Sistema de Inyección Monopunto: Características, Funcionamiento y Componentes

Inyección Electrónica Monopunto

Características, Componentes y Funcionamiento

Este sistema se caracteriza por utilizar un único inyector para todos los cilindros del motor. El combustible se suministra antes de la mariposa de gases y la apertura del inyector se controla de forma electrónica. Se considera un sistema de inyección indirecta porque el combustible se introduce fuera del cilindro.

El sistema de inyección monopunto surgió como sustituto del carburador, ofreciendo una mayor capacidad para dosificar la mezcla de combustión, lo que se traduce en un ahorro de combustible y una reducción de emisiones contaminantes.

Funcionamiento del Sistema Mono-Jetronic

El sistema Mono-Jetronic se basa en una serie de sensores que envían información a una unidad de control, la cual se encarga de calcular la cantidad precisa de combustible a inyectar.

Elementos principales del sistema:

• Depósito de combustible: Almacena el combustible, que es aspirado por una bomba previa.
• Acumulador de combustible: Recibe el combustible de la bomba previa.
• Bomba principal de combustible: Envía la gasolina a presión a través de un filtro hasta la unidad central de inyección.
• Regulador de presión: Retorna parte del combustible al acumulador si se supera la presión establecida.
• Sensores: Sonda de temperatura del aire, potenciómetro de la mariposa de gases, sonda lambda, sonda de temperatura del líquido refrigerante, módulo de encendido o actuador de la mariposa con conmutador de ralentí. Todos ellos envían información a la unidad de control.
• Resistencia calefactora: Calienta la mezcla de combustible y aire cuando el motor está frío.

Circuito de Aire

El aire necesario para la combustión pasa por un filtro y entra por un conducto central, donde se mezcla con el combustible inyectado antes de la mariposa de gases. La homogeneización de la mezcla se completa después del colector de admisión, en las pipas de admisión y en el interior del cilindro. La mariposa de gases controla la carga del motor.

En este sistema, la sonda de temperatura del aire juega un papel crucial para determinar la masa de aire admitida. Esta información, junto con la posición de la mariposa y el régimen de giro del motor, se utiliza en un método de medición conocido como Alfa-N.

Circuito de Combustible

Bomba de combustible:

• De turbina: Ubicada dentro del depósito de combustible, forma parte del conjunto del aforador. Esta configuración reduce el ruido y ayuda a refrigerar la bomba.
• Previa: Instalada dentro del depósito, transfiere el combustible a la bomba principal, que se encuentra fuera del depósito y forma un conjunto con el acumulador de combustible.
• Bioescalonada: Ubicada dentro del depósito junto con el aforador. Un motor eléctrico acciona dos bombas simultáneamente. En la primera etapa, la bomba de aletas aspira el combustible desde la parte inferior a través de un prefiltro hacia la cuba. En la segunda etapa, la bomba de engranajes interiores impulsa el combustible hacia la unidad de inyección.

Regulador de presión:

Integrado en la unidad de inyección, regula la presión del combustible. La bomba suministra gasolina inundando los conductos de la unidad de inyección hasta llegar al regulador. Si la presión no supera el valor establecido por el muelle, la válvula permanece cerrada. Si se supera, la válvula se abre, permitiendo el retorno del combustible y manteniendo la presión constante. La tapa del regulador tiene un orificio de aireación que mantiene la parte superior de la membrana a presión atmosférica, mientras que la parte inferior está sometida a la presión de la gasolina. Un muelle amortigua las oscilaciones de presión.

Inyector:

Es una electroválvula que permite el paso del combustible cuando la unidad de control lo ordena. La unidad central de inyección tiene un soporte donde se aloja el inyector, que cuenta con juntas tóricas para asegurar la estanqueidad. El inyector se fija al cuerpo de la unidad mediante una tapa en la parte superior.

La gasolina entra por la parte inferior del inyector, atraviesa un microfiltro e inunda su interior. Luego, sale por la parte superior hacia el regulador de presión. Cuando la unidad de control cierra el circuito a masa, activa el inyector. La corriente circula por la bobina, la aguja se levanta de su asiento venciendo la resistencia del muelle, y el combustible sale pulverizado por la tobera del inyector. Después, la unidad de control abre el circuito y el muelle cierra la válvula de aguja.

El inicio y la duración de la inyección son determinados por la unidad de control.

Modos de operación del inyector:

• Síncrono: Los impulsos de inyección coinciden con el momento del salto de chispa en la bujía. En un motor de 4 cilindros, se producen dos impulsos por cada revolución del motor.
• Asíncrono: Los impulsos de inyección no están sincronizados con el salto de chispa. La frecuencia de los impulsos varía según la carga del motor. En situaciones de baja carga o ralentí, la frecuencia es menor, mientras que en aceleraciones, la frecuencia aumenta para evitar un empobrecimiento de la mezcla. El objetivo es enriquecer la mezcla aportando más gasolina abriendo el inyector con mayor frecuencia, más de dos veces por cada revolución del motor.

Sensores

• Módulo de encendido: Calcula el tiempo básico de inyección y determina la posición del estabilizador de ralentí.
• Sonda de temperatura del aire: Resistencia NTC que informa a la unidad de control sobre la temperatura del aire. Con esta información, se estima la densidad del aire y se ajusta la cantidad de combustible a inyectar. A mayor temperatura, menor densidad, por lo que se necesita menos combustible.
• Potenciómetro de la mariposa de gases: Arrastrado por el eje de la mariposa de gases, informa sobre la posición angular de la mariposa. Esta información se utiliza para calcular el tiempo básico de inyección con gran precisión.
• Sensor de temperatura del líquido refrigerante: Resistencia NTC que informa a la unidad de control sobre la temperatura del líquido refrigerante. Con esta información, la unidad de control ajusta el tiempo de inyección en las fases de arranque, post-arranque y calentamiento del motor.
• Sonda lambda: Presente en vehículos con catalizador, informa sobre la cantidad de oxígeno presente en los gases de escape. Con esta información, la unidad de control ajusta la mezcla de combustible y aire para lograr una combustión estequiométrica, es decir, con la proporción ideal de aire y combustible.

Actuadores

• Estabilizador de ralentí:
  • Motor eléctrico: Mueve la mariposa de gases. Está unido a un grupo reductor formado por un tornillo sinfín y una corona dentada helicoidal. El movimiento giratorio de la corona se transforma en un desplazamiento longitudinal del empujador de accionamiento gracias a una rosca mecanizada. El ángulo de la mariposa se regula en función del tiempo de activación del motor eléctrico. Para cerrar la mariposa, la unidad de control invierte la polaridad de la alimentación del motor.
  • Motor eléctrico paso a paso: Regula el paso de aire a través de un by-pass. Está formado por un estator con dos bobinados y un rotor con imanes permanentes. El rotor tiene un eje en forma de tornillo sinfín y en su extremo un obturador cónico.
  • Electroválvula gobernada por señal PWM: Controla el flujo de aire.
• Electroválvula del depósito de carbón activo: Controlada por la unidad de control, se encarga del reciclaje de los vapores del combustible en sistemas que cuentan con esta característica.