El desgaste en los sistemas de inyección a diésel es una de las averías que inciden directamente en la eficiencia del consumo de los Motores de Combustión Interna (MCI). Los sistemas de inyección de Riel Común (common-rail CRDI) son en la actualidad los más empleados, y uno de los elementos principales es la aguja del inyector.
El presente trabajo tiene como objetivo evaluar el desgaste superficial del cono y vástago de la aguja de la tobera del inyector de la marca Bosch de los sistemas CRDI, mediante la Transformada Rápida de Fourier (TRF), para filtrar el ruido introducido por el rugosímetro portátil SHBLST241 garantizándose las mediciones de rugosidades.
La metodología utilizada es de tipo experimental, se toman valores en función de sus alturas y profundidades; y la distancia media entre los picos locales del perfil validándose de forma analítica, se aplica un análisis descriptivo para verificar la normalidad de las observaciones y posteriormente se considera la Transformada Rápida de Fourier para la investigación del ruido, el mismo que será caracterizado por el tipo de distribución o función de densidad probabilística de las amplitudes presentes.
En la experimentación se consideró elementos nuevos que sirvieron como referencia para el análisis de las piezas usadas. Se elaboró una interfaz gráfica en Matlab para el estudio de Fourier.
Además, entre sus características posee un software denominado Presurf Enterprise, el cual interactúa con la PC, vía cable USB o por medio de bluetooth; es una herramienta fundamental en el uso del computador, ya que por ese medio se obtiene acercamientos más amplios que en las gráficas de la pantalla del rugosímetro (1X, 5X, 20X y 50X), según calibración ISO 17025, su rango de parametrización es Ra (0.005 μm. ~ 16 μm.), Rz (0.02 μm.
Las mediciones se realizan en dos zonas críticas de desgaste, como es el cono de la aguja y su vástago, tanto a iguales condiciones iniciales ya similares condiciones de uso. La rugosidad está formada por surcos o marcas dejadas por los agentes que atacan la superficie en el proceso de mecanizado, los parámetros de medición de rugosidad se plantea según en la línea media “M”.
En las Figuras 4 y 5 de normalidad Q-Q se ejemplifica, para analizar la diferencia entre la distribución de probabilidad de la muestra extraída y la distribución utilizada para la comparación.
Se verifica que la prueba de Kolmogorov-Smirnov para el análisis del tiempo con respecto a la lectura de los datos, el valor de e17 (Sig.
La modelación de la señal es evaluada en términos de los datos proporcionados por el rugosímetro, para aplicar el análisis de la Transformada Rápida de Fourier a la señal adquirida por el rugosímetro, donde se determina el análisis de la rugosidad en términos del valor de sus ordenadas e19.
En la Figura 6 se presenta la evaluación realizada por el rugosímetro en el cono de la aguja de tobera nueva. En la Figura 8, se presenta la evaluación realizada por el rugosímetro en el vástago de la aguja de la tobera del inyector nueva. En la Figura 9 se muestra la evaluación por el rugosímetro en todos sus parámetros. Se obtuvo un valor de: e36, El mismo que evaluado con el valor de la pantalla del rugosímetro, presenta un error del 0 %.
La prueba de Kolmogorov-Smirnov para el análisis del parámetro Ra, determina el valor de e37(Sig. Asintót) es de 0.018 inferior al 0.05, entonces se rechaza la hipótesis nula que consiste en que la toma de los valores sigue una distribución normal. La prueba de Kolmogorov-Smirnov para el análisis del parámetro Rz determina el valor de e38(Sig.Asintót) es de 0.028 inferior al 0.05, entonces los valores observados no están sobre la recta esperada bajo el supuesto de normalidad de los datos obtenidos por el rugosímetro.
Esto se muestra en la Figura 12 y 13, bajo el criterio de normalidad.
Se presenta en la Figura 16, el dominio temporal y dominio frecuencial, se tiene la representación en dominio de tiempo y dominio de frecuencia de los datos obtenidos mediante el rugosímetro; en las gráficas de dominio temporal (tratado) y mundo frecuencial (tratado) se tiene la representación del tratamiento de los datos mediante el análisis de Fourier aplicando filtro de tratamiento, donde el resultado del tratamiento de la señal en dominio de tiempo (señal filtrada) que es de 0.3398, el mismo que se puede evidencia en la figura.
En la etapa final, se eliminan los datos más alejados del promedio.
El análisis de normalidad de los datos obtenidos de rugosidad en la aguja del inyector para el parámetro Ra y Rz, mediante la prueba de Kolmogorov- Smirnov, muestran que dichos valores no siguen una distribución normal por ser el valor p (Sig. Asintót) inferior al 0.05, motivado por el ruido introducido por el rugosímetro.
Las toberas Bosch resisten los elevados esfuerzos mecánicos y térmicos que ocurren en la cámara de combustión, gracias a los materiales y alto conocimiento técnico de su fabricación.
Características de las toberas Bosch
- Asegura la estanqueidad hasta los 2050 bar, que equivale a la presión que se genera al colocar un vehículo liviano sobre la uña de un dedo.
- La duracción de inyección asciende a 1.2 milisegundos.
- Los caudales de inyección varían entre 1 mm3 (inyección previa) y 50 mm3 (plena carga), para vehículos livianos entre 3 mm3 (inyección previa) y 350 mm3 (plena carga) para camiones.
- El juego que tiene la aguja y el cuerpo de la tobera, ascienden a 0,002 mm (2 μm).
Diferentes tipos de toberas son utilizados en diversas aplicaciones. Existen diferentes tipos de toberas, cada una con características específicas para su aplicación.
Donde el control del caudal depende directamente de la carrera de la aguja. Pueden tener entre 4 hasta 8 agujeros y son utilizados en motores con cámara de inyección directa. En estas toberas una vez que se supera la presión de apertura, la aguja del inyector libera de golpe los orificios de inyección.
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