BOMBAS DE INYECCION ROTATIVAS

BOSCH desde hace 30 años utiliza bombas rotativas de pistón axial. El principio mediante el cual un único pistón genera por su movimiento longitudinal la presión de inyección para todos los cilindros del motor, distribuyendo al mismo tiempo por su movimiento giratorio el combustible por las salidas de la bomba.


Bomba rotativa Bosch del tipo VE
La necesidad de una dosificación de combustible y ajuste del inicio de la inyección cada vez mas flexibles y exactos, supuso el desarrollo de un gran numero de elementos de regulación adicionales. De esta forma se puede ajustar, por poner un ejemplo, la cantidad de inyección máxima en función del numero de rpm, de la presión de carga y de la temperatura del combustible, con lo que se consigue en todas las condiciones de servicio un funcionamiento del motor sin humo, al mismo tiempo que se alcanza el máximo numero de revoluciones posibles. Para impedir que se pare el motor, al conectar, por ejemplo el aire acondicionado, un regulador corrige el numero de revoluciones en vació. Para facilitar un buen arranque en frió así como para optimizar las emisiones y el nivel de ruido se pueden realizar en el regulador de inyección diversas intervenciones.
En la figura de la derecha se ve una bomba rotativa tipo VE como la vista anteriormente, se diferencia de en disponer en su parte superior de un corrector de sobrealimentación para motores diesel turboalimentados.

Estos elementos de regulación adicionales, que como mecanismos de precisión mecánicos, trabajan especialmente de forma mecánica o hidráulica, han hecho que las bombas sean cada vez mas complejas. Aunque técnicamente están bastante perfeccionadas, su flexibilidad y precisión son limitadas, por lo que se ha hecho necesario la utilización de elementos de regulación adicionales de carácter electrico-electrónico que puedan configurar circuitos de regulación cerrados con una precisión elevada.
Lo primero que se hizo con el fin de avanzar en estas mejoras fue regular de forma electrónica el inicio de la inyección y mantener la dosificación de combustible como hasta entonces. Para ello se monto en el portainyector un sensor que registra el movimiento de la aguja, por lo tanto se sabe el inicio real de la inyección. La unidad de control electrónica ECU compara el valor real con el valor nominal, que depende del numero de rpm, de la carga, de la temperatura del agua de refrigeración y de otros parámetros. En caso de desviaciones, el regulador electrónico modifica el comienzo de la inyección hasta que se alcanza el valor nominal.
Evolución de la bomba rotativa de pistón axial: izquierda.- Bomba mecánica del tipo VEcentro.- Bomba electrónica VP37; derecha.- Bomba electrónica VP30 PSG5.
La primera utilización del control electrónico diesel fue en un prototipo de Peugeot en 1982, luego fue introducido a los modelos de serie por BMW y Daimler-Benz algunos meses más tarde. La casa Bosch empezó por primera vez la fabricación en serie de estos sistemas en el año 1984. Desde 1986 Bosch también ha utilizado el EDC en los sistemas de inyección de vehículos comerciales.
Desde 1987 Bosch fabrica en serie los sistemas de inyección totalmente electrónicos (EDC: Electronic Diesel Control), en los que ademas del comienzo de inyección, también se regula electrónicamente la dosificación, mediante un sistema de medida basado en un imán giratorio eléctrico que sustituye en esta función al regulador mecánico. También la electrónica permite la realización de otras funciones en el ámbito de la gestión del motor y del vehículo, por ejemplo, la regulación de la reglamentación de los gases de escape para reducir a un mínimo las emisiones de óxido nítrico, así como la regulación de la presión del turbo, la autodiagnosis, el control de tiempo de incandescencia, así como la asociación con otros elementos del vehículo como el inmovilizador, el cambio automático.
El sistema EDC que primero se utilizo en motores de inyección indirecta, a partir de 1989 se utiliza también para motores diesel de inyección directa. Las presiones de inyección alcanzan 700 bar en la bomba y aproximadamente 1000 bar en el inyector. Para minimizar el ruido se emplea un inyector con dos muelles conectados en linea. Durante el inicio de la inyección, la aguja del inyector se abre solamente unas pocas centésimas de milímetro, de modo que en la cámara de combustible solo penetra una parte mínima de la cantidad de combustible. La sección de inyector completa solo se abre en el proceso de inyección subsiguiente, inyectando la parte principal de la cantidad de combustible. Con este procedimiento de inyección escalonada la combustión se realiza de forma mucho mas suave y silenciosa.
Hasta ahora hemos hablado de bombas de pistón axial pero a partir de 1996 Bosch fabrica en serie bombas de pistones radiales. Con esta configuración se consigue mayores presiones de inyección, hasta 1500 bar en las bombas utilizadas en motores de vehículos comerciales de tamaño medio (furgonetas). La bomba radial VP44 permite ajustar el avance y el caudal inyectado a través de electroválvulas de rápida actuación, consiguiendo un control exacto y flexible de todos los parámetros de la inyección. Las válvulas electromagnéticas es una mejora con respecto a las bombas de pistón axial y sirven para abrir y cerrar la cámara de presión de la bomba con lo que se consigue una dosificación de combustible mas exacta y flexible. Estas válvulas son accionadas dos veces en milisegundos, consiguiendo que aproximadamente unos 1,5 milímetros cúbicos de combustible alcancen la cámara de combustión antes de la inyección principal. Esta pre-inyección reduce considerablemente el ruido. La VP44 se aplica principalmente a los motores diesel de turismos y de pequeños y medianos vehículos comerciales.

Esquema de una bomba VP44
Foto bomba VP44 PSG5
Foto bomba VP44 PSG16 con ECU integrada.
Ver el esquema de una bomba de pistón axial VP29/30 con todo detalle.Ver el esquema de una bomba de pistón radial VP44 con todo detalle.
Nota: Si alguien se a fijado en el esquema de la bomba rotativa de pistón axial VP29/30 se habrá dado cuenta que no es igual que la bomba estudiada en el articulo de gestión electrónica diesel, esto es debido a que la VP29/30 es una evolución de la otra (VP37), se diferencia en que no utiliza un motor paso a paso para mover la corredera de regulación que dosifica la cantidad de combustible. La VP29/30 suprime el motor paso a paso y la corredera de regulación y la sustituye por una electroválvula de actuación rápida que actúa sobre la cámara de presión donde el combustible es comprimido por el pistón. Con este sistema la bomba VP29/30 consigue mayores presiones de inyección que van de de 800 a 1400 bar.