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SISTEMA DE ALIMENTACIÓN III

MotoViva nº 043

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1. Sistema de alimentación III2. El recorrido del aire y la gasolina3. La centralita

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Las siglas “GTI”, “EFI”, “I.E.”, “PGM-FI”, etc. irrumpieron con fuerza en el mundo del motor hace más de 20 años como si de una innovación tecnológica reciente se tratara. Y nada más lejos de la realidad. La inyección de gasolina empezó a utilizarse allá por los años treinta del siglo pasado en la aviación militar.

Las necesidades de volar cada vez más alto y más rápido, ya no podían ser atendidas por un carburador que se mostraba incapaz de proporcionar mezclas equilibradamente ricas más allá de los 4000 metros de altura. Los técnicos aeronáuticos acabaron con el problema utilizando compresores volumétricos (el famoso kompressor que ahora publicita mercedes) y adaptando el conocido sistema de inyección mecánica que ideó Rudolf Diesel a finales del siglo XIX para emplear gas-oil (menos ligero que la gasolina) en los motores de 4 tiempos.
En 1953, la inyección de gasolina entra en el mundo de la automoción gracias a Mercedes y su 300SL “alas de gaviota”. Al poco, Jaguar y otros fabricantes de renombre también se deciden a montar equipos de inyección en sus modelos de gama alta. Era más una cuestión de prestigio y distinción, que un avance tecnológico. Por aquél entonces el carburador era más fiable, más sencillo y más eficiente que aquellos primeros sistemas de inyección mecánica de gasolina, que en el fondo, no dejaban de ser costosas transformaciones de los utilizados en los motores diesel. Nada que ver con los actuales sistemas de inyección.
En el mundo de la moto tuvimos que esperar hasta que Honda, en 1982, comercializó la primera moto de calle con inyección electrónica. Lo hizo con la popular CX500 bicilíndrica en V (una Moto Guzzi “interpretada” por Honda en 1978) a la que además incorporó un turbocompresor. Se presentó un año antes en el salón del Automóvil de Barcelona como primicia mundial, y los que tuvimos la suerte de contemplarla en vivo, nos quedamos con la boca abierta. Igual debieron quedarse el resto de competidores que, atemorizados ante lo que podría llegar a suponer perder ese nuevo tren, no se lo pensaron dos veces.
Yamaha, Suzuki y Kawasaki con sus respectivas XJ650-Seca-Turbo, XN85D-Turbo y GPZ750-Turbo, eso sí, todas con carburadores, no tardaron ni un año en entrar al mismo trapo.
Pero una moto no es un coche. El peso de los componentes, las complicaciones térmicas y sobre todo, la brusca respuesta del motor hicieron que la “moda turbo”
sólo durara dos años
. De aquella locura, al menos quedó el innovador sistema de inyección PGM-FI totalmente electrónico que además, añadía un singular sistema de control sobre el aire de admisión, con el que supongo que trataron de controlar la brusquedad de los caballos “turbo”. Honda no volvió a utilizar el PGM-FI en grandes series hasta 1995 con la VFR800, (Gold Wing, RC45 y NR750 a parte).

Aunque la primera moto con inyección electrónica de serie fue la CX500 Turbo, sería injusto no reconocer que fue BMW con la K-100, quien en 1983 apostó decididamente por el uso de la inyección electrónica en el mundo de la motocicleta. BMW escogió el sistema LE-JECTRONIC de BOSCH, que tras superar pequeños problemas de juventud (presión de la bomba de gasolina en caliente y problemas de estanqueidad en el cerebro electrónico), demostró una fiabilidad a prueba de bomba. Desde aquel día BMW ya no ha vuelto a montar carburadores en sus motos “top”.
El resto de marcas hace poco que se han subido al carro de la inyección, pero empieza a ser difícil encontrar modelos de alta gama con carburadores. Incluso Honda está empezando a utilizar una versión simplificada de su PGM-FI para sus modelos de baja cilindrada. Su objetivo es que a partir de 2010 todas sus motos equipen inyección. Yamaha también acaba de presentar su propio sistema de inyección “barata”..... El carburador tiene los días contados.
En estos momentos los fabricantes de motocicletas, (con excepción de Honda que tiene su propio sistema de inyección), utilizan componentes disponibles en la industria auxiliar (Bosch, Magneti Marelli, Nipón Denso, Kokusan Denki, etc.) y aunque cada marca cuenta con un sistema propio, todos, en mayor o menor medida comparten una arquitectura lógica y física similar que trataremos de explicar seguidamente.
El aire realiza un recorrido sin demasiadas complicaciones. Una vez ha superado el filtro del aire, sólo encontrará a su paso dos elementos. El primero es un sensor encargado de saber la cantidad de aire que aspira el motor en todo momento así como la proporción exacta de oxígeno que contiene. Ese último dato lo obtiene testando su temperatura y presión atmosférica. El segundo es la mariposa de toda la vida, que accionada desde el puño del gas nos permite controlar la cantidad de aire que entrará en la cámara de combustión.

EL RECORRIDO DE LA GASOLINA
A diferencia del carburador, su desplazamiento ya no depende de la depresión creada en la cámara de combustión (succión).
Ahora la gasolina es bombeada desde el depósito a entre 2 y 3 bares (presión similar a la que lleva tu neumático trasero) hacia un potente filtro. Es fundamental evitar que partículas indeseadas puedan alterar el funcionamiento de ciertos componentes de altísima precisión.
En estos momentos se están montando filtros de combustible capaces de hacer frente a impurezas más grandes de 10 micrones (para entendernos, 100 veces más pequeñas que un milímetro).
Filtrada y a presión constante, la gasolina se dirige hacia los inyectores donde permanecerá a la espera de entrar en acción. Ese momento llega cuando la aguja ubicada en el interior del inyector a modo de espita, se desplaza entre 0,1 y 0,15 milímetros (dependiendo del modelo) para dejar escapar la gasolina, que al estar a presión, sale pulverizada como si de un spray se tratara para conseguir que se mezcle de forma homogénea con el aire.

En función del tiempo que permanezca abierta la aguja del inyector, entrará más o menos gasolina. Por regla general la aguja puede realizar el ciclo de apertura/cierre en tan sólo 0,002 segundos. Piensa en lo que acabas de leer, ya que eso significa que, dependiendo de las necesidades, el inyector puede llegar a ser capaz de realizar 500 pulverizaciones en un segundo.
He oído que en la alta competición están llegando a superar las 1000. La aguja es gobernada por un electroimán y en función de la intensidad de la señal eléctrica que le llega de la centralita, la aguja permanecerá más o menos tiempo abierta y en consecuencia se inyectará más o menos gasolina.

Imaginemos que tu moto lleva inyección. Llegas por la mañana al parking e introduces la llave de contacto. Automáticamente la centralita se pone en guardia. En el momento que pulsas el botón de arranque, recibe la primera señal y sabe que quieres arrancar. Al mismo tiempo, recibe información de la temperatura de motor gracias a un sensor instalado en el bloque motor que mide la temperatura del agua.
Deduce si el arranque ha de ser en frío o en caliente y manda la señal de inyección que mejor se adapte a cada circunstancia.
El motor se pone en marcha al instante y mantiene el ralentí sin ningún tipo de irregularidad aun estando totalmente frío ya que gracias al contador de RPM’S ubicado en el cigüeñal, la centralita conoce el régimen de giro exacto en todo momento. Si es necesario, dará las órdenes pertinentes para inyectar más o menos gasolina hasta compensar cualquier oscilación irregular en el régimen de giro. Tardarás muy pocos días en echar de menos el viejo starter. El sensor de las RPM’S también controla la posición exacta del cigüeñal para que la centralita conozca la posición del pistón y elija el momento exacto en que ha de ordenar cada inyección.

Pones primera y arrancas. Poco a poco el motor coge temperatura. Ya está listo para un poco de guerra y aceleras a tope. Si llevaras carburador, sería algo así como: gasolina a discreción y el motor ya la digerirá poco a poco hasta llegar arriba para pegar el tirón. Pero como llevas I.E. la cosa cambia.

Con la I.E., cuando abres a fondo “el grifo” la centralita conoce cuáles son tus intenciones mediante un sensor de posición incorporado en la mariposa del gas. Pero antes de dar la orden de inyectar, la centralita recaba toda la información disponible: temperatura del motor, RPM’S, concentración de oxígeno en el aire, cantidad de aire aspirado y si monta una sonda del tipo “lambda” el nivel de CO de los gases de escape. Con toda esa información más la “petición” que has realizado desde el puño del gas, la centralita “resolverá” la cantidad exacta de gasolina que puede quemar tu motor en cada momento.
El sistema es capaz de ajustar esa orden más de 500 veces por segundo con el objetivo de llegar lo antes posible al régimen máximo sin desaprovechar ni una gota de gasolina y obteniendo el mejor rendimiento. La relación consumo/potencia es inigualable.

Tanto si aceleras, como si cortas gas o si decides mantener un régimen de giro constante, la centralita tiene un guión para saber cómo reaccionar en cada caso. Ese guión conocido como mapa o cartografía de inyección, lo escribe el fabricante y con él, establece el carácter y la respuesta del motor. Sólo variando la cartografía podemos convertir un motor con una respuesta lineal y “tacto de electrodoméstico”, en uno áspero y con los caballos arriba del todo o abajo o donde los esforzados ingenieros decidan.

Lo dejo aquí. El espacio manda. En el próximo número seguiremos hablando de la electrónica y los últimos avances en esa materia.

1. Sistema de alimentación III2. El recorrido del aire y la gasolina3. La centralita

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