Modo plena carga inyección directa

Inyección directa BMW

Aunque esta entrada sea la última de los modos de estrategia en cuanto al funcionamiento de la inyección directa de gasolina, hace ya varias entradas que comencé hablando sobre ellos, y esta será la última en la que hablaré de este tema.

Seguidamente lo haré sobre el modo de funcionamiento de plena carga de la inyección directa. No todos los modos que estoy explicando aquí los utilizan todas las inyecciones ni todos los fabricantes, pero sí que son representativos de una mayoría de las inyecciones que actualmente se montan en los vehículos que circulan por nuestras carreteras, claro está, los de inyección directa de gasolina.

En este modo la inyección se realiza en dos fases,esto es porque la mezcla sea lo más homogénea posible.

La primera inyección se realiza igual que en algunos de los otros modos, a unos 300º antes del punto muerto superior pero solamente dos tercios de la cantidad total de combustible, la segunda inyección tiene lugar cuando comienza la carrera de compresión y será equivalente al tercio de gasolina que faltaba por inyectar, lo que se consigue con esto es que alrededor de la bujía haya una mezcla más rica que en el resto de la cámara de combustión.

Espero que se comprenda perfectamente todas las ventajas que tenemos con el montaje de la inyección directa en los motores de hoy, pero a mi entender estos modos de funcionamiento podrían haberse desarrollado mucho antes  y a las alturas que estamos de escasez del petroleo todo esto dentro de unos años.... será historia.

Modo precalentamiento del catalizador inyección directa de gasolina

Inyección directa BMW

El modo de precalentamiento  del catalizador en la inyección directa tiene como objetivo y su propio nombre lo indica, calentar el catalizador lo antes posible para que alcance su temperatura de trabajo inmediatamente, y a la vez aumentar el par motor en regímenes inferiores.

En este modo, la inyección se realiza en dos fases, al igual que en el modo homogéneo y homogéneo-pobre se produce una inyección unos 300º antes de que el pistón alcance el punto muerto superior, y otra inyección unos 60º antes de que el pistón termine el tiempo de compresión, con esto se consigue que la mezcla arda muy tarde y que los gases alcancen mayor temperatura, con lo que conseguimos que el catalizador alcance antes la temperatura deseada de funcionamiento, se reducen los hidrocarburos, con ello las emisiones contaminantes y sobre todo el consumo de gasolina.

Modo homogéneo-pobre inyección directa

Inyección directa BMW

El modo homogéneo-pobre es un modo de funcionamiento que podíamos llamar de transición entre el estratificado y el homogéneo, ocurre más o menos como en el modo homogéneo, que se inyecta la gasolina en el cilindro unos 300º antes de que llegue el pistón  al punto muerto superior, estaríamos hablando en este caso que la gasolina inyectada se mezclaría homogéneamente con el aire con factores lambda de 1,55 más pobre que en el anterior modo, de ahí su nombre, a diferencia del modo homogéneo, la mariposa se abre al máximo para que el aire no tenga ningún freno a entrar al cilindro, incluso la chapaleta del colector de admisión se cierra para que el aire realice una turbulencia cilíndrica ( a esto se le llama tumble) hacia la cámara de combustión. Ni que decir tiene que la combustión es muy eficaz y que a la vez el consumo es muy reducido.

Modo homogéneo inyección directa

Inyección BMW

Siguiendo con los modos de funcionamiento de la inyección directa en los motores de gasolina le toca ahora el turno al modo de funcionamiento, homogéneo. 

En el modo estratificado veíamos como la gasolina consistía en inyectar combustible en el cilindro con un factor lambda aproximadamente de 1,5  hasta 3. En este caso estaríamos hablando de lambda 1 (relación estequiométrica  de 14,7 gramos de aire por cada gramo de gasolina), se produce por encima de las revoluciones  en las que se mueve el modo estratificado,  unas 3500 rpm aproximadamente. Al inyectar directamente la gasolina en el cilindro, enfría el calor del aire que entra el cilindro por medio de la evaporación del combustible, y por esta razón no se produce el picado de biela, ya que aumenta también la relación de compresión y por ende un aumento del rendimiento volumétrico del motor. La chapaleta del colector de admisión (es la que modifica el recorrido del aire que va a entrar al cilindro) se mantiene cerrada a media carga, pero a medida que acelera el conductor esa parte de colector se abre para que pasen más rápidamente los gases al cilindro.

Y ahora viene lo más importante, se inyecta el combustible 300º antes del punto muerto superior, por esto se llama modo homogéneo, porque le da tiempo a mezclarse bien el aire con la gasolina. Así la combustión se puede realizar en el momento idóneo manejando la unidad el encendido para generar un par motor óptimo.

Estrategias de la inyección directa gasolina

Inyección BMW

Hace ya tiempo que no hablo de los sistemas de anticontaminación que existen en los vehículos actuales. Se trata de la inyección directa, sobre todo de los modos operativos de funcionamiento.

Hay tres razones muy importantes para que la inyección directa forme parte de los motores actuales, una es la reducción del consumo de gasolina, otra es la emisión de los gases contaminantes y el mayor rendimiento térmico del motor.

Dentro del funcionamiento de la inyección directa hay un tema muy importante sobre todo para reducirla contaminación, y son los modos operativos de funcionamiento. Esto es, que dentro del software que lleva la unidad electrónica de la inyeción y encendido del motor, a la hora de inyectar la gasolina en el interior del cilindro lo hace de varias maneras  o modo de funcionamiento que comanda la unidad y que a continuación paso a explicar.

Modo estratificado, este modo se utiliza en bajas cargas, hasta aproximadamente de 3000 a 3500 rpm, y el inyector inyecta el combustible cerca de la bujía pero en una proporción mayor de aire que la estequiométrica lo que llamamos lambda 1,6 a 3, esto quiere decir que son mezclas muy pobres, 40:1 relación aire-gasolina.

A la vez la unidad de mando utiliza una estrategia diferente, en la admisión abre la mariposa de gases al máximo para reducir las pérdidas por estrangulamiento, y también modifica el volumen del colector de admisión para que el aire por medio de una turbulencia cilíndrica pase a más velocidad al cilindro. en la inyección, al final de la fase de compresión se realiza entre los 45º y 60º antes del punto muerto superior. En el tiempo de combustión el motor tiene un buen rendimiento térmico ya que las pérdidas de calor hacia las paredes del cilindro son menores debido  a que se aisla mediante la nube de gases que se produjo alrededor de la mezcla de aire y gasolina.