Bienvenidos a Garaje Científico. En esta ocasión, abordaremos un aspecto esencial en el funcionamiento de los motores modernos: la duración de la inyección en los sistemas de inyección electrónica de gasolina.
Este concepto no solo es relevante para motores de automóviles, sino también para motocicletas. A través de este análisis, comprenderás cómo la ECU (Unidad de Control Electrónico) determina el tiempo exacto en que los inyectores deben permanecer abiertos para garantizar el rendimiento óptimo del motor.
¿Qué es la duración de la inyección?
La duración de la inyección se define como el tiempo que el inyector permanece abierto, permitiendo la dosificación del combustible hacia los cilindros. Este parámetro es determinante para lograr una mezcla aire-combustible precisa, indispensable para la eficiencia energética y el control de emisiones.
La ECU, conocida coloquialmente como la “computadora del motor,” procesa información proveniente de múltiples sensores para calcular con exactitud este intervalo de tiempo. El siguiente gráfico ilustra cómo, al aumentar la duración del pulso, se incrementa proporcionalmente la cantidad de combustible inyectada.
Sensores principales del sistema:
Para llevar a cabo esta tarea, la ECU recopila datos de los siguientes sensores fundamentales:
- Sensor de velocidad del motor (CKP): mide las revoluciones por minuto (RPM).
- Sensor de posición de mariposa (TPS): detecta el grado de apertura del acelerador.
- Sensor MAP: mide la presión en el múltiple de admisión.
- Sensor de presión atmosférica: ajusta los cálculos según la altitud.
- Sensor IAT: monitorea la temperatura del aire de admisión.
- Sensor ECT: registra la temperatura del refrigerante para identificar el estado térmico del motor.
- Sonda Lambda: evalúa la cantidad de oxígeno en los gases de escape.
- Voltaje de la batería: un factor que afecta directamente el tiempo de respuesta de los componentes electrónicos.
El objetivo de estos sensores es proporcionar a la ECU los datos necesarios para generar un pulso de inyección preciso en términos de tiempo y cantidad de combustible.
¿Cómo procesa la ECU esta información?
La ECU combina y procesa los datos de los sensores mediante cálculos avanzados, asegurando que el motor funcione de manera eficiente bajo distintas condiciones. Estos son los pasos clave:
- Cálculo básico de inyección:
- La ECU determina la cantidad de aire que entra al motor utilizando datos de RPM, TPS y MAP. Basándose en esto, calcula la cantidad inicial de combustible necesaria para mantener una relación estequiométrica adecuada.
- Correcciones dinámicas:
- Ajusta la inyección de combustible en tiempo real según las variaciones en la aceleración, la carga del motor y los cambios en la presión del múltiple.
- Compensación por densidad del aire:
- Utilizando información de presión atmosférica y temperatura del aire, la ECU ajusta la mezcla para mantener un funcionamiento óptimo en distintas altitudes y temperaturas ambientales.
- Corrección por temperatura del motor:
- Durante el arranque en frío, se incrementa la cantidad de combustible para facilitar la combustión. A medida que el motor alcanza su temperatura ideal, estos ajustes disminuyen.
- Compensación por voltaje:
- En caso de bajo voltaje en la batería, la ECU ajusta el tiempo de inyección para garantizar la apertura completa de los inyectores.
- Ajustes basados en la sonda Lambda:
- Analiza los gases de escape para determinar si la mezcla es rica o pobre. Con esta información, realiza correcciones para acercarse a la relación aire-combustible ideal y mantener el funcionamiento dentro de la “ventana catalítica,” minimizando las emisiones contaminantes.
El resultado final:
La combinación de estos cálculos permite a la ECU determinar la duración exacta del pulso de inyección, sincronizándolo con las RPM y el TPS. Este nivel de precisión asegura que el motor opere de manera eficiente, reduciendo emisiones y optimizando el rendimiento.
Sistemas electrónicos más avanzados:
Los sistemas modernos han mejorado significativamente con la incorporación de sensores adicionales como:
- Sensores de cascabeleo (Knock Sensors): detectan detonaciones anómalas para proteger el motor.
- Sensores de posición de árbol de levas: mejoran la sincronización del sistema.
- Sondas Lambda post-catalizador: permiten un control más detallado de las emisiones.
- Sensores de presión y temperatura del combustible: optimizan aún más la inyección.
Estas mejoras no solo aumentan la precisión en los cálculos, sino que también contribuyen al cumplimiento de estrictas normativas ambientales.
Conclusión y recomendaciones:
Entender cómo se determina la duración de la inyección resalta la importancia del mantenimiento adecuado en los sistemas electrónicos de los motores. Para garantizar un funcionamiento óptimo, se recomienda:
- Verificar periódicamente el estado de los sensores.
- Asegurar conexiones eléctricas libres de interferencias.
- Mantener en buen estado el sistema de suministro de combustible, incluyendo bomba, filtro e inyectores.
