Inyección de combustible: todo lo que debes saber

El sistema de inyección electrónica tiene muchas ventajas

La inyección de combustible es un sistema que introduce el combustible en los motores de combustión interna. A lo largo de los años, la tecnología de inyección de combustible ha evolucionado significativamente, desde los sistemas de carburador hasta los sistemas de inyección de combustible electrónica (EFI) modernos.

Estas tecnologías han cambiado la eficiencia y la potencia de los motores enormemente, llegando a ser clave para muchas mejoras. Por eso, aquí te mostraremos todo lo que necesitas saber sobre ellas y los tipos existentes…

¿Qué es la inyección de combustible?

Todos los motores de ignición por compresión (diésel) y muchos motores de ignición por chispa (es decir, motores de gasolina, como Otto o Wankel) utilizan algún tipo de inyección de combustible. Los motores diésel producidos en masa para automóviles se hicieron disponibles a finales de los años 1930 y principios de los 1940, siendo los primeros motores con inyección de combustible para uso cotidiano. En los motores de gasolina tardaron un poco más en adquirir esta característica, llegando los primeros en la década de 1950 y ganando relevancia a mediados de 1990, hasta ser hoy día la norma.

Los motores de coche utilizan sistemas de inyección de combustible, que han evolucionado desde la inyección mecánica hasta la electrónica. Los sistemas electrónicos controlados por la centralita electrónica, como la inyección multipunto y directa, permiten un control más preciso del combustible. Aunque estos sistemas varían, todos eliminan la necesidad de carburación. La inyección de combustible mejora la eficiencia y el rendimiento del motor.

Las funciones fundamentales de un sistema de inyección de combustible incluyen: la presurización, la medición y la inyección del combustible. Se necesita un dispositivo, como una bomba de combustible, para presurizar el combustible que se rociará en el motor. El sistema debe determinar y controlar la cantidad adecuada de combustible a suministrar. Los inyectores de combustible, que también controlan la medición, se llaman “válvulas de inyección”, mientras que los inyectores que realizan todas las funciones se llaman inyectores unitarios.

Tipos de inyección de combustible

Aquí vamos a ver todos esos términos que quizás te confunden, pero que te quedarán muy claros, dentro de la inyección directa y la inyección indirecta, que son dos métodos de suministro de combustible en los motores de combustión interna.

Inyección indirecta

En la inyección indirecta, el combustible se introduce fuera de la cámara de combustión. En los motores de gasolina, el carburante es inyectado en el colector de admisión, donde se inicia la mezcla aire-combustible antes de entrar en el cilindro. El sistema de inyección indirecta fue una creación de los ingenieros de Benz durante el año 1897. La inyección indirecta tiene sus pros y contras. Entre los beneficios destacan su sencillez, su menor coste y el menor nivel de estrés al que se somete a los componentes internos del motor.

Entre los subtipos o tecnologías de la inyección directa tenemos:

  • Inyección en el colector: son comunes en motores alimentados con gasolina, como el motor Otto y el motor Wankel. En un sistema de inyección en el colector, el aire y el combustible se mezclan fuera de la cámara de combustión, de modo que una mezcla de aire y combustible es succionada hacia el motor. Los principales tipos de sistemas de inyección en el colector son la inyección multipunto y la inyección monopunto. Estos sistemas utilizan un diseño de inyección continua o intermitente. En un sistema de inyección continua (Bosch K-Jetronic, 1974), el combustible fluye en todo momento desde los inyectores de combustible, pero a un ritmo de flujo variable. Los sistemas de inyección intermitente pueden ser: secuenciales, en los que la inyección se sincroniza para coincidir con la carrera de admisión de cada cilindro; por lotes, en los que el combustible se inyecta en los cilindros en grupos sin sincronización alguna; simultáneos, en los que el combustible se inyecta al mismo tiempo en todos los cilindros; o individuales por cilindro, en los que la unidad de control del motor puede ajustar la inyección para cada cilindro individualmente.
  • Inyección multipunto: este tipo de inyección en puerto inyecta combustible en los puertos de admisión justo encima de la válvula de admisión de cada cilindro. Además, suelen usar varios inyectores de combustible, aunque también existen los de inyección de puerto central de GM con válvulas de retención.
  • Inyección monopunto: es un tipo de inyección de cuerpo de mariposa que utiliza un inyector en un cuerpo de mariposa montado de manera similar a un carburador en un colector de admisión. Al igual que en un sistema de inducción carburado, el combustible se mezcla con el aire antes de entrar en el colector de admisión. La inyección monopunto fue una forma relativamente económica para los fabricantes de automóviles de reducir las emisiones de escape para cumplir con las regulaciones. No obstante, no es nada nuevo, se usó en automóviles y camiones ligeros en EE.UU. desde 1980, y en los europeos a partir de 1990.
  • Inyección indirecta diésel:  sistemas utilizados por los motores diesel y Akroyd, donde hay dos cámaras de combustión: la cámara de combustión principal y una precámara o antecámara), ambas conectadas. El combustible se inyecta solo en la precámara (donde comienza a quemarse), y no directamente en la cámara de combustión principal.
  • Inyección de bulbo caliente: también conocido como semi-diesel donde el combustible se enciende al entrar en contacto con una superficie metálica caliente dentro de un bulbo, seguido de la introducción de aire (oxígeno) comprimido en la cámara del bulbo caliente por el pistón ascendente. Hay algo de ignición cuando se introduce el combustible y si es fuerte o débil dependerá de la cantidad de aire que se introduzca en el bulbo. Generalmente, se usa en motores pequeños, como los de dos cilindros y dos tiempos.

Inyección directa

En la inyección directa, la gasolina o el diésel se inyectan directamente en el cilindro del motor. Esto permite una mejor combustión y mayor eficiencia del combustible. Este método fue desarrollado en la década de 1950 principalmente por el fabricante sueco Saab, en un intento de mejorar la eficiencia del motor. Las ventajas de la inyección directa incluyen una mayor eficiencia de combustible, menos emisiones y una mejor potencia del motor. Sin embargo, también existen algunas desventajas, como un mayor costo inicial del motor y la necesidad de un combustible de alta calidad.

Dentro de la inyección directa podemos diferenciar los siguientes subtipos:

  • Inyección directa convencional: es un proceso de suministro de combustible en los motores de combustión interna, que reemplaza la inyección de combustible indirecta. En la inyección directa, la gasolina o el diésel se inyectan directamente en el cilindro del motor, lo que permite una mejor combustión y mayor eficiencia del combustible. Gracias a ello tenemos una mayor eficiencia de combustible, menos emisiones, mejor potencia del motor. Los sistemas de inyección directa son más complicados y requieren un mayor mantenimiento que los sistemas de inyección indirecta tradicionales.
  • Common-rail: es un sistema electrónico de inyección de combustible para motores diésel de inyección directa. Su principal característica es el uso de un único riel de combustible para todos los inyectores de combustible, el cual funciona como un acumulador en el que el combustible es almacenado a alta presión. El combustible se suministra al riel por medio de una bomba de alta presión. Desde allí es suministrado a los inyectores y luego pasa a ser inyectado directamente en los cilindros del motor. También presenta una mayor eficiencia de combustible, menos emisiones, mejor potencia del motor.
  • Inyector unitario: es un sistema de inyección de combustible de alta presión para motores diesel que integra la boquilla del inyector y la bomba de inyección en una sola pieza. Este sistema, que suele ser lubricado y enfriado por el combustible, ofrece beneficios en términos de potencia y consumo de combustible. La inyección de alta presión permite una mejor vaporización y una combinación más eficiente de oxígeno con combustible, lo que resulta en una combustión más completa y limpia.
  • Helix-controlled bump: este método de inyección se utilizó anteriormente en muchos motores diésel. Los tipos de sistemas incluyen variantes como la inyección directa de postcámara, la de Lanova, con cámara de combustión esférica o sistema G, sistema Gardner o de cámara de combustión hemisférica, sistema Sauber o de cámara de combustión toroidal, o de pistón plano donde la cámara está entre el pistón y la cabeza.
  • Air-blast: la inyección de aire a presión es un antiguo sistema de inyección directa para motores diésel que usaba aire comprimido para introducir combustible en la cámara de combustión. Fue reemplazado en la década de 1920 por sistemas de inyección más eficientes y compactos. Rudolf Diesel patentó este sistema en 1893.
  • M-System o MAM N: este proceso de combustión M, es un sistema de inyección directa para motores diésel. En los motores del sistema M, el combustible se inyecta en las paredes de la cámara de combustión que está únicamente ubicada dentro del pistón y tiene forma de esfera. El sistema M fue reemplazado por sistemas modernos de inyección de combustible para motores diésel. Debido a sus particularidades, el sistema M solo se utilizó para aplicaciones estacionarias y motores de vehículos comerciales, nunca se han fabricado motores de automóviles de pasajeros con este diseño. La letra M es una abreviatura de la palabra alemana Mittenkugelverfahren, que significa proceso de combustión de esfera central.

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