inyectores piezoeléctricos
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Autotrónica Ing. Héctor Chire Ramírez. Email: [email protected]
INYECTORES PIEZOELÉCTRICOS
La inyección de combustible, sea de gasolina o de gasoil( diésel ); consiste en aportar
combustible lo más pulverizado posible y a la presión adecuada, según el tipo y
características del motor, sobre el aire de admisión.
En la actualidad, existen 3 sistemas genéricos para controlar la actuación de los inyectores;
inyectores mecánicos, electrónicos y piezoeléctricos (las explicaciones que siguen son
didácticas para poder exponer lo mejor posible y en el espacio disponible los conceptos que
se quieren transmitir):
INYECTORES MECÁNICOS
Por la parte superior del inyector llega el combustible a presión desde la bomba de
alimentación de combustible. En el interior del inyector está la aguja, que mediante
un muelle obtura el canal de salida del inyector en reposo sin presión, inyector
cerrado (imagen 1 izquierda). Cuando la presión de la bomba que llega al inyector
supera el tarado del muelle la aguja se levanta y se produce la inyección, que dura
el tiempo que se mantenga la presión (imagen 1 derecha), después el muelle empuja
la aguja y se cierra el inyector. Este sistema de inyección se ha utilizado tanto en
gasolina (inyección directa mecánica y también en la indirecta continua (1)) como en
diésel, bastante más en este último
INYECTORES ELÉCTRICOS
En el canal de llegada de presión de la bomba de combustible se intercala una
válvula de paso controlada electrónicamente. Con la válvula cerrada la presión no
llega a la parte cónica de la aguja, está el inyector cerrado (imagen 2 izquierda). Al
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recibir señal eléctrica, la válvula de paso abre permitiendo que la presión de la bomba
de alimentación llegue a la zona inferior de la aguja, superando el tarado del muelle
e inyectando el combustible durante el tiempo que dure la señal eléctrica en la
válvula de paso (imagen 2 derecha). Este sistema de inyección se utiliza hace
bastantes años en el motor de gasolina. En el motor diésel de inyección directa el
control electrónico independiente de cada inyector es más reciente y es lo que se
conoce como “common rail”, con una particularidad, el caudal a inyectar en cada
ciclo de inyección se divide en fases abriendo y cerrando el inyector a vertiginosa
velocidad para controlar la progresividad de la combustión. En teoría cuantas más
veces se divida la inyección, mejor para el rendimiento, en la imagen 2 derecha se
han representado cinco fases de inyección, son tantos chorros de combustible que
se van inyectado uno tras otro. Esta posibilidad de multi inyección también se utiliza
en motores de gasolina de inyección directa con similares objetivos.
INYECTORES PIEZOELÉCTRICOS
Ya se ha comentado que si se logra dividir cada ciclo de inyección en más fases, la
aportación progresiva del combustible mejora el control de la combustión con
beneficios en contaminación, consumo y prestaciones. El control electrónico de los
inyectores tiene ciertos límites en la respuesta de los elementos mecánicos, entre
estos los muelles por frecuencia de compresión y extensión. Una solución es sustituir
el muelle por polvo de cristal de cuarzo. Este material tiene la particularidad de que
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se expande o contrae proporcionalmente a la señal eléctrica que recibe, con extrema
rapidez.
En la imagen 3 izquierda, se ve el inyector cerrado, con el polvo de cristal de cuarzo
expandido, lo que hace cerrar el inyector. Al variar la señal eléctrica el polvo de cristal
de cuarzo se contrae, lo que permite que la presión de combustible levante la aguja
y se produzca la inyección, imagen 3 derecha.
Como la respuesta es extremadamente ágil se pueden dar señales eléctricas (voltaje
variable entre 80 a 120 voltios iniciales) a un ritmo sumamente rápido dividiendo el
caudal de cada inyección en bastantes más fases, en la imagen 3 derecha con el
inyector abierto se han representado siete, que corresponden a sucesivas aperturas
y cierres.
Este tipo de inyector se utiliza en gasolina con inyección directa y diésel “common
rail”.