SISTEMAS DE INYECCION EN CARROS
INTRODUCCION
A mi me pareció
muy interesante saber cómo trabajan los sistemas de inyección en nuestro carro,
podemos hablar de diversos temas pues un carro está compuesto por varias cosas,
ya sea referente a lo eléctrico, lo mecánico, etc..
Pero en este artículo principalmente hablaremos de sistemas de inyección electrónica en vehículo, y está dirigido a aquellas personas interesadas en conocer este tipo de sistemas.
mente o mediante un dispositivo electrónico.
Comparado con la carburación convencional, se consigue así un mayor control de la mezcla aire/combustible en cualquiera de las condiciones de marcha del motor, de lo que resultan unos niveles reducidos de emisiones de gases contaminantes, mejor rendimiento del motor y economía de consumo, ventajas estas esenciales de los sistemas de inyección de gasolina.
La supresión del carburador permite una concepción óptima de los colectores y conductos de admisión, gracias a la cual se mejora notablemente el llenado de los cilindros, del que resulta una potencia específica mayor y una curva característica del par motor mejor adaptada a las condiciones de circulación del vehículo.
A través de los colectores y conductos de admisión solamente circula aire, inyectándose la gasolina justamente a la entrada del cilindro, dosificándola adecuadamente de manera que el motor reciba la cantidad justa para sus necesidades reales. Así mismo, cada uno de los cilindros recibe idéntica cantidad de gasolina que los otros, cualquiera que sean las condiciones de trabajo.
MATERIALES Y METODOS UTILIZADOS
Lambda es una medición comúnmente usada para determinar si la relación de aire combustible es una mezcla rica o pobre. Lambda Uno (1) es el resultado de dividir la relación verdadera de aire combustible entre la relación ideal de aire combustible (mezcla aire combustible real dividida entre la mezcla aire combustible calculada). Una gama de valores aceptables de Lambda es de 0.9 a 1.1. Un valor de Lambda menor que 0.9 indica una condición de mezcla rica y un valor de Lambda mayor que 1.1 indica una condición de mezcla pobre.
OBJETIVO DEL SISTEMA DE COMBUSTIBLE
Es el encargado de suministrar la mezcla combustible (aire / gasolina), en la proporción, cantidad y forma adecuada a cada momento de operación del motor, en función de diferentes variables que se suceden dentro del motor como fuera de él temperatura del refrigerante del motor ECT, posición del acelerador TPS, flujo de masa de aire MAF, temperatura del aire IAT, presión barométrica y carga del motor MAP, posición del cigüeñal y revoluciones por minuto del motor CKP, posición del árbol de levas CMP, velocidad del vehículo VSS, señal de aire acondicionado A/A, señal de transmisión automática P/N, señal de 4x4, entre otros.OBJETIVO DEL SISTEMA DE COMBUSTIBLE
En un Sistema de Inyección Electrónica, el combustible es impulsado por una bomba de gasolina eléctrica a través de la tubería de presión, pasando por un filtro antes de la bomba (filtro de bomba o tanque o pre filtro), y después de la bomba (filtro de línea), hasta llegar a la unidad de inyección. En esta unidad se encontraran los inyectores y un regulador de presión principal, que controla la presión del sistema, enviando el resto al tanque de combustible a través de la tubería de retomo. Cabe destacar, que en los Sistema de última generación, la tubería de retorno fue eliminada, siendo que el regulador de presión se encuentra en el tanque de combustible, a la salida del tanque o en un conjunto llamado "Modulo de Combustible" (ensamble de bomba de combustible, filtro de bomba o tanque, regulador de presión, filtro de línea, sensor de nivel de combustible). Esta modificación del sistema fue realizada en mejoras del Sistema EVAP (emanaciones evaporativas del tanque de combustible), para disminuir las cargas térmicas transportadas por el combustible, desde el motor hasta el tanque de combustible, permitiendo disminuir la carga térmica en el combustible que se encuentra en el tanque, y por tanto, disminución de vapor.
CLASIFICACION DE LOS INYECTORES DE COMBUSTIBLES
A.- Según el punto donde se suministre el combustible: Inyección Multipunto, Inyección Mono punto, Inyección Directa e Inyección Indirecta.
La Inyección Multipunto es aquella donde se utiliza un Inyector por Cilindro.
La Inyección Mono punto es aquella donde se suministra combustible al cuerpo de aceleración.
La Inyección Directa es aquella donde se suministra combustible dentro de la cámara de compresión o combustión.
La inyección Indirecta es aquella donde se suministra combustible fuera de la cámara de compresión o combustión.
B.- Según como se realiza la Inyección: Inyección Simultanea, Inyección Alternativa por Banco
Inyección Secuencial e Inyección Sincrónica / Asincrónica.
Inyección Simultánea significa, que todos los Inyectores suministran combustible a la misma vez.
Inyección Alternativa por Banco es aquella, donde se suministra combustible por pares de Inyectores.
Por ejemplo, si el Motor es de cuatro Cilindros, los Inyectores 1 y 4 suministran combustible mientras los inyectores 2 y 3 no suministran combustible. Cuando los Inyectores 1 y 4 no suministran combustible, los Inyectores 3 y 4 suministran combustible.
La Inyección Secuencial es aquella, donde el suministro de combustible es realizado según la distribución del Motor, es decir, en carrera o fase de Admisión (uno por uno).
La Inyección del Tipo Sincrónica y Asincrónica es muy utilizada por los Fabricantes Asiáticos, como por ejemplo Toyota en su Modelo Terios y otros. Esta modalidad de Inyección combina las bondades de la Inyección Secuencial SFI (más amigable al medio ambiente), con las bondades del Sistema de Inyección Simultanea (mejora el rendimiento en cuanto a Potencia y Par Motor).
Si se toma como ejemplo el Toyota Terios, la Inyección del Tipo Sincrónica tiene dos modalidades, las cuales son: Durante el Periodo de Arranque y luego del Periodo de Arranque. Durante el Periodo de Arranque, la Inyección de Combustible es realizada de forma Simultánea (todos los Inyectores suministran a la vez).
Después del Periodo de Arranque, la Inyección de Combustible es realizada de forma Secuencial según la distribución del Motor (en carrera de admisión).
La inyección del tipo Asincrónica se realiza de forma independiente a la señal de sincronización o rotación del cigüeñal, por ejemplo, al romper momento de operación del Motor (en aceleración). Este tipo de Inyección tiene tres modalidades, las cuales son: Inyección Asincrónica durante el cambio del interruptor de marcha mínima, Inyección Asincrónica durante el cambio de presión en el tubo de entrada e Inyección Asincrónica durante la reanudación del periodo después del corte de combustible.
También cabe destacar, que existen otros tipos de Inyección Sincrónica / Asincrónica, que combina la Inyección Simultanea con la Inyección Alternativa por Banco, como es el caso del Vehículo Chevrolet Esteem.
TIPOS DE SISTEMAS DE INYECCION DE COMBUSTIBLES
Sistema TBI, ver Fig. No. 2, el cual significa: Inyección de combustible al cuerpo de aceleración (utilizados en Venezuela por algunos fabricantes hasta la década de 1990). Este tipo de Inyección es Indirecta.
Sistema SFI, el cual significa: Inyección de combustible secuencial a las lumbreras o puertos de admisión (la tendencia de la década de 1990 hasta año 2006, donde es exigencia por normativa internacional de control de emisiones). Este tipo de Inyección es Indirecta.
Sistema CPI o CMFI el cual significa: Inyección de combustible a las lumbreras o puertos de admisión central (solo utilizado en Venezuela por General Motors Venezolana, en vehículos de ensamblaje nacional, como fue el Blazer 1995). Este tipo de Inyección es Indirecta.
Sistema SCPI o CSFI, el cual significa: inyección de combustible a las lumbreras o puertos de admisión central y secuencial (solo utilizado por General Motors Venezolana en vehículos de ensamblaje nacional desde el año 1996 hasta 2002 aproximadamente, en vehículos Blazer, Grand Blazer, Cheyenne, Silverado, C-3500, Chasis Autobús P-31). Este tipo de Inyección es Indirecta.
El siguiente sistema es utilizado hoy en día es del SISTEMA FUEL INJECTION.
¿Qué el sistema Fuel Injection de los automóviles ?
El sistema fuel injection está formado por; la bomba de combustible, líneas de gasolina, riel de inyectores, regulador de presión y líneas de retorno. Los inyectores actúan como diminutas llavecitas que suministran combustible en forma de spray, y mezclado con el aire y la chispa que producen las bujías se genera la combustión.
No es una situación simple de manejar, es muy importante darle tiempo de mantenimiento a nuestro auto, los grandes problemas técnicos comienzan por pequeños descuidos o desidia de hacer las cosas, si es nuestro medio de transporte, ¿por qué no darnos el tiempo para preocuparnos por su mantenimiento?, y así poder viajar cómodos y seguros.
No es una situación simple de manejar, es muy importante darle tiempo de mantenimiento a nuestro auto, los grandes problemas técnicos comienzan por pequeños descuidos o desidia de hacer las cosas, si es nuestro medio de transporte, ¿por qué no darnos el tiempo para preocuparnos por su mantenimiento?, y así poder viajar cómodos y seguros.
- ¿Cómo funciona este sistema de inyección de combustible?
Este sistema es operado por una computadora, llamada Modulo de Control de Potencia , la cual se encarga de calcular cuanto combustible necesita que se le inyecte al motor, para que el motor responda como se le exige.
De acuerdo a distintas señales que el Modulo de control recibe de varios sensores como : la posición del acelerador, velocidad del vehículo, vacío en el múltiple de admisión y otras. El modulo, calcula cual es la cantidad exacta de gasolina que el motor requiere para responder y mediante los inyectores, inyecta exactamente la cantidad requerida el torrente de aire que entra al motor.
¿Por qué se usa el sistema de Inyección de combustible?
Por que es el único sistema de combustible que logra cumplir las leyes norteamericanas, de prevención de la contaminación ambiental. Ya que el suministro de gasolina es controlado y solo se utiliza el combustible necesario, este es un sistema que produce menos contaminación que el sistema de carburador, además que cuando esta operando adecuadamente consume menos gasolina que el sistema convencional de carburador. Este sistema es tan ventajoso que en U.S.A. muchas personas sustituyen el sistema de carburador por el sistema de inyectores, debido al ahorro de combustible que se puede lograr.
- Mantenimiento preventivo del Sistema de Inyección de Combustible
Este sistema posee una serie de filtros, destinados a proteger a los inyectores, estos filtros deben ser cambiados de acuerdo a la recomendación de su centro de servicio especializado, en base a experiencias tenemos que: El filtro externo, debe ser cambiado de 10000 a 15000 Km. de acuerdo a la limpieza de la gasolina que se usa y al tamaño del filtro del carro , El filtro interno del tanque de gasolina, debe ser cambiado cuando el diagnostico así lo requiera, se ha observado que frecuentemente después de 100.000 Km. Las mediciones indican que se requiere la limpieza y/o cambio de este filtro El micro filtro de los inyectores, se debe reemplazar cuando se tape y cause que el inyector falle.
Un sistema de filtrado en mal estado puede ocasionar problemas que van desde, aumento en el consumo de gasolina hasta dañar la bomba de gasolina entre otros.
El sistema de control electrónico no requiere de mantenimiento preventivo y posee un sistema de auto diagnostico que le permite reconocer fallas de sus componentes y reportarlas, logrando un diagnostico confiable si se tienen las herramientas electrónicas adecuadas , como lo son los scanner, los multímetros y los osciloscopios.
Los inyectores requieren de una limpieza periódica para desprender las gomas o compuestos químicos, presentes en la gasolina que se comercializa en nuestro país, también es valido el uso de aditivos, siempre que estos no sean tan abrasivos que dañen al inyector o, el uso regular de gasolina autolimpiante (solo en estaciones PDV). Debido al diseño algunos inyectores son menos sensibles al sucio que se les forma por lo que los periodos de limpieza recomendados oscilan entre los 25.000 y 60.000 Km.
SISTEMA DE INYECCION POR CARBURADOR
El objetivo del carburador es conseguir la mezcla de aire-gasolina en la proporción adecuada según las condiciones de funcionamiento del automóvil. El funcionamiento del carburador se basa en el efecto Venturi que provoca que toda corriente de aire que pasa por una canalización, genera una depresión (succión) que se aprovecha para arrastrar el combustible proporcionado por el propio carburador. La depresión creada en el carburador dependerá de la velocidad de entrada del aire que será mayor cuanto menor sea la sección de paso de las canalizaciones.
Si dentro de la canalización tenemos un estrechamiento (difusor o Venturi) para aumentar la velocidad del aire y en ese mismo punto se coloca un surtidor comunicado a una cuba con combustible a nivel constante, la depresión que se provoca en ese punto producirá la salida del combustible por la boca del surtidor que se mezclara con el aire que pase en ese momento por el estrechamiento, siendo arrastrado hacia el interior de los cilindros del motor.
Si dentro de la canalización tenemos un estrechamiento (difusor o Venturi) para aumentar la velocidad del aire y en ese mismo punto se coloca un surtidor comunicado a una cuba con combustible a nivel constante, la depresión que se provoca en ese punto producirá la salida del combustible por la boca del surtidor que se mezclara con el aire que pase en ese momento por el estrechamiento, siendo arrastrado hacia el interior de los cilindros del motor.
MEZCLA DEL COMBUSTIBLE
Es la mezcla aire-gasolina que una vez introducida en las cámaras de combustión, combustiona y se expansiona aprovechándose dicha expansión para, a través de pistones y transmisión, impulsar el vehículo.
La mezcla combustible está compuesta por gasolina (combustible) y aire (comburente).
La energía química de la combustión se obtiene al quemarse el combustible. Luego, sin combustible (sólo con aire) no puede haber combustión. Asimismo es necesaria la presencia de aire para que esta combustión pueda llevarse a cabo. Luego para que la combustión se realice, es necesario que haya una correcta dosificación de aire y combustible.
Es la mezcla aire-gasolina que una vez introducida en las cámaras de combustión, combustiona y se expansiona aprovechándose dicha expansión para, a través de pistones y transmisión, impulsar el vehículo.
La mezcla combustible está compuesta por gasolina (combustible) y aire (comburente).
La energía química de la combustión se obtiene al quemarse el combustible. Luego, sin combustible (sólo con aire) no puede haber combustión. Asimismo es necesaria la presencia de aire para que esta combustión pueda llevarse a cabo. Luego para que la combustión se realice, es necesario que haya una correcta dosificación de aire y combustible.
- CONDICIONES REQUERIDAS PARA LA MEZCLA DEL COMBUSTBLE
La mezcla aire-combustible es la misión de la carburación que consiste en la unión intima del combustible con su comburente (aire). Esta unión determina la mezcla gaseosa de aire-combustible que se quema en el interior de los cilindros. El combustible mas empleado en la alimentación motores con carburador es la gasolina.
Para que la combustión se realice en perfectas condiciones y con el máximo rendimiento del motor, la mezcla aire-combustible que llega a los cilindro debe reunir las siguientes condiciones:
Para que la combustión se realice en perfectas condiciones y con el máximo rendimiento del motor, la mezcla aire-combustible que llega a los cilindro debe reunir las siguientes condiciones:
Finamente pulverizada o vaporización: es una de las características principales de los combustibles empleados en los motores con carburador. La vaporización del combustible durante la carburación se consigue en dos fases:
- En la primera fase, con una eficaz pulverización de combustible a nivel del surtidor, cuando este sale en finas gotas que se mezcla rápidamente con el aire.
- En la segunda fase, durante la admisión, debido al calor cedido por los colectores y cilindro, cuando el motor trabaja a su temperatura de régimen. La vaporización se completa durante la compresión de la mezcla, al absorber ésta el calor desarrollado por la transformación de la energía aportada por el volante.
- En la primera fase, con una eficaz pulverización de combustible a nivel del surtidor, cuando este sale en finas gotas que se mezcla rápidamente con el aire.
- En la segunda fase, durante la admisión, debido al calor cedido por los colectores y cilindro, cuando el motor trabaja a su temperatura de régimen. La vaporización se completa durante la compresión de la mezcla, al absorber ésta el calor desarrollado por la transformación de la energía aportada por el volante.
Homogeneidad: La mezcla en el interior del cilindro debe ser homogénea en toda su masa gaseosa, para que la propagación de la llama sea uniforme, lo cual se consigue por la turbulencia creada a la entrada por la válvula de admisión y por la forma adecuada de la cámara de combustión.Repartición de la mezcla: la mezcla debe llegar en las mismas condiciones e igual cantidad a todos los cilindros para cada régimen de funcionamiento, con el fin de obtener un funcionamiento equilibrado del motor. Como el dimensionado de las válvulas y el grado de aspiración en los cilindros deben ser idénticos, la igualdad en el llenado se consigue con unos colectores de admisión bien diseñados e igualmente equilibrados. De este modo la velocidad de la mezcla al pasar por ellos es la misma para todos los cilindros. A veces es necesario disponer varios carburadores para un llenado correcto de los cilindros, como ocurre en los motores de altas prestaciones o de muchos cilindros.
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