¿Qué es un sistema de inyección indirecta?
La inyección indirecta en motores de combustión interna consiste en suministrar combustible sin que este se deposite directamente en la cámara de combustión. Aunque comúnmente se asocia con motores diésel, en la actualidad también se emplea en motores de gasolina, especialmente en aquellos que buscan ventajas específicas en rendimiento y eficiencia.
Este método implica que el combustible se pulveriza en una cámara de pre-combustión, ubicada dentro de la cabeza del cilindro, en lugar de hacerlo directamente sobre el pistón. Este sistema es particularmente útil en motores diésel ligeros, como los utilizados en automóviles y sedanes de generaciones anteriores, permitiendo una mejor mezcla aire-combustible y facilitando el control del proceso de combustión.
Funciones principales de la inyección indirecta
- Incrementar la potencia del motor: La inyección en una cámara separada ayuda a aumentar la velocidad y la potencia de salida del motor.
- Mejorar la disipación de calor: La presencia de una cámara adicional contribuye a una mayor transferencia de calor al sistema de enfriamiento, ayudando a mantener temperaturas controladas.
- Optimizar la mezcla aire-combustible: Permite que el aire se mueva con mayor rapidez y eficacia, facilitando una mezcla homogénea y eficiente.
Ventajas en motores de gasolina:
Los motores de gasolina con inyección indirecta se benefician de un sistema de ventilación del cárter más limpio, ya que la combustión y la mezcla de aire y combustible son más uniformes en comparación con la inyección directa. Esto también resulta en una menor generación de partículas nocivas y una operación más suave.
Características distintivas del sistema de inyección indirecta
- Cámara de remolino: Una estructura esférica que permite que aproximadamente el 50% del combustible ingrese durante la fase de compresión, ubicada en la cabeza del cilindro para facilitar la formación de una mezcla eficiente.
- Cámara previa a la combustión: Situada en la cabeza del cilindro, esta cámara recibe aire desde el cilindro principal durante la compresión, elevando su temperatura y ayudando a iniciar la combustión cuando el combustible es inyectado.
- Cámara de células de aire: Un cilindro con un orificio en uno de sus extremos, montado coaxialmente con la boquilla de inyección, diseñada para minimizar el contacto térmico con la masa de la cabeza y optimizar la eficiencia térmica.
Componentes esenciales del sistema de inyección indirecta
Este sistema incluye varias partes clave, como la cabeza del cilindro, el pistón, los orificios de inyección, la bomba de inyección, y las cámaras de combustión. Cada componente desempeña un papel vital en lograr una combustión eficiente y controlada, asegurando la correcta distribución y pulverización del combustible.
Principio de funcionamiento
El proceso comienza con la atomización del combustible en la cámara de pre-combustión, ubicada dentro de la cabeza del cilindro. Durante la fase de compresión, el aire del cilindro principal se desplaza hacia esta cámara, elevando su temperatura. Cuando el aire alcanza la temperatura adecuada, un inyector rocía combustible en la cámara previa a la combustión, donde se mezcla con el aire caliente formando una mezcla homogénea.
Este proceso favorece una combustión más controlada y eficiente, ya que la mezcla se enciende y quema en la cámara previa, propagándose posteriormente por todo el cilindro, logrando una combustión completa y uniforme.
Ventajas y desventajas del sistema de inyección indirecta
Ventajas:
- Reducción en tamaño de los motores diésel: Permite desarrollar motores más compactos y adecuados para automóviles de tamaño reducido.
- Velocidades de motor más altas: La tecnología facilita alcanzar mayores revoluciones por minuto en comparación con sistemas de inyección directa.
- Costo menor en componentes: Los inyectores de baja presión son más económicos de fabricar, reduciendo costos de producción.
- Menor tensión en componentes internos: Esto permite el uso de plataformas comunes para motores de gasolina y diésel, optimizando recursos y costos.
- Menor complejidad de diseño: La simplicidad en la estructura del sistema facilita su fabricación y mantenimiento.
- Mejor control de la combustión: La combustión continua en la cámara ayuda a alcanzar mayores velocidades de motor de manera más estable.
Desventajas:
- Dependencia de sistemas de arranque en frío: Requiere boquillas especiales para facilitar el arranque en temperaturas bajas.
- Menor eficiencia de combustible: La pérdida de calor en las áreas expuestas y la mayor superficie de contacto con el aire disminuyen la eficiencia comparada con la inyección directa.
- Limitaciones en altas potencias: La combustión en la cámara de pre-combustión puede no ser adecuada para motores de altas prestaciones, siendo menos eficiente en estas condiciones.