Los sistemas de inyección de combustible son uno de los avances más significativos en la industria automotriz en los últimos años. Con la creciente demanda de vehículos más eficientes y respetuosos con el medio ambiente, es fundamental comprender cómo funciona este sistema vital en nuestros vehículos. En este artículo, exploraremos a fondo los componentes principales, los diferentes tipos y el principio de funcionamiento de los sistemas de inyección de combustible. Si eres un entusiasta del automóvil o simplemente quieres aprender más sobre cómo funciona tu vehículo, sigue leyendo para descubrir todo lo que necesitas saber sobre este importante aspecto de la mecánica automotriz.
Sistema de inyección de combustible | Componentes, tipos, principio de funcionamiento.
«El inyector de combustible es un dispositivo mecánico controlado electrónicamente responsable de rociar (inyectar) la cantidad correcta de combustible en el motor, creando una mezcla de aire y combustible adecuada para una combustión óptima».
La tecnología se desarrolló a principios del siglo XX y se implementó por primera vez en motores diésel. En el último tercio del siglo XX también gozó de gran popularidad en los motores de gasolina normales.
La unidad de control electrónico (ECU en el sistema de gestión del motor) determina la cantidad exacta y el momento específico de la dosis requerida de gasolina para cada ciclo recopilando información de varios sensores del motor. Por tanto, la unidad de control envía una señal de mando eléctrica con la duración y el momento correctos a la bobina de inyección. Esto abre el inyector y permite que la gasolina fluya a través de él hacia el motor.
Una conexión de la bobina de inyección recibe directamente 12 voltios, que son controlados por la unidad de control, y la otra conexión de la bobina de inyección está abierta. Cuando la centralita ha determinado la cantidad exacta de combustible y el tiempo de inyección, activa el inyector correspondiente conectando la otra conexión a masa (masa, es decir, terminal negativo).
COMPONENTES
La función del sistema de inyección de combustible es medir, atomizar y distribuir el combustible en la masa de aire del cilindro. Al mismo tiempo, se debe mantener la relación aire-combustible requerida de acuerdo con los requisitos de carga y velocidad del motor.
Elementos de la bomba:
Para transportar combustible desde el tanque de combustible al cilindro.
Elementos de dosificación:
Para medir el suministro de combustible a la velocidad requerida por la velocidad del motor y el acondicionamiento de carga.
Control de dosificación:
Adaptar el régimen de los elementos dosificadores a los cambios de carga y velocidad del motor.
Control de mezcla:
Para ajustar la relación combustible-aire dependiendo de la carga y la velocidad.
Elementos de distribución:
Para distribuir el combustible dosificado uniformemente entre los cilindros.
Control del tiempo:
Determinar el inicio y parada del proceso de mezcla aire-combustible.
TIPOS DE INYECTORES DE COMBUSTIBLE
1. Alimentación superior: el combustible entra por la parte superior y sale por la parte inferior.
2. Alimentación lateral: el combustible ingresa por el costado del puerto del inyector de combustible en el riel de combustible.
3. Inyectores del cuerpo del acelerador – (TBI) Ubicados directamente en el cuerpo del acelerador.
TIPOS DE SISTEMAS DE INYECCIÓN DE COMBUSTIBLE
1. Inyección de combustible de punto único o del cuerpo del acelerador
Esto también se conoce como inyección de puerto único y fue el primer tipo de inyección de combustible que llegó al mercado. Todos los vehículos tienen un colector de admisión de aire que permite que el aire limpio ingrese primero al motor. TBFI funciona agregando la cantidad correcta de combustible al aire antes de distribuirlo a cada cilindro. La ventaja del TBFI es que es económico y fácil de mantener. Si alguna vez tienes un problema con tu inyector sólo tienes que reemplazar uno. Además, dado que este inyector tiene un caudal relativamente alto, no es tan fácil de obstruir.
Técnicamente hablando, los sistemas del cuerpo del acelerador son muy robustos y requieren menos mantenimiento. Sin embargo, la inyección en el cuerpo del acelerador rara vez se utiliza en la actualidad. Los vehículos que todavía lo utilizan son lo suficientemente antiguos como para que el mantenimiento sea un problema mayor que el de un automóvil más nuevo y con menor kilometraje.
Otra desventaja del TBFI es el hecho de que es inexacto. Cuando sueltas el acelerador, todavía hay mucho combustible en la mezcla de aire que se envía a los cilindros. Esto puede provocar un ligero retraso en el frenado o, en algunos vehículos, provocar una fuga de combustible no quemado a través del escape. Esto significa que los sistemas TBFI no son tan eficientes en combustible como los sistemas modernos.
2. Inyección multipuerto
Con la inyección multipuerto, los inyectores simplemente se desplazaban hacia los cilindros. El aire limpio ingresa al distribuidor primario y se dirige a cada cilindro. El inyector está ubicado al final de este puerto, justo antes de ser succionado por el cilindro a través de la válvula.
La ventaja de este sistema es que el combustible se distribuye con mayor precisión y cada cilindro recibe su propio chorro de combustible. Cada inyector es más pequeño y más preciso, lo que resulta en una mejor economía de combustible. La desventaja es que todos los inyectores pulverizan al mismo tiempo mientras los cilindros disparan uno tras otro. Esto significa que es posible que quede combustible entre los períodos de admisión o que se produzca un incendio en el cilindro antes de que el inyector haya tenido la oportunidad de suministrar combustible adicional.
Los sistemas multipuerto funcionan muy bien cuando se viaja a una velocidad constante. Sin embargo, al acelerar rápidamente o quitar el pie del acelerador, este diseño reduce el consumo de combustible o el rendimiento.
3. Inyección secuencial
Los sistemas de suministro de combustible secuencial son muy similares a los sistemas multipuerto. Sin embargo, hay una diferencia clave. El suministro secuencial de combustible se produce de forma intermitente. En lugar de que todos los inyectores funcionen al mismo tiempo, suministran combustible uno por uno. La sincronización se adapta a sus cilindros, lo que permite que el motor mezcle el combustible justo antes de que se abra la válvula para aspirarlo. Este diseño permite mejorar la eficiencia del combustible y el rendimiento.
Debido a que el combustible solo permanece en el puerto por un corto tiempo, los inyectores secuenciales tienden a durar más y permanecer más limpios que otros sistemas. Debido a estas ventajas, los sistemas secuenciales son el tipo de inyección de combustible más común en los vehículos actuales.
El único pequeño inconveniente de esta plataforma es que deja menos margen de error. La mezcla de combustible y aire es aspirada por el cilindro momentos después de que se abre el inyector de combustible. Si está sucio, obstruido o no responde, su motor se está quedando sin combustible. Los inyectores deben mantenerse al máximo rendimiento o su vehículo se desestabilizará.
4. Inyección directa
Si observa el patrón, probablemente pueda adivinar qué es la inyección directa. Con este sistema, el combustible se inyecta directamente en el cilindro y se evita por completo la entrada de aire. A los fabricantes de automóviles premium como Audi y BMW les gustaría hacerle creer que la inyección directa es lo último y lo mejor. Cuando se trata del rendimiento de los vehículos de gasolina, ¡tienes toda la razón! Pero esta tecnología no es nada nueva. Se ha utilizado en motores de aviones desde la Segunda Guerra Mundial, y los vehículos diésel son casi exclusivamente de inyección directa porque el combustible es mucho más espeso y pesado.
La inyección directa es muy robusta en los motores diésel. El suministro de combustible puede requerir muchos abusos y los problemas de mantenimiento se mantienen al mínimo.
En el caso de los motores de gasolina, la inyección directa se utiliza casi exclusivamente en vehículos de altas prestaciones. Dado que estos vehículos operan con parámetros muy precisos, es particularmente importante mantener su sistema de suministro de combustible. Incluso si el coche sigue funcionando durante mucho tiempo si se descuida, el rendimiento disminuirá rápidamente.
MÉTODOS DE INYECCIÓN DE COMBUSTIBLE
Hay dos métodos de inyección de combustible en el sistema de encendido por compresión.
1. Inyección de ráfaga de aire
2. Inyección de combustible sólido o sin aire
Inyección de ráfaga de aire
Originalmente, este método se utilizaba en grandes motores marinos y estacionarios. Pero ahora está desactualizado. Con este método, primero se comprime el aire a una presión muy alta. Luego se inyecta una ráfaga de aire que lleva el combustible a los cilindros. La velocidad de inyección de combustible se controla variando la presión del aire. El aire a alta presión requiere un compresor de múltiples etapas para mantener cargadas las botellas de aire. El combustible se enciende debido a la alta temperatura del aire provocada por la alta compresión. El compresor consume aproximadamente el 10% de la potencia desarrollada por el motor, reduciendo la potencia neta del motor.
Inyector de combustible sólido o sin aire
En este proceso, el combustible a alta presión se inyecta directamente en la cámara de combustión. Arde por el calor de compresión del aire. Este método requiere una bomba de combustible que suministre combustible a alta presión de alrededor de 300 kg/cm^2. Este proceso se utiliza para todo tipo de motores diésel pequeños y grandes. Se puede dividir en dos sistemas.
1. Sistema de bomba individual: En este sistema, cada cilindro tiene su propia bomba de alta presión y su propia unidad de medición.
2. Sistema ferroviario común: En este sistema, el combustible se bombea a un riel común mediante una bomba de varios cilindros y la presión en el riel se controla mediante una válvula de alivio de presión. El riel común suministra una cantidad medida de combustible a cada cilindro.
Se trata del sistema de inyección de combustible. Si tiene alguna pregunta sobre este artículo, hágala a través de un comentario. Si te gusta este artículo, no olvides compartirlo en las redes sociales. Suscríbase a nuestro sitio web para obtener más artículos informativos. Gracias por leerlo.
PRINCIPIOS DE TRABAJO
Los inyectores están controlados por la unidad de control del motor (ECU). En primer lugar, la unidad de control recibe información sobre las condiciones y requisitos del motor mediante varios sensores internos. Una vez que se determinan la condición y los requisitos del motor, el combustible se extrae del tanque, se transporta a través de las líneas de combustible y luego se presuriza mediante bombas de combustible. La presión correcta se controla mediante un regulador de presión de combustible. En muchos casos, el combustible también se divide a través de un riel de combustible para alimentar los distintos cilindros del motor. Finalmente, se ordena a los inyectores que inyecten el combustible necesario para la combustión.
La mezcla exacta de combustible y aire necesaria depende del motor, del combustible utilizado y de las necesidades actuales del motor (potencia, consumo de combustible, emisiones, etc.).
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Sistema de inyección de combustible: Componentes, tipos, principio de funcionamiento
El sistema de inyección de combustible es un dispositivo mecánico controlado electrónicamente responsable de rociar (inyectar) la cantidad adecuada de combustible en el motor para crear una mezcla adecuada de aire/combustible para una combustión óptima. Esta tecnología se creó a principios del siglo XX y se implementó primero en motores diésel. A finales del siglo XX, se había vuelto popular también entre los motores de gasolina convencionales.
La unidad de control electrónico (ECU en el sistema de gestión del motor) determina la cantidad precisa y el momento específico de la dosis de gasolina requerida para cada ciclo, recopilando información de varios sensores del motor. La ECU envía una señal eléctrica de comando de la duración y el tiempo correctos a la bobina del inyector de combustible. De esta manera, el inyector se abre y permite que la gasolina pase a través de él hacia el motor.
Uno de los terminales de la bobina del inyector se suministra directamente con 12 voltios controlados por la ECU, y el otro terminal de la bobina del inyector está abierto. Cuando la ECU determina la cantidad exacta de combustible y cuándo inyectarlo, activa el inyector correspondiente al cambiar el otro terminal a tierra (masa, es decir, polo negativo).
Componentes
Los objetivos del sistema de inyección de combustible son medir, atomizar y distribuir el combustible en toda la masa de aire en el cilindro. Al mismo tiempo, debe mantener la relación aire-combustible requerida según la carga y la demanda de velocidad en el motor.
– Inyector de combustible: rocía o inyecta el combustible en el motor.
– Elementos de bombeo: mueven el combustible desde el tanque de combustible hasta el cilindro.
– Elementos medidores: miden el suministro de combustible a la velocidad demandada por la carga y la velocidad del motor.
– Control de medición: ajusta la velocidad de los elementos medidores para los cambios en la carga y la velocidad del motor.
– Control de mezcla: ajusta la proporción de combustible y aire según lo demandado por la carga y la velocidad.
– Elementos distribuidores: dividen el combustible medido de manera uniforme entre los cilindros.
– Control de tiempo: fija el inicio y el final del proceso de mezcla de combustible-aire.
Tipos de inyectores de combustible
1. Inyección superior: el combustible entra por la parte superior y sale por la parte inferior.
2. Inyección lateral: el combustible entra en el lateral del ajuste del inyector dentro del riel de combustible.
3. Inyectores de cuerpo de aceleración: (TBI) ubicados directamente en el cuerpo de aceleración.
Tipos de sistemas de inyección de combustible
1. Inyección de un solo punto o cuerpo de aceleración: también conocida como puertos simples, fue el primer tipo de inyección de combustible que llegó al mercado. Todos los vehículos tienen un colector de admisión de aire donde el aire limpio entra primero en el motor. La inyección de cuerpo de aceleración funciona agregando la cantidad correcta de combustible al aire antes de que se distribuya a los cilindros individuales. La ventaja de la inyección de cuerpo de aceleración es que es económica y fácil de mantener. Si alguna vez tienes un problema con tu inyector, solo tienes que reemplazar uno. Además, dado que este inyector tiene una tasa de flujo bastante alta, no es tan fácil obstruirlo. Técnicamente, los sistemas de cuerpo de aceleración son muy sólidos y requieren menos mantenimiento. Dicho esto, la inyección de cuerpo de aceleración rara vez se utiliza en la actualidad. Los vehículos que aún lo utilizan son lo suficientemente antiguos como para que el mantenimiento sea más un problema que en un automóvil nuevo y de menor kilometraje. Otra desventaja de la inyección de cuerpo de aceleración es el hecho de que no es precisa. Si levantas el pie del acelerador, seguirá habiendo mucho combustible en la mezcla de aire que se envía a los cilindros. Esto puede resultar en un ligero retraso antes de desacelerar, o en algunos vehículos, puede provocar que se envíe combustible sin quemar a través del escape. Esto significa que los sistemas de cuerpo de aceleración no son tan eficientes en el consumo de combustible como los sistemas modernos.
2. Inyección multipuerto: la inyección multipuerto simplemente movió los inyectores más cerca de los cilindros. El aire limpio entra en el colector primario y se dirige hacia cada cilindro. El inyector se encuentra al final de este puerto, justo antes de ser aspirado a través de la válvula y hacia el cilindro. La ventaja de este sistema es que el combustible se distribuye de manera más precisa, con cada cilindro recibiendo su propia pulverización de combustible. Cada inyector es más pequeño y más preciso, lo que mejora la economía de combustible. La desventaja es que todos los inyectores rocían al mismo tiempo, mientras que los cilindros se encienden uno tras otro. Esto significa que puede quedar combustible en los períodos de admisión o puede haber un cilindro encendido antes de que el inyector tenga la oportunidad de entregar más combustible. Los sistemas multipuerto funcionan muy bien cuando viajas a una velocidad constante. Pero cuando aceleras rápidamente o retiras el pie del acelerador, este diseño reduce la economía de combustible o el rendimiento.