Introducción a los sistemas de alimentación de motores

Introducción a los sistemas de alimentación de motores

Abastecimiento de motores de gasolina

En los motores de encendido por chispa, se debe formar una mezcla aire/combustible homogénea y combustible antes del inicio de la combustión.

La forma más sencilla de lograr tal resultado es por medio de un carburador, donde el aire aspirado pasa a través de una garganta Venturi, que está conectada a un depósito de combustible. Cuanto mayor sea el flujo de masa de aire, mayor será la caída de presión en la garganta del Venturi y, por lo tanto, el flujo de masa de combustible extraído.

Sin embargo, dicho sistema no permite un control preciso de la relación aire/combustible, ya que es obligatorio para obtener una alta eficiencia del catalizador de escape y, por lo tanto, ha sido reemplazado por sistemas de inyección de combustible controlados electrónicamente. En esos sistemas, la cantidad de combustible inyectado en la corriente de aire se puede controlar con mayor precisión actuando sobre la duración de la apertura de los inyectores (que se pueden considerar como válvulas electromagnéticas de encendido/apagado).

El combustible se puede inyectar en el colector de admisión (inyección de combustible de puerto único), en cada puerto de admisión (inyección de combustible de puerto múltiple) o directamente en el cilindro (inyección directa). En este último caso, la inyección debe realizarse con un gran avance antes del inicio de la combustión, para permitir la formación de una mezcla aire/combustible adecuada.Secuencia de inyección electrónica de gasolina



Además, la Inyección Directa también puede permitir la operación de carga estratificada, en la que se obtiene una mezcla estequiométrica inyectando el combustible cerca de la bujía, justo antes del inicio de la combustión, para que sea localmente rico y globalmente pobre. La operación de carga estratificada permite que el control de la relación aire/combustible se realice solo gracias al sistema de inyección y, por lo tanto, evita la necesidad de estrangular el motor a carga parcial para obtener una mejor eficiencia.

Utilizando inyectores electromagnéticos, la cantidad de combustible inyectado es proporcional a la duración del comando del inyector.Sistema de control de inyección directa de gasolina (Continental)

Abastecimiento de motores diesel

En los motores de Encendido Comprimido, el combustible se suele inyectar directamente en el cilindro hacia el final de la carrera de compresión (Caso de Inyección Directa).

Sin embargo, para motores de pequeña cilindrada (menos de 0,5 litros), donde se deben inyectar pequeñas cantidades de combustible, difícilmente se puede obtener una atomización adecuada del chorro de combustible en pequeñas gotas y una mezcla aire/combustible, debido a las limitaciones en el diámetro mínimo del orificio de la boquilla (0,1 mm mínimo). ). Para esto categoría de motor y también para diesel antiguo motores, Se utiliza inyección indirecta en una precámara, conectada a la cámara de combustión por un paso estrecho, lo que permite una mejor y más rápida mezcla aire/combustible, pero provoca pérdidas de eficiencia notables (pérdidas térmicas).

Para lograr la inyección directa sin la tecnología de riel común, una bomba de inyección generalmente envía combustible a presión a las tuberías de las boquillas que llevan el combustible a las boquillas de los inyectores en cada culata. Las bombas de inyección de combustible de tipo distribuidor se utilizan normalmente para motores de automóviles, ya que la presión máxima de inyección es de solo 750 bares, mientras que las bombas en línea, que se utilizan para motores grandes, pueden alcanzar los 1300 bares.

Sin embargo, el desarrollo de sistemas de inyección Common Rail controlados electrónicamente, que permiten dividir el evento de inyección en 2 o más inyecciones por ciclo, ha resuelto problemas de postratamiento o pérdidas térmicas, reduciendo así notablemente la propagación de motores de inyección directa que utilizan inyectores unitarios o Motores de inyección indirecta.

La particularidad del sistema Common Rail frente a otros sistemas de inyección es que todos los inyectores son alimentados de forma permanente por una bomba de alta presión a través de un acumulador denominado Common Rail. El interés de este sistema es que las principales funciones del sistema de inyección se realizan más cerca de la cámara de combustión. En los sistemas anteriores, la medición de combustible, la sincronización y la generación de presión eran realizadas por la bomba, mientras que con common rail, la actuación del inyector representa directamente la sincronización y la medición de combustible, lo que permite tener una mayor precisión.

Además, la bomba de alta presión que está a cargo de la generación de presión ya no depende de la velocidad del motor y la cantidad de inyección. Entonces es más fácil calibrar la presión de inyección de acuerdo con un punto de operación dado. De hecho, la alta presión se puede generar incluso a baja velocidad del motor debido a la independencia del par (cantidad de inyección) y la velocidad de rotación del motor.

En cuanto a los inyectores, al estar pilotados electrónicamente, es posible gestionar varias inyecciones (hasta ocho por carrera) y una puesta a punto de la cantidad y tiempo. Los inyectores siempre están bajo presión ya que están conectados al riel.

Opinión de Romain:

Los sistemas de abastecimiento de combustible son cada vez más complejos, tanto para motores de gasolina como diésel. Por ejemplo, en los motores diesel, para tener una mayor presión de combustible y luego una mejor atomización, están surgiendo sistemas que combinan inyectores unitarios y common rail y son capaces de alcanzar los 3000 bares. ¿Cuándo cree que los sistemas de inyección alcanzarán los límites físicos? ¿Subirá tanto la presión del combustible en los motores de gasolina?