Funcionamiento y Regulación de Presión en Sistemas de Inyección Directa de Gasolina (GDI)

Sistemas de Inyección Directa de Gasolina (GDI)

La **Inyección Directa** (GDI) es una disposición utilizada por Mercedes en los años 50 y reintroducida por Mitsubishi en los años 90. La **presión de trabajo** es superior a 40 bares, alcanzando un máximo de **200 bares** en el inyector. Cada cilindro dispone de su propio inyector.

Beneficios y Modos Operacionales

Los beneficios se observan principalmente con la **carga estratificada**, factible solo en **cargas parciales** de bajo régimen, lo que resulta en **ahorro de combustible**. Este sistema permite el funcionamiento tanto en modo de **mezcla estratificada** como de **mezcla homogénea**.

Es importante notar que no todos los motores GDI utilizan la carga estratificada; algunos operan exclusivamente en modo homogéneo. No obstante, el uso de la mezcla homogénea también ofrece beneficios frente a otros sistemas de inyección indirecta.

Mezcla Estratificada (Pobre)

Las condiciones de carga y régimen deben ser apropiadas (varían según el motor): el régimen no debe superar las **2500 RPM** y la carga no debe exceder el **30%**.

• El aporte de combustible ocurre durante la compresión, aproximadamente un 60% antes del **Punto Muerto Superior (PMS)**.
• La **EGR** (Recirculación de Gases de Escape) está activada (excepto al ralentí).
• La mariposa de gases abre al máximo para favorecer el llenado del cilindro.
• Debe existir cierta presión en la EGR y el **cánister**.
• La temperatura del motor debe estar próxima a la de servicio (aprox. **50 °C**).
• La temperatura de gases de escape en la entrada del catalizador debe estar entre **250 y 500 °C**.

Mezcla Homogénea Pobre

Este modo es la transición entre el estratificado y el homogéneo. Las condiciones son similares al modo estratificado, con las siguientes diferencias:

• Régimen de giro del motor: entre **2500 y 3500 RPM**.
• Porcentaje de carga: oscila entre el **30% y 50%**.
• La inyección ocurre durante la fase de admisión, unos **40° después del PMS**.
• Factor **Lambda de 1,6** (mezcla pobre).
• La mariposa de gases permanece abierta, casi totalmente.

Mezcla Homogénea (Sin EGR)

La principal diferencia radica en el periodo de la EGR. En algunos casos, la EGR permanece abierta hasta unas **4000 RPM**, mientras que en motores más modernos su apertura es efectiva hasta las **5500 RPM**.

Funcionamiento para Calefacción del Catalizador

No todos los motores disponen de este sistema. Se lleva a cabo solo durante la **fase de calentamiento**, utilizando **mezcla homogénea** hasta que los gases de escape alcanzan los **350 °C**. Este proceso suele durar aproximadamente un minuto.

Circuito de Baja Presión de Combustible

El circuito está formado por la **electrobomba** y componentes que varían según el método de regulación de presión. La electrobomba está sumergida en el depósito, dispone de una **válvula antirretorno** y una válvula de sobrepresión tarada a unos **6 bares**. La presión nominal de trabajo es de **4 a 5 bares**.

Métodos de Regulación de Presión

Regulación Mecánica

La alimentación de la electrobomba proviene de la batería, controlada por un relé gobernado por la **centralita**. El sistema dispone de un **regulador de baja presión**.

Para incrementar la presión en caliente (evitando la formación de burbujas), se bloquea la comunicación entre el circuito y el regulador de baja presión mediante una **electroválvula de dosificación**. En este estado, la bomba funciona al máximo, limitada por la válvula de sobrepresión (aproximadamente **6 bares**). Esto ocurre solo durante el arranque e instantes posteriores. La electroválvula tiene dos posiciones: abierta y cerrada.

Regulación Electrónica

La alimentación de la electrobomba se realiza a través de una unidad de control específica mediante una corriente **PWM** (Modulación por Ancho de Pulso). Al variar el dwell (tiempo de activación), se modifica la presión de combustible, haciendo que la bomba gire más o menos rápido.

Tanto en frío como en caliente, la presión se incrementa a unos **6,5 bares** para facilitar el arranque en frío y evitar la formación de burbujas en caliente.