Sistemes d'Encesa i Injecció de Gasolina: Guia Completa

La bugia (Part fonamental)

2.1. Parts principals (Identifica-les al diagrama de la pàgina 7)

• Elèctrode central: Conductor per on "surt" l'alta tensió.
• Elèctrode de massa (o terra): Punt on "arriba" l'alta tensió per saltar l'espurna.
• Aïllador de ceràmica: (Peu de l'aïllador) Aïlla elèctricament i condueix tèrmicament la calor de l'elèctrode cap a la culata.
• Carcassa metàl·lica: Rosca per cargolar-la a la culata.
• Resistor intern: Per suprimir interferències electromagnètiques.

2.2. Grau tèrmic
És la capacitat de la bugia de dissipar la calor. És crucial per mantenir la temperatura de l'elèctrode dins dels límits de funcionament (400°C - 850°C).

• Límit d'autoneteja (400°C): Per sota d'aquesta temperatura, la bugia s'embruta de carbonissa.
• Límit d'autoencesa (850°C): Per sobre, la bugia pot actuar com a focus d'ignició (incandescència), cremant la mescla abans d'hora.
• Bugia "Freda" (Alt grau tèrmic): Té un peu d'aïllador curt i ample. Dissipa la calor molt ràpidament. S'usa en motors potents i calents.
• Bugia "Calenta" (Baix grau tèrmic): Té un peu d'aïllador llarg i estret. Dissipa la calor lentament. S'usa en motors menys exigents.

Tipus de sistemes d'encesa

1. Encesa convencional:

• Components: Bateria, bobina (clàssica), ruptor (platins), condensador, distribuïdor i bugies.
• Funcionament: El ruptor obre i tanca mecànicament el circuit del primari de la bobina. El condensador evita l'espurna als punts del ruptor. El distribuïdor rep l'alta tensió de la bobina i la reparteix als diferents cilindres.

2. Encesa electrònica (amb distribuïdor):

• Components: Bobina (de bloc), mòdul electrònic (etapa final), captador de posició/règim (en lloc del ruptor) i ECU.
• Funcionament: Un sensor (captador) envia el senyal de posició del motor a l'ECU. L'ECU ordena a l'etapa final que interrompi el corrent de la bobina. Més precís, sense desgast mecànic.

3. Encesa DIS (Espurna perduda):

• Sense distribuïdor. Una bobina (de bloc o doble) serveix per a dos cilindres alhora.
• Funcionament: Quan un cilindre està en compressió (espurna bona), l'altre està en escapament (espurna "perduda", que no fa res). Simplifica el sistema.

4. Encesa individual (Bobina tipus "Llapis"):

• Sense distribuïdor ni cables d'AT. Cada cilindre té la seva pròpia bobina (tipus "llapis") muntada directament sobre la bugia.
• Funcionament: L'ECU controla cada bobina de manera independent. És el sistema més precís, potent i fiable. Permet voltatges molt alts (40 kV).
• Comprovació (pàg. 26-29):
  1. Tensió d'alimentació.
  2. Connexió a massa.
  3. Senyal de comandament (PWM): L'ECU envia un pols quadrat a la bobina (mirar amb oscil·loscopi).
  4. Senyal d'alt voltatge de sortida (cal un equip específic per mesurar kV).

El sistema d'injecció de gasolina

Objectiu: Subministrar la quantitat exacta de combustible a l'aire que entra al motor per obtenir la mescla òptima (relació aire/combustible ideal 14,7:1).

4.1. Classificació dels sistemes d'injecció

• Per la gestió:
  • Mecànica (K-Jetronic): El cabal d'aire mou un disc que regula mecànicament la quantitat de combustible.
  • Electromecànica (KE-Jetronic): Com la mecànica però amb un actuador electrònic per corregir la mescla.
  • Electrònica (L-Jetronic, Motronic): L'ECU controla totalment els injectors basant-se en els sensors.
• Pel nombre d'injectors:
  • Monopunt (TBI/SPI): Un sol injector al cos d'acceleració (com un carburador electrònic). Sistema obsolet.
  • Multipunt (MPI): Un injector per a cada cilindre, situat al col·lector d'admissió, a prop de la vàlvula. És el sistema més comú.
• Per la forma d'injectar:
  • Contínua (K-Jetronic): Injecten combustible constantment.
  • Intermitent: Injecten a polsos.
    • Simultània: Tots els injectors obren alhora.
    • Semiseqüencial (per grups): Els injectors s'agrupen (ex: 2 i 2) i obren alhora.
    • Seqüencial: Cada injector obre individualment just abans que la vàlvula d'admissió del seu cilindre s'obri. És el sistema més eficient.
• Pel lloc d'injecció:
  • Indirecta: S'injecta al col·lector d'admissió (MPI, SPI).
  • Directa (GDI/FSI): S'injecta directament a la cambra de combustió. Permet motors més eficients i potents.

Injecció indirecta (Sistema Motronic)

És un sistema integrat on una mateixa ECU controla tant la injecció com l'encesa, optimitzant-les conjuntament.

• Funció principal: Ajustar el parell motor desitjat pel conductor amb el mínim consum i emissions.
• Funcionament: L'ECU rep informació de tots els sensors (posició accelerador, règim, massa d'aire, temperatura...), calcula la quantitat de combustible necessària i el moment òptim d'encesa, i acciona els injectors i les bobines en conseqüència.

Injecció directa (Motronic MED)

Característiques clau:

• El combustible s'injecta a alta pressió (40-110 bar) directament a la cambra de combustió.
• Permet dos modes de funcionament:
  1. Càrrega estratificada (Funcionament pobre): A baixes càrregues (conduir a poc a poc). S'injecta combustible tard, al final de la compressió. La bugia només té mescla inflamable al seu voltant, mentre que la resta del cilindre té molt aire. Millora l'eficiència i redueix el consum.
  2. Càrrega homogènia (Plena càrrega): S'injecta combustible d'hora, durant l'admissió. L'aire i el combustible es barregen completament, formant una mescla homogènia (ideal 14,7:1) per obtenir la màxima potència.

Components específics de la injecció directa:

• Circuit de baixa pressió (fins a 6 bar): Bomba elèctrica al dipòsit, filtre.
• Bomba d'alta pressió: Accionada mecànicament per l'arbre de lleves. Augmenta la pressió del combustible.
• Vàlvula reguladora de pressió: Controla la pressió al "rail" (tub distribuïdor) d'alta pressió.
• Sensor d'alta pressió: Mesura la pressió al rail i ho comunica a l'ECU per a un control precís.
• Injectors d'alta pressió: Situats a la culata, injecten directament al cilindre.

Esquema de funcionament general (Injecció electrònica)

1. Entrada d'aire: L'aire és aspirat pel motor. El cabal (quantitat) es mesura amb un cabalímetre o es calcula amb un sensor de pressió absoluta del col·lector (MAP) i un sensor de règim (RPM). La posició de la papallona (accelerador) indica la demanda del conductor.
2. Càlcul: L'ECU rep tots els senyals dels sensors (temperatura motor, temperatura aire, detonació (pic de bieles), sonda lambda (oxigen), etc.). Amb aquestes dades, calcula:
   • Temps d'injecció: Quant de temps ha d'estar obert l'injector per ruixar la quantitat justa de combustible.
   • Avanç d'encesa: El moment precís per fer l'espurna.
3. Actuació:
   • L'ECU envia un pols elèctric a l'injector per obrir-lo durant el temps calculat.
   • L'ECU envia l'ordre al mòdul d'encesa o bobina per generar l'espurna.

Retroalimentació: La sonda Lambda (situada al tub d'escapament) mesura l'oxigen restant en els gasos d'escapament i informa l'ECU si la mescla ha estat massa rica (massa combustible) o massa pobra (poc combustible). L'ECU corregeix la injecció constantment per mantenir la mescla òptima. Això s'anomena regulació lambda.