1. SISTEMAS DE CARBURACIÓN E INYECCIÓN1.1 Sistema de Carburacion.

1.1.1 Historia del sistema de carburación: Historia

Aparición

Este instrumento fue desarrollado en la segunda mitad del siglo XIX junto con el motor de combustión interna de gasolina (Ciclo Otto) para permitir la mezcla correcta de los dos componentes que necesita el motor de gasolina: aire y combustible, así como para permitir controlar a voluntad la velocidad a la que operabael motor.

El carburador ha sido la tónica en todos los motores basados en gasolina (2 tiempos y 4 tiempos) desde el siglo XIX hasta los años 80 del siglo XX.

Evolución

Con el tiempo el carburador va evolucionando y añadiendo dispositivos para optimizar su funcionamiento.

Adquiere su forma definitiva en los años 60-70, puesto que es enesta época cuando los diseñadores de motores se percatan de que el sistema ha llegado al límite y que se necesita implementar mecanismos más avanzados para incrementar la eficiencia y facilidad de manejo por parte del usuario.

Sin embargo, es en los años 80 cuando el carburador alcanza su máximo desarrollo tecnológico ya que se fabricaron unidades bastante sofisticadas destinadas a modelos de automóviles de gama alta intentando emular la eficiencia, rendimiento y facilidad de manejo de una inyección multipunto pero con la respuesta y sonoridad tradicionales. Al final el sistema demostró ser un fracaso debido a que su complejidad provocaba

problemas de ajuste y mantenimiento, que terminaban provocando mayor consumo y fallos que un carburador tradicional.

También hubo un intento de aplicar la gestión electrónica al carburador, con el mismo nefasto resultado. Sin embargo, el carácter monolítico del carburador hace que sea complejo de controlar electrónicamente. Por lo tanto, los sistemas de inyección, al tener una naturaleza más modular se ajustan mejor a la gestión electrónica.

Salvo las aberraciones de los 80, el carburador usado actualmente en diversas aplicaciones no automovilísticas tiene un diseño similar desde los años 70.

De este modo, el carburador fue perdiendo mercado progresivamente hasta que a mediados de los 90 en que fue definitivamente reemplazado en automóviles y motocicletas de alta cilindrada.

Reemplazo

A partir de los años 1960 se empezó a comercializar el reemplazodel carburador, una solución más eficiente y avanzada basada en inyección multipunto (un inyector por cilindro) que permite obtener más potencia y menor consumo sobre la misma mecánica.

El sistema monopunto

A finales de los 1980 y con el objetivo de aprovechar todas las mecánicas de automóvil que ya estaban diseñadas o construidas para carburación, apareció un instrumento llamado "inyección monopunto".

Este sistema consiste en un instrumento que se coloca en el sitio del carburador (manteniendo el mismo filtro de aire y el mismo colector de admisión) y que contiene una mariposa y un inyector. En lugar de pulverizar por depresión, es el inyector quien pulveriza la cantidad adecuada en función de las revoluciones y del comportamiento del acelerador.

Este sistema añadía eficiencia al motor aunque no incrementaba su potencia.

Al ser una solución temporal terminó desapareciendo cuando dejaron de existir en el mercado sistemas diseñados para carburación. Fue sustituido por la inyección multipunto tradicional.

El carburador actualmente

Aunque haya desaparecido del mercado del automóvil y de la motocicleta de altas prestaciones, hoy día el carburador sigue presente y se sigue montando en millones de máquinas debido a las desventajas de la inyección en maquinaria ligera y de bajo coste: mayor precio, peso, volumen y complejidad.

Tipos de máquinas que siguen usando carburador

Actualmente se valora el carburador junto con el motor de dos tiempos en vehículos y maquinaria ligeros. A pesar de ser el montaje menos eficiente, es el más barato y el que obtiene más potencia por unidad de peso.

Se usa en maquinaria agrícola ligera (motosierras, motocultores,etc), en ciclomotores y motocicletas de baja cilindrada, en los generadores eléctricos móviles y en los vehículos de modelismo con motor. También se siguen empleando en motores alternativos aeronáuticos, donde la inyección electrónica aún no representa un avance sustancial.

En todos los casos las ventajas son similares: bajo peso, bajo coste, fácil mantenimiento, buenas prestaciones, fácil transporte y mayor fiabilidad.

1.1.2 Funcionamiento sistema de carburación:

• MISIÓN DEL SISTEMA DE CARBURACIÓN:

Su misión consiste en mezclar una determinada cantidad de Gasolina y una determinada de aire, y en suministrar una proporción adecuada de esta mezcla vaporizada a cada cilindro para su combustión.

• RELACIÓN AIRE/CARBURANTE

Por la regla general una mezcla de aproximadamente 14,7 partes de aire y 1 de gasolina (denominada mezcla perfecta) asegura la completa combustión del carburante.

Las características que debe reunir la mezcla son las siguientes: riqueza para el arranque; menor riqueza para ralentíy poca velocidad, mucha riqueza para aceleraciones y velocidadesaltas.

La combustión del aire y la gasolina producen entre otros gases,monóxido de carbono, dióxido de carbono, hidrocarburos y óxido de nitrógeno.

1.1.3. PRINCIPIOS DE CARBURACIÓN 

El vacio parcial que se crea en el cilindro cuando los pistones descienden en el tiempo de admisión absorbe el aire, haciéndolo pasar por el carburador. Este aire atraviesa el carburador; la cantidad que pasa está limitada por una aleta basculante, llamada regulador de mariposa cuya apertura y cierre son gobernados por el pedal acelerador. La gasolina que procede de la cuba del carburador se incorpora a la corriente de aire a nivel de un estrechamiento del conducto llamado venturi o difusor. Al pasar la corriente de aire por el venturi aumenta su velocidad y es precisamente en esta región de bajas presiones donde se absorbe la gasolina. En la practica un carburador como el que acabamos de describir no resultaría satisfactorio ya que el aire y la gasolina no tienen las mismas características de flujo. La mezcla se enriquecería progresivamente alaumentar el flujo de aire y disminuir su densidad, y llegaría un momento en que la mezcla sería demasiado rica. 

Componentes de un carburador Para poder conseguir unas dosificaciones de mezcla adaptadas a todas las condiciones de funcionamiento del motor, además del carburador elemental necesitamos unos dispositivos para la corrección automática de las mezclas, como son: • Un sistema de funcionamiento para marcha normal, constituido por el carburador elemental (ya estudiado), adecuando la dosificación de mezcla en sus calibres a una dosificación teórica de de 1/14.7. • Un circuito que proporciona la cantidad de combustible necesario para el funcionamiento del motor a bajas revoluciones (ralentí). • Un sistema automático corrector de mezclas, formado por el circuito compensador de aire, para que a bajas y altas revoluciones del motor

la dosificación de la mezcla se mantenga igual a la dosificación teórica. • Un circuito economizador de combustible, para adecuar la riqueza de la mezcla a una dosificación de máximo rendimiento, con independencia de la carga de los cilindros. • Un circuito enriquecedor de mezcla (bomba de aceleración), para casos críticos de funcionamiento a máxima potencia. • Un dispositivo para el arranque del motor en frío. 

Los carburadores pueden y de hecho varían según las marcas de los automóviles, pero en todos encontraremos tres elementos esenciales, que son: • LA CUBA. • EL SURTIDOR. • EL DIFUSOR. 

La cuba El carburador dispone de un pequeño depósito llamo cuba que sirve paramantener constante el nivel de gasolina en el carburador, la cual es asu vez alimentada por la bomba de alimentación, que hemos visto. Este nivel constante se mantiene gracias a un flotador con aguja que abre o cierra el conducto de comunicación, y en este caso, de alimentación entre la cuba y el depósito de gasolina. 

El surtidor La gasolina pasa de la cuba a un tubito estrecho y alargado llamado surtidor que comúnmente se le conoce con el nombre de "gicler". El surtidor pone en comunicación la cuba con el conducto de aire, donde se efectúa la mezcla de aire y gasolina (mezcla carburada). 

El difusor Es un estrechamiento del tubo por el que pasa el aire para efectuar lamezcla. Este estrechamiento se llama difusor o venturi. El difusor no es más que una aplicación del llamado "efecto venturi", que se fundamenta en el principio de que "toda corriente de aire que pasa rozando un orificio provoca una succión". La cantidad de gasolina que pasa con el fin de lograr una óptima proporción (1:14.700), la regulan, como hemos visto, el calibrador o el difusor o venturi. Por su parte, el colector de admisión, que es por donde entra el aire del exterior a través de un filtro en el que quedan las impurezas y el

polvo, a la altura del difusor, se estrecha para activar el paso del aire y absorber del difusor la gasolina, llegando ya mezclada a los cilindros. La corriente que existe en el colector, la provocan los pistones en elcilindro durante el tiempo de admisión, que succionan el aire. Una válvula de mariposa sirve para regular la cantidad de mezcla, éstaes a su vez accionada por el conductor cuando pisa el pedal del acelerador, se sitúa a la salida del carburador, permitiendo el paso de más o menos mezcla. 

 

Tipos de carburadores 

Existen varios tipos y marcas de carburadores, entre ellos se encuentran los: Solex, Weber, Zenith, Stromberg, Carter, etc. Según la forma y disposición de sus elementos constructivos se pueden clasificar en: • Carburadores de difusor fijo • Carburadores de difusor variable • Carburadores dobles • Carburadores de doble cuerpo (escalonados) • Carburadores cuadruples 

Carburador de difusor fijo: 

Este tipo de carburador al que pertenecen la mayoría de los modelos detodas las marcas (excepto los carburadores S.U) se caracterizan por mantener constante el diámetro del difusor o venturi, con lo cual la velocidad del aire y la depresión creada a la altura del surtidor son siempre constantes para cada régimen del motor, en función de la mayoro menor apertura de la mariposa de gases. Los diferentes modelos o marcas de carburadores existentes en el mercado, basan su funcionamiento en los principios teóricos, se diferencia esencialmente en la forma de realizar la regulación de la mezcla, empleando uno u otro dispositivo que ya iremos viendo. La toma de aire en todos los circuitos y la aireación de la cuba se realizan a través del colector principal, asegurando así en todos los pasos de aire, la purificación del mismo por medio del filtro. Se puede hacer otra clasificación dentro de los carburadores de difusor fijo y tiene que ver con la posición del colector de aire y sudifusor: • vertical ascendente • vertical descendente o invertido (el más utilizado) • horizontal o inclinado Las flechas azules indican la entrada de aire, las rojizas la gasolinapulverizada y las de color ocre el flujo de la mezcla. 

Carburadores dobles: Es utilizado en autos de altas prestaciones y de competición, está formado por dos carburadores simples unidos en un cuerpo común. Lleva dos colectores de aire y cada uno de los carburadores tiene todos los circuitos correspondientes para la realización de la mezcla. Cada uno de los colectores desemboca por separado en un colector de admisión independiente para alimentar con cada uno de los carburadores a la mitad de los cilindros del motor. Logrando así un mejor llenado de loscilindros y un perfecto equilibrio en relación con la mezcla. Se alimenta de una cuba "común" que suministra cantidades de combustible equivalentes a cada uno de los carburadores. El mando de los mismos se realiza con el acelerador del vehículo, que acciona

simultáneamente las dos mariposas de gases, unidas por un eje común. 

Carburación de doble cuerpo o escalonados: Cuando la cilindrada de un motor ronda los 1.5 L. el volumen de mezclaa suministrar para alimentar el motor es apreciable. Debido a esto, nos surgen varios inconvenientes, por una parte nos conviene que el diámetro del difusor sea estrecho para cuando se circula a bajas r.p.m., con objeto de que el aire se acelere y vaporice la gasolina que aspira del surtidor. Pero cuando se necesita potencia, si el difusor es muy estrecho limita el paso de aire por el colector. Para solucionar estos problemas están los carburadores de doble cuerpo, quetienen una sola entrada de aire por un filtro de aire único, también tienen una sola cuba de combustible. y un único sistema de arranque enfrío, los demás elementos y circuitos que forman un carburador son independientes. De los dos cuerpos que forman el carburador, uno es el llamado "principal" (se distingue por tener la mariposa de gases mas pequeña, diámetro menor), proporciona toda la mezcla necesaria al motor mientras el acelerador se pisa hasta un tercio o la mitad de su recorrido; más a fondo empieza a abrirse ya rápidamente la mariposa del segundo cuerpo (secundario), con lo que se proporciona al motor gran volumen de mezcla para grandes cargas del motor (acelerador pisado al máximo). En este tipo de carburadores el estrangulador para arranque en frío, va montado en el cuerpo principal, en algunos casos,en otros como en la figura superior, lleva mariposa estranguladora en los dos cuerpos.. Estos carburadores, pueden tener los cuerpos de diferentes dimensionesy se aplican a motores de 4 y 6 cilindros. 

 Carburadores cuádruples: Es una combinación de los dos modelos de carburadores estudiados anteriormente, se trata de dos carburadores de doble cuerpo unidos para formar un carburador cuádruple. Estos carburadores se utilizan principalmente en motores en V de 8 cilindros. Esta formado por 4 cuerpos de carburador con cuba de combustible y filtro de aire únicos y comunes para todos. De los 4 cuerpos dos son principales, sirviendo cada uno para alimentar a 4 cilindros del motor y los otros dos cuerpos son secundarios de los principales. Los cuerpos principales tienen unidas físicamente las mariposas de gases para poder abrir y cerrar a la vez como si de un carburador doble se tratase. Las mariposas de gases de los cuerpos secundarios funcionan de manera dependiente de las primarias siempre por detrás de estas últimas. 

 Para el mismo motor anterior, de 8 cilindros en V, se pueden utilizar

dos carburadores cuádruples, con ello se mejora el llenado de los cilindros por lo tanto aumenta el rendimiento volumétrico del motor. El inconveniente de este montaje es la sincronización y puesta a puntode las mariposas de gases, requiere unas gran dosis de paciencia, destreza y la utilización de un equipo especifico de comprobación. 

 

 La suma de carburador o carburadores y colector admisión es indispensable a la hora del diseño de motores, para conseguir el máximo rendimiento. La utilización de un carburador por cada cilindro del motor, es lo máximo a la hora de conseguir el máximo rendimiento. Pero claro está, que este diseño está reservado a los coches de carreras, para vehículos de serie existen configuraciones más sencillas, que también ofrecen muy buenas prestaciones, siempre buscando la forma de mejorar el rendimiento volumétrico del motor.

VENTAJA:

El manteamiento del carburador es mas sencillo que otro sistema

Su sistema es mas sencillo y de fácil reparación.

DESVENTAJA:

Su rendimiento no es muy bueno ya que la mezcla estequiometrica no es siempre la misma.

Reemplazo[editar]A partir de los años 1960 se empezó a comercializar el reemplazo del carburador, una solución más eficiente y avanzada basada en inyección multipunto (un inyectorpor cilindro) que permite obtener más potencia y menor consumo sobre la misma mecánica.

Sistema de inyección HISTORIA DE LA INYECCIÓN DE COMBUSTIBLE

La historia de la inyección de combustible se remonta al siglo XIX.N.A. Otto y J.J.E. Lenoir presentaron motores de combustión internaen la Feria Mundial de París de 1867. En 1875, Wilhelm Maybach de Deutz fue el primero en convertir un motor de gas para funcionar con gasolina. Este motor usaba un carburador con una mecha suspendida a través del flujo del aire entrante. Los extremos de lamecha estaban sumergidos en la gasolina recipiente debajo de la mecha. Al arrancar el motor, el aire entrante pasaba a través de lamecha, evaporaba la gasolina y llevaba los vapores del combustible dentro del motor para ser quemado.Hacia finales del siglo, Maybach, Carl Benz y otros, habían desarrollado un alto nivel de desarrollo en la tecnología del carburador. Se había desarrollado el carburador de chorro de rocío controlado por un flotador.En fecha tan lejana como 1883, junto con los que trabajaban en los carburadores, otros estaban experimentando con la inyección de combustible rudimentaria. Edward Butler, Deutz y otros desarrollaron sistemas precursores de inyección de combustible.

La inyección del combustible gasolina realmente tomo vuelo por medio de la aviación. La inyección de combustible jugo un papel importante desde el principio en el desarrollo de la aviación practica.

En 1.903, el avión de Wright utilizó un motor de 28ph (caballos de fuerza) con inyección de combustible. En la Europa anterior a la primera guerra mundial, la industria de la aviación comprobó las ventajas obvias de la inyección de combustible. Los carburadores delos aviones son propensos a congelarse durante los cambios de altitud, limitando la potencia disponible, cosa que no sucede con la inyección de combustible. Las tazas del flotador del carburador son propensos a derramarse y a incendiarse durante todo lo que no sea vuelo normal controlado y nivelado; eso no sucede con la inyección de combustible. La primera guerra mundial trajo consigo, sin embargo, un énfasis en el incremento en los costos por rapidez y desarrollo. El desarrollo de los carburadores se impuso y la inyección de combustible quedó relegada.

La prosperidad de la posguerra en los veintes trajo consigo la renovación de cierto interés acerca del desarrollo da la inyección de combustible. A mediados de los veintes, Stromberg presentó un carburador sin flotador para aplicaciones en aeronaves, que es el predecesor de los sistemas actuales.

El AUGS militar que comenzó en Alemania prenazi, proyecto a Bosch hacia la evolución de la inyección de combustible en la rama de la aviación. En esos primeros sistemas Bosch usaba inyección directa, que rociaban el combustible a gran presión dentro de la cámara de combustión, tal como lo hace el sistema de inyección diesel. De hecho la bomba de inyección que usó Bosch para esos sistemas, fue una bomba que se modificó en la inyección de diesel.Durante la segunda guerra mundial la inyección de combustible dominó los cielos. Ya avanzada la guerra, Continental empleó un sistema de inyección de combustible que diseño la compañía de carburadores SU de Inglaterra. Tal sistema lo construyó en los EUA la Simmonds Aerocessories en el motor enfriado por aire Simmonds, desarrollado para usarse en el tanque Patton. Ottavio Fuscaldo fue el primero en incorporar en 1940 un solenoide eléctrico para controlar el flujo del combustible hacia el motor.

Esto llevo a la industria automotriz hacia la moderna inyección electrónica de combustible. después de la segunda guerra mundial lainyección de combustible tocó tierra. Con la investigación y el desarrollo de la industria aérea cambiados de la inyección de combustible a los motores de chorro, los adelantos que se originaron en la guerra parecían destinados al olvido. Entonces, en1949, un auto equipado con inyección de combustible, Offenhauser participó en la carrera de Indianápolis 500. El sistema de inyección lo diseño Stuart Hilborn y utilizaba inyección directa, en la cual el combustible inyectaba en el múltiple de admisión justamente delante de la válvula de admisión.

Era como tener un sistema de inyección regulado para cada cilindro.Podría también compararse con el sistema K-Jetronic de Bosch -

usado en los VW; Rabbit, Audi 5000, Volvo y otros - en que el combustible no era expulsado en la lumbrera de admisión sino rociado continuamente, a lo que se nombro inyección de flujo constante.

Chevrolet presento en 1957 el primer motor con inyección de combustible de producción en masa en el Corvette. Basándose básicamente en el diseño de Hilborn, el sistema de inyección de combustible Rochester Ramjet la Chevrolet lo usó en 1957 y 58, y Pontiac en el Bonneville en 1957. El sistema Ramjet utilizaba una bomba de alta presión para llevar el combustible desde el tanque hasta los inyectores, que lo rociaban continuamente adelante de la válvula de admisión. Un diafragma de control monitoreaba la presióndel múltiple de admisión y la carga del motor. El diagrama, a su vez, se conectaba a una palanca que controlaba la posición de un émbolo para operar una válvula. Un cambio en la posición de la válvula operada por el émbolo cambiaba la cantidad de combustible desviado de regreso hacia el deposito de la bomba y alejado de los inyectores. Esto alteraba la relación aire / combustible para satisfacer la necesidades del motor.

Este sistema tenia el problema de la falta de compresión por parte de los responsables de su mantenimiento diario. Como resultado, Chevrolet y Pontiac lo suprimieron en su lista de opciones en 1959.

Al mismo tiempo que el sistema Ramjet se desarrollaba, evoluciono el sistema de inyección electrónico de combustible (EFI) el cual tenia como fin la producción en masa. El trabajo de diseño para esos sistema comenzó en 1952 en la Eclipse Machine División de la corporación Bendix, y en 1961 se patento como el sistema Bendix Electrojector. Casi simultáneamente, al EFI se le declaro como un proyecto muerto por la gerencia de la Bendix y se archivo. Aunque el sistema Electrojector en sí nunca llegó a la producción en masa,fue el antecesor de prácticamente todos los sistemas modernos de inyección de combustible. Cuando la Bendix descarto al EFI en 1961,el interés renació hasta 1966 en que la compañía comenzó a otorgar permisos de patentes a Bosch. La VW presento en 1968 el sistema D-Jetronic de Bosch en el mercado de los Estados Unidos en sus modelos tipo 3.

Al principio de los setentas el sistema D-Jetronic se uso en variasaplicaciones europeas, incluyendo SAAB, Volvo y Mercedes aunque losencarados de dar servicio al sistema no comprendían totalmente cómofuncionaba, el D-Jetronic persistió y los procedimientos de servicio y diagnóstico del EFI se expusieron a los mecánicos de losEstados Unidos. A despecho de sus uso extendido en las importaciones Europeas, este sistema fue considerado por la industria de reparación de autos como un fiasco.

Cadillac introdujo el primer sistema EFI de producción en masa en Septiembre de 1975. Era equipo estándar en el modelo Cadillac

Seville de 1976. El sistema se desarrollo por medio de un esfuerzo conjunto de Bendix, Bosch y la General Motrs(GM). Tenia un gran parecido con el sistema D-Jetronic de Bosch. Por este tiempo se habían desarrollado métodos sistematizados de localización de fallas como ayuda en el servicio y reparación de las inyección de combustible.

El sistema Cadillac-Bendix se uso hasta la introducción de la siguiente mejora tecnológica de la inyección de combustible, la computadora digital. Cadillac presento un sistema de inyección digital de combustible en 1980. Por simplicidad, era un sistema de dos inyectores.

Para la Bendix, la idea del control digital de la inyección de combustible se remota a sus patentes de 1970, 71 y 73. Los beneficios de la computadora digital incluyen un control más preciso de los inyectores más la habilidad de la computadora de controlar una gran variedad de sistemas de apoyo del motor. Con el uso de una computadora digital, el tiempo de ignición, la operaciones de la bomba de aire, las funciones del embrague convertidor de par de torsión, y una gran variedad de aspectos relacionados con la emisión, podían controlarse con un solo módulo de control compacto.

En 1965 la inyección de combustible Hilborn se le adapto al motor V-8 Ford de cuatro levas, desarrollado para autos Indy. Un motor Lotus de cuatro cilindros y 16 válvulas, equipado con inyección de combustible Lucas, se uso en pocos Scorts Ford europeos modelos 1970. Fue hasta 1983 que una división Ford decidió usar la inyección de combustible de manera formal. Ese año la Ford Europea comenzó a usar el sistema K-Jetronic de Bosch que usaron ampliamente los fabricantes del norte de Europa desde los primeros años de los setentas.

Mientras tanto, comenzó en 1978, la Ford de Estados Unidos paso portres generaciones de carburadores controlados electrónicamente. Lossistemas EECI, II y III se proyectaron para cumplir con las normas cada vez más estrictas de emisión de fines de los setenta y los inicios de los ochenta. Desde una perspectiva extranjera, la Ford ysus competidores de los Estados Unidos tenían el temor de comercializar autos con inyección de combustible o se estaban reservando para perfeccionar sus sistemas.

La Ford introdujo su inyección de combustible centralizada a gran presión (CFI) en el Versalles de 5 litros equipado con EEC III. El uso se extendió en 1981 hasta el LTD y el Gran Marqués. El modelo 1983 vio la introducción de la inyección multipuntos (MPI) en las aplicaciones de 1.6 litros. Con la introducción del sistema EEC IV en los modelos 1984, la carburación resulto la excepción en lugar de la regla para la Ford. Al entrar a los noventa, los únicos Ford

todavía con equipo de carburadores, fueron paquetes de equipos especiales, como autos policíacos y remolques.

La inyección de combustible ha recorrido un largo camino durante los últimos 20 años, pero su historia se remonta a los primeros días del carburador. Así como las razones mas convincentes para utilizar la inyección de combustible tienen que encontrarse en las desventajas del carburador moderno, la falta de refinamiento y la versatilidad de los antiguos carburadores prepararon el camino parahacer los primeros experimentos con la inyección de combustible. Los orígenes de la inyección de combustible no pueden desligarse dela historia del carburador y la evolución de los combustibles para motor.

La ciencia de la carburación comenzó en 1.795 cuando Robert Street logro la evaporación de la trementina y el aceite de alquitrán de hulla en un motor tipo atmosférico (un motor que trabajan sin comprensión). Pero no fue sino hasta 1.824 cuando el inventor norteamericano Samuel Morey y el abogado de patentes ingles, Erskine Hazard crearon el primer carburador para este tipo de motor. Su método de funcionamiento incluya un precalentado para favorecer la evaporación.

En 1.841 avanzo mas el principio de la evaporación, debido al científico italiano Luigi de Cristoforis, quien construyo el motor tipo atmosférico sin pistones, equipado con un carburador en la superficie, en el cual una corriente de aire se dirigía sobre el tanque de combustible para recoger los vapores del mismo.

De 1.848ª 1.850, estadounidense, doctor Alfred Drake, experimento con los motores de combustión, tratando de utilizar gasolina en vezde gas. En el proceso hizo varios tipos de carburadores.

En 1.860 el inventor del motor Deutz de gas, de 4 tiempos, NikolausAugust Otto, comenzó a experimentar con un motor de combustión que tenia un dispositivo para evaporar combustibles líquidos de hidrocarburos. Otto ensayo el motor con una bencina mineral, pero como no tuvo éxito se concentro en desarrollar y producir motores agas, durante cierto tiempo.

En 1.875 Wilhelm Maybach de la Deutz, fabrica de motores a gas, fueel primero en convertir un motor a gas que funcionara con gasolina.

Fernand Forest, un prolífico mecánico e inventor, ideo y construyo un carburador que incluya una cámara de flotador y una boquilla conrociador de combustible. Esto lo adapto a un nuevo motor que construyo en 1.884.

En 1.885, Otto logro finalmente los resultados que buscaba, con unavariedad de combustibles líquidos de hidrocarburos, incluyendo gasolina y bencina mineral, utilizando un carburador de superficie mejorado.

En otoño de 1.886, Carl Benz mejoro el carburador de superficie al agregarle una válvula de flotador para asegurar un nivel constante de combustible.

En el mismo año, Maybash había inventado y 0robado su propio tipo de carburador con cámara de flotador. Finalmente en 1.892, planeo el carburador con rociador, que se convirtió en la base para todos los carburadores subsecuentes.

El primer carburador de 2 gargantas apareció en 1.901, y fue un invento de un estadounidense llamado Krastin, quien declaraba que formaba consistentemente buenas mezclas, sin importar el flujo masivo de aire.

El primer empleo practico de la inyección de combustible no se llevó a cabo en un automóvil, sino en un motor estacionario. El estadounidense Franz Burger, un ingeniero que trabajaba para la Charter Gas Engine Company, de Sterling, Illinois, desarrolló un sistema de inyección de combustible que empezó a producirse en 1.887. en este sistema, se alimentaba el combustible por gravedad, desde el tanque y entraba al cuerpo inyector a través de una válvula de estrangulación. La boquilla del inyector sobresalía en forma horizontal, entrando al tubo vertical de admisión.

INYECCIÓN DE COMBUSTIBLE ROCHESTER

El uso extendido de la inyección de combustible de Hilbor-Travers en los autos de carreras tipo Indianápolis, influyo sin duda a General Motors y particularmente a Chevrolet en su decisión de desarrollar y producir un sistema de inyección para autos.

En 1952, cuando los autos Indy, casi sin excepción, estaban equipados con inyección de combustible, GM ya era veterano en este campo. El trabajo de investigación en sistemas de inyección en de combustible se inicio en 1948, por el personal de ingeniería de GM juntamente con la División Allison de Indianápolis, quienes se interesaron en eliminar los carburadores en los motores de avión.

Como sucedió con Bosch y Mercedes-Benz, GM optó por la inyección directa a la camara de combustible. Emprendió la conversión de una bomba de inyección de un motor Diesel, agregándole controles de dosificación .

Dentro de la estrecha escala de operación de velocidad de crucero, a toda la potencia de motores de avión, este sistema realizo un trabajo satisfactorio de distribución de combustible; sin embargo el costo de un sistema de inyección directa era demasiado elevado como para utilizarlo en automóviles comunes. Los ingenieros de GM estimaron el costo en ocho veces el costo del sistema con carburador.

Después de un análisis detallado, los ingenieros de GM concluyeron que inyectando en los puertos de admisión en vez de la camara de

combustión, el diseño de la boquilla podría simplificarse bastante.Esto disminuiría el costo del sistema y lo haría más atractivo paraemplearlo en automóviles.

Durante las pruebas iniciales que hicieron los ingenieros de la GM,se determino que al entrar la inyección directa en el puerto no sufría perdida esencial de potencia, en cambio tendría ciertas ventajas: Mientras que el uso de émbolos individuales para cada cilindro proporcionaba una dosificación suficiente y exacta para los motares de avión, tendía a dar resultados muy pobres en motorespara automóvil que funcionaban en vacío y eran conducidos en la ciudad, debido al modelo errático de distribución, que era inherente a este sistema de porcentajes bajos de flujo de combustible.

INYECTOR ELECTRÓNICO BENDIX

El primer sistema de inyección electrónica de combustible para un motor de automóvil impulsado por gasolina, se describió primero a un grupo de ingenieros automotrices, en la reunión anual de la Society of Automotive Engineeers (SAE) en Detroit el 5 de enero de 1957. Robert W Sutton reveló que a fines de 1952, había estado trabajando en este problema en su laboratorio de Eclipse Machine División de la Bendix Corporation en Lockport, Nueva York.

Sutton había solicitado la patente el día 4 de febrero de 1957, presentando 39 reivindicaciones, que efectivamente constituían una cobertura amplia para todas las formas de inyección de combustible aplicado a la electrónica. La patente (No. 2,980,000) le fue otorgada el día 18 de abril de 1961. Bendix aseguro la cobertura dela patente de este sistema en todo el mundo.

Las metas eran: Producir un sistema que se adaptase fácilmente a los motores existentes, con una silueta que permitiera bajar las líneas del cofre y con costos tan bajos que fuese posible producirlo en masa.

La invención básica no era para una pieza en particular de equipo, sino un sistema completo que utilizaba boquillas de inyección de combustible que trabajaban por medio de válvulas controladas por solenoide, en vez de utilizar la presión de combustible contra la carga del resorte.

La introducción de los controles electrónicos surgió por la insatisfacción que originaban los medios mecánicos de dosificación de combustible. “Nuestros ingenieros estaban experimentando con varios sistema de manejo de combustible, pero teníamos problemas para obtener un dispositivo mecánico que actuase del mismo modo a todas las velocidades del motor”, explicó Sutton. “Así que le pregunte a uno de nuestros ingenieros que era radioaficionado, si habría algún modo de aplicar la electrónica para ayudar a controlarel sistema, y me dijo que si lo había.” Sutton informó que el

ingeniero fue directamente a una tienda de aparatos electrónicos y regreso con algunas válvulas electrónicas y varios componentes eléctricos.

LA REVOLUCIÓN ELECTRÓNICA

Aunque el Electrojector Bendix no satisfizo los objetivos de costo del fabricante ni fue aceptado en Detroit, aumentó la fuerza de la revolución electrónica que estaba por llegar. Inevitablemente, la electrónica llegaría a dominar el panorama de la inyección de combustible y revolucionaría los sistemas de encendido e instrumentación.

Inyección electrónica de combustible

El principio de la inyección electrónica de combustibles es muy sencillo. Los inyectores se abren no solo por la presión del combustible que está en las líneas de distr9ibución, sino también por los solenoides accionados por una unidad electrónica de control. Puesto que el combustible no tiene que vencer una resistencia, que no sea las insignificantes pérdidas debidas a la fricción, la presión de la bomba puede fijarse en valores muy bajos, compatibles con los límites para obtener atomización completa con el tipo de inyectores utilizados.

La cantidad de combustible por inyectar, la calcula la unidad de control con base en la información que se le alimenta en relación con las condiciones de funcionamiento del motor. Esta información incluye la presión múltiple, enriquecimiento del acelerador, enriquecimiento s para el arranque en frió, condiciones de funcionamiento en vacío, temperatura ambiente y presión barométrica. Los sistemas trabajan con presión constante e inyección variable sincronizada o flujo continuo.

Comparada con los sistemas de inyección mecánica, la inyección electrónica tiene un impresionante número de ventajas. >Tiene menospartes móviles, no necesita estándares ultraprecisos de maquinado, funcionamiento más tranquilo, menos perdida de potencia, baja demanda de electricidad, no necesita impulsores especiales para la bomba, no tiene requerimientos críticos de filtración de combustible, no tiene sobre voltajes o pulsaciones en la línea de combustible, y finalmente, el argumento decisivo para los fabricantes de autos: Su costo es más bajo. Desafortunadamente, su precio es todavía es muy elevado sui se compara con el carburador.

Aun cuando Bendix no pudo tener éxito en Detroit, el grupo británico Asociated Engineering (AE) sintió que la estructura industrial de Europa y su mercado crearon condiciones diferentes a las que había en América. En 1966 la compañía decidió ofrecer su inyección electrónica de combustible Brico a ciertos fabricantes seleccionados, de autos de gran prestigio y alto rendimiento.

Después de muchas pruebas, Aston Martinhizo opcional el sistema Brico en el modelo DB6 Mark II de 1969. La potencia y el convertidor de par se mantuvieron sin cambios apartir de los motores Vantage con la misma relación de compresión 9.4:1 y carburadores Weber triples, de dos gargantas:330 hp a 5750 rpm, 397.3 Nm de convertidor de para 4500 rpm. Aunque fueron pocos clientes los que compraron la versión de inyección de combustible, la siguieron ofreciendo durante la producción del motor de seis cilindros y cuatro litros (hasta 1975).El sistema Brico de AE presenta como novedad la distribución sincronizada de combustible a los puertos, con válvulas accionadas por solenoides cuya duración de apertura-regida por pulsos eléctricos desde la unidad de control - determinaba la cantidad de combustible a inyectar. La unidad de control electrónico se hacía en dos secciones, por un lado un generador de pulso y por el otro una computadora y un discriminador combinados utilizando transistores y circuitos impresos.

Los cálculos para dosificar el combustible estaban basados en mediciones de presión absoluta del múltiple y temperatura del aire de combustión. Las boquillas se conectaban en paralelo a través de una línea en forma de anillo, e inyectaban en una forma de roció deforma cónica a los puertos de entrada. Una bomba impulsada por el motor suministraba combustible a la taza del flotador. Esta taza aseguraba un suministro constante a la bomba de alta presión activada eléctricamente, que mantenía el combustible circulando en línea en forma de anillo, a una presión inferior a 25 psi.

LA INYECCIÓN DE COMBUSTIBLE:

Es un sistema de alimentación de motores de combustión interna, alternativo al carburador en los motores de explosión, que es el que usan prácticamente todos los automóviles europeos desde 1990, debidoa la obligación de reducir las

emisiones contaminantes y para que sea posible y duradero el uso del catalizador a través de un ajuste óptimo del factor lambda.

En los motores de gasolina actualmente está desterrado el carburador en favor de la inyección, ya que permite una mejor dosificación del combustible y sobre todo desde la aplicación del mando electrónico por medio de un calculador que utiliza la información de diversos sensores colocados sobre elmotor para manejar las distintas fases de funcionamiento, siempre obedeciendo las solicitudes del conductor en primerlugar y las normas de anticontaminaciónen un segundo lugar.

Diferencias entre la carburación y la inyecciónEn los motores de gasolina, la mezcla se prepara utilizando un carburador o un equipo de inyección. Hasta ahora, el carburador era elmedio más usual de preparación de mezcla, medio mecánico. Desde hace algunos años, sin embargo, aumentó la tendencia a preparar la mezcla por medio de la inyección de combustible en el colector de admisión. Esta tendencia se explica por las ventajas que supone la inyección de combustible en relación con las exigencias de potencia, consumo,

comportamiento de marcha, así como de limitación de elementos contaminantes en los gases de escape. Las razones de estas ventajas residen en el hecho de que la inyección permite ( una dosificación muyprecisa del combustible en función de los estados de marcha y de cargadel motor; teniendo en cuenta así mismo el medio ambiente, controlandola dosificación de tal forma que el contenido de elementos nocivos en los gases de escape sea mínimo.Además, asignando una electroválvula o inyector a cada cilindro se consigue una mejor distribución de la mezcla.También permite la supresión del carburador; dar forma a los conductosde admisión, permitiendo corrientes aerodinámicamente favorables, mejorando el llenado de los cilindros, con lo cual, favorecemos el parmotor y la potencia, además de solucionar los conocidos problemas de la carburación, como pueden ser la escarcha, la percolación, las inercias de la gasolina.

Ventajas de la inyección

Consumo reducidoCon la utilización de carburadores, en los colectores de admisión se producen mezclas desiguales de aire/gasolina para cada cilindro. La necesidad de formar una mezcla que alimente suficientemente incluso alcilindro más desfavorecido obliga, en general, a dosificar una cantidad de combustible demasiado elevada. La consecuencia de esto es un excesivo consumo de combustible y una carga desigual de los cilindros. Al asignar un inyector a cada cilindro, en el momento oportuno y en cualquier estado de carga se asegura la cantidad de combustible, exactamente dosificada.

Mayor potenciaLa utilización de los sistemas de inyección permite optimizar la formade los colectores de admisión con el consiguiente mejor llanado de loscilindros. El resultado se traduce en una mayor potencia especifica y un aumento del par motor.

Gases de escape menos contaminantesLa concentración de los elementos contaminantes en los gases de escapedepende directamente de la proporción aire/gasolina. Para reducir la emisión de contaminantes es necesario preparar una mezcla de una determinada proporción. Los sistemas de inyección permiten ajustar en todo momento la cantidad necesaria de combustible respecto a la cantidad de aire que entra en el motor.

Arranque en frío y fase de calentamientoMediante la exacta dosificación del combustible en función de la temperatura del motor y del régimen de arranque, se consiguen tiempos de arranque más breves y una aceleración más rápida y segura desde el ralentí. En la fase de calentamiento se realizan los ajustes necesarios para una marcha redonda del motor y una buena admisión de

gas sin tirones, ambas con un consumo mínimo de combustible, lo que seconsigue mediante la adaptación exacta del caudal de éste.

Clasificación de los sistemas de inyección.Se pueden clasificar en función de cuatro características distintas:

1.Según el lugar donde inyectan.2.Según el número de inyectores.3.Según el número de inyecciones.4.Según las características de funcionamiento.

 

A continuación especificamos estos tipos:

1.Según el lugar donde inyectan:

INYECCION DIRECTA: El inyector introduce el combustible directamente en la cámara de combustión. Este sistema de alimentación es el mas novedoso y se esta empezando a utilizar ahora en los motores de inyección gasolina como el motor GDi de Mitsubishi o el motor IDE de Renault.

INYECCION INDIRECTA: El inyector introduce eI combustible en el colector de admisión, encima de la válvula dc admisión, que no tiene por qué estar necesariamente abierta. Es la mas usada actualmente.

2.Según el número de inyectores:

INYECCION MONOPUNTO: Hay solamente un inyector, que introduce elcombustible en el colector de admisión, después de la mariposa de gases. Es la más usada en vehículos turismo de baja cilindrada que cumplen normas de antipolución.

INYECCION MULTIPUNTO: Hay un inyector por cilindro, pudiendo serdel tipo "inyección directa o indirecta". Es la que se usa en vehículos de media y alta cilindrada, con antipolución o sin ella.

3.Según el número de inyecciones: 

INYECCION CONTINUA: Los inyectores introducen el combustible de forma continua en los colectores de admisión, previamente dosificada y a presión, la cual puede ser constante o variable.

INYECCION INTERMITENTE: Los inyectores introducen el combustiblede forma intermitente, es decir; el inyector abre y cierra segúnrecibe ordenes de la centralita de mando. La inyección intermitente se divide a su vez en tres tipos:

SECUENCIAL: El combustible es inyectado en el cilindro con la válvula de admisión abierta, es decir; los inyectores funcionan de uno en uno de forma sincronizada.

SEMISECUENCIAL: El combustible es inyectado en los cilindros de forma que los inyectores abren y cierran de dos en dos.

SIMULTANEA: El combustible es inyectado en los cilindros por todos los inyectores a la vez, es decir; abren y cierran todos los inyectores al mismo tiempo.

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4.Según las características de funcionamiento:

INYECCIÓN MECANICA (K-jetronic)INYECCIÓN ELECTROMECANICA (KE-jetronic)INYECCIÓN ELECTRÓNICA (L-jetronic, LE-jetronic, motronic, Dijijet, Digifant, etc.)

Todas las inyecciones actualmente usadas en automoción pertenecen a uno de todos los tipos anteriores.

 

Historia de los sistemas de inyección de gasolina del fabricante Bosch

1912.- Primeros ensayos de bombas de inyección de gasolina basada en las bombas de aceite de engrase.

1932.- Ensayos sistemáticos de inyección de gasolina para motores de aviación.

1937.- Aplicación en serie de la inyección de gasolina en motores de aviación.

1945.- Primera aplicación en serie de la inyección de gasolina en vehículos a motor.

1951.- Sistemas de inyección de gasolina para pequeños motores de dos tiempos.

1952.- Sistemas de inyección de gasolina para motores de 4 tiempos para vehículos, en serie a partir de 1954.

1967.- Primer sistema electrónico de inyección de gasolina D-Jetronic.

1973.- Inyección electrónica de gasolina L-Jetronic          Inyección electrónica de gasolina K-Jetronic.

1976.- Sistemas de inyección de gasolina con regulación Lambda.

1979.- Sistema digital de control del motor Motronic.

1981.- Inyección electrónica de gasolina con medidor de caudal de airepor hilo caliente LH-Jetronic.

1982.- Inyección continua de gasolina con control electrónico KE-Jetronic.

1987.- Sistema centralizado de inyección Mono-Jetronic.

1989.- Control digital del motor con dispositivo de control de la presión del colector de admisión Motronic MP3.

1989.- Control digital del motor con ordenador de 16 bit, Motronic M3.

1991.- Gestión del motor mediante CAN (Controller Area Network), sistema de bus de alta velocidad para acoplar las diferentes centralitas.

Ventaja y desventaja sistema de inyeccion

-         Menores residuos contaminantes en losgases de escape.

  Estas ventajas se deben, principalmente, a queen la inyección electrónica, se tienen en cuentatodas las condiciones de funcionamiento que se

presentan en el motor, para procurar laalimentación del combustible. El sistema deinyección permite adaptar la alimentación de

combustible a al condiciones de funcionamiento delmotor en forma aun mas precisa que el mecánico. Enel se toman en cuenta una serie de factores de

gran importancia en el logro de la potencia optimadel motor.

  En ensayos realizados, la inyección electrónicapermite un ahorro de combustible del 11 al 16 porciento con respecto a un motor a carburador. Lossistemas de inyección electrónica trabajan deforma tan precisa que garantizan la exactitud

necesaria para cumplir la mas severasreglamentaciones anti-contaminación que rigenen muchos países, en lo que respecta a la

preparación de la mezcla, y una mejor calidad delos gases de escape  y mejor comportamiento en

marcha caliente y en las transiciones.