Tipos de inyectores y requisitos relacionados
Función y requisitos
La tarea principal de un inyector es atomizar finamente el combustible en pequeñas gotas de acuerdo con las características de formación de la mezcla del motor diésel e inyectarlas con precisión en el lugar designado dentro de la cámara de combustión. El inyector debe cumplir con las características de pulverización específicas requeridas por los distintos tipos de cámaras de combustión. Debe tener suficiente capacidad de penetración para que las gotas de combustible lleguen profundamente a la cámara de combustión. Además, requiere un ángulo de cono de pulverización adecuado para cubrir un área suficiente de la cámara de combustión. Además, una excelente calidad de atomización es esencial para garantizar una mezcla completa de combustible-aire. Finalmente, la ausencia de goteo después de concluir la inyección de combustible también es un indicador crítico de rendimiento del inyector.
Tipos de inyectores
Los inyectores se clasifican principalmente en inyectores de tipo orificio-y de aguja-. Los inyectores tipo orificio-presentan una estructura simple, facilidad de fabricación y una aplicación generalizada en motores diésel. Los inyectores de tipo aguja- están diseñados específicamente para cámaras de combustión divididas, con una configuración que minimiza la acumulación de depósitos de carbón.
Análisis del inyector de orificio
Características estructurales y aplicaciones
Los inyectores de orificio son famosos por sus características estructurales únicas. Utilizan múltiples orificios para atomizar finamente el combustible en pequeñas gotas, que luego se inyectan a alta velocidad en la cámara de combustión. Este tipo de inyector tiene una estructura simple, fácil de fabricar y se usa ampliamente en motores diésel. Los inyectores de orificio logran la atomización del combustible a través de múltiples boquillas y vienen en dos diseños estructurales: largo y corto, adecuados para cámaras de combustión unificadas. El diseño largo del inyector extiende el cuerpo de la boquilla, colocando la guía de la válvula de aguja alejada de la cámara de combustión. Esto reduce el riesgo de deformación térmica y evita que la válvula de aguja se atasque dentro de su carcasa, lo que la hace ideal para motores diésel con altas cargas térmicas. La válvula de aguja incorpora dos superficies cónicas: una superficie de soporte de presión-que soporta fuerzas de alta-presión en la cámara de aceite, generando un empuje axial hacia arriba para superar la precarga del resorte regulador de presión-y la fricción entre la válvula de aguja y el cuerpo, lo que permite la inyección de combustible; y una superficie de sellado que coincide con la superficie de sellado dentro del cuerpo de la válvula de aguja para asegurar el sellado interno de la cámara. Además, el diseño del orificio de la boquilla es un componente crítico de los inyectores de tipo orificio-. Según el número de orificios de las boquillas, se pueden clasificar como inyectores de un solo-orificio, de dos-orificios o de varios-orificios.
Normalmente, el diámetro del orificio de la boquilla oscila entre 0,2 y 0,5 mm. Es importante tener en cuenta que el diámetro del orificio de la boquilla no debe ser excesivamente pequeño para garantizar una complejidad de fabricación manejable y evitar la acumulación de carbón y el bloqueo durante la operación. Mecanismo de regulación de presión: la fuerza de precarga del resorte regulador de presión-se transmite a la válvula de aguja a través de la varilla de empuje, lo que hace que se selle herméticamente contra la superficie del cono de sellado dentro del cuerpo de la válvula de aguja y, por lo tanto, cierre la boquilla de combustible. La magnitud de esta precarga se puede ajustar con precisión utilizando el tornillo regulador de presión-.
Principio de funcionamiento
Cuando el combustible diésel de alta-presión suministrado por la bomba de inyección ingresa al inyector a través de la línea de combustible de alta-presión, pasa a través del conector de entrada, el elemento del filtro del inyector y los conductos de combustible de precisión dentro del cuerpo del inyector y el cuerpo de la válvula de aguja antes de llegar a la cámara de presión dentro de la boquilla. Aquí, la presión del combustible actúa sobre la superficie del cono que soporta la presión-de la válvula de aguja, generando un empuje axial hacia arriba. Una vez que este empuje supera la fuerza de precarga del resorte regulador de presión-, la válvula de aguja sube, abriendo simultáneamente el orificio. Esto permite inyectar suavemente diésel de alta-presión en la cámara de combustión. Cuando la bomba de inyección deja de suministrar combustible, la presión en la cámara de presión de la boquilla cae rápidamente. Bajo la fuerza del resorte regulador de presión-, la válvula de aguja se reinicia rápidamente, sellando el orificio y deteniendo el proceso de inyección.
Análisis de inyectores de aguja-axiales
Estructura y principio
El inyector de tipo aguja axial-se parece al inyector de tipo orificio-pero es más adecuado para cámaras de combustión compartimentadas. Su diseño minimiza la acumulación de depósitos de carbón. La aguja axial se mueve verticalmente durante la inyección y su diseño exclusivo de boquilla evita la acumulación de carbón y permite la autolimpieza. Además, la boquilla tipo desviador-cuenta con un orificio desviador en el cuerpo de la válvula de aguja, lo que optimiza aún más las características de inyección de combustible.
Función de la boquilla desviadora
Durante el arranque del motor diésel, la baja velocidad de rotación y la reducción de la presión del combustible hacen que la mayor parte del combustible diésel se inyecte a través de los orificios desviadores contra el flujo de aire hacia el centro de la cámara de vórtice. Esta inyección en contra-corriente promueve la atomización completa del combustible, mientras que la temperatura más alta en el centro de la cámara de vórtice facilita el encendido y la combustión del diésel. Esto garantiza un arranque fiable del motor en condiciones de frío. Una vez que el motor arranca y entra en funcionamiento normal, el aumento de la elevación de la válvula de aguja dirige la mayor parte del combustible a través del orificio principal en la dirección del flujo de aire hacia la cámara de turbulencia.
Impacto de la forma del pasador de la aguja
El orificio del inyector de tipo pasador de aguja-forma un anillo circular debido al diseño del pasador de aguja debajo de la superficie del cono de sellado de la válvula de aguja. El pasador de aguja pasa a través del orificio del cuerpo de la válvula de aguja y sobresale ligeramente de él. Este diseño produce un patrón de pulverización cilíndrico hueco que influye directamente en el ángulo del cono de pulverización. Específicamente, las agujas de eje cilíndrico generan un ángulo de cono de pulverización más estrecho, mientras que las agujas de eje en forma de cono truncado- producen un ángulo de cono de pulverización más amplio. El diseño exclusivo de la aguja del eje permite la creación de diversos patrones de pulverización, lo que permite que los inyectores de aguja del eje se adapten de manera flexible a los requisitos de diversas geometrías de cámaras de combustión.
