Sistema de inyección de gasolinaInyección indirecta

El sistema de inyección tiene como misión mandar a cada cilindro la cantidad justa de combustible a cualquier régimen de carga y con cualquier condición externa.

Clasificaciones:

Nº de inyectores: Multipunto: un inyector por cilindro. Monopunto: un inyector para cada cilindro,

colocado delante de la mariposa de gases. Forma de inyección:

Continua: el inyector esta constantemente abierto e inyectando; sistema K-Jetronic.

Intermitente: inyecta a intervalos de tiempo; sistemas electrónicos.

Coordinación de apertura: Simultanea: los inyectores se activan a la vez, en

cada vuelta del motor se manda gasolina a todos los inyectores. En cada vuelta se inyecta la mitad de combustible necesario para desarrollar un ciclo.

Secuencial: se inyecta solo cuando la válvula de admisión esta abierta.

Semisecuenciales: utilizada en motores pares y se inyecta en los cilindros con carrera pareja.

Componentes sistema de inyección

Circuito de alimentación de gasolina

Bomba de gasolina Misión: aspira el combustible del depósito y lo impulsa hacia los Inyectores.Funcionamiento: la bomba succiona gasolina del depósito y la manda presión al circuito. Manda la gasolina con una presión de 2’5bares y una caudal de 2 l/min, con lo que se consigue una presión constante y una refrigeración de la rampa para así evitar la vaporización de la gasolina.La bomba esta formada por un motor eléctrico que da movimiento a la bomba de rodillos, al girar la excéntrica los rodillos son presionados por la fuerza centrifuga contra el cuerpo entrando gasolina, transportándola por unos huecos y saliendo más tarde la gasolina a presión.Además dispone de dos válvulas, una de sobrepresion que en caso de que la presión aumente a 7 bares abre descargando la gasolina al conducto de admisión de la bomba; la otra bomba esta situada a la salida, tiene la misión

de antiretorno para impedir que al parar la bomba se descargue el circuito.

Filtro de gasolina Misión: separa y retiene las partículas de suciedad de la gasolina.Sustitución: en línea 60000-90000Km; in tank 160000Km; y para inyección directa 250000Km.

Rampa de inyección Misión: tiene la función de garantizar igualdad de presión en todos los inyectores. Sirve de soporte para los inyectores y al regulador de presión, además de efectuar una función de acumulador.

Inyector Misión: es inyectar combustible en los distintos tubos de admisión de los cilindros.Funcionamiento: cuando el devanado del inyector recibe un impulso eléctrico de la UCE, se produce en este un campo magnético que desplaza al núcleo contra la acción del muelle, y por tanto se levanta la aguja 0’1mm de su asiento. Esto provoca un chorro de combustible por la parte inferior del inyector. Cuando cesa el impulso eléctrico, el muelle devuelve el núcleo y a la aguja a su posición.

Regulador de presión Misión: regula la presión de combustible que llega los inyectores en función de la depresión existente en el colector de admisión dependiendo de la carga del motor.Funcionamiento: el combustible entra en la rampa de inyección y a la cámara superior del regulador. Cuando la presión en la rampa supera el tarado del muelle; la

membrana se desplaza abriendo la válvula, lo que permite el retorno de combustible al depósito provocando una caída de la presión en la rampa hasta el valor de tarado del muelle que se vuelve a cerrar la válvula.La cámara inferior esta comunicada con el colector de admisión, por detrás de la mariposa. Esto hace que la presión en el sistema de alimentación dependa de la presión en el colector de admisión y así la caída de presión en los inyectores sea idéntica para cada posición de la mariposa.

Circuito de admisión de aire

Caudalimetro del aire Misión: se encarga de medir el caudal de aire aspirado por el motor informando a la UCE del valor de carga, sirviéndole para la dosificación del combustible.Funcionamiento: el caudalimetro tiene una paleta en el conducto de admisión, y esta en su eje tiene un potenciómetro; y la UCE recibe una señal de tensión; por lo tanto variando la carga varia la posición de la paleta y del potenciómetro, por lo que la tensión que le llega la UCE también varia y así puede conocer la carga del motor y hacer una correcta dosificación del combustible. Esta paleta dispone de una mariposa y una cámara de compensación, para evitar que las ondas creadas en el colector por las fases de admisión puedan modificar la posición de la paleta; realizando así una función amortiguadora.El caudalimetro incorpora además una sonda de Tª del aire; y también puede incorporar un conducto by-pass con el tornillo de regulación del CO, haciendo que la mezcla sea más rica o pobre con dicho tornillo; este aire no es medido por el caudalimetro.

Teórico

Real

P.inyeccion Depresión P.Total I2’5 kgs 0’5kgs 3kgs2’5 kgs 0’3kgs 2’8kgs2’5 kgs 0’2kgs 2’7kgs

P.rampa Depresión

P.inyeccion

Succión P.Total I

2’5 kgs -0’5kgs 2kgs +0’5kgs 2’5 kgs2’5 kgs -0’3kgs 2’2kgs +0’3kgs 2’5 kgs2’5 kgs -0’2kgs 2’3kgs +0’2kgs 2’5 kgs

MAP Misión: se encarga de informar a la UCE del caudal de aire que aspira el motor en función de la presión de aire existente en el colector.Funcionamiento: mide por medio de un tubo de vacio la presión que hay en el colector de admisión y manda una señal eléctrica a la UCE con lo que conoce la carga del motor. La variación de la señal eléctrica se da con la deformación de una lámina por el vacio del colector, con esta lámina se deforman unos cristales de silicio y debido a sus características piezoeléctricas varían su resistencia y como consecuencia la señal eléctrica que recibe la UCE.

Válvula de aire adicional Misión: suministra a los cilindros una cantidad de aire adicional en función de la Tª del motor a ralentí, regulando el ralentí cuando el motor no ha alcanzado su Tª de funcionamiento.Funcionamiento: un conducto en paralelo con el de ralentí, tiene un disco que obtura el paso de aire cuando el motor esta caliente. Cuando el motor esta frio el conducto esta abierto y por tanto la resistencia no recibe corriente y la lámina se encuentra en reposo. Este aire es medido por el caudalimetro, por lo que es tenido en cuenta para la dosificación del combustible. Conforme el motor va cogiendo Tª la válvula va cerrando el conducto por medio de la lamina bimetálica que se curva por el calor aportado por la resistencia. Cuando el motor ha alcanzado la Tª de funcionamiento el conducto esta totalmente cerrado y el motor solo toma aire del conducto de ralentí.

Electroválvula de ralentí Misión: es un dispositivo que regula el régimen de ralentí en todas las circunstancias de funcionamiento. Este dosifica y suministra al motor en ralentí el aire necesario para conseguir un efecto menos contaminante de los gases de escape y un calentamiento más

rápido. Para la regulación; la UCE necesita conocer la posición de la mariposa, el régimen de rpm, la Tª del motor y la conexión del A/A (si lo monta).Funcionamiento:

a) Actuador de núcleo desplazable: esta formado por un embolo, un núcleo, un devanado y un muelle recuperador. Cuando la UCE necesita actuar sobre la válvula, según los parámetros medidos por los sensores, mandara impulsos al devanado, lo que creara un campo magnético que hará que se desplace el núcleo y el embolo contra la acción del muelle. La posición del núcleo y el embolo, viene determinada por la frecuencia; es decir la UCE lo controla por medio de dwell variable. En caso de fallo de la válvula, el muelle desplaza el embolo a su posición de reposo, de manera que la apertura hacia el colector de admisión es constante.

b) Actuador rotativo: esta formado por dos imanes permanentes enfrentados a un inducido. En un extremo del eje va alojada la válvula que regula el paso de aire y cuyo giro esta limitado a 75º. Un muelle montado en el otro extremo mantiene la válvula en reposo. La apertura de la válvula viene determinada por la duración del impulso. Hay otras válvulas que tienen dos devanados y los dos reciben impulsos, la rotación se consigue pues dándole a uno mayor nº de impulsos que al otro.

c) Actuador de motor pasó a paso: esta formado por un pequeño motor eléctrico. Esta ideado para dar giros pequeños y precisos. El motor se encuentra en el eje. Al recibir corriente eléctrica las bobinas crean campos magnéticos, lo que provoca en el imán del rotor una atracción entre polos lo que origina un giro de 90º. La UCE decidirá la posición y el sentido de giro, cambiando la polaridad de las bobinas. El giro del motor, provoca un giro del tetón que obturara más o menos el conducto. La UCE para conocer la posición del motor, hace una puesta a cero, llevando al motor a una de sus posiciones máximas.

Circuito eléctrico

Potenciómetro del CO Misión: tiene la misión de mandar un valor de tensión a la UCE, y esta enriquece o empobrece la mezcla variando el tiempo de inyección.Funcionamiento: el potenciómetro manda un valor de tensión a la UCE dependiendo del valor de este; la UCE interpretara o que debe enriquecer la mezcla y por lo tanto da mayor tiempo de inyección o bien tiene que empobrecerla y da menor tiempo de inyección.

Contactor de mariposa Misión: informa a la UCE por medio de señal eléctrica en función de la mayor o menor apertura de la mariposa y así poder obtener una información complementaria a la cantidad de aire que pasa a los cilindros.Funcionamiento: este sensor esta unido al eje de la mariposa y tiene como finalidad informar a la UCE de la situación de ralentí, medias cargas o plena carga; con lo que la UCE efectúa una regulación más precisa del caudal de gasolina para las diferentes posiciones de la mariposa. El giro de la mariposa obliga por medio del eje a que la leva de mando abra el

Capítulo 10. Sistemas de inyección de gasolina. Variantes © ITES-Paraninfo

contacto de ralentí ya que en posición de ralentí esta cerrado para informar en forma de tensión a la UCE. En medias cargas la UCE no recibe tensión por ninguno de los dos bornes. En aceleración total la leva cierra el contacto de plena carga por lo que la UCE recibe información de carga completa (a partir de 70º de giro de la mariposa).

Potenciómetro de mariposa Misión: informa a la UCE por medio de una señal eléctrica de la posición de la mariposa de gases y obtener así una información complementaria a la cantidad de aire que pasa a los cilindros. Funcionamiento: el potenciómetro recibe una tensión de alimentación de la UCE; y por el borne del cursor este le manda una señal eléctrica que varía en función de la posición de la mariposa. Esta información la utiliza la UCE para dosificar la cantidad de combustible y el avance al encendido.

Sensor Tª motor Misión: informa a la UCE sobre la Tª del motor, para que se realice un ajuste adecuado en cuanto al enriquecimiento de la mezcla. En sistemas motronic, esta señal sirve también para el ajuste del avance al encendido.Funcionamiento: consiste en un NTC que tiene la propiedad de disminuir la resistencia según aumenta la Tª o bien una PTC que funciona al revés.

Sensor de picado de biela Misión: detecta e informa a la UCE, de que se esta dando un avance al encendido excesivo y que se debe corregir para no provocar picado de biela.Funcionamiento: este sensor esta acoplado al bloque motor en la parte externa de un cilindro o de varios. Con este sensor se consigue ajustar el momento de encendido cerca de la detonación con lo que conseguimos un mejor rendimiento del motor, ya que se aprovecha mejor la energía del combustible.Este sensor trabaja bajo el principio piezoeléctrico, que consiste en someter a unos cristales presión sobre sus caras y aparece un voltaje. El sensor de picado, transforma las vibraciones del motor en señales de tensión eléctrica. Las vibraciones del picado están comprendidas entre 8 y 12 khz; estas frecuencias las transmite el motor al sensor y este en forma de señal eléctrica a la UCE, interpretando se existe o no picado. Si se produce picado se atrasa el encendido 3º, y en el momento que deja de picar se vuelve adelantar de 0’5º en 0’5º.El motor siempre funciona en las proximidades del picado.

Funcionamiento del sistema de inyección

Capítulo 9. Sistemas de inyección de gasolina. Fundamentos © ITES-Paraninfo

Capítulo 10. Sistemas de inyección de gasolina. Variantes © ITES-Paraninfo

Circuito de gasolinaLa gasolina esta acumulada en el depósito; al girar la llave y dar +15, el relé taquimétrico en L-Jetronic y el relé comandado por la UCE en los Motronic, acciona durante 3 segundos la bombo para que se cebe el circuito; pasados los 3 segundos se para. Arrancamos el motor y la bomba vuelve a girar, por lo que succiona gasolina del depósito y la manda hacia el filtro y de este a la rampa; en la rampa se acumula a 2’5 bares, y si se supera dicha presión el regulador abre y manda la gasolina al depósito. Los inyectores toman la gasolina a inyectar de la rampa.

Circuito de aireAl arrancar el motor, el aire entra por el caudalimetro y este aire es medido, y el caudalimetro además dispone de un conducto by-pass para el CO, que sirve para enriquecer o empobrecer la mezcla; después esta la mariposa, si esta cerrada el aire entra a los cilindros por el conducto de ralentí y si el motor esta frio por la válvula de aire adicional; cuando aceleremos se abrirá la mariposa. Tras la mariposa el aire va a los cilindros, y además hay una toma de vacio para el regulador de presión, para que este regule la presión de gasolina en la rampa de inyección en función de la depresión existente en el colector de admisión.

Circuito eléctricoAccionamos el contacto y alimentamos con +15 a la UCE y al relé taquimétrico o al relé comandado por la UCE, alimentando durante 3 segundos la bomba. Al arrancar el vehículo la UCE recibe señales de giro del borne 1 de la bobina en el caso de los L-Jetronic y del captador en los Motronic, por lo que conoce las rpm y con esto el relé taquimétrico o el relé alimentan a la bomba y esta gira. Además la UCE recibe información del caudal de aire y de la Tª del mismo por el caudalimetro, conoce la posición de la mariposa por el contactor, conoce la Tª del motor por la sonda de Tª del motor y conoce las rpm por el captador o por el borne 1 de la bobina; y en función de los parámetros medidos, la UCE excitara mayor o menor tiempo a los inyectores variando el tiempo de inyección. En función de la Tª del motor, la válvula de aire adicional estará proporcionando un caudal adicional de aire.

Estrategias de funcionamiento del sistema de inyección

Arranque en frio: el enriquecimiento en arranque en frio es efectuada por la UCE bajo dos condiciones; excitación del motor de arranque y motor frio, información de la NTC. Si la acción del arranque es prolongada el enriquecimiento desaparece al cabo de un tiempo, dependiendo de la Tª del motor.Si una segunda acción de arranque es dada en los 5 segundos que siguen al primero, el enriquecimiento será menor. Por el contrario si el tiempo entre 2 acciones de arranque es superior a cinco segundos el enriquecimiento será en los dos casos igual. En los sistemas motronic; en esta fase en motores de inyección simultanea manda a los inyectores activarse cada 180º de giro del cigüeñal, y una vez arrancado inyectan cada 360º de giro.

Fase de calentamiento o post-arranque: la UCE crea un enriquecimiento en función de la Tª del motor, hasta que alcanza 70ºC.

La válvula de aire adicional se cierra cuando se alcanzan 60º. El enriquecimiento lo va quitando progresivamente.

Fase de enriquecimiento en la aceleración: cuando hay una acción rápida sobre el acelerador y tenemos una variación de señal en el caudalimetro mayor de 2v por segundo, la UCE aumenta el enriquecimiento durante un pequeño tiempo.El porcentaje de enriquecimiento esta en función de la Tª del motor, de la rapidez de variación de la señal en el caudalimetro y del régimen del motor.

Fase de plena carga: el enriquecimiento lo realiza la UCE con la información del contactor de mariposa. Cuando la mariposa a girado 70º los contactos de plena carga se unen, informando a la UCE de la necesidad de enriquecer la mezcla para conseguir más potencia.

Corte de inyección en deceleración: este sistema permite un reducción del consumo de combustible. Si el motor gira a 3500 rpm y soltamos de golpe el acelerador; la UCE recibe dos señales una que el motor gira a 3500 rpm y otra de que los contactos del interruptor de mariposa están en posición de ralentí; por lo que la UCE interpreta que hemos levantado el pedal del acelerador y corta la inyección, la cual la restablecerá sobre 1200 rpm con el motor caliente y sobre 1800 rpm con el motor frio.`

Corte de inyección en altas revoluciones: esta fase sirve para proteger la mecánica del motor evitando que coja un exceso de rpm. A 6200 rpm acelerando progresivamente, la UCE corta inyección restableciéndola sobre 6000 rpm.

Si el motor va girando a 4000 rpm y se pisa el acelerador a fondo cuando el motor gira a 5000 rpm se pone en la UCE un temporizado y si el motor tarda menos de 4 seg. en llegar a 6200 rpm le deja subir a 6800 rpm y corta la inyección. Esto lo permite porque interpreta que solicitamos en un corto periodo de tiempo una gran potencia.

Si el motor durante un tiempo se encuentra girando a 6000 rpm y se pisa mas el acelerador la UCE dejara que el motor suba hasta 6800 rpm; puesto que el temporizado no se ha puesto en marcha.