Inyeccion Directa de Gasolina, principios.

[Talbot]

Hola.

Ya que tanta publicidad se le esta dando al FSI de Audi, pues os pongo algunos datos y principios de funcionamiento del sistema GDI de Mitsubishi, y que hace 79 años ya habia motores de inyeccion directa de Gasolina.

Si alguien sabe mas sobre los motores FSI en concreto que amplie la informacion.

 

Uno de los motivos que esta obligando a los fabricantes a desarrollar estos nuevos motores es la reducción en la emisión de CO2 , la única manera de conseguirlo es bajar el consumo de combustible, ya que existe una relación entre la cantidad de combustible y la emisión del CO2, la relación es la siguiente:

1 litro de gasolina se transforma en 2400 gr. de CO2.

 

La inyección directa de gasolina no es una novedad, ya que en 1924, ya existían estos tipos de motores, el primero fue un motor de aviación, en el automóvil fue un mercedes el primero en montarlo, aunque la inyección era completamente mecánica, utilizando una bomba de inyección lineal idéntica a la utilizada en motores diesel.

 

La diferencia entre una inyección directa y una indirecta, estriba en la ubicación del inyector, en un sistema indirecto, el combustible se inyecta en el colector de admisión, en una inyección directa, se inyecta en el interior del cilindro

 

Su funcionamiento se basa en la relacion mezcla rica/pobre, alternandose.En el funcionamiento en mezcla estratificada o mezcla pobre, la inyección se realiza en la fase de compresión, la relación pasa a ser de 40:1, la forma especial del pistón envía el combustible hacia el electrodo de la bujía, en esta fase la mezcla es rica entre los electrodos de la bujía y pobre en el resto del cilindro.

 

En el funcionamiento en mezcla estequiométrica, la inyección se realiza en la fase de admisión, la relación pasa a ser de 14,7:1, en esta fase de funcionamiento el motor se encuentra en la fase de frió o en la fase de plena carga.

 

A la hora de realizar el cambio en la forma de inyectar la UCE necesita imperativamente las señales de la posición de la mariposa, el medidor de caudal de aire y la información de la segunda sonda lambda.

Estos son los elementos que diferencia a un sistema de Inyección directa a uno de inyección convencional:

- bomba de alta presión.

- electro válvula de control de la presión.

- sensor de presión.

 

Al contrario que un motor de gasolina normal, a mariposa permanece abierta en las posiciones de media/baja carga, de esta manera se reduce el freno que la mariposa ocasiona al motor, se podría decir que en esta fase el motor funciona como un diesel la entrada de aire al motor es la máxima y la UCE lo que hace es controlar la cantidad de gasolina a inyectar, por lo tanto las perdidas de cargas son las mínimas.

La UCE controla la posición de la mariposa en función al estado de carga, si el motor trabaja en modo estratificado, la mariposa permanece abierta a tope de esta manera no se opone ninguna resistencia a la entrada de aire al motor, por lo tanto la entrada de aire al cilindro será la máxima, igual que en un motor diesel.

Cuando se pasa a un estado de media / alta carga la UCE empieza a controlar la apertura de la mariposa comportándose en este momento como un motor de inyección convencional.

 

Los siguientes valores informan de las perdidas de energía en un motor, las cuales son bastante grandes, ya que consideramos que en un motor solo se aprovecha un 13% de su energía .

 

Gases de escape 10%

Mezcla no ideal 15%

Factor Lambda 7%

Perdidas Friccion 10%

Proceso Ideal 45%

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Perdidas totales 87%

 

En la admisión, para poder conseguir que el aire entre en el cilindro y tenga el efecto de torbellino deseado, se recurre a una entrada de admisión prácticamente recta y vertical, esto unido al deflector del pistón consigue el efecto deseado.

 

Para el tratamiento de los gases de escape se utilizan dos catalizadores:

1) Llamado precatalizador.

2) Llamado silencioso catalítico.

La necesidad de llevar dos catalizadores se debe a que cuando el sistema trabaja en carga estratificada, en los gases de escape existe mucha cantidad de O2 por lo que no se puede reducir los NOX por lo cual uno de los catalizadores tiene como misión almacenar los nov

El Precatalizador, con el motor frío, permite subir la temperatura de los gases de escape, para una rápida acción del catalizador.

- en funcionamiento con mezcla homogénea: disminuye los CO, HC y NOX.

- en funcionamiento con mezcla estratificada: disminuye los CO y los HC.

 

Silencioso Catalitico, su funcionamiento es idéntico al precatalizador, pero cuando funciona con mezcla estratificada, permite almacenar los NOX, este almacenamiento solo se produce cuando los gases de escape se encuentran a una temperatura entre 200 y 500º C, la eliminación de estos NOX se producirá cuando el motor vuelva al estado de mezcla homogénea.

Los materiales que componen este elemento son Rodio, Platino, Paladio y sales de Bario, estas sales son las que permiten almacenar los NOX cuando el motor funciona en carga estratificada.

 

Los componentes, sensores y actuadores son muy parecidos a los de la Inyeccion Multipunto Indirecta, pero hay unas cosas que me han llamado la atención: Captador de Presion en el Sevofreno, este captador proporciona una tensión proporcional a la presión de aire en el amplificador de freno.

En funcionamiento con mezcla pobre ( caja de mariposa abierta ), la depresión necesaria al amplificador es puede ser insuficiente, el calculador en función de la información recibida provoca el cierre de la mariposa.

Este captador esta implantado en el racor de depresión del amplificador de frenada.

También hay un Amortiguador de Oscilaciones, que sirve para atenuar las ondas producidas en la apertura y cierre de los inyectores y los aumentos provocados por el Regulador de Presion.

Los Inyectores, estos inyectores son idénticos a los de una inyección indirecta, pero están reforzados para la alta presión y trabajan a una tensión de 77 Voltios.

 

Hay mucho mas, pero con esto es suficiente para hacerse una idea del sistema.

Saludetes.