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UNIVERSIDAD DE JAÉN Escuela Politécnica de Jaén
Trabajo Fin de Grado
ESTUDIO Y
CARACTERIZACIÓN DE
UN INYECTOR COMMON-RAIL
Alumno: Laura Robles Lorite Tutor: Prof. Dª. Eloísa Torres Jiménez Dpto: Ingeniería Mecánica y Minera
Junio, 2019
Universidad de Jaén
Escuela Politécnica Superior de Jaén
Departamento de Ingeniería Mecánica y Minera
Doña ELOÍSA TORRES JIMÉNEZ , tutora del Proyecto Fin de Carrera titulado:
ESTUDIO Y CARACTERIZACIÓN DE UN INYECTOR COMMON-RAIL, que
presenta LAURA ROBLES LORITE, autoriza su presentación para defensa y
evaluación en la Escuela Politécnica Superior de Jaén.
Jaén, JUNIO de 2019
El alumno: Los tutores:
LAURA ROBLES LORITE ELOÍSA TORRES JIMÉNEZ
LAURA ROBLES LORITE ESTUDIO Y CARACTERIZACIÓN DE UN INYECTOR COMMON-RAIL
2 Escuela Politécnica Superior de Jaén
ÍNDICE DE CONTENIDO:
ÍNDICE DE CONTENIDO: ..................................................................................................... 2
ÍNDICE DE ILUSTRACIONES: .............................................................................................. 4
ÍNDICE DE TABLAS: ............................................................................................................ 8
1. INTRODUCCIÓN ........................................................................................................... 9
2. SISTEMAS DE INYECCIÓN EN MOTORES DIÉSEL ...................................................10
2.1. Introducción. ..............................................................................................................10
2.2. Clasificación de los sistemas en función de la alta presión ........................................11
2.2.1. Sistemas síncronos .............................................................................................11
2.2.1.1 Bombas de inyección en línea .......................................................................11
2.2.1.1.1. Bombas de inyección en línea estándar .................................................11
2.2.1.1.2. Bombas de inyección en línea con válvula corredera .............................12
2.2.1.2 Bombas de inyección rotativas .......................................................................12
2.2.1.2.1. Bombas de inyección distribuidora de émbolo axial ................................12
2.2.1.2.1. Bombas de inyección distribuidora de émbolo radial. .............................12
2.2.1.3 Bombas de inyección individuales..................................................................12
2.2.1.3.1. Unidad bomba inyector ...........................................................................12
2.2.1.3.1. Unidad de inyección individual ................................................................13
2.2.1.3.1. Unidad de bomba-tubería-inyector..........................................................13
2.2.2. Sistemas asíncronos ........................................................................................13
2.2.2.1 Common-Rail .............................................................................................13
3. MODELADO GEOMÉTRICO. ...........................................................................................14
3.1. Introducción ...............................................................................................................14
3.2. Herramientas de medida ............................................................................................17
3.2.1 Proyector de Perfiles. ......................................................................................18
3.2.2 Pie de rey ........................................................................................................22
3.2.3 Micrómetro de exteriores .................................................................................23
3.2.4 Micrómetro de interiores .......................................................................................24
3.3. Método de la silicona. .............................................................................................25
3.3.1. Introducción .........................................................................................................25
3.3.2. Procedimiento .....................................................................................................27
3.3.3 Moldes realizados.................................................................................................28
3.3.4 Conclusiones ........................................................................................................34
3.4. Cálculo de la constante elástica de los resortes. .......................................................38
3.4.1 Introducción ..........................................................................................................38
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3.4.2 Resultados y conclusiones. ..................................................................................41
3.5. Descripción y Modelado 3D. .....................................................................................45
4. FUNCIONAMIENTO DETALLADO. ..................................................................................79
5. CONCLUSIONES .............................................................................................................84
6. REFERENCIAS ................................................................................................................85
7. ANEXOS ..........................................................................................................................87
7.1. ANEXO 1. TABLAS MEDIDAS TOMADAS. ...............................................................87
7.2. ANEXO 2. PLANOS REALIZADOS EN “SOLIDWORKS” ........................................ 113
7.3. ANEXO 3. TABLAS Y CATÁLOGOS DEL MODELO. .............................................. 133
7.4. ANEXO 4. FUNCIÓN DEL CÁLCULO DE LA CONSTANTE DE LOS RESORTES EN
EL PROGRAMA “MATHEMATICA”. ............................................................................... 137
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ÍNDICE DE ILUSTRACIONES: Ilustración 1. Esquema de conjunto simplificado de Common-Rail Bosch. [Berton Formación.
Generalidades Common-Rail]. .............................................................................................14
Ilustración 2. Partes del inyector Common-Rail ....................................................................16
Ilustración 3. Proyector de perfiles .......................................................................................20
Ilustración 4. Proyección de la superficie del Inducido (12) ..................................................21
Ilustración 5. Proyección del contorno de la arandela de la tobera (6). .................................21
Ilustración 6. Proyección del contorno del muelle del solenoide (10) ....................................21
Ilustración 7. Proyección de la superficie del asentamiento del inducido (16). ......................22
Ilustración 8. Proyección del contorno del molde del manguito roscado (8). .........................22
Ilustración 9. Monitor del proyector con la plantilla de acetato. .............................................22
Ilustración 10. Pie de rey ......................................................................................................23
Ilustración 11. Micrómetro de exteriores. ..............................................................................24
Ilustración 12. Micrómetros de interiores. .............................................................................25
Ilustración 13. Silicona Elite Double 8. ..................................................................................27
Ilustración 14. Silicona Elite Double 16. ................................................................................27
Ilustración 15. Molde de la pieza 1. ......................................................................................28
Ilustración 16. Moldes de la pieza 3. .....................................................................................29
Ilustración 17. Moldes de la pieza 8. .....................................................................................29
Ilustración 18. Moldes de la pieza 12. ...................................................................................30
Ilustración 19. Moldes de la pieza 14. ...................................................................................30
Ilustración 20. Detalle 1 de los orificios de la tobera en molde de silicona ............................30
Ilustración 21. Detalle 2 de los orificios de la tobera en molde de silicona ............................31
Ilustración 22. Imagen en microscopio del molde de silicona de la tobera realizada en México
y cedida por José Antonio Soriano de la UCLM....................................................................31
Ilustración 23. Molde de la tobera realizado en "Solidworks" con nuestras medidas.............31
Ilustración 24. Molde de la tobera con las medidas tomadas realizado po "SolidWorks" ......32
Ilustración 25. Molde de la pieza 15. ....................................................................................32
Ilustración 26. Moldes de la pieza 16. ...................................................................................33
Ilustración 27. Moldes de la pieza 17. ...................................................................................33
Ilustración 28. Detalle del molde de la pieza 17. ...................................................................33
Ilustración 29. Ángulo del interior de la tobera medido con rayos X por Cristina Paradella. ..34
Ilustración 30. Ángulo del interior de la tobera representado en "SolidWorks" con las
medidas realizadas con el molde de silicona. .......................................................................35
Ilustración 31. Diámetro 1 del interior de la tobera medido con rayos X por Cristina Paradella.
.............................................................................................................................................35
Ilustración 32. Diámetro 1 del interior de la tobera representado en "SolidWorks" con las
medidas realizadas con el molde de silicona. .......................................................................36
Ilustración 33. Diámetro 2 del interior de la tobera medido con rayos X por Cristina Paradella.
.............................................................................................................................................36
Ilustración 34. Diámetro 2 del interior de la tobera representado en "SolidWorks" con las
medidas realizadas con el molde de silicona. .......................................................................37
Ilustración 35. Orificio de salida de la tobera medido con rayos X por Cristina Paradella. ....37
Ilustración 36. Fresadora con dinamómetro ..........................................................................39
Ilustración 37. Amplificador del dinamómetro. ......................................................................40
Ilustración 38. Plancha de metal con los muelles situada en la fresadora.............................41
Ilustración 39. Diagrama de cajas y bigotes para muelle del solenoide ................................42
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Ilustración 40. Diagrama de cajas y bigotes para muelle de la tobera ..................................42
Ilustración 41, Tipos de extremos de resortes según Shigley [10]. .......................................44
Ilustración 42. Vista en alzado del solenoide. Ilustración 43. Solenoide visto
desde abajo ..........................................................................................................................46
Ilustración 44. Vista desde atrás del solenoide. Ilustración 45.Vista isométrica del
solenoide. .............................................................................................................................47
Ilustración 46. Corte trasversal del solenoide Ilustración 47. Vista inferior del solenoide
.............................................................................................................................................47
Ilustración 48. Alzado del solenoide Ilustración 49. Perfil del solenoide ...............48
Ilustración 50. Imagen de la aguja real 2 Ilustración 51. Imagen de la aguja
real 1 ....................................................................................................................................49
Ilustración 52. Alzado de la aguja Ilustración 53. Isométrica de la aguja ................50
Ilustración 54. Detalle de la punta de la aguja. .....................................................................50
Ilustración 55. Imagen del cuerpo diseccionado Ilustración 56. Detalle del canal de
entrada. ................................................................................................................................51
Ilustración 57. Alzado del cuerpo. Ilustración 58. Corte trasversal del cuerpo .....52
Ilustración 59. Isométrica del cuerpo. ...................................................................................52
Ilustración 60. Planta del cuerpo. Ilustración 61. Vista inferior del cuerpo ...53
Ilustración 62. Pasadores reales. .........................................................................................53
Ilustración 63. Vista isométrica del pasador. .........................................................................54
Ilustración 64. Muelle de la tobera real. ................................................................................55
Ilustración 65. Isométrica del muelle 5. Ilustración 66. Alzado del muelle 5. ...56
Ilustración 67. Arandela de la tobera real. ............................................................................57
Ilustración 68. Vista isométrica de la arandela de la tobera. .................................................57
Ilustración 69. Imagen 2 del émbolo de control real. Ilustración 70. Imagen 1 del émbolo
de control real. .....................................................................................................................58
Ilustración 71. Alzado del émbolo Ilustración 72. Vista isométrica del émbolo
.............................................................................................................................................59
Ilustración 73. Imagen del manguito roscado real. ................................................................60
Ilustración 74. Corte trasversal del manguito roscado Ilustración 75. Alzado del manguito
roscado ................................................................................................................................60
Ilustración 76. Vista isométrica del manguito roscado. .........................................................61
Ilustración 77. Vista isométrica de la arandela del solenoide. ...............................................61
Ilustración 78. Muelle del solenoide real ...............................................................................62
Ilustración 79. Alzado muelle 10 Ilustración 80. Vista isométrica del muelle 10
.............................................................................................................................................62
Ilustración 81. Imagen real de la arandela de calibración. ....................................................63
Ilustración 82. Vista isométrica de la arandela de calibración. ..............................................63
Ilustración 83. Imagen del solenoide real..............................................................................64
Ilustración 84. Corte trasversal del inducido Ilustración 85. Alzado del inducido .....64
Ilustración 86. Vista isométrica del inducido. ........................................................................65
Ilustración 87. Vista inferior del inducido. Ilustración 88. Planta del inducido. ...65
Ilustración 89. Junta tórica real. ............................................................................................66
Ilustración 90. Vista isométrica de la junta tórica. .................................................................66
Ilustración 91. Imagen real de la tobera 2. Ilustración 92. Imagen real de la tobera 1.
.............................................................................................................................................67
Ilustración 93. Corte trasversal de la tobera. Ilustración 94. Alzado de la tobera. .68
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Ilustración 95. Corte trasversal en vista isométrica Ilustración 96. Vista isométrica de
la tobera. ..............................................................................................................................69
Ilustración 97. Detalle orificio de la tobera en "SolidWorks" ..................................................69
Ilustración 98. Husillo de presión real. ..................................................................................70
Ilustración 99. Alzado husillo de presión. Ilustración 100. Corte trasversal del husillo de
presión. ................................................................................................................................70
Ilustración 101. Vista isométrica husillo de presión. Ilustración 102. Corte trasversal
husillo de presión. ................................................................................................................71
Ilustración 103. Imagen guía del inducido real ......................................................................71
Ilustración 104. Corte trasversal de la guía del inducido Ilustración 105. Alzado guía
del inducido ..........................................................................................................................72
Ilustración 106. Vista isométrica de la guía del inducido. ......................................................72
Ilustración 107. Vista inferior de la guía del inducido Ilustración 108. Planta de la guía
del inducido. .........................................................................................................................73
Ilustración 109. Imagen del asentamiento del inducido real. .................................................73
Ilustración 110. Vista isométrica del asentamiento del inducido. ..........................................74
Ilustración 111. Alzado del asentamiento del inducido. ........................................................74
Ilustración 112. Corte trasversal del asentamiento del inducido. ..........................................74
Ilustración 113. Planta asentamiento del inducido. Ilustración 114. Vista inferior del
asentamiento del inducido. ................................................................................................75
Ilustración 115. Vista isométrica de la válvula semiesférica. .................................................75
Ilustración 116. Imagen del conjunto real. ............................................................................76
Ilustración 117. Conjunto completo modelado. .....................................................................77
Ilustración 118. Corte trasversal del conjunto. Ilustración 119. Alzado del
conjunto. ..............................................................................................................................78
Ilustración 120. Detalle del conjunto. ....................................................................................78
Ilustración 121. Vista explosionada del conjunto. .................................................................79
Ilustración 122. Inyector en su posición de reposo. ..............................................................81
Ilustración 123. Inyector abierto. ...........................................................................................83
Ilustración 124. Croquis del solenoide. .................................................................................87
Ilustración 125. Croquis de la aguja......................................................................................88
Ilustración 126. Croquis del exterior del cuerpo. ...................................................................90
Ilustración 127. Croquis del interior del cuerpo. ....................................................................91
Ilustración 128. Croquis del pasador. ...................................................................................94
Ilustración 129. Croquis de un muelle. ..................................................................................95
Ilustración 130. Croquis del émbolo de control. ....................................................................97
Ilustración 131. Croquis del manguito roscado. ....................................................................99
Ilustración 132. Croquis del inducido. ................................................................................. 102
Ilustración 133. Croquis de la junta tórica. .......................................................................... 104
Ilustración 134. Croquis exterior de la tobera. .................................................................... 105
Ilustración 135. Croquis del interior de la tobera ................................................................. 106
Ilustración 136. Croquis del husillo de presión. ................................................................... 108
Ilustración 137. Croquis de la guía del inducido. ................................................................ 109
Ilustración 138. Croquis asentamiento del inducido. ........................................................... 111
Ilustración 139. Tabla 10-5 de Shigley [10] ......................................................................... 133
Ilustración 140. Catálogo de arandelas del catálogo del fabricante Eurodiésel ................... 134
Ilustración 141. Catálogo de la arandela de calibración del fabricante Eurodiésel. ............. 135
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Ilustración 142. Código de las piezas del inyector Denso 16600 del fabricante Flag Portex.
........................................................................................................................................... 136
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ÍNDICE DE TABLAS: Tabla 1. Comparación de resultados ángulos. ......................................................................35
Tabla 2. Comparación del diámetro 1. ..................................................................................36
Tabla 3. Comparación del diámetro 2. ..................................................................................37
Tabla 4. Comparación del orificio de salida. .........................................................................38
Tabla 5. Resumen medidas recogidas para los dos muelles. ...............................................41
Tabla 6. Resumen de valores dados por la función del “Mathematica” para el muelle 5. ......43
Tabla 7. Resumen de valores dados por la función del “Mathematica” para el muelle 10. ....43
Tabla 8. Tabla 1 de medidas del solenoide. .........................................................................87
Tabla 9. Tabla 2 de medidas del solenoide. .........................................................................88
Tabla 10. Tabla 1 de medidas de la aguja. ...........................................................................89
Tabla 11. Tabla 2 de medidas de la aguja. ...........................................................................89
Tabla 12. Tabla 1 de medidas del cuerpo. ............................................................................91
Tabla 13. Tabla 2 de medidas del cuerpo. ............................................................................92
Tabla 14. Tabla 3 de medidas del cuerpo. ............................................................................92
Tabla 15. Tabla 4 de medidas del cuerpo .............................................................................92
Tabla 16. Tabla 5 de medidas del cuerpo. ............................................................................93
Tabla 17. Tabla 6 de medidas del cuerpo. ............................................................................93
Tabla 18. Tabla 7 de medidas del cuerpo. ............................................................................93
Tabla 19. Tabla de medidas del pasador. .............................................................................94
Tabla 20. Tabla de medidas del muelle de la tobera. ...........................................................95
Tabla 21. Tabla de medidas de la arandela de la tobera. .....................................................96
Tabla 22. Tabla 1 de medidas del émbolo de control. ..........................................................97
Tabla 23. Tabla 2 de medidas del émbolo de control. ..........................................................98
Tabla 24. Tabla 3 de medidas del émbolo de control. ..........................................................98
Tabla 25. Tabla 1 de medidas del manguito roscado. ..........................................................99
Tabla 26. Tabla 2 de medidas del manguito roscado. ........................................................ 100
Tabla 27. Tabla 3 de medidas del manguito roscado. ........................................................ 100
Tabla 28. Tabla de medidas del muelle del solenoide. ....................................................... 101
Tabla 29. Tabla de medidas de la arandela de calibración. ................................................ 101
Tabla 30. Tabla 1 de medidas del inducido. ....................................................................... 103
Tabla 31. Tabla 2 de medidas del inducido. ....................................................................... 103
Tabla 32. Tabla 3 de medidas del inducido. ....................................................................... 103
Tabla 33. Tabla de medidas de la junta tórica. ................................................................... 104
Tabla 34. Tabla 1 de medidas de la tobera. ........................................................................ 106
Tabla 35. Tabla 2 de medidas de la tobera. ........................................................................ 107
Tabla 36. Tabla 3 de medidas de la tobera. ........................................................................ 107
Tabla 37.Tabla 1 del husillo de presión. ............................................................................. 108
Tabla 38. Tabla 2 del husillo de presión. ............................................................................ 109
Tabla 39. Tabla 1 de la guía del inducido. .......................................................................... 110
Tabla 40. Tabla 2 de la guía del inducido. .......................................................................... 110
Tabla 41. Tabla 1 del asentamiento del inducido. ............................................................... 111
Tabla 42. Tabla 2 del asentamiento del inducido. ............................................................... 112
Tabla 43. Tabla 3 del asentamiento del inducido. ............................................................... 112
Tabla 44. Tabla 1 de pesos ................................................................................................ 112
Tabla 45. Tabla 2 de pesos. ............................................................................................... 113
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1. INTRODUCCIÓN
La principal motivación de estudio de un inyector Common-Rail se centra en el
aliciente de optimizar los sistemas de inyección de vehículos tanto para el ahorro de
combustible como para la reducción de contaminantes.
Actualmente, el transporte por carretera es una de las principales fuentes de
contaminación atmosférica en Europa ya que se emiten numerosos contaminantes,
especialmente por aquellos que son nocivos como los óxidos de nitrógeno (NOx) y
las partículas (PM10 y PM2.5), según el informe de la AEMA (Agencia Europea del
medio ambiente) de la calidad del aire en Europa en 2018 [1]. Por este motivo cada
vez se realizan más restricciones sobre los contaminantes, haciendo que los
controles de calidad sean cada vez más estrictos.
En resumen, hoy en día se busca la mejora continua de los sistemas de
inyección para optimizarlos de forma que el motor emita el mínimo posible de
contaminantes, tenga un bajo consumo y una rápida respuesta.
Para el estudio de la inyección se suele recurrir a la simulación como método
científico de investigación. Sin embargo, para poder simular su comportamiento, es
necesario conocer la geometría del inyector de antemano ya que influye
directamente en la pulverización del combustible y cómo se mezcla con el aire en la
cámara de combustión.
Por ejemplo, sabemos que la mezcla queda determinada por el número de
chorros y de su dirección, o lo que es lo mismo, del diámetro de los orificios de
salida del combustible y su inclinación. De modo, que un cambio en el número de
agujeros, de su diámetro o de su inclinación afecta a la combustión y a la cantidad
de emisiones contaminantes [2-3].
En conclusión, el estudio geométrico del inyector es el paso previo, necesario y
esencial a la simulación de la inyección que persigue el objetivo de encontrar un
funcionamiento óptimo de estos sistemas, o al menos, mejorar los existentes en la
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actualidad. Además, el estudio geométrico nos permite conocer y entender con más
precisión cómo ocurre la inyección y de qué parámetros depende.
2. SISTEMAS DE INYECCIÓN EN MOTORES DIÉSEL
2.1. Introducción.
En este apartado vamos a describir brevemente el comportamiento de los
distintos sistemas de inyección para motores diésel o MEC (Motores de encendido
por compresión) para ver las diferencias entre los distintos sistemas existentes y así
poder ver la diferencia que presentan frente al más novedoso de ellos, esto es, el
sistema common-rail. Este último sistema, lo analizaremos posteriormente con más
profundidad ya que es nuestro objetivo de estudio.
Dicha tarea se ha llevado a cabo teniendo en cuenta la clasificación en función
del sistema de alta presión, existiendo dos grupos: los que generan la alta presión
de forma síncrona y los que la generan asíncronamente. Son llamados de esta
manera porque en los sistemas síncronos la generación de la presión se produce
independiente en cada cilindro, siguiendo la secuencia del motor de manera
coordinada. En cambio, en los asíncronos, la presión es generada de manera
constante. [4]
No obstante, todos ellos se pueden dividir en 4 subsistemas distintos: el
sistema de baja presión que se encarga de entregar el combustible desde el tanque
donde se encuentra almacenado hasta el sistema de alta presión a través de la
bomba de alimentación, pasando por diferentes filtros en su recorrido. El sistema de
alta presión que consiste en una bomba hidráulica, llamada también bomba de
inyección, que se encarga de aumentar la presión del combustible para llevarlo hacia
el inyector, o hacia el rail. Luego, está el sistema de dosificación que se ocupa de
distribuir el combustible de manera precisa en la cámara de combustión a partir de la
bomba de inyección [5].
El último subsistema se encarga de la regulación y control de los tres
subsistemas anteriores para que trabajen de manera coordinada. En los sistemas
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tradicionales, el control es plenamente mecánico, hidráulico y neumático, mientras
que en los modernos se incluyen controles eléctricos y electrónicos [4].
2.2. Clasificación de los sistemas en función de la alta presión
En general, para la descripción de los distintos sistemas nos hemos basado en
la bibliografía de Bosch [6-7], ya que particularmente, explican detalladamente los
distintos sistemas existentes.
2.2.1. Sistemas síncronos
2.2.1.1 Bombas de inyección en línea
Es uno de los sistemas de inyección diésel más antiguos y se caracteriza por
tener una bomba de inyección que dispone de tantos émbolos como número de
cilindros tenga el motor. Este émbolo, es movido en la dirección de alimentación
(verticalmente) gracias al árbol de levas accionado por el motor y vuelve a su
posición original gracias a un resorte.
De manera que, cuando el émbolo desciende, gracias a la acción del muelle,
se crea una depresión que permite la entrada de combustible en el cilindro. Y
cuando el émbolo vuelve a ascender, accionado por la leva, comprimirá este
combustible, aumentando su presión, de manera que una vez que alcanza la presión
necesaria para vencer la resistencia del muelle de la válvula de admisión, ésta se
abrirá, permitiendo la entrada de combustible a la cámara de combustión [6].
Hoy en día, este tipo de inyección está siendo sustituida por sistemas
regulados con válvulas solenoides (electroválvulas), debido a la demanda de bajas
emisiones contaminantes y bajo consumo [4].
2.2.1.1.1. Bombas de inyección en línea estándar
En las bombas de inyección lineales convencionales, aunque la carrera del
émbolo es invariable, se consigue variar y controlar el caudal de combustible
suministrado gracias a una ranura que tiene el émbolo y al movimiento giratorio de
éste. Dicho giro se consigue mediante un mecanismo corona dentada-cremallera
que puede ser controlado tanto mecánicamente como eléctricamente. [6-7-8].
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2.2.1.1.2. Bombas de inyección en línea con válvula corredera
En este tipo, a diferencia de la convencional, sí se modifica la carrera del
émbolo para controlar el caudal del combustible. Esto es posible mediante una
válvula corredera que desliza sobre el émbolo mediante un eje actuador.
2.2.1.2 Bombas de inyección rotativas
Consiste en el conjunto de la bomba de baja presión, la de alta presión, una
unidad de sincronización y control de velocidad y dosificación [4]. Y al contrario que
las lineales, se caracterizan en que no requieren un émbolo por cada cilindro del
motor, gracias al movimiento rotativo del eje de comando.
Presentan mejores prestaciones, tales como la precisión de inyección y el
tamaño, a las bombas en línea. Además, hoy en día pueden ser controladas con
válvulas solenoides.
2.2.1.2.1. Bombas de inyección distribuidora de émbolo axial
El movimiento rotativo del eje de comando se transmite como un movimiento
de elevación y giro del émbolo a través de un mecanismo de acoplamiento que
dispone de un disco levas. De forma que para cada vuelta del eje de comando, el
émbolo realiza tantas carreras como cilindros tenga el motor. La carrera del émbolo,
pues, se puede regular con una electroválvula de alta presión o mediante una
corredera de regulación [6-7].
2.2.1.2.1. Bombas de inyección distribuidora de émbolo radial.
Esta bomba se caracteriza por utilizar émbolos radiales, en vez de axiales.
Pudiendo tener dos o cuatro émbolos radiales que son accionados por un anillo de
levas.
2.2.1.3 Bombas de inyección individuales
2.2.1.3.1. Unidad bomba inyector
Éstas presentan el mismo funcionamiento que las bombas de inyección en
línea convencionales, con la diferencia de no poseer un árbol de levas propio, es
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decir, para impulsar el émbolo y comprimir así el combustible (para generar la
presión necesaria de inyección) el árbol de levas del motor lleva unas levas
adicionales que accionan unos balancines con cojinetes centrales para impulsar a
los émbolos. Este funcionamiento nos permite variar el ángulo, en vez del avance
como ocurre en las bombas en línea [7].
En comparación con los otros dos sistemas explicados, presentan la ventaja de
conseguir mayores presiones, reduciendo el consumo de combustible y
disminuyendo las emisiones. También pueden ser controlados con electroválvulas.
2.2.1.3.1. Unidad de inyección individual
Es la agrupación de la bomba de inyección junto al inyector, de forma que se
tendrá tantos como cilindros tenga el motor.
El émbolo se acciona mediante un empujador por parte del árbol de levas del
motor, o bien, mediante un balancín.
2.2.1.3.1. Unidad de bomba-tubería-inyector.
Este sistema trabaja igual que la unidad de bomba-inyector pero éstos no
forman una unidad, sino, que se encuentran unidos mediante una tubería.
2.2.2. Sistemas asíncronos
2.2.2.1 Common-Rail
La principal característica de este sistema es que la presión se genera de
manera constante, sin depender del régimen del motor ni del caudal de inyección.
Una vez que la bomba de alta presión aumenta la presión del combustible, éste se
transfiere a un raíl común (common rail) que funciona como acumulador y a veces,
como amortiguador de las oscilaciones de la bomba de alta presión [8].
A partir del raíl, se transfiere el combustible a cada inyector, existiendo un
inyector por cada cilindro del motor. De modo que, el momento de inyección y el
caudal inyectado se calculan en la unidad de control electrónica (ECU). Sin
embargo, no todo el combustible es inyectado, ya que una pequeña cantidad de
combustible es utilizado como pilotaje hidráulico y retorna al depósito inicial.
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14 Escuela Politécnica Superior de Jaén
La presión del raíl también es regulada a través de la ECU, mediante un sensor
que mide la presión del combustible en el raíl, de manera que, si el valor de ésta es
distinto al de consigna, lo ajustará hasta que coincidan. Para ello se abre o se cierra
un orifico de descarga situado en el raíl [8].
Ilustración 1. Esquema de conjunto simplificado de Common-Rail Bosch. [Berton Formación. Generalidades Common-Rail].
3. MODELADO GEOMÉTRICO.
3.1. Introducción
El inyector que vamos a estudiar corresponde al modelo Denso 16600-BN800-
07Q00017, equivalente para el fabricante de coches NISSAN.
Para el diseño 3D del inyector hemos utilizado el programa “SolidWorks” en la
versión 2017, un software CAD que nos permite reproducir a la perfección el modelo
real.
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Para realizar dicha tarea, es necesario conocer de antemano la geometría del
inyector, por ello ha sido necesario desmontar el inyector e incluso cortar ciertas
partes de éste. Cada pieza del inyector será medida individualmente y realizada en
CAD, para luego, realizar el ensamblaje del conjunto.
Las partes del inyector se muestran a continuación, donde la mayoría de los
nombres han sido recopilados de diversas bibliografías en español [6-7-8-10], otros
traducidos, de la manera que creemos más lógica y correcta, del inglés [9] y
finalmente, algunos de la manera más intuitiva que hemos encontrado.
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16 Escuela Politécnica Superior de Jaén
Ilustración 2. Partes del inyector Common-Rail
Solenoide /
Solenoid
(1)
Tobera / Nozzle
(14)
Pasadores / pins
(4)
Manguito roscado /
Nozzle Cup Nuts
(8)
Aguja / Needle
(2)
Husillo de presión /
Pressure spindle
(15)
Arandela de
calibración / Calibrate
Shim
(15)
Muelle de la
tobera / Nozzle
spring
(5)
Arandela del solenoide
/ Solenoid Shim (9)
Émbolo de control /
Command piston
(7)
Cuerpo / Body
(3)
Junta tórica / O-ring
(13)
Arandela de la
tobera / Nozzle
shim (6)
Muelle del
soleniode /
Solenoid Spring
(10) Inducido / Solenoid
Valve
(12)
Asentamiento del
inducido / Valve
seat
(17)
Guía del inducido/ Valve
seat retaining nut
(16)
Válvula semiesférica/ Valve
seat retaining nut
(18)
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Las distintas dimensiones geométricas de cada pieza han sido medidas un total
de diez veces para así calcular su media aritmética, siendo ésta igual a:
∑
(Fórmula 1)
Donde, n correspondería al número de observaciones y a cada valor
recogido.
No obstante, sabemos que el valor de la medida no está completo hasta que le
acompaña su incertidumbre, es decir, la variabilidad de las muestras obtenidas. Por
esta razón, también es necesario hallarla.
Esta incertidumbre sería de tipo A ya que la estimamos estadísticamente a
partir de las muestras obtenidas, y se calcularía con la desviación típica
experimental, siendo ésta la dispersión de las medidas alrededor de su media. [12]
( ) √
∑( )
(Fórmula 2)
Todas las medidas se recogen en el Anexo 1 junto a su croquis
correspondiente.
3.2. Herramientas de medida
En este apartado analizamos las diferentes herramientas utilizadas para la
medición de las distintas piezas que componen el inyector. Para ello, vamos a
conocer su incertidumbre y su resolución.
La incertidumbre en este caso, al contrario que el tipo A, no es debida a las
observaciones repetidas, sino al propio aparato, y es llamada incertidumbre tipo B.
Dicha incertidumbre vamos a evaluarla dependiendo de los datos que conozcamos.
Si conocemos la resolución de la herramienta, definida como la mínima
variación de la magnitud medida que da lugar a una variación perceptible de la
indicación de dicho valor, la estimaremos a partir de la siguiente fórmula:
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( )
√
(Fórmula 3)
Y si conocemos la incertidumbre expandida U(p) dada por el fabricante, la
estimaríamos como:
( ) ( )
(Fórmula 4)
Dicha incertidumbre define un nivel de confianza para una distribución normal,
siendo k el factor de dicha distribución y siendo los valores más habituales los de
1,64 para el 90% de confianza, 1,96 para el 95% y 2,58 para el 99% [12].
El principal aparato utilizado ha sido un proyector de perfiles (V-10AD/ V-10ª de
Nikon) aunque también hemos usado otras herramientas como un pie de rey o
micrómetros.
Además de medir la geometría, también hemos pesado cada una de las piezas
con una balanza que logra medir hasta 0,01 g. Sin embargo, algunas de ellas no
hemos podido pesarlas, concretamente, el cuerpo (3) ya que al usar métodos
destructivos de corte para poder medir su interior no contamos con el material
perdido, la válvula semiesférica (18) ya que fue extraviada al igual que la arandela
del solenoide (9). Sin embargo sí hemos podido pesar el conjunto entero.
Todos los pesos se encuentran recogidos en el anexo 1.
3.2.1 Proyector de Perfiles.
Es un instrumento de medición óptica que posee una lente de proyección para
reflejar, de forma aumentada, la superficie o contorno de la pieza en su monitor.
Dicho monitor tiene en su centro un eje de coordenadas para saber siempre
donde está tu origen y cuánto se ha desplazado la pieza, gracias al movimiento de la
base sobre la que descansa, y así poder medirla.
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19 Escuela Politécnica Superior de Jaén
Como ya hemos mencionado, podemos tanto visualizar la superficie como
solamente el contorno de la pieza gracias a las distintas luces que presenta y a que
cada lente posee en su interior un espejo interno semirreflectante.
En nuestro caso, solo trabajamos con lentes de 20 o 50 aumentos ya que no
disponemos de más, consiguiendo así ver el tamaño 20 o 50 veces más grande al
real. Sin embargo, en el mercado podemos encontrar más tipos de lentes desde un
aumento de 5 hasta 500.
Además, con este aparato, aparte de poner medir distancias en x e y, somos
capaces de medir ángulos. Las distancias se miden en milímetros, llegando a medir
hasta la micra, y para los ángulos solo llega a medir dos decimales. Por ello, la
resolución de las longitudes será de 0,001 mm, mientras que la resolución para los
ángulos será de 0,01º.
Su incertidumbre expandida se indica en su certificado de calibración [13],
siendo de U95 = 8 µm para el eje x y 5 µm para el eje y. Por tanto la incertidumbre
para el eje x será de ±4 µm y para el eje y, de ±3 µm.
Su composición básica es la siguiente:
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Ilustración 3. Proyector de perfiles
A continuación, se presentan algunas fotografías tomadas mientras medíamos
alguna pieza.
Lente
Monitor
Interruptores de
Iluminación
3 Situaciones posibles:
-En medio: Apagado
-A la derecha: Iluminación
Brillante
-A la izquierda: Iluminación
Normal
Pantalla digital
para la
visualización
de ángulos
Pantalla digital
para la
visualización
de x e y
Manivela
para
moverse en
el eje x
Manivela para
moverse en el eje y
Clip
Manivela para
enfoque
Base Protector
Manivela para
moverse
angularmente
Luz para la
visualización de
superficies
Luz para la
visualización de
contornos
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Ilustración 4. Proyección de la superficie del Inducido (12)
Ilustración 6. Proyección del contorno del muelle del solenoide (10)
Ilustración 5. Proyección del contorno de la arandela de la tobera (6).
Ilustración 6. Proyección del contorno del muelle del solenoide (10).
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Ilustración 7. Proyección de la superficie del asentamiento del inducido (16).
Ilustración 8. Proyección del contorno del molde del manguito roscado (8).
Para medir radios y diámetros nos ayudamos con una plantilla de acetato, a la
que le dibujamos varios círculos concéntricos de distintos tamaños de manera que
situamos el centro de los círculos en el origen de coordenadas.
Ilustración 9. Monitor del proyector con la plantilla de acetato.
3.2.2 Pie de rey
Es un instrumento de medición que permite determinar distancias exteriores,
interiores y profundidades, consistiendo en una regla de acero graduada fija que se
Ilustración 7. Proyección del contorno del molde del manguito roscado (8).
Ilustración 8. Proyección de la superficie del asentamiento del inducido (16).
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corresponde con la escala principal y sobre la que desliza una regla móvil que se
corresponde con la escala auxiliar.
Su resolución sería igual a 1/m, siendo m el número de divisiones de la regla
móvil. En nuestro caso, al tener 50 divisiones, tendría una resolución de 0,02 mm. Al
no disponer de su certificado de calibración, estimaremos su incertidumbre debido a
su resolución, resultando de ± 0.01 mm.
Ilustración 10. Pie de rey
3.2.3 Micrómetro de exteriores
Es un instrumento de medición que mensura longitudes que necesitan de una
gran precisión. Tiene un extremo móvil que se aleja o se acerca al extremo fijo al
hacer girar el tambor, que hace girar a su vez a la escala móvil, de manera que se
aleja o se acerca a la escala fija, mostrándonos el valor de la medida.
Nuestro micrómetro de exterior utilizado ha sido uno de platillos, nombre que
recibe debido a que sus extremos característicos. Tiene una resolución de 0,02 mm
al tener cincuenta divisiones. Como no disponemos de su certificado de calibración,
hallaremos su incertidumbre al igual que antes, es decir, a partir de la resolución,
siendo pues, de ±0.01 mm.
Regla fija
Regla móvil
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Ilustración 11. Micrómetro de exteriores.
3.2.4 Micrómetro de interiores
Sirve para medir diámetros interiores. Su funcionamiento es idéntico al
micrómetro de exterior explicado en el apartado anterior, con la única diferencia de
que sus extremos han sido sustituidos por un solo extremo al cual le sobresalen
unas patillas según gira el tambor.
Los micrómetros usados tienen una resolución de 0,001 mm al tener cien
divisiones en su escala. Y como su certificado de certificación nos indica que U95 = 2
µm, tendrá una incertidumbre de ± 1 µm.
Tambor
Platillos
Escala fija Escala móvil
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25 Escuela Politécnica Superior de Jaén
Ilustración 12. Micrómetros de interiores.
3.3. Método de la silicona.
3.3.1. Introducción
Ante la dificultad de ver la geometría interior de ciertas piezas, y por ello, la
imposibilidad de medirlas con instrumentos de medición óptica, tal y como
estábamos mensurando el exterior, decidimos usar herramientas convencionales de
medida.
Sin embargo, de esta manera tampoco fuimos capaces de medir correctamente
las piezas interiormente, ya que la mayoría de éstas presentan una geometría
bastante compleja y unas dimensiones ínfimas como para poder medirlas mediante
las herramientas disponibles.
También pensamos en la posibilidad de cortar las piezas por la mitad, ya que
en otras piezas habíamos optado por esta técnica destructiva, pero conociendo la
dificultad que presenta esta técnica ante el hecho de realizar un corte recto y sin
comerse ninguna zona importante para la medida correcta de la pieza y ante la
dureza presentada de los materiales, decidimos no optar por este método ya que era
prácticamente imposible realizarlo con éxito en las piezas que deseábamos medir.
Por este motivo, decidimos utilizar una novedosa técnica basada en el uso de
la silicona, según se explica en el artículo “NEW TECHNIQUE FOR
Escala móvil
Escala fija
Patilla
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26 Escuela Politécnica Superior de Jaén
DETERMINATION OF INTERNAL GEOMETRY OF A DIESEL NOZZLE WITH THE
USE OF SILICONE METHODOLOGY” [14], publicado por la revista “Experimental
techniques”.
En el artículo, realizan un molde de silicona para poder medir interiormente la
tobera de un inyector, una de la geometrías más importantes a la hora de
caracterizar un inyector, ya que es la encargada de pulverizar el combustible a
través de unos orificios apenas perceptibles a la vista, de ahí la complejidad para
medirlos y la importancia de conocer dichos diámetros, así como su inclinación para
conocer la dirección del chorro.
Así, en dicho artículo podemos ver visualmente el éxito de resultados
obtenidos, los cuales han sido correctamente validados según se explica de dos
maneras distintas: una comparando la medida del orificio del modelo con el real, y la
otra, comparando la geometría de dos moldes distintos, obteniendo en ambos casos
errores despreciables.
Además, existen también otros estudios que también han utilizado esta técnica
para medir la tobera interiormente, obteniendo de la misma manera unos resultados
satisfactorios, validando así este método como correcto [15-16].
No obstante, nosotros también vamos a verificar nuestras propias mediciones y
así validar por nosotros mismos dicha técnica. Para ello vamos a contrastar nuestros
resultados con los obtenidos mediante rayos X.
Cabe destacar, que a la hora de medir los moldes de silicona, solo podrán ser
medidos con instrumentos de medición óptica, en nuestro caso, con proyector de
perfiles. Esto es debido a que las demás herramientas de medidas convencionales
(por ejemplo el pie de rey o los micrómetros), que necesitan de contacto para
mensurar, resultan inútiles ya que el molde, al ser de un material muy elástico, se
deforma fácilmente al presionar sobre él, por ello nunca mediríamos sobre el molde
real, sino sobre uno distorsionado.
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27 Escuela Politécnica Superior de Jaén
3.3.2. Procedimiento
Las siliconas utilizadas han sido de adición para la duplicación en laboratorio,
comúnmente utilizadas en odontología. Específicamente, hemos usado la silicona:
“Elite double 8” y “Elite double 16” junto a sus respectivos catalizadores del
fabricante Zhermack.
Ilustración 14. Silicona Elite Double 16.
Ambas se diferencian en la elasticidad y en el tiempo de secado que presentan,
siendo la 8 mucho más elástica que la 16 y tardando más tiempo en secarse.
Los pasos a seguir para la elaboración de los moldes son los siguientes:
Primero limpiamos la pieza deseada en profundidad para eliminar cualquier
resto de residuos de combustible o cualquier partícula que impida la reproducción
exacta de la geometría interna. Para ello, sometemos la pieza a un baño de
ultrasonidos, metiendo la pieza en un recipiente con acetona, y no directamente
sobre el agua, ya que esto podría provocar la oxidación de la pieza.
Una vez limpia, pasamos a elaborar la silicona, para lo cual, tenemos que
mezclar la base (fluido de color) con su respectivo catalizador (fluido blanco) en una
relación 1:1, es decir, la misma cantidad de ambos productos, removiendo la mezcla
durante 1 minuto.
Luego, vertemos la mezcla dentro del orificio deseado a medir y dejamos que
repose hasta que esté completamente seca. El tiempo de secado viene indicado en
Ilustración 13. Silicona Elite Double 8.
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28 Escuela Politécnica Superior de Jaén
cada envase, siendo de diez minutos para el “Elite Double 16” y veinte minutos para
la otra silicona una vez realizada la mezcla de los componentes.
Para poder verter de manera óptima la mezcla en cavidades de compleja
geometría y de dimensiones minúsculas, nos hemos ayudado de una jeringuilla con
aguja para así asegurarnos que la silicona llegue bien a todos los recovecos del
interior. Sin embargo, hay que tener especial cuidado al succionar la mezcla de no
aspirar aire, ya que puede dar lugar a formación de burbujas, situación que hay que
intentar evitar lo máximo posible.
Una vez secada la silicona, solo queda extraer el molde obtenido tirando de él
o con ayuda de algún objeto para hacer palanca. Si se complica la extracción de la
pieza, uno puede ayudarse empujando al molde con aire comprimido.
3.3.3 Moldes realizados
Las partes medidas con dicho método han sido las siguientes:
Solenoide (1):
Ilustración 15. Molde de la pieza 1.
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Cuerpo (3):
Ilustración 16. Moldes de la pieza 3.
Manguito roscado (8):
Ilustración 17. Moldes de la pieza 8.
Inducido (12):
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30 Escuela Politécnica Superior de Jaén
Ilustración 18. Moldes de la pieza 12.
Tobera (14):
Ilustración 19. Moldes de la pieza 14.
Ilustración 20. Detalle 1 de los orificios de la tobera en molde de silicona
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31 Escuela Politécnica Superior de Jaén
Ilustración 21. Detalle 2 de los orificios de la tobera en molde de silicona
Ilustración 22. Imagen en microscopio del molde de silicona de la tobera realizada en México y cedida por José Antonio Soriano de la UCLM.
Ilustración 23. Molde de la tobera realizado en "Solidworks" con nuestras medidas.
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32 Escuela Politécnica Superior de Jaén
Ilustración 24. Molde de la tobera con las medidas tomadas realizado po "SolidWorks"
Husillo de presión (15):
Ilustración 25. Molde de la pieza 15.
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33 Escuela Politécnica Superior de Jaén
Guía del inducido (16):
Ilustración 26. Moldes de la pieza 16.
Asentamiento del inducido (17):
Ilustración 27. Moldes de la pieza 17.
Ilustración 28. Detalle del molde de la pieza 17.
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34 Escuela Politécnica Superior de Jaén
3.3.4 Conclusiones
Para validar dicha técnica y ver la veracidad de ésta, vamos a comparar la
geometría interior de la tobera medida por nosotros utilizando el molde de silicona
con los datos obtenidos mediante un estudio de rayos X realizado en el Museo de
Ciencias Naturales de Madrid por Cristina Paradella.
En total, se van a comparar 4 medidas distintas del interior de ésta,
correspondientes con: el diámetro del orificio, un ángulo y dos diámetros distintos.
A continuación, se muestran las fotos tomadas del ensayo de rayos X y de la
pieza realizada en CAD con las medidas tomadas a partir del método de la silicona.
Ilustración 29. Ángulo del interior de la tobera medido con rayos X por Cristina Paradella.
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35 Escuela Politécnica Superior de Jaén
Ilustración 30. Ángulo del interior de la tobera representado en "SolidWorks" con las medidas realizadas con el molde de silicona.
TÉCNICA DE LA SILICONA RAYOS X ERROR ABSOLUTO (%)
59,26 ± 0,16 59,30 0,07251265
Tabla 1. Comparación de resultados ángulos.
Ilustración 31. Diámetro 1 del interior de la tobera medido con rayos X por Cristina Paradella.
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36 Escuela Politécnica Superior de Jaén
Ilustración 32. Diámetro 1 del interior de la tobera representado en "SolidWorks" con las medidas realizadas con el molde de silicona.
TÉCNICA DE LA SILICONA RAYOS X ERROR ABSOLUTO (%)
3,914 ± 0,005 4,01702 2,57454531
Tabla 2. Comparación del diámetro 1.
Ilustración 33. Diámetro 2 del interior de la tobera medido con rayos X por Cristina Paradella.
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Ilustración 34. Diámetro 2 del interior de la tobera representado en "SolidWorks" con las medidas realizadas con el molde de silicona.
TÉCNICA DE LA SILICONA RAYOS X ERROR ABSOLUTO (%)
3,889 ± 0,004 4,00027 2,77156292
Tabla 3. Comparación del diámetro 2.
Ilustración 35. Orificio de salida de la tobera medido con rayos X por Cristina Paradella.
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Ilustración 35. Orificio de salida de la tobera representado en "SolidWorks" con las medidas realizadas con el molde de silicona.
TÉCNICA DE LA SILICONA RAYOS X ERROR ABSOLUTO (%)
0,146 ± 0,003 0,14697 0,660
Tabla 4. Comparación del orificio de salida.
A la vista de los resultados obtenidos, podemos concluir que es un buen
método de medición debido a que los errores obtenidos han sido muy bajos, todos
por debajo del 3%.
En consecuencia, podemos afirmar que esta técnica es eficiente para medir
interiores, presentando, además, diversas ventajas frente a otros métodos para
medir geometrías internas. Es una técnica no destructiva, con la que podemos evitar
seccionar la pieza para conocer su interior, además es un método mucho más
económico y asequible que un equipo de rayos X.
3.4. Cálculo de la constante elástica de los resortes.
3.4.1 Introducción
Basándonos en la ley de Hooke, que relaciona la fuerza ejercida por el resorte
con su variación de longitud, vamos a hallar la constante elástica de cada muelle. La
expresión de la ley de Hooke para muelles es la siguiente:
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39 Escuela Politécnica Superior de Jaén
(Fórmula 5)
Para calcular dicho cociente vamos a realizar una serie de ensayos, que
consisten en hallar la fuerza y la deformación del muelle. Para ello, vamos a
comprimir el muelle con una fresadora.
A pesar de que la fresadora es una máquina de arranque de viruta que usa una
herramienta de corte para generar un plano o superficie recta [17], nosotros la
vamos a usar, manualmente, para solamente provocar la fuerza de compresión
sobre el muelle, bajando la herramienta en el eje vertical. Gracias a la fresadora
también conoceremos la deformación del muelle, ya que en todo momento nos
indica cuánto ha bajado la herramienta.
Ilustración 36. Fresadora con dinamómetro
La fuerza será medida gracias a un dinamómetro que consiste en un
instrumento de medida de fuerza conectado a la fresadora.
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40 Escuela Politécnica Superior de Jaén
Ilustración 37. Amplificador del dinamómetro.
Para realizar el ensayo, primero de todo realizamos una base, que contendrá a
los resortes, para que, a la hora de comprimirlos, no salgan despedidos y así ser
capaces de medir bien y evitar posibles accidentes.
Esta base consiste en una plancha de metal, a la que se le ha realizado un
orificio para cada muelle, de diámetro algo superior al de dicho muelle para que
exista algo de holgura entre el muelle y la pared de metal, y que así no haya
rozamiento, y por tanto, una fuerza resistente que afecte al cálculo.
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41 Escuela Politécnica Superior de Jaén
Ilustración 38. Plancha de metal con los muelles situada en la fresadora.
Para distintas posiciones de la fresadora, mediremos un total de 10 veces la
fuerza soportada por el muelle.
3.4.2 Resultados y conclusiones.
Una vez recogidas todas las medidas, hemos calculado la media de la fuerza
(F) para cada deformación () a la que ha sido sometida el muelle.
Los resultados obtenidos han sido:
MUELLE 5 MUELLE 10
δ (mm) F media (N) δ (mm) F media (N)
0,5 8,8 0,5 11
1 26 1 24
1,5 43,7 1,5 38
2 61,7 2 52
2,5 76,7 2,5 65
3 75
3,5 88
Tabla 5. Resumen medidas recogidas para los dos muelles.
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42 Escuela Politécnica Superior de Jaén
Ilustración 39. Diagrama de cajas y bigotes para muelle del solenoide
Ilustración 40. Diagrama de cajas y bigotes para muelle de la tobera
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43 Escuela Politécnica Superior de Jaén
Luego, con ayuda del programa “Mathematica” en la versión 2010, hemos
calculado la regresión lineal de los datos obtenidos para cada muelle, así como su
incertidumbre. La función utilizada en “Mathematica” está explicada en el anexo 4.
Para el muelle 5, hemos obtenido que:
Valor del
parámetro Incertidumbre t-Estadístico P-valor
1 k
Tabla 6. Resumen de valores dados por la función del “Mathematica” para el muelle 5.
Como observamos, el p-valor del parámetro independiente nos ha salido
superior al 0,05, lo que significará que dicho parámetro no es significativo.
La incertidumbre de la regresión ha sido de 0,00041.
Por otro lado, para el muelle del solenoide (10), nos ha resultado que:
Valor del
parámetro Incertidumbre t-Estadístico P-valor
1
k
Tabla 7. Resumen de valores dados por la función del “Mathematica” para el muelle 10.
Tal y como antes, el p-valor del termino independiente es mayor a 0,05, por lo
que su valor no puede ser tomado como significativo.
La incertidumbre de la regresión lineal es de 0,0041.
Concluimos con que la constante elástica del muelle 5 es de
y
la del muelle del solenoide (10),
.
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44 Escuela Politécnica Superior de Jaén
Ahora que conocemos la constante de elasticidad, podemos estimar el material
del que estará compuesto cada muelle conociendo su módulo de elasticidad
trasversal (G) que nos serán posible hallar a partir de la siguiente fórmula
desarrollada en el libro “Diseño en Ingeniería Mecánica” de Shigley [18]:
(Fórmula 6)
Siendo N, el número de espiras totales, D el diámetro medio del muelle y d, el
diámetro del alambre.
Según el libro de Shigley [18], nuestros resortes se corresponden con unos
resortes helicoidales de compresión con extremos planos y esmerilados por lo que,
para nuestro estudio, N será la suma del número de espiras activas más dos.
Resultando que N=15 para el muelle del solenoide (10) y N=10 para el muelle de la
tobera (5).
Ilustración 41, Tipos de extremos de resortes según Shigley [10].
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45 Escuela Politécnica Superior de Jaén
Así despejamos G para ambos muelles:
Según la tabla 10-5 del libro de Shigley, añadida en el anexo 3 de tablas,
donde se resume los materiales más utilizados en resortes, el material que más se
aproxima para ambos resortes es el acero inoxidable 17-7PH, con una G de 75,8
GPa.
3.5. Descripción y Modelado 3D.
Como ya hemos mencionado anteriormente, modelamos el inyector en 3D
mediante el sistema CAD SolidWorks en la versión del 2017.
Para ello, primero presentamos cada pieza individualmente, una vez conocida
la totalidad de su geometría, para luego hacer el ensamble del conjunto.
Los planos de cada pieza y del ensamblaje se encuentran en el Anexo 2.
En este apartado también describiremos cada pieza sin entrar en profundidad
en el funcionamiento del inyector, ya que esa tarea será explicada en otro apartado
posterior, una vez que conozcamos todas las piezas y el conjunto de éstas.
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1. Solenoide.
Ilustración 42. Vista en alzado del solenoide. Ilustración 43. Solenoide visto desde abajo
Se corresponde con un dispositivo que utiliza un electroimán para atraer hacia
ella otra pieza que conforma el inyector, el inducido (12), para así controlar el flujo de
combustible, impidiendo o permitiendo el paso de éste hacia ciertas zonas según si
está activada o no.
Como la rama de la electricidad no es objetivo de estudio en este trabajo, ya
que nuestro máximo interés es conocer cómo funciona el inyector y por donde
transcurre el flujo, no hemos modelado ni estudiado dicha parte. Por ello, solo
hemos modelado las zonas visibles y medibles. Debido a esto, la parte exterior que
no es de gran interés ha sido medida solamente con un pie de rey. La parte interior
que se ha podido reproducir con la técnica de la silicona sí ha sido medida en más
profundidad con el proyector de perfiles.
Sin embargo, aunque no lo hayamos modelado, sabemos que en su interior se
encuentra una bobina formada por alambre enrollado que es la encargada de crear
el campo magnético cuando por ella circula una corriente eléctrica. La corriente
eléctrica tendrá que suministrarse en el momento exacto para dar comienzo a la
inyección y finalizarla en el tiempo correcto. Entonces, será activada o desactivada
adecuadamente gracias a la unidad de control electrónica (ECU).
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A continuación, se muestra el resultado del modelado con las vistas más
interesantes.
Ilustración 44. Vista desde atrás del solenoide. Ilustración 45.Vista isométrica del solenoide.
Ilustración 46. Corte trasversal del solenoide Ilustración 47. Vista inferior del solenoide
Electroimán
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Ilustración 48. Alzado del solenoide Ilustración 49. Perfil del solenoide
Para la realización de esta pieza, hemos utilizado operaciones básicas. Primero
hemos extruido un hexágono, y luego con la función “corte de revolución” con un
croquis triangular le hemos dado la forma inclinada en sus extremos. Sobre este
hexágono, ya cortado, hemos hecho una “extrusión por revolución” para realizar las
partes cilíndricas. La parte superior ha sido realizada con distintas extrusiones y
cortes.
Por último hemos hecho varios cortes con perfiles circulares para conseguir el
interior y un roscado, donde se roscará con el cuerpo del inyector (3).
Terminal de la
resistencia de
corrección [21]
Terminal del
solenoide [21]
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49 Escuela Politécnica Superior de Jaén
2. Aguja
Ilustración 50. Imagen de la aguja real 2 Ilustración 51. Imagen de la aguja real 1
Es la pieza encargada de permitir o no el paso del combustible hacia los
orificios de salida. Por ende, la geometría de su punta es un factor de gran
importancia ya que influye en el pulverizado del flujo y es un dato necesario a
conocer para la simulación del inyector.
A continuación, se muestra el modelo realizado junto con los nombres de las
distintas zonas de las piezas [6].
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Ilustración 52. Alzado de la aguja Ilustración 53. Isométrica de la aguja
Ilustración 54. Detalle de la punta de la aguja.
Esta pieza simplemente se ha modelado con la operación de “revolución de
saliente/base“; una vez dibujado el perfil de la pieza en el plano alzado lo hacemos
girar sobre su eje de ordenadas, obteniendo así una pieza con volumen.
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3. Cuerpo
Ilustración 55. Imagen del cuerpo diseccionado Ilustración 56. Detalle del canal de entrada.
El cuerpo es el grueso del inyector que contendrá a un pistón en su interior.
Además, tiene otros dos orificios que se corresponden con la entrada y el retorno del
combustible.
Ha resultado ser la pieza con más mediciones debido a su complicada
geometría, tanto interior como exterior. Por ello, en el plano de esta pieza (anexo 2)
solo vendrán contenidas las cotas más importantes: todo el interior y las cotas de
importancia del exterior. Ya que ante la inmensidad de cotas del exterior, no cabrían
en un solo plano y debido a la inexistente importancia de ellas en este trabajo no
vemos oportuno considerarlas en los planos.
No obstante, en las tablas de medidas (anexo 1) sí aparecen todas las medidas
tomadas con su croquis correspondiente a mano alzada.
Las vistas más importantes son:
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Ilustración 57. Alzado del cuerpo. Ilustración 58. Corte trasversal del cuerpo
Ilustración 59. Isométrica del cuerpo.
Canal
de
entrada
Canal
de
retorno
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Ilustración 60. Planta del cuerpo. Ilustración 61. Vista inferior del cuerpo
Principalmente, esta pieza ha sido creada con la función “revolución de
saliente/base“, a la que se le han realizado los orificios con cortes por barrido.
Luego, se han extruido/cortado las partes necesarias y añadidas las diferentes
roscas que presentaba.
4. Pasadores
Ilustración 62. Pasadores reales.
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Sirven de guía para que dos piezas sin unir se encuentren en la posición
correcta y no se muevan.
En total el inyector tiene 4 pasadores, dos para unir el cuerpo (3) con la tobera
(14) y otros dos para unir el cuerpo con el asentamiento del inductor (17).
Ilustración 63. Vista isométrica del pasador.
Para esta pieza solo hemos usado la función “revolución de saliente/base“.
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5. Muelle de la tobera
Ilustración 64. Muelle de la tobera real.
Tal y como hemos explicado en el apartado de cálculo de la constante elástica,
consiste en un resorte helicoidal de compresión con extremos planos y esmerilados
de acero inoxidable 17-7PH. Siendo su constante de elasticidad, k de 31 ± 1,183
N/mm.
Este muelle es comprimido por el husillo de presión (15) cuando la aguja se
eleva, almacenado energía que será liberada cuando la presión sobre el émbolo (7)
(la que hay en la cámara de presión) sea mayor que hay que en la cámara de
presión de la tobera (14), es decir, momento en que la aguja (2) desciende hasta su
posición de reposo.
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Ilustración 65. Isométrica del muelle 5. Ilustración 66. Alzado del muelle 5.
Para el modelado de esta pieza hemos creado una hélice que será el recorrido
que seguirá un perfil circular del diámetro del alambre gracias a la operación de
“Saliente/Base salida”. Luego, para conseguir los extremos esmerilados y planos
hemos realizado unos cortes tanto en la parte inferior como en la superior.
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6. Arandela de la tobera.
Ilustración 67. Arandela de la tobera real.
Esta arandela sirve para que el muelle de la tobera (5) tenga mayor superficie
de apoyo en uno de sus extremos.
Ilustración 68. Vista isométrica de la arandela de la tobera.
Esta pieza solo ha necesitado de una extrusión.
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7. Émbolo de control
Ilustración 69. Imagen 2 del émbolo de control real. Ilustración 70. Imagen 1 del émbolo de control real.
Es un vástago que, en su posición de reposo, se encarga de presionar a la
aguja (2) y así cerrar los orificios de salida del combustible.
Sin embargo, cuándo la presión sobre éste es inferior a que la que se ejerce en
reborde de apoyo de presión de la aguja (2), éste se elevará junto a ella.
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Ilustración 71. Alzado del émbolo Ilustración 72. Vista isométrica del émbolo
Dicha pieza, igual que la mayoría, ha sido conformada con la operación
“revolución saliente/base”.
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8. Manguito roscado
Ilustración 73. Imagen del manguito roscado real.
Es la pieza de unión entre la tobera (14) y el cuerpo (3).
Ilustración 74. Corte trasversal del manguito roscado Ilustración 75. Alzado del manguito roscado
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Ilustración 76. Vista isométrica del manguito roscado.
9. Arandela del solenoide
Igual que la arandela anterior (6) sirve para que un muelle tenga mayor
superficie de apoyo, en este caso, el muelle del solenoide (10). Y ha sido modelada
de la misma manera que la otra arandela (6).
Ilustración 77. Vista isométrica de la arandela del solenoide.
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10. Muelle del inductor.
Ilustración 78. Muelle del solenoide real
El electroimán que contiene el solenoide (1) funciona como un imán de menos
intensidad cuando no circula corriente por él, por lo que el inductor (12) se queda
pegado a éste, aunque no esté activado el solenoide. Debido a este hecho, es
necesaria la existencia de este resorte que ejerce una fuerza, al estar comprimido,
sobre el inductor (12) y lo empuja a su posición de reposo.
Ilustración 79. Alzado muelle 10 Ilustración 80. Vista isométrica del muelle 10
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63 Escuela Politécnica Superior de Jaén
Igual que el resorte anterior, es uno de compresión helicoidal con extremos
planos y esmerilados de acero inoxidable 17-7PH, con una constante k de 25,37 ± -
0,66 N/mm, estos datos quedan desarrollados en el apartado del cálculo de la
constante del muelle (apartado 3.4).
Este muelle se ha creado igual que al muelle 5.
11. Arandela de calibración
Ilustración 81. Imagen real de la arandela de calibración.
Ayuda a sellar mejor la unión roscada entre el cuerpo (3) y el solenoide (4). Y
ha sido creada con una simple extrusión.
Ilustración 82. Vista isométrica de la arandela de calibración.
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64 Escuela Politécnica Superior de Jaén
12. Inducido
Ilustración 83. Imagen del solenoide real.
Es la pieza que es atraída por el electroimán del solenoide (1), de forma que
cuando se activa éste se le queda pegada, dejando al flujo de combustible fluir hacia
el conducto de retorno. En su posición de reposo no permite que el flujo vaya a este
retorno.
Además, en su extremo inferior tiene una cavidad donde se encuentra la
válvula semiesférica (18).
Ilustración 84. Corte trasversal del inducido Ilustración 85. Alzado del inducido
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65 Escuela Politécnica Superior de Jaén
Ilustración 86. Vista isométrica del inducido.
Ilustración 87. Vista inferior del inducido. Ilustración 88. Planta del inducido.
El extremo inferior ha sido creado con la operación de siempre, es decir, la de
“revolución saliente/base”. Y el extremo superior con distintas extrusiones y cortes.
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66 Escuela Politécnica Superior de Jaén
13. Junta tórica
Ilustración 89. Junta tórica real.
Al igual que la anilla de calibración (11) sirve para dar sello a la unión roscada
del cuerpo (3) con el solenoide (1). Ha sido creada con la operación de “barrido”.
Ilustración 90. Vista isométrica de la junta tórica.
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67 Escuela Politécnica Superior de Jaén
14. Tobera
Ilustración 91. Imagen real de la tobera 2. Ilustración 92. Imagen real de la tobera 1.
Como hemos mencionado anteriormente, es una de las piezas más
importantes del inyector, ya que en su extremo inferior tiene los orificios que
permiten la salida del combustible cuando la aguja (2), que se encuentra contenida
en su interior, se eleva debido a que la fuerza ejercida por el combustible en la
cámara de presión, es superior que la ejercida sobre el émbolo de control (7).
Concretamente, este inyector tiene 7 orificios cónicos, por lo que no existirá un
salto brusco de presiones a la entrada de éstos y darán lugar a una variación
gradual tanto de la presión como de la velocidad [19]. Además, se reduce el efecto
de la cavitación y de la turbulencia, aumentando el avance del combustible
pulverizado, reduciendo la dispersión, y por tanto, incrementando la eficiencia del
flujo [20].
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68 Escuela Politécnica Superior de Jaén
Al igual que en la aguja (1), hemos nombrado cada parte de la tobera como
Bosch indica en su libro Sistemas de Inyección de acumulador Common-Rail, Diésel
[6].
Ilustración 93. Corte trasversal de la tobera. Ilustración 94. Alzado de la tobera.
Taladro
de
afluencia
Cámara
de
presión
Reborde del
cuerpo del
inyector
Vástago del
cuerpo del
inyector
Casquete del
inyector
Unidad
combinada de
cuerpo del
inyector
Asiento de la
aguja
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69 Escuela Politécnica Superior de Jaén
Ilustración 95. Corte trasversal en vista isométrica Ilustración 96. Vista isométrica de la tobera.
de la tobera.
Ilustración 97. Detalle orificio de la tobera en "SolidWorks"
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70 Escuela Politécnica Superior de Jaén
15. Husillo de presión
Ilustración 98. Husillo de presión real.
Es el encargado de comprimir al muelle de la tobera (5) cuando la aguja (2) se
eleva ya que en su interior se encuentra la espiga de presión.
Ilustración 99. Alzado husillo de presión. Ilustración 100. Corte trasversal del husillo de presión.
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71 Escuela Politécnica Superior de Jaén
Ilustración 101. Vista isométrica husillo de presión. Ilustración 102. Corte trasversal husillo de presión.
Esta pieza ha sido realizada con la operación “revolución saliente/base”.
16. Guía del inducido
Ilustración 103. Imagen guía del inducido real
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72 Escuela Politécnica Superior de Jaén
Se encuentra roscada en el cuerpo (3) para así mantenerla sujeta y es la pieza
sobre la que descansa el inducido (12) cuando se encuentra en posición de reposo.
Sus conductos laterales permiten la salida del combustible hacia el canal de retorno.
Ilustración 104. Corte trasversal de la guía del inducido Ilustración 105. Alzado guía del inducido
Ilustración 106. Vista isométrica de la guía del inducido.
Paso de fuga
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73 Escuela Politécnica Superior de Jaén
Ilustración 107. Vista inferior de la guía del inducido Ilustración 108. Planta de la guía del inducido.
Resulta de una extrusión con varios cortes por revolución a la que se le ha
realizado una rosca en uno de sus extremos mediante el barrido de un perfil
triangular.
17. Asentamiento del inducido
Ilustración 109. Imagen del asentamiento del inducido real.
Está sujetada al cuerpo (3) mediante dos pasadores (4). Se sitúa debajo de la
guía del inducido (16) y por su orificio lateral entra el combustible desde el canal de
entrada hasta su orificio central.
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74 Escuela Politécnica Superior de Jaén
Ilustración 110. Vista isométrica del asentamiento del inducido.
Ilustración 111. Alzado del asentamiento del inducido.
Ilustración 112. Corte trasversal del asentamiento del inducido.
Canal de
estrangulación de
salida
Canal de
estrangulación
de entrada
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75 Escuela Politécnica Superior de Jaén
Ilustración 113. Planta asentamiento del inducido. Ilustración 114. Vista inferior del asentamiento del inducido.
Ha sido conformada por una extrusión con varios cortes por extrusión y
revolución.
18. Válvula semiesférica.
Se sitúa en el interior del inducido (12) e impide el paso del combustible cuando
el solenoide está desactivado (1), tapando por su cara plana el canal de
estrangulación de salida del asiento del inducido (17), y por ende, su parte esférica
se sitúa en el interior del inducido (12) [9].
Ilustración 115. Vista isométrica de la válvula semiesférica.
Creándose mediante la función “revolución de saliente/base”.
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76 Escuela Politécnica Superior de Jaén
CONJUNTO:
Ilustración 116. Imagen del conjunto real.
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77 Escuela Politécnica Superior de Jaén
Ilustración 117. Conjunto completo modelado.
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78 Escuela Politécnica Superior de Jaén
Ilustración 118. Corte trasversal del conjunto. Ilustración 119. Alzado del conjunto.
Ilustración 120. Detalle del conjunto.
Cámara de
control
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79 Escuela Politécnica Superior de Jaén
Ilustración 121. Vista explosionada del conjunto.
4. FUNCIONAMIENTO DETALLADO.
El inyector tiene cuatro estados de funcionamiento distintitos, donde en todo
momento el motor se encuentra encendido y la bomba de alta presión está
funcionando, suministrando la presión necesaria en cada momento. En caso
contrario, el inyector no funcionaría [6].
El primer estado se produce cuando el inyector está cerrado, es decir, estaría
en su situación de reposo. Luego, se da lugar al segundo estado, o sea, cuando el
inyector se abre, momento en el que la inyección comienza. El tercer estado ocurre
cuando está completamiento abierto, y por último, pasa a estar cerrado, siendo éste
su último estado de servicio [7].
El estado de reposo se produce cuando el solenoide (1) no está activado, por lo
que no recibe ninguna corriente y por tanto, el inducido (12) no está siendo atraído
hacia su electroimán, aunque cabe destacar, que sin corriente eléctrica también
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80 Escuela Politécnica Superior de Jaén
ejerce de imán pero no lo suficiente como para atraer al inducido (12) hacia él y por
ello se encontraría reposando sobre la guía del inducido (16). De manera que la
parte plana de la válvula semiesférica (18) que tiene contenida en su interior
obstruye el paso combustible, imposibilitando el camino de retorno del combustible.
Además, la aguja (2) también se encuentra descansando en el interior de la
tobera, tapando todos los orificios de salida e impidiendo así la salida del
combustible. Esto es debido a que la presión que el flujo ejerce sobre el émbolo de
control (7) es mayor que la que se ejerce sobre la aguja (2), o lo que es lo mismo,
que la del rail, ya que el área de la superficie del émbolo es mayor que el área de la
parte baja de la aguja (2) [6-8].
Este primer estado queda ilustrado en el siguiente esquema, donde se ha
representado al combustible de color azul, por otro lado, por el tamaño de las flechas
indicamos dónde se producen mayores o menores presiones.
LAURA ROBLES LORITE ESTUDIO Y CARACTERIZACIÓN DE UN INYECTOR COMMON-RAIL
81 Escuela Politécnica Superior de Jaén
Ilustración 122. Inyector en su posición de reposo.
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82 Escuela Politécnica Superior de Jaén
Luego, cuando es necesario dar comienzo a la inyección, la unidad de control
electrónica (ECU) activa el solenoide (1) y por ende, se crea el campo magnético
que atrae al inducido (12) hacia él, dejando libre el camino de retorno del
combustible, traduciéndose como una caída de presión en la cámara de control,
debido a que el caudal en el canal de estrangulación de salida del asiento del
inducido (12), es menor que el de canal de estrangulación de entrada [21]. Por tanto,
el muelle situado en el interior del solenoide (10) queda comprimido por el inducido
(12), almacenando energía.
Ahora, como la presión sobre el pistón (7) es menor que la del rail se ocasiona
la elevación de la aguja (2), y a la par, la del émbolo, de modo que los orificios de la
tobera (14) han quedado desbloqueados y se da lugar a la pulverización del
combustible a través de ellos. En esta situación, el muelle por el que pasa el vástago
(5) queda comprimido por el husillo de presión (15).
La cantidad de combustible que será inyectada depende del número y del
diámetro de los orificios de la tobera, de la presión del rail y del tiempo de activación
de la electroválvula. De modo que si este tiempo no es suficientemente largo como
para que la aguja se eleve completamente, el combustible inyectado no será el
máximo posible, de forma que cuanto menor sea el tiempo menos es la cantidad de
combustible inyectada [9].
De igual manera que antes, se deja un esquema detallando el comportamiento
explicado. En este caso se ha representado el nuevo camino disponible, esto es, el
de retorno de color de rojo.
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83 Escuela Politécnica Superior de Jaén
Ilustración 123. Inyector abierto.
LAURA ROBLES LORITE ESTUDIO Y CARACTERIZACIÓN DE UN INYECTOR COMMON-RAIL
84 Escuela Politécnica Superior de Jaén
Cuando la ECU deja de mandar corriente, el solenoide (1) se desactiva y el
muelle del solenoide (10) libera la energía almacenada, empujando al inducido (12)
a su posición de reposo, ya que la fuerza ejercida es mayor que la fuerza magnética
del electroimán sin campo magnético. Esto produce que el camino de retorno vuelva
a estar bloqueado y entonces, volverá a subir la presión ejercida sobre el émbolo (7),
de forma que cuando supere a la que se ejerce sobre la aguja (2), será desplazado
hasta su posición de reposo al igual que la aguja (2) y el muelle de la tobera (5)
dejará de estar comprimido.
El fin de la inyección se considera cuando los orificios quedan totalmente
obstaculizados por la aguja (2).
5. CONCLUSIONES
En este trabajo se ha validado la técnica de la silicona como método de medida
fiable para cavidades interiores que son difíciles de medir con métodos
convencionales, gracias a la comparación de nuestros resultados con los obtenidos
mediante rayos X.
Además, también se ha hallado la constante de los resortes que componen al
inyector, viendo que efectivamente, se comportan según de la ley de Hooke, es
decir, son dos muelles lineales. Además, una vez conocida dicha constante, hemos
podido deducir el material del que están compuestos ambos muelles.
En la última parte, nos centramos en el modelado geométrico en “SolidWorks”
y estudio del inyector, donde hemos podido ver visualmente que las medidas
tomadas son correctas, puesto que al realizar el ensamblaje del conjunto todas las
piezas encajan a la perfección. Además, hemos podido comprobar algunas medidas
con catálogos del modelo de estudio, resultando las medidas tomadas como
correctas.
Finalmente, a partir del conjunto hemos podido entender y explicar con más
precisión el comportamiento del inyector.
LAURA ROBLES LORITE ESTUDIO Y CARACTERIZACIÓN DE UN INYECTOR COMMON-RAIL
85 Escuela Politécnica Superior de Jaén
6. REFERENCIAS
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combustion process. Applied thermal engineering, 2009, vol. 29, no 10, p. 2051-
2060.
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2010.
[6] Bosch GmbH,Robert, Sistemas de Inyección Diésel. Edición 2001.1999
[7] Bosch GmbH,Robert, Control electrónico del motor diésel; Sistemas de inyección
Diesel, Unidad de bomba-inyector/Bomba-tubería-inyector. Edición 2001.
[8] PAYRI GONZÁLEZ, Francisco; DESANTES FERNÁNDEZ, José Mª. Motores de
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[10] Auto Avance.Asistencia en Tecnología Automotriz. SISTEMA DE INYECCION
DE COMBUSTIBLE COMMON RAIL DENSO.
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incertidumbre de medida. EDICIÓN DIGITAL 1 CEM (2008).
[12] JCGM 100: 2008 GUM 1995 con ligeras correcciones. Evaluación de datos de
medición Guía para la expresión de la incertidumbre de medida. 1ª Ed. Sept. 2008.
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de Proyectores de Perfiles, 1ªed, CEM, Madrid.
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diesel nozzle with the use of silicone methodology. Experimental techniques, 2003,
vol. 27, no 2, p. 39-43.
[15] YOON, Seung Hyun; CHA, June Pyo; LEE, Chang Sik. An investigation of the
effects of spray angle and injection strategy on dimethyl ether (DME) combustion and
exhaust emission characteristics in a common-rail diesel engine. Fuel Processing
Technology, 2010, vol. 91, no 11, p. 1364-1372.
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[16] LEE, B. H., et al. Effect of the number of fuel injector holes on characteristics of
combustion and emissions in a diesel engine. International Journal of Automotive
Technology, 2010, vol. 11, no 6, p. 783-791.
[17] GROOVER, Mikell. Fundamentos de manufactura moderna. Tercera edición.
Ed. México, DF: Mc Graw Hill, 2007.
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Engineering Design. New York: McGraw-Hill, 2011 Print.
[19] PAYRI, R., et al. Using spray momentum flux measurements to understand the
influence of diesel nozzle geometry on spray characteristics. Fuel, 2005, vol. 84, no
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emission characteristics under diesel engine conditions. Fuel, 2011, vol. 90, no 3, p.
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[21] SEYKENS, X. L. J.; SOMERS, L. M. T.; BAERT, R. S. G. Modelling of common
rail fuel injection system and influence of fluid properties on injection
process. Proceedings of VAFSEP, 2004, p. 6-9.
LAURA ROBLES LORITE ESTUDIO Y CARACTERIZACIÓN DE UN INYECTOR COMMON-RAIL
87 Escuela Politécnica Superior de Jaén
7. ANEXOS
7.1. ANEXO 1. TABLAS MEDIDAS TOMADAS.
LEYENDA:
Medida proyector de perfiles sobre pieza real
Medida pie de rey/micrómetro
Medida proyector sobre molde silicona.
Nombre Valor medio
Incertidumbre (Tipo A)
Todas las longitudes están expresadas en milímetros, los ángulos en grados y los pesos en
gramos.
1. SOLENOIDE:
Ilustración 124. Croquis del solenoide.
D1 l1 l2 D2 L3 D3 D4 L4 l5 e1 d5 e2
1 18,060 2,47 9,76 29,01 3,33 26,26 26,89 14,09 21,77 4,78 4,03 11,86
2 18,070 2,4 9,88 29 3,2 26,24 26,93 13,85 21,79 5,11 3,83 11,85
3 18,080 2,59 9,83 29,02 3,24 26,2 26,84 14,18 21,87 4,55 3,88 11,85
4 18,080 2,42 9,5 29,01 3,25 26,2 26,92 14,13 21,8 4,63 3,9 11,85
5 18,070 2,49 9,64 29,02 3,25 26,26 26,84 14,08 21,77 4,4 3,88 11,95
6 18,070 2,37 9,72 29,01 3,52 26,18 26,91 14,22 21,9 4,35 3,92 11,93
7 18,080 2,49 9,7 29,01 3,28 26,23 26,92 14,16 21,74 4,45 3,8 11,94
8 18,090 2,45 9,63 29 3,36 26,25 26,83 13,99 21,49 4,6 3,84 12,02
9 18,070 2,42 9,67 29 3,38 26,26 26,93 14,22 21,67 4,7 3,72 12,05
10 18,070 2,33 9,73 29 3,43 26,28 26,93 14,21 21,51 4,49 4,04 12,07
18,07 2,44 9,71 29,01 3,32 26,24 26,89 14,11 21,73 4,61 3,88 11,94
0,01 0,07 0,11 0,01 0,10 0,03 0,04 0,12 0,14 0,22 0,10 0,09
Tabla 8. Tabla 1 de medidas del solenoide.
LAURA ROBLES LORITE ESTUDIO Y CARACTERIZACIÓN DE UN INYECTOR COMMON-RAIL
88 Escuela Politécnica Superior de Jaén
l7 lT D e lt d6 l6 f7 Et
20,23 17,654 4,241 0,869 2,041 8,48 8,4 3,92 17,33
20,19 17,66 4,244 0,860 2,052 8,71 8,38 3,82 17,28
20,24 17,682 4,243 0,877 2,058 8,70 8,43 3,82 17,3
20,16 17,692 4,29 0,870 2,054 8,51 8,4 3,84 17,3
20,21 17,704 4,222 0,887 2,053 8,63 8,41 4,02 17,31
20,18 17,702 4,243 0,834 2,077 8,47 8,41 4,00 17,31
20,21 17,708 4,242 0,832 2,045 8,90 8,38 3,82 17,34
20,19 17,72 4,232 0,832 2,051 8,51 8,4 3,94 17,28
20,27 17,689 4,249 0,837 2,046 8,42 8,39 4,01 17,26
20,25 17,688 4,244 0,829 2,061 8,60 8,42 3,86 17,27
20,21 17,690 4,245 0,853 2,054 8,59 8,40 3,91 17,30
0,03 0,021 0,018 0,022 0,010 0,15 0,02 0,08 0,03
Tabla 9. Tabla 2 de medidas del solenoide.
2. AGUJA
Ilustración 125. Croquis de la aguja.
LAURA ROBLES LORITE ESTUDIO Y CARACTERIZACIÓN DE UN INYECTOR COMMON-RAIL
89 Escuela Politécnica Superior de Jaén
D1 l1 r1 r2 D2 l5 l2 l4 r4 l3 r3 d1
1 2,176 3,581 0,101 0,373 3,998 2,312 2,747 3,686 0,102 0,39 0,147 0,522
2 2,171 3,561 0,098 0,34 4,006 2,323 2,743 3,694 0,114 0,393 0,146 0,529
3 2,154 3,559 0,098 0,344 4,003 2,307 2,745 3,694 0,111 0,399 0,145 0,525
4 2,156 3,572 0,093 0,326 4,005 2,32 2,745 3,696 0,104 0,4 0,146 0,525
5 2,181 3,564 0,095 0,313 3,994 2,305 2,75 3,69 0,109 0,391 0,147 0,526
6 2,174 3,56 0,103 0,346 3,997 2,303 2,745 3,687 0,112 0,395 0,148 0,529
7 2,157 3,556 0,106 0,348 3,995 2,306 2,752 3,695 0,109 0,388 0,146 0,528
8 2,18 3,577 0,099 0,359 4,001 2,312 2,746 3,701 0,11 0,386 0,145 0,527
9 2,176 3,56 0,099 0,326 4,003 2,317 2,753 3,699 0,115 0,39 0,147 0,528
10 2,158 3,57 0,1 0,344 4,006 2,312 2,756 3,692 0,111 0,39 0,148 0,528
2,168 3,566 0,099 0,342 4,001 2,312 2,748 3,693 0,110 0,392 0,147 0,527
0,011 0,008 0,004 0,017 0,005 0,007 0,004 0,005 0,004 0,005 0,001 0,002
Tabla 10. Tabla 1 de medidas de la aguja.
α1 D3 l6 l7 d2 d3 l8 l9 l10 l11 α2 α3 α4
30,03 3,206 2,896 23,321 0,253 0,231 1,159 1,169 0,406 0,425 22,78 29,71 45,63
30,58 3,212 2,9 23,319 0,3 0,232 1,155 1,166 0,404 0,427 22,14 29,18 45,27
30,22 3,207 2,908 23,333 0,315 0,237 1,159 1,166 0,402 0,427 22,68 29,65 45,79
30,55 3,208 2,906 23,323 0,294 0,251 1,161 1,182 0,399 0,426 22,25 29,23 45,4
30 3,207 2,912 23,331 0,297 0,261 1,16 1,169 0,382 0,428 22,65 29,73 45,68
30,08 3,207 2,906 23,32 0,308 0,242 1,158 1,165 0,395 0,428 22,15 29,16 45,43
30,6 3,195 2,905 22,318 0,288 0,243 1,16 1,184 0,403 0,425 22,66 29,68 45,5
30,46 3,213 2,907 23,318 0,314 0,249 1,162 1,166 0,392 0,425 22,3 29,37 45,49
30,09 3,212 2,905 23,327 0,296 0,238 1,156 1,175 0,389 0,425 22,58 29,51 45,27
30,4 3,198 2,908 23,336 0,313 0,246 1,157 1,169 0,396 0,429 22,25 29,37 45,35
30,301 3,207 2,905 23,225 0,298 0,243 1,159 1,171 0,397 0,427 22,444 29,459 45,481
0,242 0,006 0,004 0,319 0,018 0,009 0,002 0,007 0,008 0,002 0,247 0,226 0,174
Tabla 11. Tabla 2 de medidas de la aguja.
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90 Escuela Politécnica Superior de Jaén
3. CUERPO:
Ilustración 126. Croquis del exterior del cuerpo.
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91 Escuela Politécnica Superior de Jaén
Ilustración 127. Croquis del interior del cuerpo.
α1 Lrotura p D3 D4 l2 d3 r1 r2 l3 α2 l5 l6
1 28,89 44,139 0,507 20,854 18,932 39,847 3,307 0,434 1,440 33,324 43,34 1,866 9,283
2 28,50 44,130 0,496 20,860 18,938 39,838 3,313 0,405 1,423 33,325 43,64 1,839 9,292
3 28,78 44,245 0,492 20,843 18,944 39,843 3,316 0,419 1,426 33,310 43,20 1,840 9,294
4 28,28 44,137 0,508 20,842 18,899 39,849 3,314 0,459 1,434 33,319 43,67 1,832 9,296
5 28,79 44,135 0,498 20,845 18,917 39,841 3,310 0,456 1,431 33,332 43,28 1,835 9,294
6 28,44 44,175 0,498 20,859 18,902 39,843 3,307 0,456 1,434 33,310 43,64 1,844 9,289
7 28,73 44,184 0,506 20,850 18,943 39,856 3,303 0,447 1,432 33,340 43,35 1,851 9,293
8 28,36 44,122 0,498 20,824 18,913 39,864 3,299 0,443 1,417 33,325 43,79 1,870 9,298
9 28,38 44,123 0,503 20,830 18,918 39,865 3,309 0,448 1,417 33,342 43,19 1,857 9,300
10 28,55 44,145 0,501 20,837 18,903 39,859 3,309 0,460 1,443 33,341 43,69 1,834 9,299
28,57 44,154 0,501 20,844 18,921 39,851 3,309 0,443 1,430 33,327 43,47 1,847 9,294
0,21 0,038 0,005 0,012 0,017 0,010 0,005 0,018 0,009 0,012 0,23 0,014 0,005
Tabla 12. Tabla 1 de medidas del cuerpo.
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92 Escuela Politécnica Superior de Jaén
α4 D5 l4 α3 D6 d4 α5 l7 l8 D7 l12 d8 r3 d9 d10 d5
60,47 16,323 0,433 44,54 16,955 5,931 35,76 11,994 26,247 24,963 23,933 0,699 0,772 1,234 0,662 4,360
59,30 16,309 0,438 44,93 16,950 5,947 34,55 11,996 26,246 25,016 23,945 0,697 0,774 1,224 0,650 4,367
60,89 16,312 0,413 45,29 16,954 5,947 34,90 12,018 26,236 24,947 23,940 0,707 0,800 1,228 0,647 4,367
60,77 16,317 0,437 45,69 16,957 5,945 35,12 11,994 26,246 24,966 23,936 0,700 0,769 1,231 0,656 4,375
60,41 16,329 0,419 45,24 16,952 5,942 35,48 12,017 26,256 24,975 23,938 0,693 0,768 1,236 0,616 4,378
59,75 16,324 0,433 45,70 16,953 5,938 35,11 11,998 26,245 24,988 23,927 0,700 0,763 1,243 0,684 4,356
59,78 16,322 0,438 44,46 16,951 5,940 35,63 11,994 26,244 24,991 23,929 0,705 0,766 1,227 0,646 4,360
58,96 16,300 0,440 44,74 16,950 5,946 35,24 11,985 26,246 24,955 23,940 0,689 0,788 1,218 0,624 4,357
59,59 16,315 0,419 44,80 16,955 5,940 35,56 12,022 26,246 24,945 23,933 0,686 0,769 1,237 0,670 4,352
60,22 16,302 0,437 44,72 19,951 5,933 34,55 11,998 26,244 24,996 23,923 0,696 0,795 1,238 0,681 4,378
60,01 16,315 0,431 45,01 17,253 5,941 35,19 12,002 26,246 24,974 23,934 0,697 0,776 1,232 0,654 4,365
0,63 0,010 0,010 0,45 0,948 0,006 0,43 0,013 0,005 0,023 0,007 0,007 0,013 0,007 0,022 0,009
Tabla 13. Tabla 2 de medidas del cuerpo.
α6 r6 r7 l9 l10 l11 l13 D10 l12 α7 D8 l14 r8 α8 l14 lt
23,17 1,498 2,502 4,505 7,00 15,527 12,692 11,900 2,233 44,43 16,019 7,203 1,440 8,10 1,509 32,591
23,60 1,492 2,492 4,506 6,71 15,523 12,711 11,897 2,242 44,88 16,024 7,192 1,442 8,34 1,460 32,548
23,31 1,496 2,487 4,512 7,13 15,528 12,709 11,874 2,248 45,04 16,031 7,192 1,440 8,04 1,457 32,598
24,88 1,501 2,483 4,500 7,08 15,516 12,676 11,909 2,242 45,27 16,013 7,181 1,425 8,07 1,484 32,561
24,30 1,476 2,487 4,496 5,94 15,524 12,690 11,902 2,239 45,10 16,009 7,151 1,422 8,36 1,556 32,579
23,97 1,461 2,515 4,502 7,01 15,529 12,720 11,896 2,238 45,07 16,016 7,162 1,440 8,33 1,544 32,597
23,48 1,465 2,520 4,507 6,45 15,526 12,682 11,895 2,231 45,11 16,011 7,143 1,423 8,29 1,540 32,577
23,92 1,470 2,497 4,483 5,91 15,502 12,671 11,893 2,251 45,03 16,006 7,142 1,426 8,31 1,588 32,595
24,03 1,469 2,491 4,489 5,78 15,519 12,666 11,897 2,251 45,10 16,009 7,154 1,422 8,06 1,548 32,564
23,90 1,475 2,504 4,487 7,19 15,537 12,688 11,898 2,228 45,16 16,024 7,164 1,427 8,02 1,542 32,606
23,86 1,480 2,498 4,499 6,62 15,523 12,691 11,896 2,240 45,02 16,016 7,168 1,431 8,19 1,523 32,582
0,50 0,015 0,012 0,010 0,56 0,009 0,018 0,009 0,008 0,23 0,008 0,022 0,009 0,14 0,044 0,019
Tabla 14. Tabla 3 de medidas del cuerpo.
α10 l Di3 Di4 Di1 Di2 Li3 Li4 Li1 li2 Di6 αi2 αi1 Di5 Ri6,5 ei2 ei3
31,31 1,460 4,571 4,224 6,149 5,884 72,829 38,211 14,191 4,558 1,947 30,12 23,89 4,741 5,258 0,982 0,175
30,86 1,438 4,579 4,219 6,139 5,882 72,834 38,144 14,279 4,522 1,971 29,87 24,23 4,821 5,244 0,975 0,167
30,38 1,450 4,569 4,217 6,138 5,886 72,816 38,163 14,242 4,559 2,001 29,85 23,92 4,729 5,17 0,959 0,168
30,26 1,420 4,567 4,222 6,133 5,89 72,831 38,137 14,243 4,524 1,972 30,17 24,10 4,79 5,208 0,959 0,174
30,86 1,424 4,564 4,266 6,135 5,886 72,833 38,123 14,217 4,551 1,95 30,10 24,32 4,696 5,246 0,969 0,182
30,84 1,420 4,566 4,301 6,148 5,889 72,828 38,131 14,244 4,549 1,941 29,87 24,41 4,687 5,215 0,967 0,184
30,51 1,452 4,566 4,258 6,15 5,912 72,83 38,231 14,22 4,549 1,945 30,30 23,98 4,721 5,257 0,955 0,176
30,55 1,427 4,568 4,203 6,132 5,92 72,822 38,269 14,212 4,543 1,957 30,26 24,55 4,709 5,258 0,975 0,167
30,77 1,438 4,563 4,367 6,144 5,9 72,819 38,283 14,205 4,554 1,948 29,92 24,68 4,737 5,132 0,966 0,163
30,79 1,430 4,569 4,272 6,143 5,897 72,832 38,254 14,217 4,56 1,945 30,01 23,80 4,738 5,158 0,985 0,169
30,71 1,436 4,568 4,255 6,141 5,895 72,827 38,195 14,227 4,547 1,958 30,05 24,19 4,737 5,215 0,969 0,173
0,30 0,014 0,004 0,050 0,007 0,013 0,006 0,062 0,025 0,014 0,019 0,17 0,30 0,041 0,047 0,010 0,007
Tabla 15. Tabla 4 de medidas del cuerpo
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93 Escuela Politécnica Superior de Jaén
li12 ei4 li11 αi4 Di8 Di9 Di7 ri2 ri1 li9 αi3 li10 li8 li7 di2 DI7' Di8
12,375 2,005 26,478 62,23 3,953 4,948 2,898 2,269 2,196 3,026 30,51 1,669 6,641 10,892 0,51 2,799 4,792
12,444 2,022 26,483 62,91 3,955 4,934 2,847 2,336 2,194 3,024 30,67 1,665 6,604 10,827 0,51 2,794 4,79
12,463 2,053 26,495 63,25 3,945 4,927 2,861 2,332 2,184 3,027 30,88 1,658 6,61 10,832 0,515 2,795 4,817
12,338 2,056 26,505 63,33 3,943 4,948 2,886 2,317 2,193 3,025 29,56 1,647 6,639 10,945 0,511 2,8 4,816
12,348 2,06 26,508 62,6 3,934 4,942 2,97 2,322 2,198 3,038 29,95 1,684 6,666 10,909 0,513 2,78 4,826
12,386 2,053 26,499 57,19 3,962 5,044 2,978 2,314 2,199 3,043 29,95 1,696 6,663 10,882 0,499 2,879 4,798
12,404 2 26,498 60,45 4,044 5,032 2,99 2,322 2,195 3,046 28,38 1,663 6,643 10,885 0,563 2,897 4,806
12,322 2,03 26,499 60,64 3,988 5,035 3,005 2,324 2,193 3,03 28,85 1,693 6,648 10,887 0,517 2,834 4,846
12,317 2,018 26,494 58,32 4,005 5,055 2,894 2,325 2,186 3,055 29,99 1,707 6,602 10,884 0,558 2,885 4,839
12,316 2,054 26,486 58,2 3,983 5,063 2,98 2,324 2,204 3,065 29,21 1,691 6,609 10,886 0,561 2,833 4,828
12,371 2,035 26,495 60,91 3,971 4,993 2,931 2,319 2,194 3,038 29,80 1,677 6,633 10,883 0,526 2,830 4,816
0,053 0,023 0,010 2,31 0,034 0,057 0,059 0,019 0,006 0,014 0,81 0,020 0,024 0,034 0,025 0,043 0,019
Tabla 16. Tabla 5 de medidas del cuerpo.
αi5 Di9’ Di10 ri10 di10 li10 De1 De2 de1 de2 der1 der2 pr1 rr1 prosca2 Drosca2
33,1 1,528 7,035 4,484 0,758 17,158 27,245 38,72 19,35 8,71 10,168 0,994 1,531 0,233 0,992 8,073
32,59 1,524 7,025 4,503 0,742 17,168 27,268 38,63 19,29 8,75 10,162 0,954 1,492 0,205 1,012 8,096
33,56 1,486 7,026 4,498 0,736 17,163 27,275 38,64 19,43 8,82 10,153 0,942 1,509 0,231 1,008 8,165
33,44 1,524 6,994 4,497 0,797 17,159 27,245 38,65 19,2 8,8 10,155 0,951 1,506 0,193 0,996 8,138
33,78 1,498 6,992 4,485 0,789 17,179 27,28 38,63 19,35 8,83 10,157 0,959 1,503 0,227 1,005 8,131
33,98 1,516 6,984 4,481 0,78 17,225 27,328 38,7 19,32 8,77 10,169 0,955 1,513 0,223 1,008 8,135
34,95 1,502 7,035 4,489 0,78 17,219 27,324 38,67 19,34 8,75 10,161 0,966 1,513 0,233 1,008 8,103
33,2 1,508 6,991 4,493 0,782 17,195 27,263 38,65 19,24 8,7 10,162 0,959 1,488 0,217 0,998 8,077
33,83 1,49 7,065 4,49 0,791 17,204 27,246 38,62 19,38 8,85 10,17 0,935 1,534 0,214 0,991 8,115
34,59 1,494 7,007 4,488 0,741 17,185 27,264 38,64 19,4 8,83 10,155 0,942 1,509 0,194 1,001 8,156
33,70 1,507 7,015 4,491 0,770 17,186 27,274 38,655 19,330 8,781 10,161 0,956 1,510 0,217 1,002 8,119
0,70 0,015 0,026 0,007 0,023 0,025 0,030 0,032 0,071 0,053 0,006 0,016 0,015 0,015 0,007 0,031
Tabla 17. Tabla 6 de medidas del cuerpo.
αr2 lrosca3 prosca3 er3 αrosca3
58,04 4,183 0,551 0,327 58,00
57,07 3,896 0,564 0,304 61,01
55,57 3,837 0,562 0,327 62,40
64,15 4,188 0,499 0,304 64,05
58,30 4,191 0,534 0,302 59,90
61,03 3,867 0,487 0,289 61,12
56,56 3,779 0,524 0,302 61,81
57,45 4,214 0,496 0,294 58,41
56,30 4,222 0,508 0,313 60,43
58,10 3,885 0,513 0,297 60,57
58,26 4,026 0,524 0,306 60,57
2,55 0,186 0,028 0,013 1,79
Tabla 18. Tabla 7 de medidas del cuerpo.
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4. PASADORES:
Ilustración 128. Croquis del pasador.
D l r
1 1,803 5,547 0,152
2 1,8 5,603 0,13
3 1,798 5,561 0,139
4 1,802 5,604 0,149
5 1,8 5,566 0,135
6 1,8 5,22 0,348
7 1,801 5,2 0,29
8 1,799 5,193 0,331
9 1,801 5,213 0,342
10 1,799 5,209 0,362
Valor medio 1,800 5,392 0,238
Incertidumbre (Tipo A) 0,001 0,195 0,104
Tabla 19. Tabla de medidas del pasador.
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5. MUELLE DE LA TOBERA:
Ilustración 129. Croquis de un muelle.
Dext Dint Paso d anillas L libre
1 5,447 3,09 1,53 1,277 13,08
2 5,471 3,094 1,565 1,236 13,078
3 5,472 3,088 1,553 1,316 13,079
4 5,479 3,1 1,55 1,319 13,077
5 5,469 3,085 1,548 1,313 13,081
6 5,445 3,108 1,561 1,306 13,083
7 5,473 3,101 1,547 1,311 13,08
8 5,473 3,092 1,553 1,306 13,079
9 5,475 3,108 1,545 1,318 13,074
10 5,473 3,09 1,551 1,3 13,079
5,468 3,096 1,550 1,300 13,079
0,012 0,008 0,009 0,026 0,002
Tabla 20. Tabla de medidas del muelle de la tobera.
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6. ARANDELA DE LA TOBERA:
Dext Dint e
1 5,72 3,137 1,214
2 5,733 3,152 1,22
3 5,722 3,137 1,229
4 5,729 3,134 1,226
5 5,739 3,139 1,222
6 5,739 3,146 1,227
7 5,719 3,142 1,213
8 5,739 3,139 1,227
9 5,732 3,138 1,226
10 5,739 3,133 1,23
Valor medio 5,731 3,140 1,223
Incertidumbre (Tipo A) 0,008 0,006 0,006
Tabla 21. Tabla de medidas de la arandela de la tobera.
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7. PISTÓN DE CONTROL:
Ilustración 130. Croquis del émbolo de control.
r4 α4 l4 D3 l3 D2 l2 D1 l1 D5 l5 α6
1 0,179 90,02 0,496 4,292 6,038 3,696 20,407 4,29 20,664 3,692 13,051 44,53
2 0,193 90,04 0,491 4,29 5,998 3,698 20,41 4,291 20,667 3,694 13,041 44,55
3 0,192 90 0,497 4,284 6,005 3,693 20,425 4,286 20,681 3,693 13,05 44,58
4 0,172 91,42 0,491 4,295 6,041 3,697 20,381 4,284 20,678 3,691 13,047 44,87
5 0,184 91,79 0,493 4,292 5,991 3,699 20,385 4,288 20,668 3,695 13,049 45,07
6 0,185 90 0,503 4,297 5,995 3,696 20,349 4,288 20,653 3,693 13,051 44,84
7 0,187 89,87 0,501 4,298 6,01 3,697 20,403 4,285 20,661 3,699 13,05 45,12
8 0,182 90,7 0,494 4,292 6,005 3,693 20,402 4,286 20,664 3,701 13,054 44,53
9 0,185 89,5 0,505 4,292 6,013 3,7 20,403 4,289 20,663 3,701 13,05 45,55
10 0,182 90,22 0,487 4,291 6 3,693 20,394 4,289 20,662 3,969 13,052 44,79
Valor medio 0,184 90,356 0,496 4,292 5,999 3,696 20,396 4,288 20,666 3,723 13,050 44,84
3
Incertidumbre (Tipo A)
0,006 0,73 0,006 0,004 0,017 0,003 0,021 0,002 0,008 0,087 0,004 0,330
Tabla 22. Tabla 1 de medidas del émbolo de control.
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l8 d6 D8 α7 d9 d11 d10 r6 d d' D6 l6 α16 D15 D14 l14
3,902 0,282 2,378 44,7 3,047 3,488 0,733 0,387 0,485 0,389 3,402 12,428 29,73 2,25 2,713 21,336
3,903 0,315 2,379 45,06 3,133 3,485 0,741 0,386 0,458 0,396 3,408 12,402 31,3 2,247 2,715 21,335
3,907 0,282 2,379 45,16 3,06 3,483 0,745 0,388 0,464 0,389 3,417 12,402 29,33 2,246 2,701 21,334
3,9 0,32 2,382 45,03 3,137 3,487 0,741 0,388 0,461 0,4 3,413 12,413 29,33 2,245 2,713 21,333
3,9 0,292 2,376 45,08 3,053 3,485 0,745 0,389 0,468 0,389 3,407 12,408 30,04 2,249 2,715 21,331
3,905 0,312 2,38 45,07 3,063 3,486 0,74 0,39 0,461 0,4 3,409 12,432 31,27 2,246 2,717 21,427
3,903 0,3 2,378 44,91 3,129 3,482 0,748 0,38 0,469 0,397 3,409 12,42 30,51 2,247 2,703 21,407
3,9 0,318 2,379 45 3,054 3,486 0,744 0,381 0,461 0,4 3,412 12,411 29,42 2,248 2,698 21,41
3,905 0,28 2,379 45,17 3,135 3,492 0,737 0,384 0,462 0,401 3,412 12,404 30,11 2,247 2,727 21,411
3,903 0,324 2,382 45,04 3,055 3,487 0,744 0,379 0,468 0,396 3,409 12,417 29,75 2,248 2,693 21,411
3,903 0,303 2,379 45,022 3,087 3,486 0,742 0,385 0,466 0,396 3,410 12,414 30,079 2,247 2,710 21,374
0,002 0,017 0,002 0,135 0,041 0,003 0,004 0,004 0,008 0,005 0,004 0,011 0,737 0,001 0,010 0,042
Tabla 23. Tabla 2 de medidas del émbolo de control.
d13 α α' d'' d''' l3 primero
0,295 67,12 3,18 0,297 0,805 6,23
0,292 67,94 2,99 0,303 0,817 6,223
0,296 67,56 2,71 0,309 0,787 6,258
0,297 67,14 2,8 0,307 0,746 6,255
0,277 67,13 2,92 0,304 0,758 6,267
0,298 67,04 2,8 0,307 0,751 6,248
0,295 67,38 2,78 0,301 0,774 6,242
0,299 67,1 2,93 0,302 0,8 6,247
0,304 67,59 2,86 0,301 0,747 6,257
0,303 67,24 3,03 0,294 0,76 6,258
0,296 67,324 2,900 0,303 0,775 6,2485
0,007 0,291 0,140 0,005 0,026 0,014
Tabla 24. Tabla 3 de medidas del émbolo de control.
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8. MANGUITO ROSCADO:
Ilustración 131. Croquis del manguito roscado.
r1 D1 l1 l2 l3 α1 r2 D2 L4 k D3 D4 d
1 0,256 19,063 0,037 23,039 0,161 61,32 0,943 16,849 14,542 4,209 9,632 13,969 0,345
2 0,26 19,054 0,034 22,985 0,153 61,58 0,942 16,855 14,506 4,199 9,639 13,98 0,332
3 0,258 19,091 0,036 22,988 0,15 62,10 0,946 16,856 14,525 4,21 9,631 13,998 0,339
4 0,259 19,084 0,036 22,948 0,158 61,47 0,946 16,865 14,541 4,206 9,633 13,984 0,315
5 0,256 19,055 0,038 22,998 0,155 61,51 0,944 16,845 14,534 4,204 9,642 13,977 0,295
6 0,26 19,084 0,033 22,89 0,151 58,00 0,946 16,858 14,548 4,203 9,634 13,99 0,290
7 0,261 19,065 0,034 22,904 0,151 62,64 0,95 16,86 14,512 4,205 9,628 13,989 0,314
8 0,258 19,101 0,036 22,919 0,148 62,53 0,949 16,865 14,518 4,209 9,626 13,99 0,353
9 0,248 19,078 0,035 22,896 0,146 62,53 0,953 16,868 14,532 4,211 9,64 14,001 0,350
10 0,247 19,053 0,035 22,887 0,14 61,45 0,951 16,851 14,525 4,212 9,636 14,009 0,331
Valor medio 0,256 19,073 0,035 22,945 0,151 61,513 0,947 16,857 14,528 4,207 9,634 13,989 0,326
Incertidumbre (Tipo A)
0,005 0,017 0,002 0,054 0,006 1,336 0,004 0,008 0,014 0,004 0,005 0,012 0,022
Tabla 25. Tabla 1 de medidas del manguito roscado.
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100 Escuela Politécnica Superior de Jaén
l10 D7 D6 D8 l11
α2 α3 α4 r3 l r5 dr2 dr3 20,2 16,535 14,47 16,39 36 pint l7
(longitud rosca)
62,14 39,39 45,13 0,575 0,435 0,09 1,444 1,015 20,179 16,463 14,473 16,373 36,392 0,514 13,692
64,45 38,6 44,51 0,59 0,428 0,093 1,436 1,043 20,196 16,42 14,47 16,371 36,416 0,491 13,717
63,46 37,77 44,3 0,595 0,416 0,092 1,44 1,007 20,185 16,384 14,471 16,37 36,422 0,505 13,682
64,06 38,49 44,43 0,593 0,412 0,09 1,44 1,020 20,179 16,342 14,464 16,374 36,428 0,513 13,718
62,54 37,59 44,78 0,604 0,333 0,093 1,444 1,002 20,174 16,373 14,472 16,374 36,427 0,537 13,713
63,92 39,08 44,79 0,582 0,429 0,091 1,468 1,003 20,218 16,389 14,462 16,369 36,78 0,504 13,704
63,16 39,07 44,72 0,583 0,35 0,114 1,449 1,023 20,206 16,36 14,466 16,366 36,797 0,489 13,697
62,78 37,97 44,75 0,582 0,351 0,113 1,447 1,024 20,2 16,386 14,477 16,365 36,806 0,523 13,698
63,85 38,52 44,42 0,571 0,368 0,117 1,451 1,004 20,209 16,411 14,477 16,385 36,792 0,497 13,712
62,69 37,88 44,52 0,58 0,425 0,110 1,45 1,006 20,216 16,417 14,463 16,368 36,8 0,512 13,698
63,305 38,436 44,635 0,586 0,395 0,100 1,447 1,015 20,196 16,395 14,470 16,372 36,606 0,509 13,703
0,760 0,619 0,245 0,010 0,039 0,012 0,009 0,013 0,016 0,035 0,006 0,006 0,200 0,015 0,012
Tabla 26. Tabla 2 de medidas del manguito roscado.
α5 R dientes altura α6 D5 l12 R'' R' l'
43,98 0,685 0,303 57,06 9,665 15,45 0,556 0,206 1,3
43,54 0,682 0,296 56,74 9,608 15,446 0,568 0,202 1,317
43,88 0,674 0,291 60,06 9,614 15,446 0,557 0,197 1,298
43,36 0,674 0,264 55,2 9,666 15,436 0,559 0,194 1,292
44,09 0,677 0,296 62,47 9,611 15,448 0,562 0,192 1,325
43,53 0,672 0,311 63,86 9,609 15,445 0,583 0,194 1,303
43,24 0,66 0,312 62,53 9,604 15,445 0,562 0,196 1,307
43,89 0,689 0,291 59,45 9,659 15,438 0,592 0,185 1,303
43,81 0,668 0,309 62,25 9,691 15,443 0,58 0,187 1,297
43,34 0,664 0,304 52,72 9,617 15,449 0,583 0,196 1,325
43,67 0,675 0,298 59,23 9,634 15,445 0,570 0,195 1,307
0,30 0,009 0,014 3,69 0,032 0,005 0,013 0,006 0,012
Tabla 27. Tabla 3 de medidas del manguito roscado.
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10. MUELLE DEL SOLENOIDE:
Dext Dint Paso d anillas L libre
1 3,662 1,826 1,352 0,975 17,660
2 3,664 1,819 1,349 0,928 17,649
3 3,670 1,820 1,358 0,930 17,682
4 3,674 1,835 1,357 0,927 17,686
5 3,664 1,829 1,325 0,928 17,707
6 3,670 1,837 1,354 0,920 17,703
7 3,665 1,822 1,357 0,930 17,708
8 3,675 1,816 1,357 0,932 17,720
9 3,671 1,820 1,332 0,900 17,688
10 3,667 1,830 1,353 0,924 17,685
Valor medio 3,668 1,825 1,349 0,929 17,689
Incertidumbre (Tipo A) 0,004 0,007 0,011 0,018 0,022
Tabla 28. Tabla de medidas del muelle del solenoide.
11. ARANDELA DE CALIBRACIÓN:
Dext Dint e
1 24,28 21,40 1,60
2 24,29 21,44 1,61
3 24,27 21,43 1,59
4 24,26 21,44 1,60
5 24,27 21,43 1,59
6 24,25 21,45 1,60
7 24,25 21,42 1,60
8 24,28 21,42 1,60
9 24,28 21,40 1,61
10 24,27 2,43 1,60
Valor medio 24,270 21,426 1,600
Incertidumbre (Tipo A) 0,013 0,016 0,007
Tabla 29. Tabla de medidas de la arandela de calibración.
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12. INDUCIDO:
Ilustración 132. Croquis del inducido.
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D1 α1 r5 α3 d1 e5 e'5 α5 α5' e5'' r2' d5 d9
1 2,539 59,81 8,994 27,41 0,107 2,227 0,587 42,54 16,74 1,485 3,142 4,021 0,297
2 2,521 59,62 32,46 0,085 0,085 2,208 0,574 42,43 21,43 1,441 3,093 4,011 0,305
3 2,516 59,19 8,983 23,51 0,097 2,228 0,612 42,36 17,28 1,477 3,109 3,941 0,303
4 2,525 59,28 8,982 31,97 0,131 2,225 0,571 41,69 21,71 1,458 3,132 4,017 0,303
5 2,522 59,44 8,999 30,59 0,095 2,231 0,573 41,46 17,49 1,456 3,148 3,993 0,312
6 2,548 59,76 9,036 31,26 0,120 2,221 0,572 41,85 21,17 1,391 3,150 3,999 0,307
7 2,552 59,85 8,991 32,13 0,164 2,236 0,609 42,14 19,67 1,572 3,156 3,988 0,308
8 2,527 59,54 8,99 23,67 0,167 2,195 0,577 41,19 21,5 1,461 3,136 4,043 0,305
9 2,535 59,06 8,998 34,54 0,110 2,215 0,568 41,33 20,18 1,432 3,119 3,996 0,306
10 2,528 59,67 8,991 25,78 0,086 2,207 0,578 40,54 17,76 1,461 3,101 3,997 0,308
Valor medio 2,531 59,511 8,996 29,332 0,116 2,219 0,582 41,753 19,493 1,463 3,129 4,001 0,305
Incertidumbre (Tipo A)
0,012 18,821 0,015 3,934 0,030 0,013 0,016 0,638 1,986 0,046 0,022 0,027 0,004
Tabla 30. Tabla 1 de medidas del inducido.
r e1 l1 α1 l1' e2 l2 α2 l2' r2 p1 p2 r6 e6 D7 α6 D6
0,635 0,825 2,013 10,590 0,520 0,308 1,099 8,730 0,559 0,048 0,466 0,273 0,351 0,100 3,499 35,310 3,292
0,636 0,813 2,012 10,200 0,460 0,308 1,184 9,000 0,657 0,038 0,465 0,274 0,359 0,089 3,498 29,710 3,285
0,644 0,817 2,023 11,180 0,521 0,313 1,088 9,480 0,595 0,048 0,476 0,284 0,365 0,079 3,488 27,230 3,297
0,627 0,807 2,014 10,150 0,600 0,321 1,179 8,420 0,660 0,048 0,532 0,303 0,252 0,079 3,491 30,470 3,303
0,62 0,826 2,011 10,540 0,595 0,318 1,074 8,460 0,595 0,052 0,527 0,294 0,350 0,087 3,489 35,570 3,296
0,634 0,817 2,021 10,460 0,594 0,318 1,119 9,470 0,649 0,048 0,526 0,295 0,345 0,077 3,496 34,640 3,290
0,656 0,822 2,033 10,350 0,463 0,315 1,076 8,670 0,765 0,049 0,538 0,294 0,343 0,083 3,499 35,570 3,290
0,668 0,823 2,015 10,660 0,500 0,324 1,107 8,470 0,571 0,051 0,543 0,283 0,335 0,084 3,494 33,370 3,289
0,649 0,822 2,016 10,480 0,546 0,315 1,077 8,550 0,564 0,064 0,53 0,277 0,355 0,092 3,490 31,770 3,287
0,631 0,823 2,010 9,090 0,541 0,319 1,107 7,180 0,697 0,056 0,515 0,291 0,362 0,100 3,501 30,460 3,281
0,640 0,820 2,017 10,370 0,534 0,316 1,111 8,643 0,631 0,050 0,512 0,287 0,342 0,087 3,495 32,410 3,291
0,014 0,006 0,007 0,533 0,052 0,005 0,040 0,648 0,067 0,007 0,031 0,010 0,033 0,008 0,005 2,913 0,006
Tabla 31. Tabla 2 de medidas del inducido.
r8 e'' r'' l7 l6 e er6 r4 r3 D9 p p'' α' l9 l9' α9 r9 r9'
1,104 0,199 0,204 1,614 6,579 0,543 0,274 6,345 2,047 1,090 1,003 0,205 36,11 1,465 0,563 57,53 0,931 0,571
1,106 0,177 0,203 1,573 6,581 0,544 0,314 6,328 2,071 1,095 0,987 0,203 36,66 1,463 0,558 57,11 0,930 0,571
1,023 0,183 0,210 1,577 6,590 0,529 0,325 6,351 2,043 1,078 0,994 0,194 34,49 1,465 0,556 57,12 0,927 0,577
1,101 0,201 0,207 1,599 6,587 0,533 0,238 6,377 2,015 1,091 0,991 0,195 34,8 1,460 0,560 57,00 0,931 0,571
1,106 0,202 0,220 1,596 6,575 0,540 0,244 6,355 2,037 1,088 0,989 0,202 34,29 1,467 0,560 57,35 0,933 0,577
1,089 0,185 0,216 1,576 6,559 0,508 0,255 6,388 2,043 1,085 1,005 0,202 35,90 1,472 0,562 57,59 0,933 0,583
1,057 0,198 0,203 1,568 6,559 0,511 0,243 6,362 2,032 1,075 0,995 0,203 35,94 1,468 0,556 58,41 0,935 0,585
1,029 0,202 0,218 1,577 6,580 0,508 0,245 6,297 2,031 1,099 1,009 0,203 33,70 1,466 0,558 58,35 0,931 0,576
1,051 0,186 0,185 1,590 6,579 0,512 0,231 6,353 2,055 1,087 1,006 0,207 34,90 1,476 0,561 58,40 0,927 0,573
1,011 0,210 0,188 1,594 6,593 0,519 0,229 6,379 2,046 1,097 0,989 0,211 36,19 1,478 0,561 58,38 0,931 0,585
1,068 0,194 0,205 1,586 6,578 0,525 0,260 6,354 2,042 1,089 0,997 0,203 35,298 1,468 0,560 57,72 0,931 0,577
0,038 0,011 0,012 0,014 0,012 0,015 0,034 0,027 0,015 0,008 0,008 0,005 0,984 0,006 0,002 0,60 0,003 0,006
Tabla 32. Tabla 3 de medidas del inducido.
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13. JUNTA TÓRICA:
Ilustración 133. Croquis de la junta tórica.
D Dint
1 1,450 22,568
2 1,482 22,552
3 1,534 22,519
4 1,523 22,600
5 1,493 22,563
6 1,474 22,493
7 1,456 22,623
8 1,541 22,344
9 1,474 22,668
10 1,464 22,409
Valor medio 1,489 22,534
Incertidumbre (Tipo A) 0,033 0,098
Tabla 33. Tabla de medidas de la junta tórica.
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14. TOBERA:
Ilustración 134. Croquis exterior de la tobera.
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Ilustración 135. Croquis del interior de la tobera
D1 D2 D3 l1 di4 Di4 α1 Di6 Ri6,5 Di1 Di2 Di1' di12
1 14,230 9,100 6,984 14,927 0,234 0,146 45,71 1,947 5,258 3,910 3,274 3,892 1,228
2 14,233 9,123 7,019 14,925 0,229 0,149 45,41 1,971 5,244 3,915 3,274 3,890 1,226
3 14,237 9,084 6,988 14,933 0,231 0,144 45,93 2,001 5,170 3,912 3,280 3,880 1,224
4 14,233 9,088 7,084 14,939 0,231 0,146 45,82 1,972 5,208 3,918 3,275 3,887 1,219
5 14,238 9,107 7,025 14,93 0,196 0,144 45,12 1,950 5,246 3,921 3,276 3,894 1,233
6 14,231 9,094 6,974 14,925 0,220 0,15 45,53 1,941 5,215 3,920 3,276 3,893 1,235
7 14,238 9,097 6,930 14,919 0,181 0,148 45,62 1,945 5,257 3,910 3,273 3,889 1,234
8 14,23 9,120 6,937 14,926 0,182 0,142 45,42 1,957 5,258 3,910 3,272 3,888 1,232
9 14,234 9,105 7,029 14,926 0,193 0,146 45,59 1,948 5,132 3,910 3,274 3,888 1,219
10 14,233 9,093 7,023 14,919 0,208 0,144 44,91 1,945 5,158 3,910 3,272 3,893 1,229
Valor medio 14,234 9,101 6,999 14,927 0,211 0,146 45,506 1,958 5,215 3,914 3,275 3,889 1,228
Incertidumbre (Tipo A)
0,003 0,013 0,046 0,006 0,021 0,003 0,309 0,019 0,047 0,005 0,002 0,004 0,006
Tabla 34. Tabla 1 de medidas de la tobera.
LAURA ROBLES LORITE ESTUDIO Y CARACTERIZACIÓN DE UN INYECTOR COMMON-RAIL
107 Escuela Politécnica Superior de Jaén
αi1 Di3 di1 R2 d1 α2 α3 l2 l3 R4 R5 l4 l5 l6 R5
59,400 0,770 0,526 0,582 0,924 30,36 60,4 0,279 1,6 0,082 0,566 18,737 0,976 0,707 0,276
59,380 0,774 0,522 0,58 0,942 30,36 59,93 0,276 1,596 0,075 0,568 18,739 0,970 0,707 0,253
59,100 0,775 0,532 0,578 0,939 30,51 60,18 0,286 1,597 0,076 0,565 18,754 0,959 0,704 0,256
59,230 0,771 0,528 0,578 0,926 30,18 60,16 0,28 1,596 0,075 0,569 18,75 0,962 0,703 0,256
59,240 0,776 0,531 0,582 0,926 29,90 60,35 0,2277 1,586 0,077 0,568 18,745 0,970 0,701 0,256
59,060 0,772 0,524 0,605 0,891 30,31 60,00 0,269 1,614 0,078 0,593 18,743 0,970 0,705 0,255
59,160 0,773 0,523 0,593 0,906 30,33 60,33 0,272 1,621 0,08 0,596 18,747 0,965 0,698 0,255
59,420 0,770 0,524 0,594 0,908 30,51 60,34 0,264 1,621 0,079 0,574 18,732 0,969 0,697 0,246
59,520 0,780 0,531 0,587 0,91 30,31 60,26 0,278 1,614 0,08 0,574 18,74 0,969 0,699 0,250
59,060 0,775 0,270 0,587 0,911 30,21 60,06 0,263 1,608 0,081 0,572 18,7 0,971 0,699 0,260
59,257 0,774 0,501 0,587 0,918 30,30 60,20 0,269 1,605 0,078 0,575 18,739 0,968 0,702 0,256
0,165 0,003 0,081 0,009 0,016 0,18 0,16 0,016 0,012 0,002 0,011 0,015 0,005 0,004 0,008
Tabla 35. Tabla 2 de medidas de la tobera.
LT R R1 α100 l100' l100''' l100'' D99 d99 r99 D101 Di4 max
42,652 1,156 0,272 6,910 1,440 0,485 13,377 6,984 2,980 2,233 4,217 0,149
42,632 1,163 0,268 6,980 1,420 0,495 13,372 6,987 2,990 2,215 4,189 0,150
42,68 1,161 0,264 6,580 1,451 0,493 13,368 6,983 2,991 2,213 4,197 0,149
42,632 1,162 0,263 6,710 1,439 0,492 13,689 6,991 2,989 2,216 4,195 0,148
42,64 1,162 0,264 6,760 1,410 0,486 13,358 6,988 2,987 2,222 4,176 0,150
42,636 1,156 0,267 7,180 1,450 0,494 13,378 6,988 2,993 2,225 4,167 0,152
42,365 1,156 0,274 6,920 1,440 0,495 13,373 6,975 2,994 2,218 4,166 0,148
42,621 1,157 0,258 6,870 1,437 0,488 13,368 6,985 2,991 2,210 4,185 0,150
42,699 1,159 0,26 7,080 1,440 0,487 13,369 6,978 2,994 2,212 4,194 0,153
42,696 1,156 0,272 7,010 1,445 0,482 13,360 6,984 3,001 2,215 4,187 0,154
42,625 1,159 0,266 6,900 1,437 0,490 13,401 6,984 2,991 2,218 4,187 0,150
0,096 0,003 0,005 0,179 0,013 0,005 0,101 0,005 0,005 0,007 0,015 0,002
Tabla 36. Tabla 3 de medidas de la tobera.
LAURA ROBLES LORITE ESTUDIO Y CARACTERIZACIÓN DE UN INYECTOR COMMON-RAIL
108 Escuela Politécnica Superior de Jaén
15. HUSILLO DE PRESIÓN:
Ilustración 136. Croquis del husillo de presión.
D1 D2 D3 D4 L1 L2 L3 L4 L5 α1 α2 α3 r1
1 5,546 4,739 2,317 3,160 3,427 1,478 2,600 1,679 0,291 38,980 32,130 30,470 0,247
2 5,567 4,733 2,312 3,151 3,421 1,487 2,598 1,683 0,267 40,790 32,000 29,920 0,241
3 5,549 4,734 2,310 3,158 3,416 1,486 2,604 1,680 0,250 40,210 30,750 29,290 0,248
4 5,580 4,725 2,310 3,129 3,423 1,483 2,597 1,682 0,266 40,710 30,630 30,890 0,251
5 5,557 4,727 2,310 3,130 3,457 1,481 2,625 1,635 0,266 39,680 33,280 30,090 0,248
6 5,584 4,731 2,311 3,131 3,440 1,482 2,538 1,607 0,271 39,380 33,160 31,660 0,253
7 5,562 4,737 2,311 3,140 3,455 1,481 2,622 1,660 0,273 39,080 32,760 30,750 0,230
8 5,557 4,730 2,310 3,140 3,470 1,487 2,595 1,643 0,321 39,560 31,110 29,840 0,262
9 5,578 4,728 2,310 3,139 3,458 1,477 2,614 1,614 0,272 41,390 31,170 28,420 0,231
10 5,559 4,726 2,312 3,151 3,445 1,484 2,599 1,690 0,295 40,270 32,450 30,470 0,231
Valor medio 5,564 4,731 2,311 3,143 3,441 1,483 2,599 1,657 0,277 40,005 31,944 30,180 0,244
Incertidumbre (Tipo A)
0,013 0,005 0,002 0,011 0,019 0,004 0,024 0,031 0,020 0,799 0,981 0,899 0,011
Tabla 37.Tabla 1 del husillo de presión.
LAURA ROBLES LORITE ESTUDIO Y CARACTERIZACIÓN DE UN INYECTOR COMMON-RAIL
109 Escuela Politécnica Superior de Jaén
r2 α4 l6 l7
0,235 24,120 0,285 0,267
0,231 24,750 0,296 0,276
0,237 25,130 0,304 0,277
0,242 26,530 0,288 0,277
0,235 25,430 0,291 0,275
0,230 26,140 0,292 0,274
0,233 25,920 0,296 0,280
0,232 25,400 0,296 0,255
0,253 26,440 0,303 0,253
0,249 26,200 0,306 0,250
0,238 25,606 0,296 0,268
0,008 0,784 0,007 0,011
Tabla 38. Tabla 2 del husillo de presión.
16. GUÍA DEL INDUCIDO:
Ilustración 137. Croquis de la guía del inducido.
LAURA ROBLES LORITE ESTUDIO Y CARACTERIZACIÓN DE UN INYECTOR COMMON-RAIL
110 Escuela Politécnica Superior de Jaén
D1 D2 D4 D3 D5 D6 e l1 D7 d1 l2 p l4
1 18,223 20,17 3,489 3,081 6,395 10,446 7,023 0,326 17,855 0,232 0,286 0,966 0,152
2 18,231 19,732 3,498 3,056 6,382 10,46 7,098 0,316 17,867 0,219 0,293 0,98 0,154
3 18,256 19,934 3,549 3,073 6,388 10,414 7,015 0,318 17,867 0,218 0,297 1,008 0,157
4 18,229 19,544 3,520 3,073 6,394 10,464 7,053 0,327 17,872 0,217 0,285 0,913 0,157
5 18,233 19,514 3,553 3,077 6,385 10,431 7,014 0,326 17,873 0,221 0,288 0,917 0,16
6 18,196 19,861 3,540 3,079 6,389 10,451 7,023 0,342 17,892 0,25 0,271 1,011 0,162
7 18,249 19,823 3,434 3,103 6,39 10,424 7,027 0,31 17,9 0,243 0,263 0,995 0,145
8 18,23 19,99 3,553 3,079 6,395 10,462 7,043 0,317 17,856 0,26 0,252 0,979 0,138
9 18,217 20,085 3,545 3,069 6,388 10,423 7,032 0,321 17,808 0,25 0,275 1,01 0,14
10 18,209 19,546 3,533 3,068 6,38 10,446 7,054 0,311 17,888 0,258 0,266 0,969 0,143
Valor medio 18,227 19,820 3,521 3,076 6,389 10,442 7,038 0,321 17,868 0,237 0,278 0,975 0,151
Incertidumbre (Tipo A)
0,018 0,233 0,038 0,012 0,005 0,018 0,025 0,009 0,026 0,017 0,015 0,036 0,009
18,2
Tabla 39. Tabla 1 de la guía del inducido.
α r l10 l11 l12 r10 d11 α2 α3 α4 l13 lt R6 R7 α3 D8 Ll14 α5 65
59,56 0,070 0,399 1,128 0,199 0,202 0,212 45,06 31,17 45,03 0,740 8,298 2,987 1,274 44,28 3,097 1,642 45 5,04
60,05 0,082 0,404 1,123 0,204 0,192 0,208 45,21 31,09 44,44 0,741 8,286 3,001 1,305 44,44 3,092 1,665 44,58 5,22
59,83 0,070 0,396 1,127 0,205 0,206 0,205 45,17 31,01 44,58 0,743 8,2 3,041 1,315 45,01 3,095 1,753 45,16 5,07
60,15 0,072 0,382 1,111 0,202 0,206 0,214 45,00 31,18 45,60 0,744 8,243 2,973 1,28 44,36 3,098 1,746 45,32 4,42
58,61 0,076 0,38 1,117 0,200 0,206 0,212 44,52 31,08 45,13 0,746 8,254 3,101 1,301 44,39 3,095 1,661 44,62 4,51
60,52 0,075 0,389 1,077 0,197 0,175 0,198 45,12 31,51 45,55 0,739 8,228 3,012 1,299 44,3 3,091 1,672 45,08 6,37
61,27 0,066 0,398 1,061 0,181 0,193 0,194 44,57 31,26 45,50 0,754 8,221 3,088 1,308 44,32 3,095 1,668 45,22 5,42
59,9 0,073 0,391 1,08 0,189 0,198 0,205 45,18 31,01 45,19 0,745 8,233 3,032 1,31 44,3 3,081 1,673 45,23 5,17
59,52 0,088 0,385 1,108 0,190 0,202 0,203 45,01 31,16 45,54 0,746 8,216 2,997 1,308 45,04 3,081 1,653 45,27 5,27
60,28 0,083 0,388 1,127 0,183 0,201 0,190 44,50 31,33 45,50 0,747 8,222 2,999 1,309 45,11 3,086 1,665 44,22 5,18
59,969 0,076 0,391 1,106 0,195 0,198 0,204 44,93 31,18 45,21 0,745 8,240 3,023 1,301 44,56 3,091 1,680 44,97 5,17
0,697 0,007 0,008 0,024 0,009 0,010 0,008 0,29 0,15 0,42 0,004 0,031 0,043 0,013 0,35 0,006 0,038 0,37 0,53
8,26
Tabla 40. Tabla 2 de la guía del inducido.
LAURA ROBLES LORITE ESTUDIO Y CARACTERIZACIÓN DE UN INYECTOR COMMON-RAIL
111 Escuela Politécnica Superior de Jaén
17. ASENTAMIENTO DEL INDUCIDO:
Ilustración 138. Croquis asentamiento del inducido.
R1 R2 d1 e Rarriba DRabajo R4 D4 D3 d2 l2 D6
1 6,494 1,432 11,909 4,035 6,085 12,619 0,75 0,391 2,132 0,955 4,558 1,137
2 6,511 1,420 11,908 4,034 6,152 12,627 0,76 0,42 2,125 0,936 4,527 1,192
3 6,454 1,441 11,910 4,047 6,095 12,628 0,741 0,396 2,145 0,924 4,539 1,16
4 6,505 1,459 11,902 4,054 6,042 12,625 0,745 0,392 2,127 0,941 4,528 1,131
5 6,505 1,454 11,896 4,046 6,015 12,618 0,754 0,435 2,134 0,889 4,522 1,183
6 6,500 1,434 11,910 4,048 6,138 12,618 0,754 0,398 2,134 0,898 4,556 1,176
7 6,505 1,459 11,904 4,037 6,070 12,609 0,746 0,417 2,141 0,916 4,537 1,3200
8 6,518 1,509 11,900 4,054 6,023 12,620 0,755 0,393 2,129 0,957 4,551 1,178
9 6,482 1,452 11,906 4,047 6,107 12,623 0,746 0,404 2,141 0,958 4,531 1,161
10 6,45 1,442 11,905 4,046 6,095 12,619 0,748 0,393 2,125 0,952 4,529 1,137
Valor medio 6,492 1,450 11,905 4,045 6,082 12,621 0,750 0,404 2,133 0,933 4,538 1,178
Incertidumbre (Tipo A)
0,023 0,024 0,005 0,007 0,046 0,006 0,006 0,015 0,007 0,025 0,013 0,054
Tabla 41. Tabla 1 del asentamiento del inducido.
LAURA ROBLES LORITE ESTUDIO Y CARACTERIZACIÓN DE UN INYECTOR COMMON-RAIL
112 Escuela Politécnica Superior de Jaén
D5 e2 D7 D8 D9 D10 D4' r r' α1 α2 d' α3
2,543 0,449 0,212 3,45 4,68 1,256 0,656 0,275 0,104 57,49 31,10 1,690 54,25
2,544 0,459 0,213 3,436 4,667 1,251 0,660 0,261 0,099 57,12 30,57 1,691 53,56
2,545 0,457 0,214 3,445 4,666 1,252 0,691 0,265 0,098 57,16 31,21 1,677 54,73
2,556 0,454 0,211 3,464 4,665 1,251 0,684 0,257 0,099 57,37 31,35 1,667 53,94
2,540 0,453 0,215 3,432 4,666 1,248 0,701 0,257 0,097 57,13 31,18 1,671 53,12
2,538 0,460 0,210 3,434 4,661 1,249 0,700 0,28 0,085 57,21 31,54 1,668 53,76
2,550 0,459 0,213 3,449 4,662 1,249 0,695 0,265 0,088 57,16 31,24 1,653 53,12
2,540 0,453 0,216 3,451 4,668 1,252 0,697 0,272 0,081 57,14 31,55 1,659 53,17
2,543 0,460 0,211 3,445 4,667 1,251 0,688 0,27 0,084 57,29 31,53 1,655 53,19
2,5500 0,465 0,212 3,447 4,667 1,252 0,662 0,276 0,08 57,50 31,30 1,670 54,03
2,545 0,457 0,213 3,445 4,667 1,251 0,683 0,268 0,092 57,257 31,257 1,6701 53,687
0,006 0,005 0,002 0,009 0,005 0,002 0,017 0,008 0,009 0,15 0,29 0,013 0,55
Tabla 42. Tabla 2 del asentamiento del inducido.
D11 l11 R11 e13 l13 α14 D16 D17 L16 r17 α15 r15 α16 e' r''
1,015 2,800 0,920 0,544 4,132 31,360 0,801 0,233 0,499 0,081 64,340 0,167 55,690 0,631 0,376
1,015 2,796 0,908 0,507 4,092 33,630 0,804 0,223 0,509 0,065 65,270 0,189 55,840 0,674 0,375
1,003 2,804 0,910 0,535 4,038 29,400 0,810 0,241 0,519 0,070 64,590 0,179 55,150 0,655 0,383
1,011 2,809 0,916 0,530 4,053 29,250 0,799 0,213 0,494 0,084 65,420 0,178 55,510 0,678 0,377
1,013 2,804 0,905 0,541 4,070 31,750 0,809 0,211 0,489 0,068 65,810 0,175 54,650 0,658 0,373
1,004 2,780 0,932 0,546 4,083 29,520 0,804 0,223 0,487 0,079 65,530 0,189 54,660 0,687 0,388
1,009 2,779 0,926 0,554 4,118 29,310 0,809 0,232 0,486 0,080 64,790 0,200 54,550 0,598 0,386
1,006 2,813 0,921 0,504 4,115 31,690 0,781 0,221 0,511 0,068 65,280 0,196 55,410 0,592 0,389
1,012 2,792 0,926 0,510 4,094 32,590 0,779 0,237 0,514 0,068 65,610 0,186 53,860 0,603 0,382
1,008 2,766 0,928 0,531 4,081 31,100 0,790 0,222 0,483 0,080 65,130 0,171 54,280 0,622 0,374
1,010 2,794 0,919 0,530 4,088 30,960 0,799 0,226 0,499 0,074 65,177 0,183 54,960 0,640 0,380
0,004 0,015 0,009 0,018 0,029 1,538 0,011 0,010 0,013 0,007 0,470 0,011 0,656 0,035 0,006
Tabla 43. Tabla 3 del asentamiento del inducido.
PESOS:
SOLENOIDE
(1) AGUJA
(2) PASADOR
(4)
MUELLE TOBERA
(5)
ARANDELA DE LA
TOBERA (6)
ÉMBOLO DE
CONTROL (7)
MANGUITO ROSCADO
(8)
MUELLE DEL
SOLENOIDE (10)
ARANDELA DE
CALIBRACIÓN (11)
1 102,66 3,32 0,11 1,01 0,16 10,85 23,63 0,64 1,24
2 102,67 3,32 0,12 1,01 0,17 10,85 23,63 0,63 1,25
3 102,67 3,32 0,12 1,02 0,17 10,85 23,64 0,64 1,24
4 102,66 3,32 0,1 1,01 0,16 10,85 23,64 0,64 1,25
5 102,68 3,33 0,11 1,01 0,18 1,085 23,63 0,64 1,24
6 102,69 3,32 0,1 1 0,18 10,85 23,63 0,64 1,25
7 102,68 3,32 0,13 1 0,18 10,85 23,64 0,63 1,24
8 102,65 3,32 0,12 1,01 0,17 10,85 23,63 0,64 1,24
9 102,67 3,32 0,12 1,01 0,17 10,85 23,64 0,63 1,25
10 102,68 3,32 0,11 1,02 0,17 10,85 23,64 0,64 1,24
102,67 3,32 0,11 1,01 0,17 9,87 23,64 0,64 1,24
Tabla 44. Tabla 1 de pesos
LAURA ROBLES LORITE ESTUDIO Y CARACTERIZACIÓN DE UN INYECTOR COMMON-RAIL
113 Escuela Politécnica Superior de Jaén
JUNTA TÓRICA (13)
HUSILLO DE PRESIÓN (15)
GUÍA DEL INDUCIDO (16)
ASENTAMIENTO DEL INDUCIDO (17)
CONJUNTO ENTERO
0,26 0,62 13,81 3,61 652,68
0,26 0,62 13,81 3,61 652,65
0,26 0,65 13,81 3,61 652,65
0,26 0,64 13,81 3,61 652,71
0,26 0,63 13,81 3,61 652,7
0,26 0,63 13,81 3,61 652,65
0,26 0,64 13,81 3,61 652,66
0,26 0,63 13,81 3,61 652,68
0,26 0,63 13,81 3,61 652,7
0,26 0,63 13,81 3,61 652,69
0,26 0,63 13,81 3,61 652,68
Tabla 45. Tabla 2 de pesos.
7.2. ANEXO 2. PLANOS REALIZADOS EN “SOLIDWORKS”
LAURA ROBLES LORITE ESTUDIO Y CARACTERIZACIÓN DE UN INYECTOR COMMON-RAIL
133 Escuela Politécnica Superior de Jaén
7.3. ANEXO 3. TABLAS Y CATÁLOGOS DEL MODELO.
Ilustración 139. Tabla 10-5 de Shigley [10]
LAURA ROBLES LORITE ESTUDIO Y CARACTERIZACIÓN DE UN INYECTOR COMMON-RAIL
134 Escuela Politécnica Superior de Jaén
Ilustración 140. Catálogo de arandelas del catálogo del fabricante Eurodiésel
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135 Escuela Politécnica Superior de Jaén
Ilustración 141. Catálogo de la arandela de calibración del fabricante Eurodiésel.
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136 Escuela Politécnica Superior de Jaén
Ilustración 142. Código de las piezas del inyector Denso 16600 del fabricante Flag Portex.
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137 Escuela Politécnica Superior de Jaén
7.4. ANEXO 4. FUNCIÓN DEL CÁLCULO DE LA CONSTANTE DE LOS
RESORTES EN EL PROGRAMA “MATHEMATICA”.
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138 Escuela Politécnica Superior de Jaén