Inyeccion Bosch K-Jetronic

Inyección de Gasolina BOSCH “K-Jetronic”​

Por medio del presente escrito, tratare de volcar lo más claramente posible, mis conocimientos y “experiencias” con el sistema de alimentación de combustible denominado K-Jetronic. Debo decir que luego de haberlo estudiado y desarmado hasta sus partes mas íntimas (tarea no avalada por Servicio Oficial), en mi opinión es una “obra maestra”, comparable con la “Relojería Suiza”.
Pero vamos a lo nuestro…El sistema “k-jetronic”, puntualmente… el utilizado en los BMW E21.-
Sus componentes son varios, empezando por la bomba de combustible eléctrica, el filtro de combustible, el acumulador de presión, el sensor de flujo de aire, el cabezal dosificador, el regulador de precalentamiento, la Válvula Auxiliar de Aire, los inyectores y un par de Relés; el relé diodo y el relé de la bomba de combustible. Toda una lista de piezas que a la hora de presentarse un fallo deben tenerse en cuenta, según el tipo de avería.
Viendo pieza a pieza, empezamos por…

Bomba de combustible:
Es la encargada de enviar el carburante desde el tanque hasta el cabezal dosificador. Funcionando correctamente debe arrojar un caudal mínimo de 1.5 litros por minuto, unos 90 litros por hora. Esta pieza posee en su extremo de salida una válvula unidireccional que al dejar de funcionar la bomba, se cierra evitando que el combustible del circuito de alimentación retorne al tanque, manteniendo la bomba cargada y contribuyendo a mantener el circuito con presión. Además posee una válvula de alivio, que asegura su integridad en caso que una obstrucción eleve la presión por encima de valores específicos.

Acumulador de Presión:
Una vez que el combustible sale de la bomba llega al Acumulador de Presión, el cual amortigua los impulsos generados por la bomba, logrando un flujo homogéneo, y reduciendo el ruido producido por el funcionamiento de la misma. Además esta pieza se encarga de que al cesar el funcionamiento del sistema, éste mantenga una “Presión Residual” por un tiempo determinado (unos 25-30 minutos) para facilitar un próximo encendido, sobre todo en condiciones de temperatura de servicio. (Motor caliente)

Filtro de combustible:
Como en todos los sistemas de alimentación su misión es proveer un carburante libre de impurezas que puedan bloquear y comprometer el funcionamiento del conjunto. Pero en el caso de K-jetronic, el filtro tiene una importancia suprema, ya que este sistema posee una tolerancia mínima a las impurezas debido a conductos de alimentación que en algunos casos no superan los 0.02mm de diámetro.

Cabezal Dosificador:
Esta pieza tiene como misión la alimentación en forma homogénea de cada uno de los cilindros del motor, manteniendo una relación estequiométrica entre aire y combustible, para cada régimen de funcionamiento del mismo. Opera solidarizado al Caudalímetro y contiene un Regulador de Presión, y es mediante una serie de cámaras y válvulas que logra abastecer la cantidad justa de combustible que requiere el motor para cada etapa de trabajo.

Sensor de Flujo de aire: (caudalímetro)
Esta pieza es la encargada de medir y transmitir la cantidad de aire que ingresa al motor mediante un elemento en suspensión, el plato-sonda, dentro de un conducto cónico cuya variación de diámetro permite las distintas mediciones de caudal.

Regulador de Precalentamiento: (WUR = Warm Up Regulator)
Dispositivo cuya función es proveer los valores de PRESION DE MANDO O DE CONTROL, necesarios para cada condición de temperatura del motor.

Válvula Auxiliar de Aire:
Este dispositivo actúa como un By- Pass entre el múltiple de admisión y el caudalímetro, y su función es permitir un mayor caudal de aire en el momento del arranque en frió únicamente. Actúa en conjunto con el WUR en el proceso de calentamiento del motor.

Inyectores o Válvulas de Inyección:
Su única función es pulverizar el combustible para su posterior combustión dentro de los cilindros, operando por variación de presión.

Esquema del sistema:



FUNCIONAMIENTO:
K-jetronic es un sistema mecánico-hidráulico de inyección de combustible, es decir que no necesita de ningún tipo de gestión de control y regula el combustible en función del aire aspirado por la admisión, inyectándolo en forma continua en las válvulas de admisión del motor.
El combustible es bombeado desde el tanque por una bomba eléctrica a través del filtro de combustible, pasando por el Acumulador de Presión para llegar al Cabezal Dosificador. Una vez aquí, el caudal adquiere el valor de Presión de Sistema requerido por medio del Regulador de Presión Principal; contenido por el Cabezal Dosificador, para que luego de alimentar los inyectores; el excedente retorne al tanque de combustible. Paralelamente al combustible tenemos el circuito de aire, en el cual un Plato-Sonda contenido por el Caudalímetro y conectado al Cabezal Dosificador por una palanca; mide el caudal de aire que ingresa al motor a través del Filtro de aire y del conducto de admisión hasta el Plenum o Múltiple de admisión, pasando por el Cuerpo del Acelerador.
Es decir, la cantidad de aire que aspira el motor es controlada por la mariposa del acelerador y medida por el plato sonda del caudalímetro. A mayor apertura de la pantalla del acelerador, mayor aspiración de aire con la consecuente elevación del plato-sonda y a través de su palanca, del pistón del cabezal dosificador, lográndose mayor cantidad de combustible inyectada en los cilindros.



Este principio de funcionamiento del sistema, provoca su nula tolerancia a entradas de aire “clandestinas”, ya que esa porción “extra” de aire, al no ser medida por el caudalímetro, provoca alteraciones en la relación Aire-Combustible, afectando directamente el funcionamiento del mismo.
Vamos desde el principio, en el momento en que se pone en marcha la ignición desde la llave de encendido, la bomba eléctrica, que recibe alimentación solo en esta condición, inicia su tarea de enviar el combustible hasta el cabezal. Este sistema trabaja como dispositivo de seguridad, mediante el relé de mando, evitando que bajo cualquier circunstancia en que el motor se detenga, aún con el encendido en contacto, la bomba siga enviando combustible y previniendo así posibles incendios.
Llegamos al acumulador de presión, un dispositivo cilíndrico similar a un filtro de combustible, pero que está formado por dos cámaras divididas por un diafragma, montado sobre un resorte en una de ellas. Al ingresar, el combustible va empujando el diafragma que comprime el resorte hasta su tope máximo, llenando así la cámara, situación que perdura mientras el sistema esta funcionando. Al cortarse la alimentación, el circuito se encuentra cargado de combustible, pero al no tener la fuerza del caudal generado por la bomba, el resorte del acumulador va ejerciendo presión paulatinamente al volver a su posición de reposo, manteniendo así el circuito con presión residual por un tiempo determinado. Los acumuladores en general tienen dos picos en un extremo, uno de entrada y uno de salida del carburante, pero en algunos casos (vehículos “PRE&#8221 también poseen una conexión “atmosférica” en su otro extremo, para compensar fuerzas.

Acumulador funcionando y en reposo:




El combustible ingresa al cabezal dosificador por su conexión de alimentación o entrada, la cual alimenta la parte inferior del cabezal y sus cámaras interconectadas, (por debajo del diafragma) sometiéndola a Presión de Sistema (unos 4.7 – 5.2 bar). Esta parte inferior posee las conexiones de entrada, de retorno al tanque, de alimentación del Inyector de Arranque en frió y un conducto donde va montado el Regulador de Presión Principal. Es este regulador el encargado de mantener la presión de sistema, y a través de válvulas, regular el caudal de los retornos directo, y del Regulador de Precalentamiento o WUR, contribuyendo así al manejo de la Presión de Mando o de Control.

Regulador Principal de Presión:



Para comprender mejor el funcionamiento del sistema, analizamos el Cabezal Dosificador. Se compone de dos piezas de fundición que tienen mecanizadas cámaras, una por cada cilindro del motor, separadas por un Diafragma de acero inoxidable de extrema delgadez.





En su centro encontramos inserto un cilindro o Válvula de Corredera en cuya pared hay mecanizados orificios o Rajas de Estrangulamiento, que coinciden respectivamente, con otros en las mitades inferior (alimentación) y superior (distribución) del cabezal, y mediante los cuales se comunican ambas partes del cabezal.





Dentro de este cilindro se desliza un Pistón o “CONTROL PLUNGER”, de formato muy particular que según su elevación permite el paso de mayor o menor cantidad combustible desde la mitad inferior, hacia la mitad superior, en la cual cada cámara es independiente de la otra. Entonces, tenemos la mitad inferior sometida a Presión de sistema (5 bares) y llenando de combustible el cilindro donde opera el Pistón, que a medida que asciende libera progresivamente las Rajas de Estrangulamiento de tan solo 0.02mm de calibre (provocando una caída de presión), que coinciden con la mitad superior del cabezal, y permite el llenado de las cámaras superiores, para que a través de ellas se alimenten los inyectores.
Obviamente todo este conjunto debe mantener una estanqueidad perfecta para evitar variaciones de presión, por fugas, que ocasionen fallas de operación y rendimiento, para lo cual se utilizan sellos de goma tipo O-ring en ambos extremos del Cilindro y en cada de las rajas de estrangulamiento. Asegurada la estanqueidad, las únicas variaciones de presión son las sucedidas al liberarse la sección de las Rajas de estrangulamiento, la apertura de las válvulas de presión diferencial, y de los inyectores.
Tal vez la parte más compleja, por no decir más importante, del cabezal sea la mitad superior. Es aquí donde se alojan las válvulas de presión diferencial, pequeñas cámaras formadas por el diafragma como base, donde se apoyan mediante platillos de asiento, resortes calibrados; y la pieza de fundición superior que contiene en su interior los conductos por donde el combustible puede salir del cabezal hacia los inyectores. En estas válvulas cuya presión esta regulada a menos de 0.1 bar (presión diferencial) por medio de los muelles calibrados, se produce una caída de presión constante al ingresar el combustible, esto hace que el diafragma se doble hacia abajo liberando el conducto y permitiendo la salida hacia los inyectores.

Esquema del Cabezal y sus Válvulas de Presión Diferencial





Hay un factor importante dentro del funcionamiento de la K-jet y es la Presión de Mando o Presión de Control, la misma es una fuerza que se opone a la ascensión del Pistón del cabezal, asegurando que el mismo retorne a su posición de partida bajo cualquier circunstancia de régimen. Esta presión se deriva de la Presión de Sistema mediante un conducto calibrado, y recorre un circuito desde el cabezal hasta el regulador de precalentamiento o WUR y de vuelta al cabezal en una conexión a una válvula de aguja del regulador de presión principal, que regula el retorno del flujo al tanque de combustible. (Véase Esquema del Sistema/ esquema del regulador principal de presión)
En condiciones de arranque en frió el WUR por su modo de funcionamiento, reduce la Presión de Control permitiendo una mayor ascensión del Pistón (mayor inyección de combustible), en relación a una determinada elevación del plato Sonda, enriqueciendo así la mezcla Aire-Combustible. A medida que el motor aumenta su temperatura, el WUR va incrementando la presión de control, la cual actúa sobre el Pistón y lo “frena” equiparando así la relación de la mezcla. (Véase Brico: Regulación de WUR)
Todo este proceso es complementado por la Válvula Auxiliar de Aire, la cual actúa en conjunto con el WUR, incrementando el caudal de aire durante el proceso de calentamiento.
Hasta aquí, una revisión general del funcionamiento de este sistema de inyección, que espero sea clara y de mucha utilidad.

A continuación, quisiera agregar algunos consejos sobre diagnostico y reparación de k-jetronic.
Desde que empecé a estudiar este sistema y hasta el día de hoy, escucho y leo quejas y problemas con la K-jet, (pensé en algún momento que solo me pasaba a mi, por una mala elección del coche adquirido, pero no es así…somos varios en este baile) y eso me motiva a este trabajo que hoy realizo.
Cuando empezaron los problemas con mi coche, como cualquier usuario, inicié una búsqueda del mecánico o técnico que pudiera darme una solución. Obtuve diagnósticos tales como: “hay que hacer el motor a nuevo, este no va mas”, o “esta inyección no sirve mas, hay que reemplazar Cabezal, WUR, Válvula Auxiliar….” Todos los “especialistas” llegaban al mismo lugar: UNA REPARACION COSTOSA Y CON POCAS GARANTIAS.
Para aclarar, mi motor nunca se desarmó y solo se cambiaron algunas piezas menores, y en algunos casos… en forma innecesaria, solo por tranquilidad personal. Solamente lo puse a punto adecuadamente y calibré la inyección, logrando una evolución increíble, con mejoras en el consumo y rendimiento del motor que ¡“no servía más”!. Aquí debo hacer un reconocimiento y agradecimiento a dos personas que participaron y contribuyeron INMENSAMENTE en este proceso, los Ingenieros Liendo y Viacava, junto a quienes aprendí y trabajé durante este proceso, intercambiando ideas y conocimientos. MUCHAS GRACIAS!!!
En principio, lo ideal seria que ante cualquier falla, se recurra a personal idóneo, debido a la complejidad del sistema y la necesidad de herramientas especificas para su reparación y puesta a punto. De no plantearse este escenario por diversas razones, lo primero es recopilar toda la información posible, estudiarla a fondo y procurarse MUCHO tiempo, paciencia y las herramientas adecuadas.
Con estos “requisitos” cumplidos recomendaría que antes de “manipular” nada de la inyección, se estudie a fondo la falla y sus posibles causantes. He visto casos donde se responsabilizo a la K-jet por una falla, cuando al final no tenia nada que ver, peor aún… se la manipulo innecesariamente. Esto solo complica más el cuadro ya que al determinar la causa, y solucionarla; se debe re calibrar la inyección… tarea bastante compleja si cabe.

A continuación, un cuadro de diagnostico de la K-jet…






En presencia de una o varias fallas, lo primero es recurrir a este cuadro, confieso haberlo leído mas de mil veces, pero SIEMPRE habiendo confirmado previamente que el problema no tiene otro origen. Recordemos que este grafico es “especifico” del sistema.





A continuación, y para ir terminando, listo una serie de tareas previas a la “manipulación” de la inyección:

1. Revisar, acondicionar y regular el sistema de encendido del vehículo (delco completo, bujías, cables de encendido, etc.), según reglajes establecidos por el manual de Taller. (no el de usuario o guantera, recomendación: MANUAL HAYNES)

Esto nos asegura una combustión óptima, aprovechando al máximo la mezcla carburante.-

2. Verificar y renovar todas las Juntas que no estén en óptimas condiciones. Esto incluye: Junta de tapa de válvulas, cuerpo del acelerador (a la admisión), admisión (al bloque de motor), escapes (al bloque y en su recorrido), junta del caudalímetro (son dos piezas) y su unión al Porta Filtro de aire.Así mismo, se debe chequear y renovar los Sellos O-Ring de los siguientes componentes: inyectores (6), tubo de ventilación del carter (2), inyector de arranque en frió (1).-

3. Revisar y reemplazar todas las mangueras que intervienen en el circuito de admisión:

a- Venteo del Carter: desde tapa de válvulas al capuchón del caudalímetro
b- Válvula auxiliar de aire
c- Capuchón del caudalímetro: desde éste a la admisión
d- De vacío: Avance y retraso del Delco (distribuidor), desde el múltiple de admisión al conector T (en el venteo del carter), vacío del WUR (si corresponde al modelo), vacío del Servo-Freno.

Todas estas conexiones deben estar bien ajustadas con sus respectivas abrazaderas, en caso de corresponder su uso.


Mediante los ítems 2 y 3, nos aseguramos un circuito de aire sin entradas de aire “clandestinas”, posibilitando un reglaje y funcionamiento óptimos de la K-jet.
4- Regular la “posición básica” de la pantalla del acelerador acorde a lo establecido en el manual de taller. La calibración del Ralentí debe efectuarse con el tornillo previsto para tal fin, nunca mediante la alteración de la posición de la pantalla en el cuerpo del acelerador.

5- Regular la luz de válvulas (“valve clearence&#8221 acorde a las especificaciones del manual de taller.

6- Es fundamental revisar la Instalacion Eléctrica del sistema chequeando con el Diagrama Eléctrico del coche y el Diagrama Eléctrico de la K-jetronic, que cada componente esté cableado y operando como corresponde. Muchas fallas se producen debido a una instalación "intervenida" por manos que desconocen el funcionamiento del conjunto eléctrico.

Cada uno de estos “pasos previos” provocaran seguramente alteraciones en el actual comportamiento del coche (cambios del régimen de ralentí, relación aire-combustible, índice de CO, punto del encendido, etc.), éstas deberán ser observadas y modificadas acorde a lo establecido en, DE NUEVO, el manual de taller. Por ejemplo: Ralentí óptimo: 850 – 950 RPM (a temperatura de servicio).
Solamente después de realizar todas las operaciones anteriores, y persistiendo los inconvenientes, deberemos iniciar el proceso de puesta a punto del sistema de inyección, revisando el funcionamiento de cada uno de sus componentes, y re- calibrándolos según especificaciones.
Esperando sea de utilidad, les deseo un buen funcionamiento de su K-Jetronic.

Marcos Pastorino.