En la carrera por la diferenciación y la competitividad, las marcas automovilísticas han puesto el foco sobre dos aspectos a nivel de mecánica: la eficiencia y el control de emisiones. Gran parte de sus inversiones en I+D+i se dirigen a reducir consumos y ofrecer vehículos más respetuosos con el Medio Ambiente. En este punto, la irrupción de la electrónica de control ha supuesto una revolución a todos los niveles y, tanto los fabricantes Tier 1 como los fabricantes Tier 2, compiten por ofrecer los sistemas de inyección electrónica más innovadores para el usuario final. En este artículo, repasamos como funcionan estos equipos y qué papel juegan los actuadores en los nuevos sistemas de inyección electrónica.
En la carrera por la eficiencia, hemos visto en los últimos años la aparición de sistemas de control que se han ido generalizando. Son los casos del famoso Start&Stop, el VVT o alzado variable de válvulas, los asistentes de conducción como el indicador de cambio de marchas, el multiplexado de los sistemas eléctricos del vehículo o los sistemas de inyección electrónica directa, entre otros. Las mejoras de todas estas tecnologías, así como la irrupción de nuevas, están mejorando drásticamente los consumos.
¿Qué sistemas de inyección encontramos en el mercado?
Existen diferentes denominaciones en función de la ubicación de los inyectores, el número de inyectores o según las veces que entregan combustible al motor.
Inyección de gasolina
Inyección directa: Es el método más extendido. Este sistema inyecta directamente el combustible en la cámara de combustión, junto a los colectores de admisión. Gracias a esta privilegiada ubicación, la inyección entra directamente en la cámara del bloque motor y allí se mezcla el aire con la gasolina. La dosificación, preparación y distribución de aire y combustible de forma precisa para cada ciclo de combustión permiten reducir el consumo y bajar las emisiones.
Inyección indirecta: Este modelo es más usado en vehículos de pequeña cilindrada. Aquí los inyectores están ubicados en el colector de admisión trabajando en contacto directo con el aire. El carburante entrará a continuación en el bloque motor en forma de mezcla.
Inyección monopunto: Se trata también de un sistema de inyección indirecta. Utiliza un solo inyector ubicado en el colector de admisión. En este caso, no se sitúan en la cámara, pues necesitarían un inyector por cada cilindro.
Inyección multipunto: Utiliza tantos inyectores como cilindros y podemos encontrarla en modelos de gama media-alta. Por sus particularidades, la inyección de combustible puede realizarse tanto de forma directa como indirecta.
Inyección continua: En esta denominación, la inyección se realiza sin paradas, modificando únicamente el flujo cuando se detiene el vehículo.
Inyección intermitente: Esta inyección es 100% electrónica, lo que permite detener la inyección siempre que el vehículo no la requiera. Es la auténtica protagonista de este artículo y se divide en: simultánea (inyección controlada sobre todos los cilindros a la vez), secuencial (inyección a cada cilindro por separado) y semisecuencial(inyección de cilindros dos a dos).
Inyección de diésel
Varía respecto a la inyección de gasolina por la forma en que se genera la mezcla y la combustión en el interior de los cilindros.
Inyección indirecta: Su cámara de combustión contiene una pre-cámara en la culata, conectada a la cámara principal a través de una garganta. Aquí el inyector introduce el combustible en esta cámara. Una vez que el diésel empieza a arder, se produce un aumento de presión que empuja el aire y el combustible no quemado a la cámara principal a través de la garganta. En este proceso se fuerza la mezcla del combustible con el aire, que terminará de arder ya en la cámara principal.
Inyección directa: La cámara de inyección se ubica en la cabeza del pistón. Allí se inyecta el combustible a través de un inyector y se mezcla el diésel con el aire que ha entrado por la válvula de admisión.
En este proceso, la atomatización del carburante es esencial, solo así la mezcla alcanzará toda la cámara de combustión. Para poder satisfacer esta necesidad es necesario trabajar con presiones elevadas (1.000-2.000 bar).
Dentro de los sistemas de inyección directa de diésel destacan:
- Sistema de inyección de diésel de alta presión o Common-rail: Aquí el gasóleo es aspirado directamente desde el depósito de combustible a una bomba de alta presión, desde donde se envía el diésel a un conducto que junto a la acción de los inyectores, llevará el combustible a los cilindros del motor.
- Bomba-inyector: Tanto la bomba de inyección como el inyector forman una unidad. Al no existir tuberías de alta presión, se generan presiones de inyección superiores, lo que propicia menores consumos y emisiones.
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Principales actuadores de un sistema de inyección electrónica o Sistema EFI
Relé de la bomba
Al girar la llave a la posición de encendido, la unidad de control ECU recibe voltaje desde la batería, para después entregarla al relé de la bomba de combustible. Este relé envía una señal al interruptor de encendido, que a su vez envía una señal a la bomba de combustible para que ponga en marcha el sistema. De la alimentación del Relé dependen el resto de actuadores y componentes del sistema de inyección.
Las válvulas
En los sistemas de inyección las válvulas son uno de los componentes más importantes, ya que permiten la entrada o no de los distintos fluidos que intervienen en la inyección del aire, mezcla y combustible. ¿Qué válvulas de inyección podemos encontrar?
– Válvula del canister:Componente clave para el sistema de control de emisiones. Gracias al accionamiento de esta válvula, los vapores almacenados en el tanque de combustible (en concreto en el filtro de absorción de carbono), son transportados al motor a gracias al accionamiento de esta válvula.
-Válvula IAC (Idle Air Control): Se encarga de la regulación de las revoluciones del motor en ralentí, administrando y regulando el ingreso de aire hacia las cámaras de combustión.
Motores paso a paso
Este mecanismo electromecánico convierte impulsos eléctricos en desplazamientos angulares. Se trata de un mecanismo que se desplaza en grados (pasos) dependiendo de sus entradas de control, y se encarga de controlar la entrada de aire en motores de inyección.
Inyector y bomba
El primero pulveriza la gasolina o gasoil procedente de la línea de presión dentro del conducto de admisión o cámara. La segunda se encarga de entregar la energía óptima para el desplazamiento del combustible a través del inyector.
¿Cuáles son los últimos sistemas que están presentando las grandes empresas Tier 1 y fabricantes?
Sistema de inyección de agua de Bosh para motores de gasolina
Conocido como WaterBoost, este nuevo sistema no solo mejora la eficiencia del motor, sino que además reduce su consumo e incrementa su potencia.
Sistema de inyección diésel combinado de Delphi (common-rail e inyector-bomba).
Los dos sistemas, hasta ahora rivales en sistemas de inyección de gasóleo, pasan a trabajar juntos para potenciar las prestaciones de la inyección diésel. Esta nueva generación incrementa las presiones, moviéndose entre 2.700 y 3.000 bares. Este aumento mejora eficiencia y prestaciones sin descuidar el consumo de carburante.
Empleado tanto para motores diésel como gasolina. Este sistema duplica el número de inyectores por cilindro y reduce el diámetro de las gotas de combustible, ofreciendo una combustión más suave y estable.
Presentación CLR Automoción
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