que actúa sobre la corredera, se hace mayor que el esfuerzo creado por la presión del aire de sobrealimentación sobre la membrana y transmitido por la varilla de la membrana y la palanca del corrector también a la corredera.
La corredera se desplaza hacia la derecha hasta que se alcanza el equilibrio de las fuerzas que actúan sobre ella.
Tras la corredera se desplaza hacia la derecha también el émbolo con el espárrago 29 y el terminal 31, desplazando hacia la derecha la palanca del regulador 8 (figura 4) que topa con él.
Tras la palanca del regulador, bajo la acción de las fuerzas centrífugas de las masetas, se mueven las palancas 9, 2 y 7 con las cremalleras de la bomba en el sentido de disminuir el suministro de combustible.
Regulación del corrector
El corrector tiene dos regulaciones externas — los tornillos 11 y 15 (figura 7).
Con el tornillo 11 se modifica la tensión previa del resorte del corrector 7, cambiando así el inicio de actuación del corrector.
Si es necesario aumentar el valor de la presión del aire de sobrealimentación con el que el corrector empieza a actuar, se enrosca el tornillo 11, aumentando la tensión previa del resorte 7.
Con el tornillo 15 se regula el caudal cíclico nominal de combustible. Al desenroscar el tornillo 15, el suministro de combustible aumenta.
Si surge la necesidad de desmontar el corrector, previamente hay que medir el resalte del terminal del espárrago 31 respecto a la cara trasera de la carcasa de la BIAP, y tras la instalación del corrector en su sitio restablecer la magnitud de este resalte y contra-tuercar el terminal con la tuerca 30.
El accionamiento de la BIAP se muestra en la figura 8. Consta del árbol de accionamiento de la BIAP 6 con los paquetes de láminas de compensación delanteras 7 y traseras 8, el semimanguito conducido 2, la brida del semimanguito conducido 3, la brida de centrado 4, el semimanguito conductor 9 y los casquillos de centrado 5.
Cada paquete de láminas de compensación consta de 5 láminas de 0,5 mm de espesor cada una.
Todos los pernos del accionamiento de la BIAP, excepto el perno pos. 10, deben ser de clase de resistencia R100 y apretarse con un par de 65–75 N·m (6,5–7,5 kgf·m).
El apriete de todos los pernos debe controlarse con una llave dinamométrica. Antes de instalar los pernos, comprobar la presencia de los casquillos de centrado.
No se admite la deformación (flexión) de las láminas de compensación delanteras y traseras. El perno 10 del semimanguito conductor debe apretarse en último lugar con un par de 78,4–84,3 N·m (8–8,6 kgf·m).
El filtro de combustible fino se muestra en la figura 9. Está destinado a la purificación final del combustible de las partículas finas antes de su entrada en la BIAP.
El filtro está instalado en el punto más alto del sistema de alimentación de combustible para recoger y evacuar al depósito el aire junto con parte del combustible por la válvula (figura 10), instalada en la derivación del filtro.
Al sustituir los elementos filtrantes, hay que respetar estrictamente las reglas de mantenimiento del sistema de alimentación de combustible.
No permita la entrada de contaminantes en el sistema y utilice elementos filtrantes solo de los siguientes modelos: 740.1117040-01, 740.1117040-02, 740.1117040-04.90.
La válvula se presenta en la figura 10.
Al alcanzar la presión en la cavidad «А» de admisión de combustible 25–45 kPa (0,25–0,45 kgf/cm²), se produce el desplazamiento de la bola 4 y el paso del combustible de la cavidad «А» a la cavidad «Б» a través del calibrador 5 de la válvula.
La bomba de alimentación de combustible 13 (figura 3), de tipo de émbolo, está destinada a suministrar el combustible desde el depósito, a través de los filtros grueso y fino y la bomba de cebado, a la cavidad de admisión de la BIAP.
La bomba está instalada en la tapa trasera del regulador; su accionamiento se realiza desde la excéntrica 19, situada en el extremo trasero del árbol de levas de la BIAP.
En la carcasa de la bomba están alojados el émbolo, el resorte del émbolo, el casquillo de la varilla 47 y la varilla 48 del empujador, las válvulas de admisión y de impulsión con resortes.
La excéntrica 19, por el rodillo 49, el empujador 15 y la varilla 48, comunica al émbolo de la bomba de alimentación de combustible un movimiento alternativo.
El esquema de funcionamiento de la bomba se muestra en la figura 11. Al descender el empujador 9, el émbolo 1, bajo la acción del resorte 4, se desplaza hacia abajo.
En la cavidad «А» se crea una depresión y la válvula de admisión 2, comprimiendo el resorte 3, deja pasar el combustible a la cavidad «А».
Simultáneamente, el combustible que se encuentra en la cavidad de impulsión «В» es desplazado a la conducción «Г», mientras que la válvula 5, bajo la acción del resorte 6, se cierra, excluyendo el paso del combustible de la cavidad «В» a la cavidad «А».
Al desplazarse el émbolo 1 hacia arriba, el combustible que llena la cavidad «А», por la válvula de impulsión 5, pasa a la cavidad «В» bajo el émbolo, mientras que la válvula de admisión se cierra.
Al aumentar la presión en la conducción de impulsión, el émbolo no realiza toda su carrera tras el empujador, sino que permanece en la posición determinada por el equilibrio de la fuerza de presión del combustible por un lado y del esfuerzo del resorte por otro.
La bomba de cebado 10 (figura 11), de tipo de émbolo, sirve para llenar el sistema de combustible con combustible antes del arranque del motor y para eliminar el aire del mismo.
La bomba consta de la carcasa, el émbolo, el cilindro, las válvulas de admisión y de impulsión.
El sistema de combustible debe cebarse con ayuda del émbolo de la bomba, tras haberlo desbloqueado con un giro en sentido antihorario.
Al desplazarse el émbolo 11 hacia arriba, en el espacio bajo él se crea una depresión. La válvula de admisión 12, comprimiendo el resorte 14, se abre y el combustible entra en la cavidad «Д» de la bomba.
Al desplazarse el émbolo hacia abajo, la válvula de admisión se cierra y se abre la válvula de impulsión 13; el combustible bajo presión entra en la conducción de impulsión, asegurando la eliminación del aire del sistema de combustible del motor por la válvula del filtro de combustible fino y la válvula de derivación de la BIAP.
Tras el cebado del sistema, hay que bajar el émbolo y bloquearlo con un giro en sentido horario.
Con ello el émbolo se aprieta contra la cara del cilindro a través de una junta de goma, sellando la cavidad de aspiración de la bomba de cebado.
No se permite arrancar el motor con el émbolo sin bloquear, debido a la posibilidad de aspiración de aire por la junta del émbolo.
Las conducciones de combustible se dividen en conducciones de baja presión — 0,4–2 MPa (4–20 kgf/cm²) — y de alta presión — más de 20 MPa (200 kgf/cm²).
Las conducciones de baja presión están fabricadas de tubo de acero de sección 10 mm con terminales soldados.
Las conducciones de alta presión, de igual longitud (l = 595 mm), están fabricadas de tubos de acero de diámetro interior 2+0,05 mm mediante el recalado en los extremos de conos de conexión con arandelas de compresión y tuercas de unión para la conexión con los racores de la BIAP y de los inyectores.
Para evitar roturas por vibración, las conducciones de combustible están fijadas con abrazaderas a los colectores de admisión.
