Te traemos la decimocuarta edición de “¿Sabías que?”, nuestro especial dedicado a los inventos de la industria automotriz, esos que marcaron un antes y después en la evolución de los autos.
Con ustedes: La inyección electrónica.
¿Qué es?
La inyección es un sistema de alimentación de motores de combustión interna que usan prácticamente todos los autos desde comienzos de los 90. Sustituyó al carburador desde 1980 en adelante, hasta que se fue imponiendo con el paso de los años. La diferencia entre ambos es que el sistema de inyección usa una técnica de pulverización del combustible a alta presión a través de un pequeño conducto, mientras que el carburador funciona a baja presión a partir de la succión creada por la entrada de aire acelerado a través del Venturi. A partir de ahí, se da la mezcla aire-combustible. Lo cierto es que la inyección proporciona una mayor eficiencia energética logrando un mejor rendimiento usando menos combustible.
Definido de manera concreta: el sistema de inyección proporciona combustible a alta presión al ciclo de compresión del motor. Al ponerse en contacto con el aire en un entorno de elevadas temperaturas, se enciende la mezcla provocando la combustión. El principal proveedor de componentes para la industria automotriz desde los inicios de esta tecnología, ha sido la compañía alemana Bosch.
Un poco de historia
Si nos remontamos en la historia, tenemos que viajar hasta 1858, cuando nace el concepto de inyector a partir de la invención del francés Henri Giffard, que buscaba la solución para inyectar agua en las calderas de vapor. Podemos decir que ese fue el punto de partida. Pasaron los años y los diferentes inventos se fueron sucediendo y mejorando a partir de pruebas y evoluciones constantes, ya sea agregando piezas o repensando el concepto desde otra óptica. El viaje en el tiempo nos deposita en 1939, cuando Mercedes-Benz experimenta en base a lo ya hecho y comienza a estudiar con una bomba de diésel Bosch, cambiando los filtros de combustible y cambiando el diseño de los inyectores. Recién en 1946 y junto a Bosch, fueron haciendo pruebas y mejorando de manera constante el prototipo del sistema. No era nada fácil aplicar este tipo de sistemas de alimentación de combustible por aquellas épocas.
En 1959 se comenzó con prototipos ya terminados. Se trataba de sistemas de inyección para un motor de cuatro cilindros de cuatro tiempos y de 16 válvulas.
Fue en 1967 cuando estuvo listo para su fabricación en serie. Ese año se lanzó el primer sistema de inyección electrónica con bomba eléctrica de combustible en el Volkswagen 1600 Tipo 3. Este modelo contaba con un motor de 4 cilindros bóxer (dispuestos de manera opuesta) refrigerado.
El sistema de inyección se denominó Bosch D-Jetronic y, por primera vez, la mezcla de aire combustible era calculada por una centralita o computadora. Esta tecnología era muy avanzada para el año en que salió y recién en los 90´se convirtió en una “necesidad” para lograr mayor eficiencia y así imponerse definitivamente. El futuro de los carburadores estaba echado a la suerte y su final quedaba decretado para, decididamente, desaparecer del mapa de la producción automotriz.
Bosch diseñó un componente que integraba un filtro de combustible, una bomba eléctrica, un regulador de presión y un sensor de nivel de combustible, dejando de lado los antiguos sistemas que traían un circuito que llevaba la nafta hasta los cilindros para generar la explosión en la cámara de combustión.
Básicamente, el sistema tomaba datos de varios sensores ubicados en el motor y calculaba cuánto combustible tenía que añadir al aire de admisión en cada momento. La bomba eléctrica enviaba la nafta del depósito al motor a través de una tubería a una presión que un regulador mantenía constante, entre 2 y 3 bares de presión. Allí había tantos inyectores como cilindros tenía el motor y se abrían y cerraban según fuese necesario. Como la presión era constante, la cantidad de combustible inyectada dependía de cuánto tiempo estaban abiertos los inyectores y el tiempo era calculado por la ECU (Electronic Control Unit, el ordenador de la inyección) en función de las señales captadas por los sensores.
En la actualidad, los sistemas de inyección de nafta funcionan prácticamente igual, aunque son mucho más precisos y trabajan a presiones mayores. Gracias a la electrónica de hoy en día, son indiscutibles las ventajas del sistema inyección. A su vez, gracias a las tecnologías informáticas, sensores y actuadores que irrumpieron en el mercado para reemplazar al carburador y así dar paso a este sistema, se gestó una revolución que permite una dosificación exacta del combustible. Asimismo, la eliminación del carburador implicó la modificación de los tubos del sistema de admisión, para obtener así unas corrientes de aire más adecuadas que optimizan el flujo de aire hacia el propulsor y de esta forma lograr un mejor llenado de los cilindros.
Los sistemas de inyección divididos en dos grupos:
Inyección multipunto y monopunto: Para ahorrar costos se usa un inyector para todos los cilindros, en vez de uno para cada uno (monopunto). En cambio, multipunto es un inyector por cilindro y se realiza sobre el múltiple de admisión o en la cámara de combustión.
Directa e indirecta: En los motores de nafteros es indirecta si se pulveriza el combustible en el colector o múltiple de admisión, en vez de dentro de la cámara de combustión, es decir, directamente en el cilindro. En los diésel, se denomina indirecta si se inyecta dentro de una pre cámara que se encuentra conectada a la cámara de combustión o cámara principal que, por lo usual, en las de inyección directa se ubica dentro de los pistones. La directa (“common rail”) permite reducir el consumo y mejorar la combustión al disminuir la emisión de gases.
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