El sistema de inyección de combustible es una parte fundamental en los motores de combustión interna, especialmente en aquellos de tipo Diesel. Esta tecnología ha evolucionado a lo largo de los años, dando lugar a diferentes tipos de sistemas de inyección. En este artículo, repasaremos los principales tipos de sistemas de inyección de combustible en motores de inyección de combustible en motores CI, sus características y beneficios. Si eres un entusiasta de los motores y quieres conocer más sobre estas tecnologías que hacen posible el funcionamiento eficiente de los vehículos, ¡sigue leyendo!
Tipos de sistemas de inyección de combustible en motores CI
Introducción al sistema de suministro de combustible del motor CI:
El sistema de suministro de combustible de un motor diésel puede denominarse el corazón del motor, ya que el rendimiento del motor depende directamente del correcto funcionamiento de este sistema, que debe entregar, dosificar, inyectar y atomizar el combustible.
Los sistemas de inyección de combustible se fabrican con gran precisión y, por tanto, son más caros.
El combustible fluye debido a la gravedad o a la bomba de suministro de combustible que entrega el combustible a través del filtro a la bomba de inyección. Esto bombea el combustible a los inyectores dispuestos en las culatas.
Hay dos tipos de sistemas de inyección de combustible:
1. Sistema de inyección de aire:
El combustible se inyecta bajo presión de aire. Proporcionar aire a alta presión requiere compresores de aire de múltiples etapas que son muy costosos, razón por la cual no se utiliza este sistema.
2. Sistema de inyección de sólidos:
En este caso, el combustible diésel se inyecta directamente desde una bomba de combustible (bomba Bosch).
Además, existen tres tipos de sistemas de inyección de combustible sólido:
A. Sistema de bomba individual:
Como se muestra, el combustible fluye desde el tanque de almacenamiento hacia los filtros y las bombas de baja presión. Esta bomba de baja presión bombea el combustible a 4 bombas dosificadoras y de presión separadas.
Estas bombas dosificadoras y de presión separadas bombean el combustible a inyectores individuales ubicados en las culatas de los cilindros. Se utilizan en motores grandes y de funcionamiento lento.
B. Sistema de distribución:
El combustible fluye desde el tanque de almacenamiento a través de filtros hasta la bomba de baja presión y luego a las bombas dosificadora y de presión. Esta bomba dosificadora y de presión bombea los combustibles a la unidad de distribución, que distribuye y envía la cantidad requerida de combustible a los inyectores/cilindros individuales. Utilizado en motores pequeños y medianos.
C. Sistema ferroviario común:
En este caso, el combustible fluye a través de filtros desde el tanque de almacenamiento hasta la bomba de baja presión. Bomba de baja presión, bombea el combustible a la bomba de alta presión, que bombea el combustible a la bomba de alta presión, que bombea el combustible al riel común. Esto significa que el combustible a alta presión se acumula en el common rail y desde aquí la cantidad necesaria de combustible llega a través de los dispositivos dosificadores a las boquillas/cilindros de inyección. Generalmente los motores Cummins y multicilíndricos utilizan este sistema.
Sistema de inyección electrónica de combustible (EFI).:
La electrónica se introduce en los automóviles en 1965. Los artículos electrónicos representan aproximadamente entre el 30% y el 40% de los costos de los vehículos. El máximo rendimiento y la mejor economía se logran mediante el uso de electrónica y computadoras en los automóviles.
Los sistemas EFI constaban de varios sensores para registrar diversos parámetros como temperatura, presión del gas, posición del acelerador, flujo de aire, etc.
Los sensores transmiten estos datos a la unidad de control electrónico (ECU), que es esencialmente una computadora. Esta unidad de control procesa los datos y controla los inyectores y otros dispositivos para lograr el máximo rendimiento con la mejor economía y bajas emisiones.
Sistema de inyección de combustible multipunto (MPFI):
El sistema de inyección de combustible multipunto se utiliza para suministrar una mezcla de aire y combustible de la concentración correcta y en la cantidad requerida a cada cilindro de un motor multicilíndrico en todas las velocidades del motor.
MPFI: el sistema funciona según 2 disposiciones básicas:
1. Puerto de inyección:
En este caso, el inyector se coloca en el colector de admisión cerca de la válvula de admisión. El inyector rocía gasolina al aire que fluye a través del colector de admisión. La mezcla homogénea de aire y combustible generada ingresa al cilindro. Tenga en cuenta que cada cilindro tiene un inyector separado en el colector de admisión.
Ventajas:
1. Distribución uniforme del combustible
2. Aumento de la potencia de salida
3. Control más preciso de la relación aire-combustible.
2. Inyección del cuerpo del acelerador:
En este caso, el inyector está dispuesto en una única ubicación en el cuerpo del acelerador. La válvula de mariposa controla la cantidad de aire que ingresa al colector de admisión.
Nombres específicos del fabricante para inyectores:
Muchos fabricantes utilizan nombres diferentes para implementar la inyección de combustible. A continuación se muestra una breve lista de los más comunes.
– Mazda Inyección directa con encendido por chispa (DISI)
Como sugiere el nombre, se trata de un sistema de inyección directa.
– Inyección de capa de combustible (FSI) del Grupo Volkswagen
Otro sistema de inyección directa con una avanzada gestión de combustible por ECU para proporcionar dinámicamente la mejor cantidad de mezcla de aire y combustible según el estilo de conducción (económico, deportivo, etc.).
– Toyota D4 y D4-S
El D4 utiliza inyección en el puerto de admisión central con dos inyectores separados y el D4-S es la inyección directa de combustible de Toyota.
– Inyección de gasolina cargada (CGI) Mercedes-Benz
Esta implementación se centra principalmente en la eficiencia del combustible mediante inyección directa.
– Estequiometría de empuje del jet de Alfa Romeo (JTS)
Otro sistema de inyección directa.
– Renault Inyección Directa Esencia (IDE)
Una vez más, se trata de inyección directa, pero el diseño de Renault se centra en la eficiencia del combustible más que en el rendimiento.
– Inyección del cuerpo del acelerador (TBI) de General Motors
Este es un sistema de inyección electrónica de combustible de un solo punto.
– Mitsubishi inyección directa de gasolina (GDI)
Por el nombre queda bastante claro que se trata de inyección directa.
– Inyección de carga inteligente Ford (SCi)
Este también es un sistema de inyección directa.
– PSA Peugeot Citroën gasolina inyección directa (GDi)
Utilizando el diseño del sistema Mitsubishi GDI.
– Inyección directa con turbocompresor (TDI) del Grupo Volkswagen
Esta es la implementación equivalente para motores equipados con turbocompresores.
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Tipos de sistemas de inyección de combustible en motores de inyección de combustión interna
Introducción al sistema de suministro de combustible para motores de inyección de combustión interna (CI):
El sistema de suministro de combustible de un motor diésel se puede llamar el corazón del motor, ya que el rendimiento del motor depende directamente del correcto funcionamiento de este sistema que debe suministrar, dosificar, inyectar y atomizar el combustible.
Los sistemas de inyección de combustible se fabrican con gran precisión, por lo tanto, son más costosos.
El combustible fluirá debido a la gravedad o al alimentador de combustible, que se proporciona para suministrar combustible a través del filtro a la bomba de inyección. Esta bomba bombea el combustible a los inyectores que se encuentran en las culatas de los cilindros.
Sistema de inyección de combustible
Los sistemas de inyección de combustible se dividen en 2 tipos:
1. Sistema de inyección de aire:
En este caso, el combustible se inyecta bajo la presión del aire. Para suministrar aire de alta presión se requieren compresores de aire multietapas, que son muy costosos y por lo tanto este sistema no se utiliza.
2. Sistema de inyección sólida:
En este caso, el combustible diésel se inyecta directamente mediante una bomba de combustible (Bosch Pump).
Además, hay 3 tipos de sistemas de inyección sólida:
A. Sistema de bomba individual:
Como se muestra, el combustible fluirá desde el depósito de almacenamiento a los filtros a las bombas de baja presión. Esta bomba de baja presión bombea el combustible a 4 bombeos de medición y presión separados.
Estas bombas de medición y presión separadas bombearán el combustible a los inyectores individuales que se encuentran en las culatas de los cilindros. Estos se utilizan en motores grandes de baja velocidad.
B. Sistema de distribuidor:
El combustible fluirá desde el depósito de almacenamiento a la bomba de baja presión a través de filtros, luego a las bombas de medición y presión. Esta bomba de medición y presión bombea el combustible a la unidad distribuidora que distribuye y envía la cantidad de combustible requerida a cada inyector/cada cilindro. Se utiliza en motores de tamaño pequeño y mediano.
C. Sistema de riel común:
En este caso, el combustible fluye desde el depósito de almacenamiento a la bomba de baja presión a través de filtros. La bomba de baja presión bombea el combustible a la bomba de alta presión, que bombea el combustible a la bomba de alta presión, que bombea el combustible al riel común. Así, el combustible de alta presión se recoge en el riel común y desde aquí, a través de los dispositivos de medición, la cantidad requerida de combustible se dirige a los inyectores/cilindros. Generalmente, Cummins y los motores de varios cilindros utilizan este sistema.
Sistema de inyección electrónica de combustible (EFI):
La electrónica se introdujo en los automóviles en 1965. Aproximadamente el 30-40% del costo de los vehículos es para los componentes electrónicos. Se logra la máxima potencia y la mejor economía utilizando electrónica y computadoras en los automóviles.
Los sistemas EFI utilizan varios sensores para detectar diversos parámetros como la temperatura, la presión de los gases, la posición de la válvula del acelerador, la tasa de flujo de aire, etc.
Los sensores alimentan estos datos a la Unidad de Control Electrónico (ECU), que básicamente es una computadora. Esta ECU procesa los datos y opera los inyectores y otros dispositivos para obtener la máxima potencia, la mejor economía y bajas emisiones.
Sistema de inyección de combustible multipunto (MPFI):
El sistema de inyección de combustible multipunto se utiliza para suministrar la mezcla de aire y combustible de la fuerza adecuada y en la cantidad requerida a cada cilindro de un motor de varios cilindros, en todas las velocidades y cargas del motor.
El sistema MPFI funciona bajo 2 disposiciones básicas:
1. Inyección de puerto:
En este caso, el inyector se coloca en el colector de admisión, cerca de la válvula de entrada. El inyector rocía gasolina en el aire que fluye a través del colector de admisión. La mezcla de aire y combustible homogénea producida entra en el cilindro. Cabe destacar que cada cilindro tiene un inyector separado colocado en su colector de admisión.
Ventajas:
1. Distribución uniforme de combustible.
2. Aumento de la potencia de salida.
3. Control más preciso de la relación aire-combustible.
2. Inyección de cuerpo de aceleración:
En este caso, el inyector se coloca en un punto único en el cuerpo del acelerador. La válvula del acelerador controla la cantidad de aire que ingresa al colector de admisión.
Nombres específicos del fabricante para los inyectores de combustible:
Muchos fabricantes utilizan diferentes nombres para su implementación de la inyección de combustible, a continuación, se muestra una lista rápida de los más comunes.
– Mazda Direct Injection Spark Ignition (DISI): que es un sistema de inyección directa, como su nombre lo indica.
– Volkswagen Group Fuel Stratified Injection (FSI): otro sistema de inyección directa con una gestión avanzada de combustible del ECU para proporcionar la mejor cantidad de mezcla aire/combustible dependiendo del estilo de conducción (económico, deportivo, etc.) dinámicamente.
– Toyota D4 y D4-S: el D4 utiliza la inyección central del puerto de admisión con dos inyectores de combustible separados y el D4-S es la implementación de inyección directa de Toyota.
– Mercedes-Benz Charged Gasoline Injection (CGI): esta implementación se centra principalmente en la economía de combustible utilizando la inyección directa de combustible.
– Alfa Romeo Jet Thrust Stoichiometric (JTS): otro sistema de inyección directa de combustible.
– Renault Injection Direct Essence (IDE): también es una inyección directa de combustible, pero el diseño de Renault se centra en la economía de combustible en lugar del rendimiento.
– General Motors Throttle Body Injection (TBI): este es un sistema de inyección de combustible electrónico de un solo punto.
– Mitsubishi Gasoline Direct Injection (GDI): como su nombre lo indica, es una inyección directa de combustible.
– Ford Smart Charge Injection (SCi): que también es un sistema de inyección directa de combustible.
– PSA Peugeot Citroën Gasoline Direct Injection (GDi): utilizando el diseño del sistema GDI de Mitsubishi.
– Volkswagen Group Turbocharged Direct Injection (TDI): que es la implementación equivalente para motores equipados con turbocompresores.