Carburador

El carburador es el dispositivo que hace la mezcla de aire-combustible en los motores de gasolina. A fin de que el motor funcione más económicamente y obtenga la mayor potencia de salida, es importante que la gasolina esté en las mejores condiciones. A fin de hacer una mezcla óptima de aire-combustible, el carburador usará varias técnicas.

Construcción y operación del carburador

El carburador posee una división donde la gasolina y el aire son mezclados y otra porción donde la gasolina es almacenada (cuba). Estas partes están divididas pero están conectadas por la tobera principal.

La relación de aire-combustible es determinante del funcionamiento del motor. La clave es que el aire debe ser frío para que este rendimiento se haga.

En la carrera de admisión del motor, el pistón baja dentro del cilindro y la presión interior del cilindro disminuye, aspirando aire desde el purificador, carburador y colector de admisión fluyendo hasta el cilindro. Cuando este aire pasa a través de la porción angosta (venturi) del carburador, la velocidad se eleva, luego aspira la gasolina desde la tobera principal. Esta gasolina aspirada es soplada y esparcida por el flujo de aire y es mezclada con el aire.

Esta mezcla aire-combustible es luego aspirada dentro del cilindro. La cantidad de aire es controlada por la válvula de aceleración conectada al pedal del acelerador, determinándose así la cantidad de gasolina aspirada.

Construcción y operación del carburador

EI carburador opera básicamente con el mismo principio de un pulverizador de pintura. Cuando el aire es soplado, cruzando el eje de la tubería pulverizadora, la presión interior de la tubería cae. El líquido en el pulverizador es por consiguiente aspirado dentro de la tubería y atomizado cuando es rozado por el aire. Mientras mayor sea la rapidez del flujo de aire que atraviesa la parte superior de la tubería de aspiración, mayor es la caída de presión en esta tubería cae y una mayor cantidad de líquido es aspirada dentro de la tubería.

Venturi

Se conoce como venturi: La parte diseñada de la garganta del carburador que se estrecha y se ensancha,

El aire al pasar por el venturi, obedeciendo una ley física, aumenta de velocidad y con ello baja la presión.

Ahora bien, existen diferentes tipos de carburador; y aunque todos tienen el mismo objetivo, necesito describirlos, para poder entender como funcionan.

Tipos de carburadores

Carburador de 1 garganta. Este tipo de carburador; son de uso frecuente en motores de 4 y 6 cilindros; tienen una taza del flotador, un venturi, un papalote ahogador, y un papalote (mariposa) del acelerador.

Carburador de 2 gargantas. Este tipo de carburador, son de uso frecuente en motores de 4 y 6 cilindros, producen mas potencia que el de 1 garganta, pero aumenta el consumo de gasolina.

Este carburador esta compuesto de un papalote ahogador que cubre los dos venturis, lleva dos papalotes (mariposas) de aceleración articulados en la misma flecha (eje), y una taza del flotador común para ambas gargantas.

Carburador progresivo de 2 gargantas. Este tipo de carburador está compuesto de dos papalotes de ahogador y de dos papalotes (mariposas) de acelerador, es de uso frecuente en motores de 4 y 6 cilindros, funciona como un carburador sencillo, pero al pisar exigiendo al acelerador, se libera el seguro del otro papalote aumentando la potencia del motor.

Dicho de otra manera; a baja velocidad solo se utiliza el venturi primario; cuando el primario no da la suficiente potencia, se abre el papalote del venturi secundario.

Carburador de 4 gargantas. Este carburador de uso frecuente en motores de 8 cilindros, funciona de la misma manera, que el progresivo de 2 gargantas, podríamos decir que son dos carburadores unidos en uno solo.

Funcionamiento del carburador

El objetivo del carburador es conseguir la mezcla de aire-gasolina en la proporción adecuada según las condiciones de funcionamiento del automóvil. El funcionamiento del carburador se basa en el efecto venturi que provoca que toda corriente de aire que pasa por una canalización, genere una depresión (succión) que se aprovecha para arrastrar el combustible proporcionado por el propio carburador. La depresión creada en el carburador dependerá de la velocidad de entrada del aire que será mayor cuanto menor sea la sección de paso de las canalizaciones.

Si dentro de la canalización tenemos un estrechamiento (difusor o venturi) para aumentar la velocidad del aire y en ese mismo punto se coloca un surtidor comunicado a una cuba con combustible a nivel constante, la depresión que se provoca en ese punto producirá la salida del combustible por la boca del surtidor que se mezclara con el aire que pase en ese momento por el estrechamiento, siendo arrastrado hacia el interior de los cilindros del motor.

Principio de funcionamiento del carburador

Al ser un carburador un elemento mecánico todo su funcionamiento se basa en la depresión que crean los pistones del motor en su carrera de bajada hacia el PMI. Por lo que vamos a estudiar como se comporta el fenómeno de la depresión en el funcionamiento del carburador:

En un punto hay depresión si en éste reina una presión inferior a otra que se toma como referencia por ejemplo la (presión atmosférica).

Presión atmosférica es la presión que ejerce el aire de la atmósfera sobre los cuerpos y objetos. La unidad de la presión atmosférica es la "atmósfera", equivalente a 760 mm. de columna de mercurio o a 1 Kg./cm2 aproximadamente.

Si en dos puntos (figura superior) hay distinta presión y están comunicados entre si mediante una tubería, el aire irá al punto de mayor presión al de menor presión. El segundo punto estará en depresión respecto al primero.

Cuando el motor está parado todos los puntos están a la misma presión (presión = presión atmosférica), con lo que no hay movimiento, ni aspiración de aire o mezcla de combustible.

Cuando el pistón realiza su recorrido descendente en el tiempo de admisión se provoca un vacío en la cámara de combustión, por lo que la presión absoluta en la misma será muy inferior a la atmosférica; es decir habrá una gran depresión. Esta depresión se transmitirá a través de la tubería de admisión al carburador y hacía el exterior, lo que motivará la entrada en funcionamiento del carburador proporcionando gasolina que se mezclara con el aire que entra debido a la depresión, formando la mezcla de aire-combustible que después se quemara en el interior de la cámara de combustión del motor.

La depresión se transmitirá tanto mejor cuanto menos obstáculos encuentre en su camino. Si la mariposa del carburador está cerrada, ésta actuará como una pared respecto a la misma, por lo que encima de ella la depresión será muy pequeña, es decir, la presión será prácticamente igual a la atmosférica.

Por debajo sin embargo, la depresión será muy elevada, aproximadamente entre 600 y 800 gr/cm2.

A medida que se va abriendo la mariposa, la depresión se transmite a la zona del difusor, disminuyendo la misma en la zona por debajo de la mariposa.

Si aumentamos la sección de paso (abriendo la mariposa), el caudal de aire que pasará será mayor y la depresión en el difusor será también mayor por lo que arrastrara mas gasolina del surtidor hacia los cilindros.

Mezcla Aire-Combustible.

Es la mezcla alre-gasolina que una vez introducida en las cámaras de combustión, combustiona y se expansiona aprovechándose dicha expansión para, a través de pistones y transmisión, impulsar el vehículo.

La mezcla combustible está compuesta por gasolina (combustible) y aire (comburente).

La energía química de la combustión se obtiene al quemarse el combustible. Luego, sin combustible (sólo con aire) no puede haber combustión. Asimismo es necesaria la presencia de aire para que esta combustión pueda llevarse a cabo. Luego para que la combustión se realice, es necesario que haya una correcta dosificación de aire y combustible.

Condiciones requeridas para la mezcla de combustible

La mezcla aire-combustible es la misión de la carburación que consiste en la unión intima del combustible con su comburente (aire). Esta unión determina la mezcla gaseosa de aire-combustible que se quema en el interior de los cilindros. El combustible mas empleado en la alimentación motores con carburador es la gasolina.

Para que la combustión se realice en perfectas condiciones y con el máximo rendimiento del motor, la mezcla aire-combustible que llega a los cilindro debe reunir las siguientes condiciones:

Correctamente dosificada: la dosificación exacta de la mezcla viene determinada por la relación estequiométrica (Re) o relación teórica que consiste en la cantidad de aire necesario para quemar una cantidad exacta de combustible. Experimentalmente se ha comprobado que la dosificación 1/15,3 (1 gr de gasolina por 15,3 gr de aire) es la que se combustiona en su totalidad.

Por consiguiente será conveniente que la mezcla combustible suministrada al motor sea de 1/15,3 (r = 1).

La dosificación de combustible tiene unos límites que los marca el llamado "limite de inflamabilidad", esta limitación viene cuando la dosificación de la mezcla llega a un punto que la mezcla ya no combustiona, bien por exceso de gasolina (excesivamente rica) o por defecto de gasolina (excesivamente pobre).

- dosificación mínima para ralentí 1/22 (r = 0,7)

- dosificación máxima para arranque en frío 1/4,5 (r = 3,3)

- dosificación para potencia máxima 1/12,5 (r = 1,2)

- dosificación para máximo rendimiento 1/18 (r = 0,85)

La relación estequiométrica (Re) para los combustibles empleados en motores de explosión es:

Finamente pulverizada o vaporización: es una de las características principales de los combustibles empleados en los motores con carburador. La vaporización del combustible durante la carburación se consigue en dos fases:

- En la primera fase, con una eficaz pulverización de combustible a nivel del surtidor, cuando este sale en finas gotas que se mezcla rápidamente con el aire.

- En la segunda fase, durante la admisión, debido al calor cedido por los colectores y cilindro, cuando el motor trabaja a su temperatura de régimen. La vaporización se completa durante la compresión de la mezcla, al absorber ésta el calor desarrollado por la transformación de la energía aportada por el volante.

Homogeneidad: La mezcla en el interior del cilindro debe ser homogénea en toda su masa gaseosa, para que la propagación de la llama sea uniforme, lo cual se consigue por la turbulencia creada a la entrada por la válvula de admisión y por la forma adecuada de la cámara de combustión.

Repartición de la mezcla: la mezcla debe llegar en las mismas condiciones e igual cantidad a todos los cilindros para cada régimen de funcionamiento, con el fin de obtener un funcionamiento equilibrado del motor. Como el dimensionado de las válvulas y el grado de aspiración en los cilindros deben ser idénticos, la igualdad en el llenado se consigue con unos colectores de admisión bien diseñados e igualmente equilibrados. De este modo la velocidad de la mezcla al pasar por ellos es la misma para todos los cilindros. A veces es necesario disponer varios carburadores para un llenado correcto de los cilindros, como ocurre en los motores de altas prestaciones o de muchos cilindros.

Inyección de Gasolina.

Diferencias entre la carburación y la inyección.

En los motores de gasolina, la mezcla se prepara utilizando un carburador o un equipo de inyección. Hasta ahora, el carburador era el medio 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 muy precisa del combustible en función de los estados de marcha y de carga del motor; teniendo en cuenta así mismo el medio ambiente, controlando la 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 conductos de admisión, permitiendo corrientes aerodinámicamente favorables, mejorando el llenado de los cilindros, con lo cual, favorecemos el par motor y la potencia, además de solucionar los conocidos problemas de la carburación, como pueden ser la escarcha, la percolación, las inercias de la gasolina.

Principales ventajas de la inyección de gasolina.

Consumo reducido

Con 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 al cilindro 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 potencia

La utilización de los sistemas de inyección permite optimizar la forma de los colectores de admisión con el consiguiente mejor llenado de los cilindros. El resultado se traduce en una mayor potencia específica y un aumento del par motor.

Gases de escape menos contaminantes

La concentración de los elementos contaminantes en los gases de escape depende 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 calentamiento

Mediante 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 se consigue mediante la adaptación exacta del caudal de éste.

Clasificación de los sistemas de inyección de Gasolina.

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.

Según el lugar donde inyectan.

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

Inyección indirecta: El inyector introduce el combustible en el colector de admisión, encima de la válvula de admisión, que no tiene por qué estar necesariamente abierta. Es la más usada actualmente.

Según el número de inyectores.

Inyección Monopunto: Hay solamente un inyector, que introduce el combustible 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.

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

Según el número de inyecciones.

Inyección 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.

Inyección intermitente: Los inyectores introducen el combustible de forma intermitente, es decir; el inyector abre y cierra según recibe órdenes de la centralita de mando. La inyección intermitente se divide a su vez en tres tipos:

1. Inyección 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.

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

3. Inyección 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.

Según la característica de funcionamiento.

Inyección Mecánica. Inyección electromecánica. Inyección electrónica.

Historia de los sistemas de inyección de gasolina.

La historia de la inyección de combustible se remonta al siglo XIX.

N.A. Otto y J.J.E. Lenoir presentaron motores de combustión interna en 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 la mecha estaban sumergidos en la gasolina recipiente debajo de la mecha. Al arrancar el motor, el aire entrante pasaba a través de la mecha, 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 de los 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 la inyección 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, en 1949, 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 presión del 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 varias aplicaciones europeas, incluyendo SAAB, Volvo y Mercedes aunque los encarados de dar servicio al sistema no comprendían totalmente cómo funcionaba, el D-Jetronic persistió y los procedimientos de servicio y diagnóstico del EFI se expusieron a los mecánicos de los Estados 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 por tres generaciones de carburadores controlados electrónicamente. Los sistemas 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 y sus 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 para hacer los primeros experimentos con la inyección de combustible. Los orígenes de la inyección de combustible no pueden desligarse de la 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 vez de gas. En el proceso hizo varios tipos de carburadores.

En 1.860 el inventor del motor Deutz de gas, de 4 tiempos, Nikolaus August 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 a gas, durante cierto tiempo.

En 1.875 Wilhelm Maybach de la Deutz, fabrica de motores a gas, fue el 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 con rociador 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 una variedad 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.

Inyeccion 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 para emplearlo 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 motores para 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 de la 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 controlar el 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 electronica

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 menos partes 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 de forma 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.

Historia de los sistemas de inyección de gasolina de la casa 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 aire por 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.

La crisis

No pretendamos que las cosas cambien si siempre hacemos lo mismo. La crisis es la mejor bendición que puede sucederle a personas y países porque la crisis trae progresos. La creatividad nace de la angustia como el día nace de la noche oscura. Es en la crisis que nace la inventiva, los descubrimientos y las grandes estrategias. Quien supera la crisis se supera a sí mismo sin quedar "superado". Quien atribuye a la crisis sus fracasos y penurias violenta su propio talento y respeta más a los problemas que a las soluciones. La verdadera crisis es la crisis de la incompetencia. El inconveniente de las personas y los países es la pereza para encontrar las salidas y soluciones. Sin crisis no hay desafíos, sin desafíos la vida es una rutina, una lenta agonía. Sin crisis no hay méritos. Es en la crisis donde aflora lo mejor de cada uno, porque sin crisis todo viento es caricia. Hablar de crisis es promoverla, y callar en la crisis es exaltar el conformismo. En vez de esto trabajemos duro. Acabemos de una vez con la única crisis amenazadora que es la tragedia de no querer luchar por superarla.

Albert Einstein