Sistema de inyección de un vehículo a gasolina

El sistema de inyección de combustible en vehículos a gasolina es un componente crítico para optimizar el rendimiento, la eficiencia y la reducción de emisiones. Ha reemplazado a los carburadores debido a su precisión electrónica. A continuación, se presenta un resumen estructurado:

1. Componentes Principales

- Bomba de combustible: Extrae gasolina del tanque y la envía al sistema bajo presión.

- Inyectores: Dispositivos electromagnéticos que pulverizan combustible en el colector de admisión o directamente en la cámara de combustión.

- Unidad de Control Electrónico (ECU): Cerebro del sistema; procesa datos de sensores para regular la inyección.

- Sensores:

• MAF (Caudalímetro de Aire): Mide el volumen de aire aspirado.

• MAP (Sensor de Presión del Múltiple de Admisión): Detecta presión en el colector.

• TPS (Sensor de Posición del Acelerador): Monitorea la apertura del acelerador.

• Sonda Lambda : Mide oxígeno en gases de escape para ajustar la mezcla.

• Sensor de Temperatura del Refrigerante : Ajusta mezcla en frío.

• Rail de Combustible : Distribuye combustible a los inyectores manteniendo presión constante.

• Regulador de Presión: Mantiene presión óptima (en sistemas con retorno).

• Filtro de Combustible: Evita impurezas en el sistema.

2. Tipos de Sistemas de Inyección

1. Inyección Indirecta:

- Monopunto (TBI): Un inyector en el cuerpo del acelerador (poco preciso, obsoleto).

- Multipuerto (MPI): Inyectores individuales por cilindro en el colector de admisión (mayor eficiencia).

• Inyección Directa (GDI/FSI):

Combustible inyectado directamente en la cámara de combustión. Permite mayor compresión, menor detonación y mejor eficiencia térmica, aunque puede generar acumulación de carbono.

3. Funcionamiento

1. Entrada de Aire: El aire es aspirado y medido por el MAF/MAP.

2. Procesamiento de Datos: La ECU recibe información de los sensores (TPS, temperatura, etc.).

3. Cálculo de Combustible: Determina cantidad y momento de inyección basado en condiciones de carga, rpm, y otros factores.

4. Inyección:

- Secuencial: Inyectores activados en secuencia con el ciclo del motor.

- Simultánea: Todos los inyectores se activan al mismo tiempo (menos común).

5. Combustión: Mezcla aire-combustible es encendida por la bujía.

4. Ventajas vs. Carburadores

- Precisión: Dosificación óptima de combustible en todas las condiciones.

- Eficiencia: Reducción de consumo y emisiones (hasta un 15-20%).

- Rendimiento: Mejor respuesta del acelerador y potencia.

- Adaptabilidad: Ajuste en tiempo real a altitud, temperatura, etc.

5. Estrategias de Control

- Lazo Cerrado: Usa datos de la sonda lambda para corregir la mezcla (λ ≈ 1).

- Lazo Abierto: En frío, aceleración brusca o máxima carga (sin retroalimentación).

- Enriquecimiento en Frío: Mayor combustible para compensar baja volatilidad.

- Corte de Inyección: Detiene inyección en deceleración para ahorrar combustible.

6. Mantenimiento y Problemas Comunes

- Inyectores Obstruidos: Causan fallos de encendido; se limpian con aditivos o ultrasónicamente.

- Fallo de Sensores: Afectan mezcla (ej.: sonda lambda defectuosa aumenta emisiones).

- Bomba de Combustible: Fallos generan falta de presión (motor no arranca).

- Acumulación de Carbono (GDI): Requiere limpieza periódica de válvulas de admisión.

- Filtro Obstruido: Reduce flujo de combustible; debe reemplazarse según manual.

7. Evolución y Tecnologías Avanzadas

- Sistemas Híbridos: Combinan inyección directa e indirecta para optimizar emisiones (ej.: Toyota D-4S).

- Turboalimentación: La inyección se adapta a mayor densidad de aire.

- Cilindrada Variable: La ECU desactiva inyectores en cilindros no usados.

- Diagnóstico OBD-II: Permite detectar fallos mediante códigos de error.

8. Impacto Ambiental

- Cumple normas como Euro 6 o EPA mediante control preciso de emisiones (NOx, CO, HC).

- Compatibilidad con catalizadores de tres vías, que requieren mezcla estequiométrica.

Conclusión: El sistema de inyección moderna es un sistema complejo que integra mecánica, electrónica y software para maximizar eficiencia y minimizar impacto ambiental. Su evolución continúa con tecnologías como la inyección por presión variable y la integración con sistemas híbridos y eléctricos.