Sistemas de Inyección de Gasolina: Funcionamiento y Evolución Tecnológica

Sistema Mono-Motronic

El sucesor del sistema Mono-Jetronic es el Mono-Motronic. Sus sensores principales son:

• Sensor Hall del distribuidor
• Potenciómetro de la mariposa de gases
• Sensor de temperatura del líquido refrigerante
• Sonda de temperatura del aire aspirado
• Interruptor de ralentí

Inyección Indirecta Multipunto

Tipos de inyección:

• Simultánea: Los inyectores se abren dos veces por ciclo. El ciclo comienza antes del Punto Muerto Superior (PMS).
• Semisecuencial: La orden de inyección se agrupa por pares de cilindros. Estos pares de pistones se mueven de forma paralela, realizando fases distintas cada pistón. Cada grupo de inyectores realiza una inyección por cada vuelta del cigüeñal.
• Secuencial: La activación de los inyectores se realiza de forma independiente. Cada inyector abre una vez por cada ciclo, antes de la apertura de la válvula de admisión.

Caudalímetro

Funcionamiento básico: La alimentación entra por un pin (ej. pin 2), atraviesa la resistencia variable de la sonda de temperatura y una resistencia fija, saliendo por otro pin (ej. pin 4). Esto produce una caída de tensión. Está compuesto por un by-pass que regula la riqueza de la mezcla.

Sucesores del L-Jetronic

Los sistemas que evolucionaron a partir del L-Jetronic incluyen:

• LE-Jetronic y L2-Jetronic
• LU-Jetronic y LU2-Jetronic
• LE3-Jetronic
• LH-Jetronic
• Motronic
• Motronic ME7

Inyección Directa Electrónica (GDI)

Este sistema emplea una bomba eléctrica de baja presión para enviar la gasolina desde el depósito a la bomba de alta presión de accionamiento mecánico. Luego, el combustible se envía a la rampa de inyección (common rail) y desde ahí, los inyectores pulverizan el combustible directamente en el cilindro.

Bomba de Alta Presión

Tipos comunes:

• Bomba de cilindro único y dosificación regulada.
• Bomba de tres émbolos.
• Bomba de émbolo accionada por disco oscilante.

Inyectores para GDI

Tipos principales:

• Electromagnéticos: La unidad de control puede incorporar condensadores para asegurar una apertura rápida de los inyectores.
• Piezoeléctricos: Se instalan en la culata, generalmente junto a la bujía. Este tipo permite tiempos de apertura y cierre extremadamente rápidos.

Formas de Inyección en GDI

• Guiada por pared (Wall-guided): Introducen el combustible sobre la cabeza del pistón, que lo dirige hacia la bujía.
• Chorro cónico / Guiada por chorro (Spray-guided): Se utilizan inyectores de apertura de aguja hacia el exterior. El inyector se dispone generalmente en el centro de la cámara de combustión y la bujía próxima a él. La rapidez de apertura (especialmente con piezoeléctricos) hace posible realizar inyecciones múltiples en un mismo ciclo.

Estrategias de Inyección en GDI

Modo Estratificado

Se utiliza cuando el motor trabaja a bajos niveles de carga y régimen. Se obtiene una mezcla rica en las proximidades de la bujía y una mezcla pobre (exceso de aire) según se aleja de ella.

Condicionantes para el Modo Estratificado (Ejemplos):

• Temperatura del líquido refrigerante superior a 50°C.
• Temperatura del catalizador superior a 250°C.
• Sensor de óxido de nitrógeno (NOx) operativo.
• Inexistencia de averías relacionadas con los gases de escape.
• Motor funcionando dentro de los parámetros definidos para este modo.

Fases del Ciclo:

• Admisión (principalmente aire)
• Inyección (tardía, durante la compresión)
• Formación de la mezcla (estratificada cerca de la bujía)
• Combustión

Modo Homogéneo Pobre

Tiene lugar en la transición entre el modo estratificado y el homogéneo, o bajo cargas medias. Se busca una mezcla homogénea pero con exceso de aire (lambda > 1).

Fases del Ciclo:

• Admisión
• Inyección (temprana, durante la admisión)
• Formación de la mezcla (homogénea pobre)
• Combustión

Modo Homogéneo (Estequiométrico o Rico)

Se utiliza cuando se demanda al motor plena carga o plena potencia. Se busca una mezcla homogénea con una relación aire/combustible cercana a la estequiométrica (lambda ≈ 1) o ligeramente rica.

Fases del Ciclo:

• Admisión
• Inyección (temprana, durante la admisión)
• Formación de la mezcla (homogénea)
• Combustión

Evoluciones y Aplicaciones Comerciales

Ejemplos de motores y tecnologías que emplean o han empleado sistemas de inyección directa de gasolina:

• Motores TSI / TFSI del Grupo VAG (Volkswagen, Audi, SEAT, Škoda)
• Motores HPi (High Pressure Injection) del Grupo PSA (Peugeot, Citroën)
• Motores IDE (Injection Directe Essence) del Grupo Renault
• Motores SCC (Saab Combustion Control) de Saab
• Motores JTS (Jet Thrust Stoichiometric) y tecnología MultiAir (control de válvulas a menudo combinado con GDI) del Grupo FIAT (ahora Stellantis)
• Motores HPI (High Precision Injection) de BMW