Artículo escrito por: Francisco Soler Preciado
Los inyectores forman parte de los sistemas de alimentación de combustible de los motores de combustión interna siendo los encargados de asegurar que el combustible entra en el cilindro. Pese a que el carburador ha sido el principal elemento de alimentación de mezcla aire/combustible en los motores Otto, en la actualidad el inyector está siendo empleado también en este tipo de motores.
El inyector está dotado de una aguja que es la que cierra o permite el paso al combustible, esta aguja puede ser accionada por la propia presión del combustible o electrónicamente. El asiento del inyector es de forma troncocónica y la aguja tiene una forma cónica, sin embargo, presentan en su morfología ángulos distintos entre el eje axial y la generatriz, por lo que solo coinciden en el diámetro más grande.
Inyectores accionados mecánicamente
En el caso de la inyección accionada mecánicamente, es la presión que la bomba de inyectores le comunica al combustible la que vence la fuerza que el mulle de la aguja ejerce sobre ésta obligándola a permanecer cerrada. Cuando la inyección se ha completado y la cantidad de combustible introducida en el cilindro es la adecuada, la presión decrecerá permitiendo que el muelle haga tornar a la aguja a su posición original.
También así existen los denominados inyector-bomba, cuyo mecanismo unitario de presurización viene comandado por un árbol de levas que actúa sobre el pistón interno. Con estos sistemas, SEAT llegó a conseguir picos de presión por encima de los 3000 bar.
Inyectores accionados electrónicamente
En el caso del inyector actuado electrónicamente es un una electroválvula la que actúa la aguja del inyector para que se abra. El solenoide abrirá dependiendo del valor de ciertos parámetros medidos en el motor permitiendo una operación más fiable del mismo. Este sistema requiere un equipo electrónico de alta fiabilidad y que todos sus componentes funcionen con alta precisión. En estos sistemas la presión se consigue igualmente en una bomba y es almacenada en una rampa conectada a los inyectores, en lo que se conoce como common-rail o rampa unitaria.
La cantidad de combustible necesaria para crear una combustión eficiente se aloja cerca del atomizador para ser liberada, en el momento preciso en que abre la tobera, por efecto de compresión mecánica. La presión en el interior del cilindro en el momento de la inyección puede llegar a los 200 bar pero pese ello los sistemas de inyección directa suelen atomizar el combustible por encima de los 1.300, como valor aproximativo.
El instante de encendido de la mezcla debe ser aquel que permita que ésta se encienda a la máxima presión posible. De esta manera con la combustión la entalpía de los gases será máxima. Como regla general se puede suponer que la mitad del aumento de presión debido a la combustión debe darse en el punto muerto superior. La inyección puede realizarse de las siguientes maneras, dependiendo de en qué elemento se realice:
Inyección directa
La inyección directa consiste en inyectar el combustible en la cámara de combustión sin que, entre la salida del combustible de la tobera y su entrada en el cilindro, éste no pase por ningún otro elemento. La atomización del combustible se logra gracias a orificios practicados a la salida del inyector llamados espigas. Para que el encendido se produzca de la manera adecuada la cámara de combustión y las espigas deben estar dotadas de la geometría óptima para que el chorro de combustible se distribuya a la velocidad adecuada uniformemente y se mezcle con el aire que está siendo comprimido por el pistón. Su alto coste es su principal inconveniente debido a la exactitud que se requiere en cuanto a su dimensionado y construcción.
Inyección indirecta
La inyección indirecta consiste en disponer previamente a la cámara de combustión una antecámara en la culata del cilindro, en la que se inicia la combustión pero no se completa. Los inquemados que no han reaccionado con el aire desencadenando la combustión, son proyectados a alta velocidad por un orificio practicado en la cámara de precombustión, debido al incremento de presión. La inyección indirecta permite inyectar el combustible a una presión inferior.
Bibliografía
W.W.PULKRABEK. “Engineering Fundamentals of the Internal Combustion Engine”. Perntice-Hall, Inc 1997.
D WOODYARD, ed al. "Pounder's Marine Diesel Engines and Gas Turbines". Ed 8. Londres, 2004. ISBN: 0-7506-5846-0.
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