Inyección indirecta e inyección directa

Como todos sabemos, los motores funcionan gracias al combustible que queman para producir movimiento. Hace décadas, se introducía en el interior de los cilindros gracias al carburador. Sin embargo, éste ha quedado obsoleto para dejar paso a otro sistema más sofisticado y eficiente: la inyección.

Según su funcionamiento, ubicación y otros factores, existen varios tipos de inyección de un motor. Aunque en la actualidad hay una diferencia especialmente notable: que sea directa o indirecta. Cada una con sus ventajas e inconvenientes y la posibilidad de montarse en unos motores sí y en otros no, según su arquitectura.

Inyección indirecta

En primer lugar tenemos la inyección indirecta, que tenían los vehículos diésel antiguos y que todavía conservan algunos modelos de gasolina. Con ella, el combustible se suministra fuera de la cámara de combustión. En los vehículos de gasolina, está situada en el colector de admisión, para que se mezcle bien con el aire en movimiento y luego llegue al interior del cilindro.

Para garantizar que el combustible esté lo mejor mezclado posible con el aire, los motores con este tipo de inyección tienen el interior del colector rugoso. Así consiguen generar una turbulencia que contribuye a una mejor pulverización del carburante. Un efecto que se acentúa más todavía en la cámara de turbulencia de la cabeza del cilindro, que se añade si es necesario.

Por el contrario, en los vehículos diésel con inyección indirecta, el cilindro posee una precámara de combustión que se encuentra en la culata, donde se inyecta el combustible. Una parte de él es quemada en la precámara para aumentar la presión y se envía el combustible no quemado al cilindro, donde se quema por completo.

Desventajas de la inyección indirecta

Tradicionalmente este tipo de inyección tenía una serie de puntos flacos, que con los conocimientos y tecnología actuales han sido subsanados por otras vías. Sin ir más lejos, el Toyota Prius utiliza inyección indirecta y su motor de combustión es de los más eficientes. Aun así, aquí te indicamos todos a sabiendas de que las marcas han encontrado soluciones a muchos de ellos o por lo menos los han minimizado:

• Mayor consumo de combustible:
  • Tiene más perdidas de calor cedido a las paredes del cilindro, porque el combustible está repartido por toda la cámara de combustión y al prender la calienta más, reduciendo el rendimiento térmico del motor.
  • Permite una relación de compresión menor.
  • La temperatura en el colector es ligeramente mayor

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• Funcionamiento menos estable:
  • El arranque en frío es más difícil porque el combustible se pega a las paredes de la cámara de combustión.
  • El suministro de combustible no es tan exacto como con la inyección directa, así que es menos estable al trabajar con regímenes de ralentí bajos.

Además, los coches inyección indirecta tenían menor capacidad de aspirar aire por las turbulencias necesarias para mezclar el combustible en el colector de admisión y una menor apertura de la mariposa.

Ventajas de la inyección indirecta

Las principales ventajas de este tipo de motores son:

• La emisiones son fácilmente neutralizables en el escape por el catalizador. Se produce menos NOx en la combustión.
• Permite el uso del ciclo Atkinson, más eficiente que el ciclo Otto, aunque con menor rendimiento.
• Más económico de construir
• Los inyectores están lejos de las combustiones así que se ensucian menos y tienen menor probabilidad de obstrucción

Inyección directa

Otro tipo de inyección es la conocida como directa. Desde hace décadas, la llevan instalada todos los vehículos diésel y hoy en día también se han extendido de forma masiva por la mayoría de vehículos de gasolina. Por ejemplo: los TSI del grupo Volkswagen, los EcoBoost de Ford, los PureTech del grupo PSA, los de BMW y Mercedes, etc.

En este caso, los inyectores trabajan directamente en el cilindro, tanto en los motores diésel como en los de gasolina. De esta forma, el combustible entra directamente en la cámara de combustión del motor y se controla exactamente la cantidad que entra.

Desventajas de la inyección directa

• Como las emisiones de NOx son mayores requieren de unos sistemas anticontaminación más eficaces y caros para cumplir con las normativas de contaminación ambiental.
• No permite el uso del ciclo Atkinson.
• El motor es algo más caro de fabricar porque requiere de un sistema de inyección que aguante las combustiones y una construcción ligeramente más compleja.
• Requiere limpia inyectores de forma regular para mantener el coche en buen estado. De lo contrario aumentará el consumo e incluso podrá causar una pérdida de potencia.

Ventajas de la inyección directa

• El consumo de combustible es menor porque:
  • Al contrario que en la inyección indirecta el combustible, la mayor parte de la combustión ocurre cerca de la bujía así que tiene menores perdidas de calor cedido a las paredes del cilindro. Además la temperatura en el colector de admisión es menor.
  • Permite relación de compresión más alta sin caer en la autodetonación.
• Es más estable porque:
  • Se reduce la posibilidad de pistoneo. Es decir, fallos en la combustión.
  • Permite arrancar en frío más fácilmente porque el combustible se pega menos a las paredes de la cámara de combustión.
  • Permite estabilidad a un ralentí más bajo porque el suministro de combustible es más preciso y comedido.

Como el colector de admisión no necesita generar más turbulencia y la mariposa puede estar más abierta, el aire pasa con más facilidad, así que es capaz de obtener más aire.

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¿Qué es mejor, inyección directa o indirecta en gasolina?

La inyección es solo un elemento del motor, así que los resultados que se obtienen con ella dependen más de la combinación con el resto de componentes del motor, que de su funcionamiento por sí sola.

Una vez dicho esto, las ventajas e inconvenientes de cada tipo de inyección sí existen al analizarlos de forma aislada. Así que si se buscan bajas emisiones y menor coste será más fácil de obtener con la inyección indirecta. En cambio, si se busca eficiencia y estabilidad, será más sencillo conseguirlo en los coches con inyección directa.

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Inyección dual directa e indirecta

Ante las ventajas y desventajas que ofrece cada tipo de inyección, hay marcas que se han decantado por instalar sistemas duales que combinan lo mejor de ambos mundos. Por ejemplo el motor atmosférico de 5.0 litros del Ford Mustang o el motor TFSI 2.5 de Audi.

El funcionamiento de la inyección dual es muy sencillo: por un lado, utiliza la inyección indirecta a baja o media carga porque, como te hemos indicado antes, consigue una mejor carburación que reduce las emisiones. Por el otro, usa la inyección directa en el encendido y en altas cargas, porque mejora el arranque y evita la autodetonación cuando hay mucho combustible en la cámara.

El resultado en estos casos ha sido la mejora del funcionamiento de los motores, que les ha valido de mucho a ambas marcas. Por un lado ha conseguido reducir lo suficiente las emisiones de su enorme motor, como para no tener que desprenderse de él por no cumplir las normas anticontaminación. Así que por el momento han conseguido mantener la esencia de su tipo de motor, digno de todo un muscle car. Audi por su lado, ha conseguido sacar lo mejor de un bloque de cinco cilindros con el que también se juega parte de su tradición.

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Imágenes 3, 4 y 7 – Eli Duke, Javier Prazak, Images Money

Más información sobre este modelo

Ford Mustang

• Plazas 4
• Potencia 450 - 460 cv
• Consumo 8,9 - 12 l/100km
• Valoración 4,7