Comprender el sistema de inyección de combustible en motores de automóviles

¿Sabes cómo se alimenta el combustible a la cámara de combustión en los motores de los automóviles? Estoy seguro de que no está pensando en el carburador sino en el inyector de combustible . Ahora han desaparecido, especialmente para los motores de combustión interna. Un proceso eficaz utilizado se conoce como sistema de inyección de combustible .

La inyección de combustible es la introducción de combustible en los motores de combustión interna, en su mayoría motores de automóviles, mediante inyectores. Este proceso se introdujo para mantenerse al día con las leyes de eficiencia de combustible y emisiones. A lo largo del año, los fabricantes de automóviles vieron grandes ventajas en los inyectores de combustible, que es donde comienza la caída de los carburadores.

A partir de 1980, la inyección de combustible se convierte en una alternativa a los carburadores en los motores de gasolina. Bueno, la diferencia entre la inyección de combustible y la carburación es que la inyección de combustible atomiza el combustible a través de una pequeña boquilla a alta presión. Mientras que los carburadores se basan en extraer combustible a la corriente de aire a través de un tubo venturi.

Las investigaciones han demostrado que todos los motores diesel usan inyección de combustible por diseño. Los motores de gas pueden usar inyección directa de gasolina, donde el combustible se envía directamente a la cámara de combustión interna. También se puede utilizar la inyección indirecta, en la que el combustible se mezcla con aire antes de la carrera de admisión.

Hoy profundizaremos en la definición, las funciones, las piezas, los tipos, el principio de funcionamiento, los problemas, así como las ventajas y desventajas del sistema de inyección de combustible en los motores de automóviles.

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¿Qué es un inyector de combustible?

Los inyectores de combustible son boquillas pequeñas que se controlan electrónicamente para atomizar el combustible a alta presión en la cámara de combustión de un motor. Contiene válvulas que son capaces de abrirse y cerrarse muchas veces por segundo.

Antes de la existencia de los inyectores de combustible, el carburador ha sido muy utilizado en los motores y, hasta la fecha, este motor todavía existe. De hecho, muchas otras máquinas, como las cortadoras de césped y las motosierras, todavía usan carburadores. Pero debido a que el componente se complicó tratando de controlar todos los requisitos del automóvil, se lanzó una mejor alternativa.

Los carburadores se reemplazaron por primera vez con el sistema de inyección de combustible del cuerpo del acelerador. Este sistema también se conoce como sistema de inyección de combustible central o de punto único. Se trata de válvulas de inyección de combustible controladas eléctricamente en el cuerpo del acelerador.

Esta fue casi la mejor alternativa, lo que permite a los fabricantes de automóviles no tener que hacer cambios drásticos en los diseños de los motores.

Gradualmente, a medida que se diseñaban nuevos motores, la inyección de combustible de puertos múltiples reemplazó a la inyección de combustible del cuerpo del acelerador. Esta inyección de combustible multipuerto también se conoce como inyección de combustible secuencial, multipunto o de puerto.

El sistema contiene inyectores de combustible para cada cilindro que rocían directamente a la válvula de admisión. Proporciona una medición de combustible más precisa y una respuesta más rápida.

Funciones del inyector de combustible 

A continuación se muestran las funciones de los inyectores de combustible en un motor de combustión interna:

• El propósito principal del sistema de inyección de combustible en los motores diesel es que su diseño está fuertemente influenciado por el componente,
• El inyector de combustible ayuda a entregar combustible a los cilindros.
• Mejora el motor en términos de rendimiento, emisiones y características de ruido.
• El combustible se entrega bajo presiones de inyección extremadamente altas.
• Sus materiales están diseñados para soportar mayores tensiones para una durabilidad que coincida con el funcionamiento del motor.
• Otro propósito del sistema de inyección es que el combustible se inyecte en el momento adecuado. Es decir, se controla el tiempo de inyección.
• Se debe entregar la cantidad correcta de combustible para cumplir con los requisitos de potencia del motor. Por eso se controla la dosificación de la inyección.
• Los inyectores están fabricados con mayor precisión y tolerancia de fabricación para garantizar su eficiencia de trabajo. También evita las fugas.
• El inyector de combustible atomiza el combustible en partículas de combustible muy pequeñas, lo que garantiza que cada pequeña gota de combustible se evapore y se someta al proceso de combustión.
• Hay suficiente oxígeno para mezclarse con el combustible atomizado y asegura una combustión completa.

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Piezas principales del sistema de inyección de combustible

A continuación se encuentran las principales partes funcionales que permiten el funcionamiento de la inyección de combustible en motores de automóviles y los nombres de los componentes en un inyector de combustible:

Las partes principales del sistema de inyección de combustible se dividen en dos, que incluyen el lado de baja y alta presión, las partes de baja presión son el tanque de combustible, el filtro de combustible y la bomba de suministro de combustible. Mientras que el lado de alta presión incluye bomba de alta presión, inyector de combustible, acumulador, boquilla del inyector de combustible. La boquilla de inyección tiene diferentes diseños de actuación para varios tipos de sistemas de inyección de combustible.

Dado que el combustible debe transferirse desde el depósito de combustible al sistema de inyección, la función es el sistema de combustible de baja presión. Considerando que, desde el inyector de combustible a la cámara de combustión es el sistema de alta presión. A continuación se muestra el papel de las siguientes partes mencionadas anteriormente:

• Depósito de combustible: la parte es donde se almacena el combustible.
• Bomba de combustible: bombea combustible desde el tanque de combustible al sistema de inyección de combustible.
• Bomba de inyección – esta parte es un medidor y presuriza el combustible para inyección.
• Gobernador – suministrar combustible de acuerdo a la carga.
• Inyector de combustible: suministra combustible desde la bomba de inyección a los cilindros.
• Filtro de combustible – para filtrar la suciedad, los conductos y las partículas abrasivas para que no bloqueen el sistema de inyección.

La siguiente imagen muestra las partes principales de un inyector de combustible:

El sistema de inyección de combustible funciona completamente con precisión para proporcionar la cantidad correcta de combustible para cada condición de funcionamiento. La unidad de control del motor (ECU) se usa para monitorear la mayoría de las partes de los sensores de entrada. A continuación se muestran algunas piezas que utilizan un sensor para un trabajo preciso:

• Sensor de oxígeno – tenga en cuenta la cantidad de oxígeno en el escape, lo que permite que la ECU determine si la mezcla de combustible es rica o pobre. Hace ajustes en consecuencia.
• Sensor de posición del acelerador – este sensor monitorea la posición de la válvula de mariposa para saber cuánto aire ingresa al motor. La ECU responde rápidamente a los cambios, aumentando o disminuyendo la tasa de combustible según sea necesario.
• Sensor de masa de flujo de aire – informar a la ECU de la cantidad de combustible que entra en el motor.
• Sensor de temperatura del refrigerante – determinar cuándo el motor alcanza su temperatura de funcionamiento adecuada para la ECU.
• Sensor de presión absoluta del colector – determinar la presión de aire en el colector de admisión.
• Sensor de velocidad del motor – supervisa la velocidad del motor, por lo que se utiliza para calcular el ancho de pulso.
• Sensor de voltaje – determine el voltaje del sistema en el automóvil para saber cuándo la ECU aumenta la velocidad de ralentí. esto puede ser cuando el voltaje está cayendo, lo que indicará una alta carga eléctrica.

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Tipos de sistema de inyección de combustible

A continuación, se encuentran los tipos comunes de sistemas de inyección de combustible que se ven en vehículos antiguos y modernos:

Inyección de un solo punto o del cuerpo del acelerador:

El tipo de sistema de inyección de punto único es la inyección de combustible más antigua y simple que reemplaza a los carburadores. Contiene una o dos boquillas inyectoras en el cuerpo del acelerador, que es la garganta del colector de admisión de aire del motor.

Este sistema de inyectores no es tan preciso como el sistema que siguió, pero en comparación con los carburadores, tiene mejor control, es menos costoso y más fácil de mantener.

Inyección de combustible de puerto o multipuerto:

En los inyectores de combustible multipuerto, las boquillas del inyector del separador están contenidas en cada cilindro, en su puerto de admisión. Esta es la razón por la que el sistema a veces se llama inyector de puerto, disparando el vapor de combustible cerca del punto de admisión, asegurando que sea completamente aspirado dentro del cilindro.

Uno de los beneficios de este inyector es que el combustible de los medidores es más preciso en comparación con el punto único. También es perfecto para lograr la relación aire-combustible requerida y prácticamente elimina la posibilidad de que el combustible se condense o se acumule en el colector de admisión.

Inyección de combustible secuencial:

Este tipo de inyector de combustible también se conoce como inyección de combustible de puerto secuencial o inyección de tiempo. Es un tipo de inyección multipuerto incluso cuando el multipuerto básico utiliza múltiples inyectores. Todos rocían su combustible al mismo tiempo o secuencialmente, lo que hace que el combustible permanezca en el aire por hasta 150 milisegundos cuando el motor está en ralentí.

Los beneficios de la inyección secuencial de combustible son que el sistema responde más rápidamente si el conductor hace un cambio repentino. Esto se debe a que la válvula solo tiene que esperar a que se abra la siguiente válvula de admisión, en lugar de la revolución completa del motor.

Inyección directa:

La inyección directa es común en los motores diesel, aunque empieza a ser común en los diseños de motores de gasolina. A veces se le llama DIG para gasolina de inyección directa. En su proceso, el combustible se inyecta directamente en la cámara de combustión, pasando por las válvulas.

La medición de combustible es más precisa que otros tipos de inyección de combustible. La inyección directa de combustible brinda a los ingenieros otra variable para influir con precisión en cómo se produce la combustión en los cilindros. La ciencia del diseño del motor examina cómo la mezcla de aire y combustible se arremolina en los cilindros. Y también cómo la explosión viaja desde el punto de ignición.

La inyección directa en un motor de gasolina puede manejar cosas como la forma de cilindros y pistones. Además, las ubicaciones de los puertos y las bujías, la sincronización, la duración y la intensidad de la chispa. Número de bujías por cilindro. Todo esto afecta la combustión completa y uniforme del combustible en el motor de gasolina.

Principio de funcionamiento

El funcionamiento de un sistema de inyección de combustible es bastante interesante y fácil de entender. El funcionamiento principal es desde el inyector de combustible hasta la cámara de combustión después de bombear combustible desde el tanque de combustible.

Como se dijo anteriormente, el inyector de combustible es un dispositivo mecánico controlado electrónicamente que es responsable de la pulverización de combustible. El inyector se energiza y un electroimán mueve un émbolo que abre la válvula. Esta válvula permite que el combustible presurizado salga a chorro a través de una pequeña boquilla. La boquilla está diseñada para atomizar el combustible, lo que hace que el combustible se queme fácilmente,

La cantidad de tiempo que el inyector de combustible permanece abierto determinará el suministro de combustible al motor. Esto se conoce como "ancho de pulso" y está controlado por un dispositivo ECU. El sistema de inyección de combustible está montado directamente en el colector de admisión para que el combustible pueda rociarse directamente en la válvula de admisión.

Hay un resorte dentro del inyector convencional que mantiene la válvula de aguja en posición cerrada. Mantiene esta válvula de aguja hasta que la línea de alta presión alcanza un valor específico. Hay una tubería llamada “riel de combustible” que suministra combustible a presión a los inyectores.

Cantidad correcta de combustible suministrada a las partes requeridas. Diferentes partes del motor están equipadas con sensores que dan información a la ECU sobre la cantidad de combustible y hacen ajustes si es necesario. Los diversos sensores se han enumerado y explicado en la parte anterior de este artículo.

Mire el video a continuación para comprender mejor el funcionamiento del sistema de inyección de combustible:

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Síntomas de inyectores de combustible defectuosos y cómo prevenirlos

La falla ocurre en el inyector de combustible después de un exceso de trabajo y, si no se realiza un mantenimiento regular, puede desarrollar fallas graves u obstruirse. A continuación se muestran los síntomas de los inyectores de combustible defectuosos y cómo prevenir fallas:

• Rendimiento áspero del motor
• Complicaciones al arrancar el vehículo
• Olor a combustible
• Dilución de aceite
• Emisión fallida
• El motor no alcanza las RPM completas
• Mal desempeño del vehículo
• Fallo catastrófico del motor
• Emisión de humo
• Aumento del consumo de combustible
• Contaminación

El problema a menudo ocurre en el inyector de combustible cuando hay suciedad, partículas de carbón, combustible de aceite o acumulación de residuos que conducen a la obstrucción de los inyectores de combustible. Los problemas ocurren después de que la canasta del filtro recolecta desechos que evitan que el combustible fluya a través de ella.

La forma correcta de evitar que los inyectores de combustible fallen es el mantenimiento regular. La pieza del vehículo debe inspeccionarse periódicamente. Aunque los inyectores de combustible tienen grandes tolerancias, se debe realizar una inspección de los componentes.

Para obtener un resultado más confiable, agregue etanol o aditivos para dibujar humedad, supervisión visual, limpieza ultrasónica. Y también ayudará el patrón de flujo real para las pruebas de volumen y rociado.

Ventajas y desventajas del sistema de inyección de combustible

Ventajas:

A continuación se muestran los beneficios del sistema de inyección de combustible:

• La mezcla precisa de combustible y aire garantiza la máxima eficiencia de combustible y producción de energía posibles.
• El proceso de combustión es mucho más eficiente en los motores de inyección de combustible.
• Los motores de inyección de combustible son más económicos y maximizan y minimizan el nivel de emisiones.
• El arranque en frío se elimina en el motor de inyección de combustible, por lo que no es necesario calzar manualmente.
• También se usa en motocicletas modernas de rendimiento.
• El sistema de inyección de combustible equilibra automáticamente la mezcla de aire y combustible teniendo en cuenta la situación ambiental.
• Se reduce la vibración del motor y se minimiza el problema de ensuciamiento de las bujías.

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Desventajas

A pesar de todos los beneficios del sistema de inyección, aún existen algunas limitaciones. A continuación se presentan las desventajas del sistema:

• Es un dispositivo complejo controlado electrónicamente que funciona con pocos sensores electrónicos.
• El mantenimiento y la reparación del sistema son muy limitados. Es decir, no todos los talleres pueden hacer su trabajo.
• El sistema de inyección de combustible es bastante caro.
• Se recomienda encarecidamente material y combustible de buena calidad.
• No hay solución para el bajo costo y la baja capacidad.

En conclusión, el sistema de inyección de combustible ha reemplazado totalmente a los carburadores en los motores de los automóviles. Hemos discutido sobre sus funciones, cuál de ellas es entregar combustible a alta presión en el cilindro. Sistema de inyección de combustible de diferentes tipos que incluyen cuerpo del acelerador y puerto múltiple, también revelamos su componente en el lado de baja y alta presión. funciona, síntomas y ventajas y desventajas del sistema de inyección de combustible.

Eso es todo por este artículo. Espero que haya disfrutado la lectura, si es así, por favor comente, comparta y recomiende este sitio a otros estudiantes técnicos. ¡Gracias!