Inyección directa e indirecta de combustible

Uno de los factores que mejora los consumos de combustible y reduce las emisiones contaminantes es el sistema de inyección de combustible. Este sistema cambio el uso de los carburadores por el de los inyectores, pasando desde el mono punto hasta el multipunto.

Para realizar la alimentación mediante inyección independientemente si se trata de gasolina o diésel, se habla si es directa o indirecta.

Inyección indirecta

En los motores gasolina la alimentación de la mezcla aire combustible se realiza en el colector de admisión, antes de la cámara de combustión (espacio entre la culata y el bloque de motor), la mezcla entra al cilindro antes de la válvula de admisión o sobre esta. Para que la combustión sea lo más completa posible se requiere que la proporción de aire/combustible sea de 14,7/1 y se va homogenizando entre el colector de admisión y la cámara durante la apertura de la válvula y los tiempos de admisión y compresión.

Si hay una zona muy caliente en la cámara de combustión o salta la chispa anticipadamente la mezcla iniciará la combustión antes de lo debido, generando presión sobre el pistón antes de que comience a descender, es el “cascabeleo, pistoneo o auto detonación”.

En los Diesel de inyección indirecta, el gasóleo se inyecta en una pre cámara ubicada en la culata, y conecta con la cámara principal de combustión dentro del cilindro mediante un orificio de pequeña sección. Parte del carburante se quema en la pre cámara, aumentando la presión y enviando el resto del combustible no quemado a la cámara principal, donde se encuentra con el aire necesario para completar la combustión

Inyección directa

En los motores de inyección directa de gasolina, la mezcla de aire y combustible se realiza directamente en la cámara de combustión. Durante el ciclo de admisión, solo se arrastra el aire de combustión a través de la válvula de admisión abierta. El combustible ingresa a través de unos inyectores especiales de alta presión en la cámara de combustión. La dosificación, preparación y distribución de aire - combustible de forma precisa para cada ciclo de combustión permite reducir el consumo y bajar las emisiones.

La inyección directa se descubrió hace un tiempo pero la tecnología no permitía su aplicación de la forma adecuada, en cuanto a funcionamiento y costos. En esta tecnología es muy importante el tiempo de la inyección y  la sincronización entre la apertura de válvulas, la inyección de combustible y la posición del pistón, que con el uso de las unidades de control se puede controlar fácilmente.

Ventajas de la inyección directa

• Se reduce el consumo de combustible
• Menores perdidas de calor cedido a las paredes del cilindro, ya que la combustión ocurre cerca de la bujía, aumentando el rendimiento térmico del motor.
• Compatibilidad con la recirculación de gases de escape, equivalente a un 25%
• Mejora la capacidad de aspirar aire fresco con una mayor apertura de la mariposa
• Se reduce la temperatura en el colector de admisión
• Se reduce la tendencia al cascabeleo o pistoneo
• Aumenta las relaciones de compresión, aumentando el rendimiento térmico del motor.
• Es posible reducir el régimen de ralentí, y se facilita el arranque en frío debido a que al reanudar la inyección el combustible no se deposita en las paredes de la cámara de combustión.
• La mayor parte del combustible inyectado puede ser transformada de inmediato en energía utilizable.
• El motor funciona de un modo muy estable, incluso al trabajar con regímenes de ralentí más bajos.

Desventajas de la inyección directa

• El tratamiento de los gases de escape para cumplir las normativas de contaminación ambiental
• Los óxidos nítricos que se producen con motivo de la combustión no pueden ser transformados suficientemente en nitrógeno por medio de un catalizador convencional de tres vías.
• Problemas que plantea el azufre en la gasolina. Debido a la similitud química que tiene con respecto a los óxidos nítricos, el azufre también se almacena en el catalizador- acumulador de NOx y ocupa los sitios destinados a los óxidos nítricos.

En un motor de combustión de inyección directa, ¿Dónde se realiza la mezcla?

En los motores de gasolina con inyección directa, la mezcla de combustible y aire se realiza directamente dentro en la cámara de combustión.

Cuando el combustible se inyecta FUERA de la cámara de compresión ¿Decimos que el motor es de?

El motor se denominaría de inyección indirecta porque el combustible se inyecta antes de la cámara de combustión, en el múltiple de admisión. Los motores de inyección indirecta son motores en los que el combustible no se inyecta directamente en los cilindros, sino desde el exterior.

Cuando el combustible se inyecta DENTRO de la cámara de compresión ¿Decimos que el motor es de?

Seria un motor de inyección directa porque el combustible se inyecta directamente en los cilindros.

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

Dado que la inyección es sólo una parte del motor, los resultados que consigue dependen más de su combinación con otros componentes del motor que de su mera presencia.

Sin embargo, cada tipo de inyección, considerado individualmente, tiene ventajas e inconvenientes. Por ejemplo, si quiere reducir las emisiones y los costes, la inyección indirecta es más fácil de aplicar. Por otro lado, si lo que se busca es rendimiento y estabilidad, los vehículos de inyección directa son más fáciles de conseguir.

Inyección dual: directa e indirecta

Dadas las ventajas e inconvenientes de ambos tipos de inyección, algunas marcas prefieren instalar sistemas duales que combinan lo mejor de ambos mundos.

El funcionamiento de la doble inyección es muy sencillo: por un lado, se utiliza la inyección indirecta a baja o media carga porque, como ya se ha dicho, mejora la carburación y reduce las emisiones de gases de escape. Por otro lado, la inyección directa se utiliza en el momento del encendido y con cargas elevadas porque mejora el arranque y evita la combustión espontánea cuando hay una gran cantidad de combustible en la cámara.

El resultado en estos casos es una mejora en el rendimiento del motor, que es importante para ambas marcas. Sobre todo, han conseguido reducir las emisiones de su enorme motor hasta el punto de no tener que desecharlo por no cumplir las normas de emisiones.

¿De dónde vienen los motores de inyección directa?

Los motores de inyección directa aparecieron por primera vez en prototipos y coches deportivos en la década de 1950, pero se desarrollaron a principios de siglo, ya en 1910. La inyección directa también se utilizó en los vehículos militares. Principalmente aviones. Pero en 1988, Fiat introdujo y produjo en serie un motor de inyección directa. Se introdujo en el modelo Fiat Croma TDI.