Sistema De Inyección, Evolución, Qué Es, Función, Partes, Tipos Y Beneficios

Evolución de los sistemas de inyección

El sistema de inyección de combustible actual no hubiese sido puesto en marcha a menos que la humanidad hubiese puesto ojo en el mundo. Después de la década los 90’s e influenciado por el alto impacto de los gases invernaderos en el ambiente, lo que comenzaron a llamar como calentamiento global, fue necesario la disminución de la expulsión de los gases combustible a la atmosfera.

En ese sentido, comenzaron a decretar en Europa leyes en contra la emisión de gases contaminantes, lo que determino a las grandes compañías a ponerse en marcha con el tema, debido a las multas que podían acarrear. Ese fue el inicio del cambio radical en los sistemas de alimentación de combustible de los vehículos.

El sistema de inyección en los vehículos de gasolina busca la mezcla ideal de aire-gasolina con el fin de obtener una combustión completa en el cilindro.  En la búsqueda de obtener una mezcla cada vez más beneficiosa, el suministro de combustible ha evolucionado desde la utilización del carburador hasta la aplicación de la inyección electrónica actual.

La inyección ha sufrido grandes cambios desde su origen, siendo inyección mecánica inicialmente y pasando a ser la actual inyección electrónica. Ésta última ha evolucionado mediante diferentes sistemas y sensores incorporados al vehículo, con el fin de disminuir el consumo de gasolina y reducir considerablemente la contaminación ambiental generada. Inicialmente el carburador era el método más frecuente utilizado para la preparación de la mezcla aire-gasolina, siendo un sistema totalmente mecánico. Posteriormente, el sistema aplicado para la elaboración de la mezcla cambió completamente hasta la utilización de la inyección de gasolina en el colector de admisión.

Esto es debido a las ventajas propias de la inyección de combustible frente a los requerimientos de potencia, consumo y, por supuesto, a la disminución de los contaminantes expulsados por el escape del vehículo.

Estas cualidades vienen definidas por la precisión en la dosificación del combustible, ya que varía el tiempo de inyección dependiendo de la situación de marcha, de carga del motor y de los gases producidos en cada combustión. Además, si se utiliza un inyector para cada cilindro, se obtiene una mejor mezcla y una regulación más rápida y eficaz.

Por otra parte, la eliminación del carburador ha permitido modelar los tubos de admisión obteniendo unas corrientes de aire más adecuadas para mejorar el llenado de los cilindros y así aumentar la potencia y el par motor.

¿Qué es el sistema de inyección?

El sistema de inyección es la metodología de alimentación de combustible en los motores a gasolina actuales. El sistema de inyección consiste en inyectores ubicados en la cámara de combustión o en los tubos de admisión para realizar la alimentación de combustible hacia el motor. Su fundamento es la dosificación exacta del combustible necesario para la realización del proceso de combustión dentro del motor, según sea la demanda del vehículo.

Funcionamiento del sistema de inyección

Básicamente la función del sistema de inyección de combustible es la de transportar conjuntamente con la bomba de gasolina, el combustible que va desde el depósito o tanque hasta los cilindros, el proceso comentado debe contar con que suceda en el momento correcto, en la cantidad exacta y con la presión correcta. Cada indicación debe seguirse según las condiciones de diseño del vehículo, con el fin de administrar un funcionamiento correcto del auto.

Componentes del sistema de inyección

Es importante aclarar en este punto que no existe una sola configuración para los sistemas de inyección en los vehículos. Por lo general cada marca acondiciona componente para el uso particular de sus autos, sin embargo, en este punto hablaremos a groso modo de los componentes existentes en el sistema de inyección.

El sistema de inyección del combustible incluye en el esquema el filtro de gasolina, el controlador de presión, el tubo de escape y el conducto de alimentación con inyectores.

1. Depósito de combustible: El depósito de combustible tanque de combustible es un contenedor seguro para líquidos inflamables, que forma parte del sistema de inyección, y en el cual se almacena el combustible.
2. Bomba de gasolina: La bomba de gasolina es un elemento esencial para el buen funcionamiento del motor ya que es la encargada de hacer que el sistema de inyección reciba de manera constante el combustibles a través de los rieles de los inyectores que mediante succión extraen el líquido del tanque.
3. Tubería de descarga de gasolina: como el nombre lo señala, son las conexiones dispuestas en el sistema por dónde el combustible o gasolina se desplaza hasta llegar a los inyectores.
4. Inyectores: El inyector es el encargado de pulverizar en forma de aerosolla gasolina procedente de la línea de presión dentro del conducto de admisión, es en esencia una refinada electroválvula capaz de abrirse y cerrarse muchos millones de veces sin escape de combustible y que reacciona muy rápidamente al pulso que la acciona.
5. Mariposa:  Este dispositivo son los responsables del control de aire que accede a los cilindros mediante el circuito de colectores de admisión, ubicándose entre éste y el filtro de aire. Se encargan, por tanto, de regular el flujo de aire que formará parte del proceso de combustión, aumentando o disminuyendo el paso mediante la llamada placa de mariposa que gira sobre un eje.

6. Centralita electrónica (en sistema de inyección electrónica): Una centralita electrónica, también conocida como unidad de control electrónico ECU (del inglés electronic control unit), es un dispositivo electrónico normalmente conectado a una serie de sensores que le proporcionan información y actuadores que ejecutan sus comandos.
7. Válvula canister: La válvula de control establece o interrumpe la aspiración de los hidrocarburos por el motor.
8. Filtro canister: El canister, contiene carbón activo con el fin de retener provisionalmente los hidrocarburos evaporados del depósito de gasolina. motor. Un filtro impide la entrada de polvo que podría ser arrastrado por la circulación de aire que atraviesa canister, cuando se establece la unión colectora de admisión con este.

Tipos de sistemas de inyección

Los sistemas de inyección se pueden distribuir en cinco formas diferentes, a continuación, las detallamos un poco:

El lugar donde se produce la inyección de combustible

• Inyección indirecta: La inyección de gasolina se produce en la bifurcación del colector de admisión o justo delante de la válvula de admisión, esta válvula puede encontrarse abierta o cerrada.
• Inyección directa: La inyección de combustible se produce directamente en la cámara de combustión. Este sistema permite reducir drásticamente el consumo y mejorar la combustión disminuyendo los gases contaminantes.

El número de inyectores

• Inyección monopunto: Se dispone de un solo inyector de combustible para todos los cilindros, ubicado detrás de la mariposa de gases de admisión, produciendo la inyección en el colector de admisión.
• Inyección multipunto: Se dispone de un inyector por cada cilindro, la inyección puede producirse el colector de admisión o directamente en el cilindro. Este tipo de inyección es mucho más eficaz que la monopunto.

El número de inyecciones

• Inyección continua: El combustible es inyectado continuamente en el colector de admisión con una determinada presión y proporción, las cuales pueden ser constantes o variables dependiendo de los diferentes parámetros del sistema utilizado.
• Inyección intermitente: La unidad de control electrónica (UCE) de la inyección se encarga de enviar unos impulsos a los inyectores con el fin de abrirlos durante un periodo de tiempo muy determinado. Esta inyección tiene tres modalidades de ejecución:
• Simultánea: Todos los inyectores pulverizan el combustible al mismo tiempo, ya que todos se abren y cierran simultáneamente.
• Semisecuencial: Los inyectores son activados de dos en dos.
• Secuencial: Los inyectores se abren de uno en uno y cuando la válvula de admisión se encuentra abierta.

El sistema de control

Todos los sistemas de inyección de gasolina necesitan un sistema de control, pudiendo ser de tres tipos diferentes:

• Mecánico: El control y los inyectores utilizados son totalmente mecánicos.
• Electromecánico: Este tipo es una evolución del anterior en el que combinan electrónica y mecánica.
• Electrónico: El control del sistema se realiza a través de una UCE (unidad de control de motor) y los inyectores disponen de un accionamiento electrónico.

Por su evolución histórica

• K-Jetronic: El K-Jetronic es un sistema que funciona mecánicamente, el combustible se dosifica de forma continua en función del volumen del aire aspirado por el motor. El K-Jetronic se utilizó en los años 70 en el equipo original de los vehículos de serie. Desde entonces, el K-Jetronic sólo se considera a nivel de mantenimiento y reparación.
• KE-Jetronic: El KE-Jetronic es un sistema de inyección mecánico-electrónico basado en el K-Jetronic. Un sistema electrónico adicional, registra una serie de magnitudes de medición en el motor, y permite así la optimización de la inyección de combustible y de la mejor calidad de los gases de escape.
• L-Jetronic: El L-Jetronic es un sistema de inyección controlado electrónicamente con medición del caudal de aire según el principio de aleta sonda, e inyección de combustible controlada electromagnéticamente en el tubo de aspiración.

A través de una serie de sensores se registran todas las variaciones en el funcionamiento del motor y se procesan en la unidad de mando. De esa forma, se garantiza un nivel óptimo de emisiones de escape y un bajo consumo de combustible.

• LE-Jetronic: El sistema LE-Jetronic es comandado electrónicamente y pulveriza el combustible en el múltiple de admisión. Su función es suministrar el volumen exacto para los distintos regímenes de revoluciones en base a la unidad de mando, esta recibe varias señales de entrada, que llegan de los distintos sensores que envían información de las condiciones actuales del funcionamiento del motor.

La unidad de mando compara la información recibida y determina el volumen adecuado de combustible para cada situación. El volumen de combustible que la unidad de mando determina, se ingresa al sistema a través de los inyectores. En este sistema la unidad de mando controla solamente al sistema de combustible. El sistema LE Jetronic es analógico, por esa característica no posee memoria para guardar posibles averías que puedan ocurrir y no posee indicador de averías en el tablero del vehículo.

• LH-Jetronic: El LH-Jetronic es muy similar al L-Jetronic. La diferencia está en el registro de la carga del motor, que se realiza en este caso a través del medidor de masa de aire de hilo caliente. Este mide la masa de aire aspirada por el Con ello, la variación en la densidad del aire no influye en la medición.
• Mono-Jetronic: Mono-Jetronic es un sistema de inyección central controlado electrónicamente, una válvula de inyección electromagnética inyecta el combustible para todos los cilindros en un punto central encima de la mariposa. El registro de la carga de motor se realiza de forma alfanumérica.
• Motronic: Motronic combina un sistema de inyección y un sistema de encendido para la gestión de control del motor. La dosificación de combustible y el encendido se optimizan para un trabajo conjunto.

La integración de otras funciones electrónicas puede realizarse de forma óptima. Gracias al procesamiento digital de los datos y a la utilización de microprocesadores, es posible transformar una gran cantidad de datos de servicio en datos de inyección y de encendido, controlados por campos de curvas características.

• Mono Motronic: La principal diferencia con el sistema Motronic es la de utilizar una sola válvula para todos los cilindros. La válvula está instalada en el cuerpo de la mariposa (pieza parecida a la de un carburador). El cuerpo de la mariposa integra otros componentes que en el sistema Motronic están en diferentes puntos del vehículo, ej.: actuador de ralentí, potenciómetro de la mariposa y otros más.

En el sistema Mono Motronic el sistema de encendido también se controla por la unidad de mando, los sistemas Motronic y Mono Motronic son muy parecidos con respecto a su funcionamiento, la diferencia es la cantidad de válvulas de inyección.

• Motronic ME con EGAS (Acelerador Electrónico): La función principal del control del motor es el ajuste del torque del motor deseado por el conductor, con el mejor consumo de combustible y las menores emisiones. El sistema de gestión de control del motor ME Motronic reúne todos los parámetros necesarios para ello: el acelerador electrónico (EGAS) ajusta el aire necesario para la generación de ese torque.

En el sistema parcial de carga, la inyección de gasolina se controla a través de la masa de combustible correspondiente, y el sistema parcial de encendido ajusta el momento de encendido adecuado, así como la energía de encendido necesaria. Adicionalmente, el ME-Motronic aumenta, conjuntamente con los demás sistemas electrónicos del vehículo, el confort de marcha y la seguridad de los usuarios.

Si, por ejemplo, un sistema ABS o ESP necesita un torque del motor determinado para garantizar la tracción del vehículo, el ME-Motronic ajusta su funcionamiento según las exigencias.

• Motronic MED – Inyección directa de Gasolina: En los motores de inyección directa de gasolina la mezcla de aire y combustible se forma directamente en la cámara de combustión. El DI-Motronic Bosch, ofrece nuevas dimensiones en la inyección directa de gasolina gracias a su control guiado por el torque del motor.

El inteligente sistema adapta todas las magnitudes relevantes con gran precisión y las ajusta a la situación de marcha respectiva. En carga parcial, genera una mezcla pobre estratificada de aire y combustible y a carga completa, genera una mezcla homogénea.

La válvula de inyección de alta presión, adosada al distribuidor de combustible, dosifica y pulveriza en muy poco tiempo y a alta presión el combustible, para obtener la mejor preparación de mezcla posible en la cámara de combustión.

• Flex Fuel: El sistema Flex Fuel Bosch es capaz de reconocer y adaptar, automáticamente, las funciones de administración del motor para cualquier proporción de mezcla de alcohol y de gasolina que esté en el tanque. La identificación de la mezcla se hace por el sensor de oxígeno (sonda lambda). Él informa continuamente al módulo de mando sobre la cantidad de oxígeno presente en el tubo de escape y, por lo tanto, cuanto de alcohol el sistema debe considerar como presente en el combustible.

A partir de esa identificación, al lado del deseo expreso por el conductor a través del acelerador, el software de la unidad de mando realiza una comparación con los puntos ideales mapeados. De esa forma, él determina cómo los distintos componentes del sistema deben portarse para generar el desempeño esperado teniendo los menores índices posibles de consumo y emisión de contaminantes.

• Trifuel: El Trifuel Bosch, sistema digital multipunto de inyección electrónica, posibilita el uso de Gas Natural Comprimido (GNC), gasolina, alcohol o cualquier mezcla de estos dos últimos combustibles en el mismo vehículo.

Con sólo una unidad de mando, el Trifuel administra sistemas de inyección y encendido, control de aire, regulación de detonación, entre otros componentes, con base en el análisis de varios sensores que ajustan la mezcla, el avance y la cantidad de aire que entra en el motor.

La presencia de un turbocompresor en el sistema ayuda en el aprovechamiento de las distintas características de los tres combustibles. Él puede generar un aumento de torque que elimina la pérdida de rendimiento existente hoy en los autos convertidos.

Beneficios del sistema de inyección

Uno de los factores que ha influido en el consumo de gasolina es la evolución de los sistemas de inyección, ya que proporciona una mayor exactitud de la cantidad de combustible suministrada a los cilindros. Esta exactitud se logra mediante la incorporación de un inyector por cada cilindro y de un control de la apertura del mismo, que se realiza en el momento oportuno y durante el tiempo estrictamente necesario.

Esta dosificación produce una mezcla de aire-gasolina en el cilindro que prácticamente se quema en su totalidad, provocando una gran disminución de los gases contaminantes enviados a la atmósfera. Por otro lado, estos sistemas permiten modificar los colectores de admisión produciendo un mejor llenado de los cilindros y, por lo tanto, un aumento en la potencia del vehículo. Finalmente, a estos sistemas se les incorporan otros dispositivos para reducir aún más los gases contaminantes, como son la recirculación de gases y los catalizadores.

Diferencia entre la inyección directa e indirecta

La principal diferencia de la inyección directa con respecto a la indirecta es que en ésta última la inyección se hace en el colector de admisión, antes de la válvula de admisión, mientras que en la inyección directa el inyector está colocado en el interior del cilindro.

En los motores de inyección directa se pueden dar tres formas diferentes de funcionamiento,

• Carga homogénea
• Carga homogéneo – pobre
• Carga estratificada

La elección de una u otra forma por parte de la gestión depende del régimen, temperatura o carga, aunque podemos encontrar motores que solo utilicen una de estas formas o dos, combinándolas según convenga.

Un motor de inyección indirecta de automóvil funciona con una mezcla de aire – gasolina cuya proporción es aproximadamente de 14.7:1 en volumen, lo que se denomina mezcla estequiométrica o coeficiente lambda 1 y es aquella cuya combustión produce exclusivamente CO2 y agua.

Este tipo de mezcla puede ser modificada en cierta medida en cuanto a riqueza, es decir en coeficiente lambda, sobre todo convirtiéndola en más pobre lo que proporciona ventajas obvias en reducción de emisiones y consumo.

Si el motor es capaz de funcionar con mezcla pobre, se producirá una disminución del consumo de gasolina, no ya porque se inyecte menos gasolina, que sería casi la misma cantidad, sino porque la mariposa estaría más abierta que en condiciones normales para dejar entrar más aire, y cuanto más abierta esté la mariposa, mejor rendimiento tiene el motor.

Sin embargo, los motores normales necesitan funcionar con una mezcla próxima a la estequiométrica para que el catalizador funcione correctamente, es decir, pueda descontaminar los gases de escape adecuadamente. El gran problema que presentan los motores que funcionan con mezcla pobre es el de la emisión de óxidos de nitrógeno, ya que cuando la mezcla es pobre se produce un aumento de los mismos tras la combustión

Pero se trabaje a más o menos riqueza, lo que caracteriza a estos motores es que siempre lo hacen en proporción Homogénea, es decir con una mezcla proporcional aire – combustible en toda la cámara de combustión.

Hemos detallado mucho acerca del sistema de inyección, ya sea que su auto cuente con un sistema convencional K-Jetronic o un Trifuel tiene que tener claro que está en dentro de lo conocido como sistemas de inyección de combustible.

Como todo sistema es importante su adecuada revisión y constante monitoreo, para ello como recomendación te invito a que siempre que tengas tiempo vayas a los mecanismos autorizados para echarle un ojo a tu vehículo. Como dicen por ahí, hombre precavido vale por dos.