Sistema de inyección, evolución, qué es, función, partes y tipos

     
Evolución de los sistemas de inyección

Este es un sistema que reemplaza el carburador en los motores a gasolina y diésel, su introducción se debió a un aumento en las exigencias de los organismos de control del medio ambiente para disminuir las emisiones de los motores.

La inyección mecánica de combustible fue utilizada en las décadas de 1960 y 1970 por muchos fabricantes en sus autos deportivos y berlinas deportivas de alto rendimiento. Un tipo instalado en muchos automóviles británicos, incluidos el Triumph TR6 PI y el 2500 PI, fue el sistema Lucas PI, que es un sistema cronometrado.

Una bomba de combustible eléctrica de alta presión montada cerca del tanque de combustible bombea combustible a una presión de 100 psi hasta un acumulador de combustible . Este es básicamente un depósito a corto plazo que mantiene constante la presión de suministro de combustible y también elimina los pulsos de combustible que salen de la bomba.
La inyección mecánica de combustible fue utilizada en las décadas de 1960 y 1970.
La inyección mecánica de combustible fue utilizada en las décadas de 1960 y 1970.
Desde el acumulador, el combustible pasa a través de un filtro de elemento de papel y luego se alimenta a la unidad de control de medición de combustible, también conocida como distribuidor de combustible . Esta unidad se acciona desde el árbol de levas y su función, como su nombre indica, es distribuir el combustible a cada cilindro, en el momento correcto y en las cantidades correctas.

La cantidad de combustible inyectado se controla mediante una válvula de charnela ubicada en la entrada de aire del motor. La aleta se encuentra debajo de la unidad de control y sube y baja en respuesta al flujo de aire; cuando se abre el acelerador, la 'succión' de los cilindros aumenta el flujo de aire y la aleta se eleva. Esto altera la posición de una válvula de lanzadera dentro de la unidad de control de medición para permitir que se arroje más combustible a los cilindros.

Desde la unidad de medición, el combustible se entrega a cada uno de los inyectores por turno. Luego, el combustible sale a chorros por el puerto de entrada en la culata de cilindros. Cada inyector contiene una válvula con resorte que se mantiene cerrada por la presión del resorte. La válvula solo se abre cuando se inyecta combustible.

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.

El funcionamiento se basa en la medición de ciertos parámetros de funcionamiento del motor, como son: el caudal de aire, la temperatura del aire y del refrigerante, el estado de carga (sensor PAM), cantidad de oxígeno en los gases de escape (sensor EGO o Lambda), revoluciones del motor, etc., estás señales son procesadas por la unidad de control, dando como resultado señales que se transmiten a los accionadores (inyectores) que controlan la inyección de combustible y a otras partes del motor para obtener una combustión mejorada.
El funcionamiento se basa en la medición de ciertos parámetros de funcionamiento del motor.
El funcionamiento se basa en la medición de ciertos parámetros de funcionamiento del motor.
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.
sistema de inyección es la metodología de alimentación de combustible

Partes de una biela

     
Biela

Comprendiendo la Biela

Son forjadas en acero con níquel y cromo y, aunque de una sola pieza en lo fundamental, se distinguen en ellas tres partes: el pie, el cuerpo y la cabeza (Fig.1.26).

Para evitar los cabeceos de la carrera del pistón en el cilindro, los ejes de la cabeza y pie de biela deben estar alineados. El pie de biela, que es la parte de la biela que se une al pistón, abraza al bulón con interposición de un casquillo, generalmente de bronce fosforoso. El cuerpo de biela, situado entre el pie y la cabeza de biela, asegura la rigidez de la pieza; casi siempre tiene forma de H o de doble T. A veces en su interior se coloca un tubo para llevar el aceite a presión hasta el pie de la biela. la cabeza de biela, fundida en el mismo cuerpo, gira sobre el codo del cigüeñal y consta de dos partes: una superior o cabeza, solidaria al cuerpo, y la inferior, llamada sombrerete, desmontable, y que se sujeta a la parte superior por medio de pernos o espárragos con un par de apriete de unos 3,5 mkp.
Biela y pistón unidos por medio de bulón.
Biela y pistón unidos por medio de bulón.
Para que el roce con el codo del cigüeñal sea más suave, se realiza por medio de unos rodamientos o por unos medios cojinetes recubiertos interiormente de metal "antifricción" (de 0,05 a 0,35 mm. a base de plomo, estaño y antimonio) que, además, cuando algún defecto de engrase hace trabajar a la biela en seco o con aceite defectuoso, se funde antes de que la articulación se agarrote con el calor y se estropeen la biela y el cigüeñal; en tal caso, se reponen los casquillos. Dicha expresión no quiere decir fusión de toda la pieza, sino solo de los dos medios casquillos. Si no se para el motor, se rompen los pernos de sujeción y cae el sombrerete; haciendo la explosión que salga la biela por un costado del bloque.

En la figura 1.26 se dibuja despiezado el conjunto émbolo-biela. los segmentos de compresión se colocan en las ranuras más altas del pistón; el rascador de aceite o segmento de engrase, con canal a su largo y orificios de paso, va situado en la ranura baja. El bulón entra en el orificio-eje del pistón y pasa por el arco con casquillo del pie de biela, con lo que ésta queda articulada y colgada del émbolo. El bulón se sujeta libre en el pistón y a presión en la biela; libre en biela y a presión en el pistón o libre en biela y pistón.
Partes de la parte de la cabeza de biela.
Partes de la parte de la cabeza de biela.
Los cojinetes de la cabeza de biela, modernamente son medios casquillos delgados y flexibles, de acero y cobre (Fig.1.27) recubiertos por su cara interna con una fina capa de antifricción; se fabrican en serie con suficiente precisión para no necesitar afinado al sustituirlos, resultando esta operación muy sencilla.

Para el engrase se disponen unas acanaladuras en la unión de los medios cojinetes y en algunos motores aún se usan estrías huecas llamadas "patas de araña" que distribuyen el aceite en su contacto con el codo del cigüeñal. El lubricante llega a presión a la articulación de la cabeza de biela en la forma que se describirá en el capítulo "Engrase del motor". El aceite que rebosa lo suele hacer en chorros por unos orificios (Fig.1.26) de donde va a salpicar todo el interior del motor.
Un anillo exterior y otro interior.
Un anillo exterior y otro interior.
En motores especiales y, desde luego con mayor frecuencia en los de motocicletas y de dos tiempos, se usan cojinetes de bolas para la articulación de la cabeza de biela. Estos cojinetes, que se aplican con profusión en otros órganos del automóvil, constan (Fig.1.28) de un anillo exterior y otro interior, entre los que se disponen una o dos series de bolas, encajadas en canaletas de los anillos y sostenidas por una jaula. los anillos giran uno respecto al otro rodando sobre las bolas, sin rozamiento de frote y, consumiendo mucho menos esfuerzo que los cojinetes lisos.
Ranura inclinada para facilitar el engrase.
Ranura inclinada para facilitar el engrase.
En vez de bolas pueden intercalarse rodillos cilíndricos (Fig.1.29) con ranura inclinada para facilitar el engrase (sistema Hyatt), o bien rodillos cónicos como en la figura 1.30 dispuestos cónicamente en su jaula, que queda entre los anillos interior y exterior (sistema Timken).
Tipos de rodamientos.
Tipos de rodamientos.