Sistema de inyección de combustible – Teoría vs Realidad
Sistema de inyección de combustible – Teoría vs Realidad
Siempre te digo que la forma más fácil y práctica de aprender algo es cuando podés agarrar los libros y empezar de lo más fácil a lo más difícil. Y estoy 100% de acuerdo con eso. Ahora, un paso más adelante es si además de esos libros tenés en la mano un sistema que te pueda mostrar exactamente lo que está dibujado en un diagrama, ver la pieza real. Y eso es lo que te voy a mostrar hoy, porque estoy aquí en el laboratorio de la FIE y encontré esto.
No lo vas a creer, pero este es un diagrama de la motrónica de un auto, así que ahora te la voy a explicar. Esto es esquemáticamente cómo funciona la motrónica de un auto. Acá tenemos el motor y para hacerlo funcionar necesitamos en principio aquí en lo que sería el volante del motor, el cigüeñal está unido a esto. Vamos a tener un acá se ve bien un sensor de velocidad del motor. Para que el motor funcione, obviamente necesitamos aire y combustible, que lo vamos a encontrar en estas dos, que lo vamos a encontrar en esta posición. El aire va a ingresar por aquí. Esta es la mariposa que nos va a permitir abrir y cerrar este conducto que permite que el aire ingrese de forma tal de poder regular la entrada de aire. Una vez aquí, vamos a medir la temperatura de ese aire y luego el aire va a continuar y va a ingresar al motor pasando a través de la válvula de admisión. Justo antes de entrar al al motor o a la cámara de combustión, al cilindro, vamos a tener que vamos a inyectar el combustible.
Este combustible se va a inyectar gracias a que aquí arriba hay una rampa. Esta rampa es donde presurizamos el combustible y este combustible obviamente viene siguiendo todo este diagrama de una bomba de combustible. Estamos viendo aquí es obviamente un sistema de inyección indirecta, así que las presiones de inyección son bastante bajas y no necesitamos mucho, mucha tecnología para ese aumento de la presión.
Cuando hablamos de motores de combustión interna con inyección directa, ahí la cosa se pone bastante más complicado. Hay bastante más componentes y los rango de presión que el combustible tiene que soportar son muchos pero mucho más altos. Así que esto es lo básico. Nos vamos a mantener acá en inyección indirecta. Una vez que el aire que ingresa al motor se mezcla con el combustible en este punto, la válvula de ademisión se abre y esa mezcla aire combustible ingresa, es ahí donde el pistón va a comprimir toda esa mezcla y luego por medio de esta bujía vamos a producir lo que llama el encendido, una chispa que haga que toda esta mezcla de aire combustible que está sometida a mucha presión y temperatura entre en combustión y eso va a hacer que se levante la presión, se levante la temperatura. y eso empuje el pistón hacia abajo y nos dé el trabajo mecánico que necesitamos para que el motor funcione y pueda mover al vehículo.
Una vez que aquí hubo combustión y hay que evacuar todos los gases del cilindro, obviamente lo que va a suceder es que esta válvula de escape se va a abrir, el pistón en su carrera ascendente, va a evacuar todos esos gases y van a ir por medio del escape y van a estar en contacto con esta sonda lambda que nos va a medir si la mezcla es rica, es pobre o es estequiométrica.
De forma tal que con toda esta información nuestra, nuestra computadora, va a poder ver si necesitamos más aire, más combustible o si está todo correcto. Es decir, la ECU se va a alimentar de información de aquí del sensor de velocidad, de la sonda lambda. se va a alimentar de la información que está aquí, la temperatura del aire en la admisión, la posición de la mariposa que regula la entrada de aire y obviamente de la presión de combustible y el tiempo de inyección. Lo que va a hacer la ICO es calcular el tiempo de inyección. Con todas estas variables va a decir qué tiempo de inyección necesito para que la mezcla aire combustible luego de la combustión sea medida aquí en la sonda lambda y nos permita saber cuál es el punto de funcionamiento del motor y si estamos en un funcionamiento óptimo o no. Bueno, esta parte está buenísima, pero lo mejor de todo esto es que cuando nos venimos para este otro lado, ah, me acabo de dar con un fierro aquí abajo, es que tenemos el sistema también aquí real. Así que lo que voy a hacer ahora es mostrarte todos esos componentes que teníamos del otro lado, cómo son realmente en este en este banco.
Y aquí tenemos exactamente lo que es del otro lado era un diagrama, acá lo tenemos con las piezas reales. Para regular la cantidad de aire que ingresa el motor, tenemos aquí el cuerpo de la mariposa, ¿no es cierto? Y aquí nosotros vamos a poder, no sé si se puede llegar a ver ahí la mariposa. Con esto nosotros vamos a regular la cantidad de aire que ingresa el motor. Luego tenemos, si seguimos acá, el diagrama, los inyectores con la rampa, digamos, y los inyectores mismos. Es decir, que aquí vamos a tener ya la mezcla de aire y el combustible que vamos a meter. Por otro lado, la chispa que nosotros dijimos que íbamos a necesitar para generar el encendido y toda la combustión en dentro del cilindro, lo vamos a tener aquí. Esto sería la bobina de encendido. Y aquí tenemos directamente cada una de las bujías. Aquí se puede observar una bujía BOS.
Por este lado tenemos la rueda dentada que nos da la posición en la que está el motor o el pistón. Y aquí vamos a ver que tenemos es toda la rueda dentada, pero aquí tenemos una parte que es lisa. Con esto nosotros vamos a poder ver exactamente dónde está el punto muerto superior del primer cilindro. Cuando los gases de la combustión salen del motor, van a estar en contacto con la sonda lambda y nos van a esta sonda nos va a dejar o nos va a permitir saber si la mezcla es rica, es pobre o es estequiométrica. Pero no solo eso, no es simplemente si es rica o pobre, sino qué tan rica y qué tan pobre. Hay una escala. Entonces, vos podés saber si tenés que inyectar más combustible o menos.
Aquí nosotros tenemos nuestra unidad de control electrónica. nuestra ECU. Entonces, con esto nosotros vamos a hacer todos los sensores que nosotros tenemos por aquí van a ingresar a la ECU. van a vacuado de funcionamiento va a tener que estar cada componente y le va a dar la señal aquí a la mariposa para que se abra determinado ángulo al inyector para que dé un tiempo de inyección determinado de forma tal que este combustible con la cantidad de aire que ingresó da la mezcla que nosotros realmente necesitamos. Y por último, el encendido óptimo o avanzarlo o atrasarlo de acuerdo a lo que necesitamos.
Algo importante también acá tenemos el sensor de temperatura. Acá tengo que poner un poquito más adelante el sensor de temperatura del líquido refrigerante y por algún lado vamos a necesitar también el sensor de temperatura del aire en la admisión. Acá, acá tenemos sensor de presión del aire y vamos a necesitar también de temperatura, que por aquí no lo veo. En en muchos casos hay veces que el sensor de presión es presión y temperatura. Me imagino que aquí en este caso debe ser lo mismo. Hay una parte que está buena acá que no estaba en el diagrama y es exactamente esto, el canister.
El canister. Me voy a enfocar así, les comento un poco y no no ven solamente el componente. Yo en algún momento les dije que podemos utilizar los vapores que están dentro del depósito de combustible. Los podemos utilizar porque es un combustible con muchísima calidad, que lo podemos utilizar de vez en cuando en situaciones críticas, por ejemplo, cuando hay pistoneo. Entonces, el concepto es vamos a a vamos a tomar todos esos vapores de combustible que están en el depósito, los vamos a meter dentro de un filtro de carbón activado y cuando el motor necesita combustible de alta calidad, vamos a inyectar esos vapores en la admisión. Me doy vuelta otra vez. Así lo ven. Este es el canister. Sí. Nosotros directamente
esta esta manguerita va a venir del depósito de combustible. Todos los vapores del combustible van a venir por acá. Se van a almacenar en el canister. Y luego acá tenemos una pequeña válvula. Sí, es una una pequeña válvula, una PBM que la podemos regular para dejar pasar una pequeña cantidad o mucho. Podemos ir regulando el caudal. de estos vapores que nosotros queremos dejar pasar.
Y esto va directamente aquí a la admisión. Es decir, que aquí en la admisión nosotros vamos a poder ya tener aire con un poco de combustible en forma de vapor que ingrese al motor y luego se va a sumar el combustible líquido que se inyecta. Es decir, que cuando nosotros tenemos la cantidad de aire combustible dentro del cilindro, ese combustible va a ser en parte, en su gran mayoría, líquido, pero también vamos a poder utilizar una pequeña parte de este combustible en estado de vapor. Ya te digo, tiene un octanaje altísimo estos vapores, así que es ideal cuando tenés pistoneo, cuando tenés no. E es fundamental.
Lo único sí que todos estos vapores que vos tenés aquí en este filtro activado, no los podés mantener por mucho tiempo en altas concentraciones, porque si no empieza a haber mucho olor a nafta en el vehículo. Me acuerdo vehículos que hicimos de gran cilindrada que tenían este canister muy lleno y que fueron enviados a países con altas temperaturas como Emiratos Árabes. Bueno, había mucho dolor a combustible en el vehículo. Y según dónde ponés esto, este filtro de carbono activado, tenés el riesgo también de que si excedés la temperatura en el compartimento motor, si lo pones ahí, hay hubo muchos casos que los vehículos se prendieron fuego.
Así que no es tan sencillo que uno pone este filtro y ya está, queda todo listo, funcionando y es fácil, sino que tiene toda una técnica para llenar ese filtro con los vapores y también después sacar esos vapores de ahí lo más rápido posible, porque si no, digamos que hay riesgo de inflamación o de combustión ahí en esa zona. Así que todo suena muy fácil eh realmente decir, bueno, eh, tenés una inyección de combustible, tenés una chispa, tenés combustible en estado de vapor.
En los papeles es muy fácil y cuando ustedes ven el diagrama que estaba justo atrás de este panel, es como que sí que lo veis y decís, eh, todo funciona como si fuese un relojito suizo, perfecto y fácil. La realidad es que todo es bastante complicado. La temperatura te juega un papel muy grande por el tema de la densidad en el combustible, en el aire. La temperatura del motor te juega un un papel muy grande, sobre todo para después no tener, no tener todo lo que es pistoneo. E el punto de encendido es otro de los factores que juegan un papel importantísimo porque depende de ese punto de encendido, depende la eficiencia de tu combustión. Pero al mismo tiempo esa eficiencia va a hacer que tengas problemas técnicos, mecánicos, eh en algunos puntos de funcionamiento.
Así que en la teoría todo es fácil, en la práctica es un poco más difícil y es para eso que necesitamos todos estos sistemas de control electrónico, toda la mecatrónica y de esta manera poder controlar algo que es netamente mecánico, ponerle electrónica que nos permite hacer esos controles mucho más precisos, más rápidos y mejor. Y si no me crees, ponete atrás de un auto antiguo con carburación y vas a sentir rápido el olor a a combustión, a mala combustión.
Si vos ahora después de eso te parás detrás de un auto nuevo, moderno, vas a ver que ese olor de combustión un poco inconclusa, donde hay muchos combustibles sin quemar, donde hay muchas partículas y todo eso, no lo vas a sentir. Y la realidad es que todo eso es posible. Gracias a esto, lo que empieza en un pequeño diagrama así como este, muy sencillo, termina haciéndose realidad con estos componentes que ya son los que realmente están en el auto y los que nosotros cada vez que vamos al mecánico tenemos que diagnosticar, tenemos que ver y de ser necesario cambiar las piezas.
Así que bueno, esta fue tal vez la forma más práctica y la mejor, no te diría la mejor forma, pero sí la más didáctica de ver a veces lo que vos tenés en la página de un libro, traducirla a componentes reales. Así que bueno, espero que te haya gustado y sobre todo que te haya servido. Si tenés alguna pregunta, déjamela en el comentario y trato de responderla, obviamente. Así que nos vemos la próxima. Ciaooo.
