Sistema de Inyección de Combustible. Funcionamiento

El sistema de inyección de combustible es una parte muy importante del motor de combustión interna. El rendimiento de un motor, a saber, la potencia, la economía, etc., depende en gran medida del sistema de inyección de combustible.

El sistema de inyección debe realizar una tarea importante al iniciar y controlar el proceso de combustión. El filtro de combustible, la bomba y los inyectores de tu automóvil son parte de un sistema debajo del capó interconectado, aunque no está del todo visible.

Juntos, el filtro, la bomba y los inyectores aseguran que tu motor reciba la mezcla correcta de combustible y aire.

Cómo Funciona el Sistema de Inyección de Combustible

En los últimos veinticinco años, los sistemas de emisiones y combustible para automóviles han experimentado una transformación constante para cumplir con los estándares de emisiones.

El cambio más significativo ha sido el uso de convertidores catalíticos e inyección de combustible. Gran parte de esto ha sido impulsado por las demandas de los gobiernos de un aire más limpio.

Los convertidores catalíticos son fantásticos dispositivos de control de emisiones porque tienen la capacidad de convertir las emisiones nocivas de un vehículo en dióxido de carbono y vapor de agua.

Para funcionar de manera eficiente, los convertidores catalíticos requieren una mezcla precisa de aire / combustible. Se ha descubierto que la relación de catorce partes de aire a una parte de combustible proporciona el funcionamiento más eficiente del convertidor catalítico.

Cualquier variación en la mezcla de aire / combustible, demasiado o muy poco combustible, afectará la función del convertidor catalítico, lo que resultará en costosas reparaciones. Debido a esto, Los ingenieros tuvieron que diseñar un sistema de combustible que tuviera la capacidad de mantener una relación aire / combustible constante en todo el rango y las condiciones de funcionamiento del motor.

Los carburadores controlados por computadora se usaron por primera vez, pero su capacidad para proporcionar control de combustible para cumplir con todas las condiciones de operación del vehículo era limitada.

Se descubrió que los sistemas electrónicos de inyección de combustible brindan una gama más amplia de control de combustible, y el beneficio adicional de una mejor economía de combustible y un mayor rendimiento en comparación con los sistemas con carburador.

Trataremos de explicártelo de la forma más sencilla posible.

• La bomba de combustible de tu automóvil suministra gasolina al inyector de combustible.
• El inyector de combustible, rocía combustible en el colector de admisión en un ángulo muy preciso.
• Dentro del colector de admisión, ocurre de manera precisa, la mezcla de aire y combustible.
• La mezcla de aire y combustible se comprime en la cámara de combustión, lo que enciende la reacción química necesaria para impulsar tu motor.

Esa sería la explicación sencilla, sin tanto tecnicismo. Pero debemos ahondar un poco más, para poder entender realmente la importancia de este sistema. El sistema de inyección requiere que se cumplan ciertas condiciones para que el funcionamiento sea correcto. Vamos a verlas.

Requisitos funcionales de un sistema de inyección de combustible

Para un funcionamiento exitoso y un buen rendimiento de un motor de combustión interna, un sistema de inyección de combustible debe cumplir los siguientes requisitos.

• Capacidad de una medición precisa del combustible inyectado por ciclo.
• Capacidad de corrección de la sincronización de la inyección de combustible.
• Control total sobre la tasa de inyección de combustible.
• Adecuada atomización del combustible.
• Patrón de pulverización adecuado para asegurar la mezcla de aire y combustible.
• Distribución uniforme del combustible en la cámara de combustión.
• Suministro de igual cantidad de combustible en todos los cilindros.
• Sin desfase entre el inicio y el final del proceso de inyección.

Un sistema de inyección de combustible que pueda cumplir con esta serie de requisitos, podrá ofrecer el mejor rendimiento del motor. Para esto, el sistema se ayuda de varios sensores de control que facilitan el proceso.

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Componentes del sistema de inyección de combustible

El sistema de inyección de combustible puede comprender muchas partes. Aquí te mostraremos las más importantes.

1. Depósito de combustible

Este es el tanque de combustible principal donde se almacena el líquido carburante. Dependiendo del tipo de coche, tendrá una gran capacidad o será pequeño.

Por lo general se ubica cerca del maletero, a bajo nivel, o cerca de la fila de asientos traseros. El tanque de combustible de los automóviles modernos es un sistema un tanto complicado, que incluye los siguientes elementos: depósito, cuello de combustible, indicador de combustible, bomba de combustible, filtro de combustible y otros.

2. Sistema de tuberías de combustible

Estas son las tuberías que proporcionan el suministro de combustible a otros elementos del sistema. Por lo general son mangueras especiales, resistentes al calor, a la presión y a la acción química del carburante. Partes de ellas pueden ser tuberías

3. Bomba de alimentación de combustible

Para suministrar combustible desde el tanque de almacenamiento de combustible principal al sistema de inyección, se necesita una bomba. Dependiendo del modelo del coche, esta bomba puede ser eléctrica o mecánica, y puede estar ubicada dentro del mismo tanque de combustible o en cualquier punto de la línea de alimentación.

Esta bomba es conocida como bomba de baja, para los casos en los que el sistema tiene dos bombas. Esto se ve sobre todo en los sistemas Diésel.

4. Bomba de inyección

Esta bomba se encuentra en el propio sistema de inyección, para medir y presurizar el combustible. Es la comúnmente conocida, bomba de alta en los sistemas Diésel.

En los sistemas de gasolina actuales, la misma bomba de alimentación puede presurizar sin problemas todo el sistema, usando una sola bomba.

5. Inyector

El inyector recibe el combustible de la bomba de inyección y se encarga de suministrarlo a los cilindros. En este punto, se realiza la atomización.

Son conocidas también como boquillas de inyector. Las boquillas de combustible están ubicadas en el cilindro de la culata en motores diésel y en los motores de gasolina, las boquillas de combustible están en el colector de admisión.

6. Filtros de combustible

Los filtros de combustible son necesarios para que el conducto y las partículas abrasivas no puedan ingresar al sistema de inyección. Estas partículas pueden dañar el sistema de inyección.

Hay dos tipos de filtros de combustible, conocidos como filtro de combustible grueso y filtro de combustible fino. El propósito de los filtros es limpiar el combustible de diferentes tipos de suciedad, polvo, etc.

Tipos de Sistema de Inyección de Combustible

Podemos clasificar los sistemas de inyección, en cuatro sistemas principales.

1. Inyección de un solo punto o del cuerpo del acelerador

El primer y más simple tipo de inyección de combustible, de un solo punto, simplemente reemplaza el carburador con una o dos boquillas de inyección de combustible en el cuerpo del acelerador, que es la garganta del colector de admisión de aire del motor. También es conocido como Sistema TBI.

Para algunos fabricantes de automóviles, la inyección de un solo punto fue un trampolín hacia el sistema multipunto más complejo. Aunque no es tan preciso como los sistemas que siguieron, el sistema TBI mide el combustible con mejor control que un carburador y es menos costoso y más fácil de mantener.

2. Inyección de combustible multipunto o puerto

La inyección de combustible multipunto dedica una boquilla de inyector separada a cada cilindro, justo fuera de su puerto de admisión, por lo que el sistema a veces se denomina inyección de puerto. También es conocido como Sistema MPFI.

Disparar el vapor de combustible tan cerca del puerto de admisión casi asegura que se introducirá completamente en el cilindro. La principal ventaja del sistema MPFI es que mide el combustible con mayor precisión que los diseños TBI, logrando mejorar la relación aire-combustible deseada, y mejorando todos los aspectos relacionados.

Además, prácticamente elimina la posibilidad de que el combustible se condense o se acumule en el colector de admisión. Con los sistemas TBI y los carburadores, el colector de admisión debe estar diseñado para conducir el calor del motor, una medida para vaporizar el combustible líquido.

Esto no es necesario en los motores equipados con MPFI, por lo que el colector de admisión se puede formar con un material más liviano, incluso plástico. Se obtienen mejoras incrementales en el ahorro de combustible.

Además, donde los colectores de admisión de metal convencionales deben ubicarse encima del motor para conducir el calor, los que se usan en MPFI se pueden colocar de manera más creativa, lo que otorga a los ingenieros flexibilidad de diseño.

3. Inyección secuencial de combustible

La inyección de combustible secuencial, también llamada inyección de combustible de puerto secuencial (SPFI) o inyección temporizada, es un tipo de inyección multipuerto.

Aunque el MPFI básico emplea múltiples inyectores, todos rocían su combustible al mismo tiempo o en grupos. Como resultado, el combustible puede "colgar" por un puerto hasta 150 milisegundos cuando el motor está en ralentí.

Esto puede no parecer mucho, pero es una deficiencia suficiente que los ingenieros abordaron: la inyección secuencial de combustible activa cada boquilla del inyector de forma independiente.

Programados como bujías, rocían el combustible inmediatamente antes o cuando se abre la válvula de admisión. Parece un paso menor, pero las mejoras en la eficiencia y las emisiones son notables.

4. Inyección directa

La inyección directa lleva el concepto de inyección de combustible lo más lejos posible, inyectando combustible directamente en las cámaras de combustión, pasando las válvulas.

Más común en los motores diésel, la inyección directa está comenzando a aparecer en los diseños de motores de gasolina, a veces llamada DIG para gasolina de inyección directa.

Una vez más, la medición de combustible es incluso más precisa que en los otros esquemas de inyección, y la inyección directa brinda a los ingenieros otra variable para influir con precisión en cómo se produce la combustión en los cilindros.

La ciencia del diseño de motores examina cómo la mezcla de aire y combustible se arremolina en los cilindros y cómo viaja la explosión desde el punto de ignición.

Cosas como la forma de los cilindros y los pistones, la ubicación de puertos y bujías, la sincronización, duración e intensidad de la chispa, y el número de bujías por cilindro, afectan la forma en que el combustible se quema de manera uniforme y completa en un motor de gasolina.

La inyección directa es otra herramienta en esa disciplina, que se puede utilizar en motores de combustión pobre y de bajas emisiones.

Síntomas de un Inyector de Combustible Defectuoso

Detectar los signos de inyectores de combustible sucios e invertir en una limpieza rápida puede ayudarte a suavizar tu viaje difícil y volver a conducir sin preocupaciones. Además, le ahorrarás a tu coche el mal funcionamiento por una mala combustión.

Conociendo la complicada sincronía que se desarrolla en tu sistema de inyección de combustible, es fácil concluir, que si los inyectores están dañados o sucios, el motor no funcionará correctamente.

Aquí hay algunas señales o síntomas de que podría haber algún problema con tus inyectores de combustible.

1. El motor falla

Los inyectores de combustible sucios pueden hacer que el motor de tu vehículo falle. Este problema hace que el motor se sienta como si estuviera chisporroteando, enviando vibraciones a través del automóvil.

Tales fallas de encendido pueden ocurrir cuando el inyector de combustible afecta la mezcla por deficiencias en su función. La combustión en el motor es caótica, ya que no existe uniformidad en las explosiones sincronizadas.

2. El ralentí se vuelve difícil

¿Tu vehículo chisporrotea y tiembla cuando está en una señal de alto o en el tráfico? Esta falla, aunque no es del todo grave, ya te está indicando que existe suciedad en los inyectores.

Por lo general, el "ralentí brusco" se caracteriza por variaciones de revoluciones por minuto (RPM), incluso cuando no tienes el pie en el pedal. A menudo, el ralentí brusco te puede apagar el motor.

Los inyectores de combustible sucios son solo uno de los varios problemas del motor que pueden provocar un ralentí irregular y un bloqueo del motor. Si notas estos problemas en tu automóvil, acude a una inspección completa del vehículo. Los técnicos expertos llegarán al fondo del problema y recomendarán una limpieza del sistema de combustible si es necesario.

3. Mal rendimiento del combustible

Los inyectores de combustible de buen rendimiento ayudan a tu vehículo a obtener el tipo de rendimiento de combustible que promueven los fabricantes.

Si bien una variedad de problemas con el motor pueden hacer que pases por la estación de servicio local con más frecuencia, un kilometraje de combustible pésimo podría ser una señal de que algo anda mal con tus inyectores de combustible.

Lo ideal en estos casos es realizar una revisión de los inyectores para corroborar su funcionamiento y realizar la limpieza de ser necesario.

4. La aguja de RPM comienza a bailar

Por lo general, tú como usuario, puedes controlar lo que hacen los indicadores del tablero de tu automóvil. Pero unos inyectores de combustible sucios, pueden hacer que la aguja del tacómetro, el indicador que muestra las RPM del vehículo, se mueva de manera impredecible.

Puedes notar que la aguja se mueve espontáneamente, lo que indica cambios en las RPM cuando tu automóvil no ha cambiado de marcha, ni tu has pisado el acelerador para ello.

5. Tu coche no arranca

Los inyectores de combustible suministran el carburante a los cilindros correspondientes. Ese es su objetivo principal. Y cuando no se cumple este objetivo, tu motor no recibirá la mezcla necesaria de aire y combustible.

Cuando la proporción de aire y combustible en tu motor está apagada, es posible que tu motor no genere la combustión que necesita para funcionar. Estas fallas de mezcla pueden ser ocasionadas por problemas con los inyectores, aunque no es excluyente.

Es raro, pero en algunos casos, los problemas del inyector de combustible pueden provocar una falla en el motor que impide que su automóvil arranque.

¿Cuál es la diferencia entre carburación e inyección de combustible?

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El objetivo tanto del sistema de inyección de combustible como del sistema de carburación, es el mismo, preparar una mezcla combustible que luego será inyectada en los cilindros del motor.

En el sistema de carburación, el combustible se atomiza para lograr una combustión adecuada con la ayuda de aire a alta velocidad. Pero en el caso del sistema de inyección, el combustible se atomiza para la combustión con la ayuda de su propia velocidad.

El sistema de carburación era el sistema principal usado hace décadas en todos los coches. Actualmente aún se puede ver en motores pequeños de plantas de energía, corta-césped y motos de paseo. Y por supuesto, en vehículos antiguos.