La inyección directa de gasolina (GDI) es una tecnología revolucionaria que ha transformado la forma en que los motores de combustión interna funcionan. Conocida por su eficiencia y rendimiento, la GDI ha redefinido la operación de trabajo de los motores, ofreciendo una mayor potencia con una menor emisión de gases contaminantes. En este artículo, exploraremos qué es exactamente la inyección directa de gasolina y cómo funciona para brindar un funcionamiento óptimo a los motores modernos. ¡Prepárate para descubrir los secretos detrás de esta increíble innovación tecnológica de la industria automotriz!
¿Qué es la inyección directa de gasolina (GDI)? Operación de trabajo
Inyección directa de gasolina (GDI)
En los motores de combustión interna, la inyección directa de gasolina (GDI), también llamada inyección directa de gasolina o inyección directa de gasolina o inyección directa de encendido por chispa (SIDI) o inyección directa de combustible estratificada (FSI), es una variante de la inyección de combustible utilizada en los modernos motores de dos tiempos. y motores de gasolina de cuatro tiempos. La gasolina está a alta presión y se inyecta directamente en la cámara de combustión de cada cilindro a través de una línea de combustible de riel común, a diferencia de la inyección de combustible multipunto tradicional, que ocurre en el tracto de admisión o en el puerto del cilindro.
Operación
Los principales beneficios de un motor GDI son una mayor eficiencia de combustible y una alta potencia de salida. Los valores de emisiones también se pueden controlar con mayor precisión con el sistema GDI. Las ventajas mencionadas se logran mediante el control preciso de la cantidad de combustible y el tiempo de inyección, que varían según la carga del motor. Además, algunos motores GDI no tienen pérdidas de aceleración en comparación con los motores tradicionales con inyección de combustible o carburador, lo que mejora en gran medida la eficiencia y reduce las «pérdidas de bombeo» en los motores sin aceleración. La velocidad del motor es controlada por la unidad de control del motor/sistema de gestión del motor (EMS), que regula la función de inyección de combustible y el tiempo de encendido, en lugar de a través de una válvula de mariposa que restringe el aire entrante. Añadir esta función al EMS requiere una mejora significativa en su procesamiento y memoria, ya que la inyección directa y la gestión del régimen del motor deben contar con algoritmos muy precisos para un buen rendimiento y manejabilidad.
El sistema de gestión del motor selecciona continuamente Tres modos de combustión: combustión ultra pobre, combustión estequiométrica y máxima potencia.
Modo de combustión ultra pobre o carga estratificada Se utiliza para condiciones de conducción ligeras a velocidad de conducción constante o decreciente donde no se requiere aceleración. El combustible no se inyecta durante la carrera de admisión, sino sólo en las últimas fases de la carrera de compresión. La combustión tiene lugar en una cavidad en la superficie del pistón, que tiene forma toroidal u ovalada y está ubicada en el centro (para un inyector central) o en un lado del pistón más cercano al inyector. La cavidad crea el efecto de vórtice para que la pequeña cantidad de mezcla de aire y combustible quede colocada de manera óptima cerca de la bujía. Esta carga estratificada está rodeada en gran medida por aire y gases residuales, lo que mantiene el combustible y las llamas alejados de las paredes del cilindro. Una temperatura de combustión reducida garantiza las menores emisiones y pérdidas de calor y aumenta la cantidad de aire al reducir la expansión, proporcionando energía adicional. Esta técnica permite el uso de mezclas ultrapobres que no serían posibles con carburadores o inyección de combustible convencional.
modo estequiométrico Se utiliza para condiciones de carga media. El combustible se inyecta durante la carrera de admisión, creando una mezcla homogénea de aire y combustible en el cilindro. Según la relación estequiométrica, una combustión óptima produce emisiones de escape limpias, que el convertidor catalítico limpia aún más.
Modo de potencia total Se utiliza para aceleraciones rápidas y cargas pesadas (por ejemplo, al conducir cuesta arriba). La mezcla de aire y combustible es homogénea y la proporción es ligeramente más rica que la estequiométrica, lo que ayuda a prevenir la detonación (zumbido). El combustible se inyecta durante la carrera de admisión.
Más recursos:
Artículos, notas, preguntas y respuestas sobre motores de combustión interna.
Notas conceptuales mecánicas y subjetivamente básicas, artículos.
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¿Qué es la Inyección Directa de Gasolina (GDI)? | Operación de Trabajo
La Inyección Directa de Gasolina (GDI) es una variante de la inyección de combustible utilizada en motores de combustión interna de dos tiempos y cuatro tiempos. También conocida como Inyección Directa de Petróleo o Inyección Directa de Chispa Encendida (SIDI) o Inyección Estratificada de Combustible (FSI), la GDI se caracteriza por inyectar gasolina altamente presurizada directamente en la cámara de combustión de cada cilindro, a través de una línea de combustible de riel común, en lugar de utilizar la inyección de combustible multipunto convencional que ocurre en el conducto de admisión o en el puerto del cilindro.
Operación
Los principales beneficios de un motor GDI son el mayor rendimiento de combustible y la alta potencia de salida. Los niveles de emisión también pueden ser controlados de manera más precisa con el sistema GDI. Estos beneficios se logran gracias al control preciso sobre la cantidad de combustible y los tiempos de inyección, que varían según la carga del motor. Además, en algunos motores GDI no hay pérdidas por estrangulamiento en comparación con un motor de inyección de combustible o carburador convencional, lo que mejora considerablemente la eficiencia y reduce las «pérdidas de bombeo» en los motores sin placa de estrangulamiento. La velocidad del motor es controlada por la unidad de control del motor (EMS), que regula la función de inyección de combustible y el encendido, en lugar de tener una placa de estrangulamiento que limite el suministro de aire entrante. Agregar esta función a la EMS requiere una mejora considerable de su capacidad de procesamiento y memoria, ya que la inyección directa junto con el control de velocidad del motor deben tener algoritmos muy precisos para un buen rendimiento y manejabilidad.
El sistema de gestión del motor elige continuamente entre tres modos de combustión: ultra-lean burn, stoichiometric y full power output.
- El modo de combustión de ultra-lean burn o carga estratificada se utiliza para condiciones de funcionamiento de carga ligera, a velocidades constantes o reducidas, donde no se requiere aceleración. El combustible no se inyecta en la carrera de admisión, sino más bien en las etapas posteriores de la carrera de compresión. La combustión tiene lugar en una cavidad en la superficie del pistón que tiene una forma toroidal o ovoidal, y se coloca en el centro (para inyectores centrales) o desplazada hacia un lado del pistón que está más cerca del inyector. La cavidad crea un efecto de remolino para que la pequeña cantidad de mezcla de aire-combustible esté colocada óptimamente cerca de la bujía. Esta carga estratificada está rodeada principalmente de aire y gases residuales, lo que mantiene el combustible y la llama alejados de las paredes del cilindro. La reducción de la temperatura de combustión permite las menores emisiones y pérdidas de calor y aumenta la cantidad de aire al reducir la dilatación, lo que proporciona potencia adicional. Esta técnica permite el uso de mezclas muy ricas que serían imposibles con carburadores o inyección de combustible convencional.
- El modo de combustión estequiométrica se utiliza para condiciones de carga moderada. El combustible se inyecta durante la carrera de admisión, creando una mezcla de combustible y aire homogénea en el cilindro. A partir de la relación estequiométrica, una combustión óptima produce una emisión de escape limpia, que se limpia aún más mediante el convertidor catalítico.
- El modo de combustión total se utiliza para aceleración rápida y cargas pesadas (como al subir una colina). La mezcla de aire y combustible es homogénea y la relación es ligeramente más rica que la estequiométrica, lo que ayuda a prevenir la detonación. El combustible se inyecta durante la carrera de admisión.
En resumen, la Inyección Directa de Gasolina (GDI) es una tecnología de inyección de combustible que ofrece mejor rendimiento de combustible y mayor potencia de salida, al tiempo que controla las emisiones de manera más precisa. Esta tecnología utiliza diferentes modos de combustión para adaptarse a diferentes condiciones de funcionamiento del motor, lo que resulta en una mayor eficiencia y un rendimiento óptimo del motor.