La inyección diésel, así como los inyectores diésel en un motor, son el componente más complejo de un vehículo y ha sido objeto de una gran cantidad de experimentación; en cualquier motor particular, puede estar situado en una variedad de lugares.
El inyector tiene que ser capaz de resistir la temperatura y la presión dentro del cilindro y todavía entregar el combustible en una fina niebla. Obtención de la niebla que circula en el cilindro de modo que se distribuye de manera uniforme también es un problema, por lo que algunos motores diésel emplean válvulas de inducción especiales, también cámaras de precombustión así como otros dispositivos para agitar el aire en la cámara de combustión o de otra manera mejorar el proceso de encendido y combustión.
Cuando un motor diésel es frío, el proceso de compresión no puede elevar el aire a una temperatura lo suficientemente alta como para encender el combustible.
Una gran diferencia existe entre un motor diésel y un motor de gas, esto radica en el proceso de inyección. Un sistema para inyección de puerto introduce combustible justo antes de la carrera de admisión (fuera del cilindro). Un carburador mezcla el aire y el combustible mucho antes de que el aire entre en el cilindro.
En un motor de automóvil, por lo tanto, el combustible en su totalidad se carga al interior del cilindro durante la carrera de admisión y luego se comprime. La compresión de la mezcla de combustible / aire limita la relación de compresión del motor - si se comprime el aire en exceso, la mezcla de combustible / aire se inflama espontáneamente y hace que llamar. Porque hace que el calor excesivo, golpes pueden dañar el motor.
Los motores diésel utilizan la inyección directa de combustible, es decir el combustible diésel se inyecta directamente en el cilindro. Actualmente, el motor diésel es algo necesario en el mundo técnico y moderno de hoy en día.
Los motores diésel son sinónimo de fuerza, solidez, ahorro y reducción de contaminación. Al contrario de los antiguos diésel (inyección indirecta), que eran ruidosos y humeantes, la nueva generación (inclusión diésel directa) aporta muchísimas ventajas, por ejemplo: son más silenciosos, limpios, rápidos, seguros y económicos.
El rendimiento fiable y económico del motor diésel, requiere de sistemas con inyectores diésel que trabajen con gran precisión. Con estos sistemas, se inyecta en los cilindros del motor a la presión necesaria y en el momento adecuado la cantidad de combustible requerido para que alcance cierta potencia.
Para conseguir esto, se utilizan diferentes sistemas de introducción diésel, según las necesidades y aplicaciones. Estas son conocidas como “bombas de inyección” o “sistemas de inyección para motores diésel”.
El motor diésel tiene un máximo de revoluciones, que es controlable por la regulación de alimentación del combustible. En las bombas de inyección, hay un dispositivo mecánico electrónico llamado regulador de revolución.
En la inyección diésel directa, el combustible es introducido a muy alta presión directamente en la cámara de combustión. Las bombas inyectoras distribuidoras, con comando por válvulas magnéticas son accionadas por el motor. En el sistema Unit Injector la bomba y la boquilla forman una unidad. Cada cilindro posee un Unit Injector, accionado a través del eje de comando. El combustible pulverizado finamente de modo singular, puede quemar casi por completo.
En este sistema, la presión de inyección, el tiempo de abertura de la válvula magnética y el flujo de la boquilla inyectora, son controlados por la unidad de comando electrónica. El Sistema Unit Pump es muy similar al Unit Injector, pero se distinguen por un pequeño tubo de alta presión que está entre la bomba y la boquilla. Esta última es una de las partes esenciales de todos los sistemas.
El inicio de los dos resortes permite una inyección en dos etapas, un paso para la ansiada pre inyección.
Es importante señalar que, en estos tres sistemas, bombas inyectoras distribuidoras con comando por válvulas magnéticas, Unit Injector y Unit Pump, la presión deseada sólo es alcanzada en alta rotación.
Entre bombas e inyectores diésel está un modulador, denominado Common Rail. Este sistema es similar al del instrumento escocés, la gaita, la bolsa de aire del tocador de éste, corresponde al rail. La presión en el modulador es provocada por una bomba de alta presión, independiente de la rotación del motor. Un inyector diésel con boquilla integrada se ocupa de la inyección de cada cilindro. Además, una válvula magnética dirige la inyección. El volumen inyectado varía entre 2 mm³, que corresponde a una gotita del tamaño de una cabeza de alfiler, hasta 60 mm³, para la inyección principal en automóviles.
En el centro técnico para sistemas de inyección diésel, se trabaja constantemente para que el concepto de motor dominante del diésel continúe siendo un éxito también para el futuro. A través de la realimentación del gas de escape en la faja inferior de la rotación, la emisión de contaminante es reducida aún más. Los vehículos con inyección diésel directa son expertos, más elásticos y cada vez desarrollan más rápido un potencial de desempeño.
En cuanto a lo económico, algo muy considerado en estos tiempos, el diésel viene a ser una primera opción. Los motores diésel con inyecciones directas, son silenciosos, limpios y admiten cargas extremas con mucha economía.
Función Principal de los Inyectores
Uno de los componentes principales del sistema de inyección de combustible, es el inyector. Conocer su función, qué tipos de Inyectores Diésel existen en el mercado y cómo puedes cuidarlos, es fundamental para que le puedas dar mejor vida útil al motor de tu vehículo de carga pesada. Todo motor requiere de que el sistema de inyección de combustible funcione de forma correcta, para esto necesita que el inyector, encargado de pulverizar de manera homogénea el combustible hacia la cámara de combustión, esté en perfecto estado y funcionamiento.
La función primordial de un inyector es entregar combustible al motor. Sin embargo, la complejidad radica en la precisión requerida. El inyector debe:
- Atomizar el combustible: Transformar el combustible líquido en una fina niebla para facilitar la mezcla con el aire. Una buena atomización asegura una combustión más completa y eficiente.
- Dosificar el combustible: Entregar la cantidad precisa de combustible que el motor necesita en cada momento, según las condiciones de conducción y la demanda del conductor. Esto se basa en información proporcionada por la unidad de control del motor (ECU).
- Sincronizar la inyección: Inyectar el combustible en el momento exacto, coordinado con la posición del pistón y la apertura de las válvulas. Una inyección fuera de tiempo puede resultar en una combustión incompleta y pérdida de potencia.
En los sistemas de inyección modernos, controlados electrónicamente, la ECU juega un papel crucial en la gestión de los inyectores. La ECU recibe información de diversos sensores (posición del cigüeñal, temperatura del motor, flujo de aire, etc.) y, basándose en estos datos, determina la duración del pulso de inyección (el tiempo que el inyector permanece abierto) y el momento de la inyección.
Tipos de inyección
Existen dos tipos de inyección: la inyección directa y la indirecta. La diferencia entre ambos tipos de inyección, es que en el sistema la inyección directa (utilizada para motores Diésel), se inyecta el carburante en la cámara de combustión, mientras que los sistemas de inyección indirecta lo hacen fuera de la cámara de combustión.
Una de las ventajas principales de la inyección directa es que es un sistema más eficiente que la indirecta, ya que ofrece ahorro de combustible y mejora el rendimiento del motor. Esto es posible gracias a que los inyectores diésel de un sistema de inyección directa, están integrados directamente sobre el cilindro, por lo tanto, el combustible que dosifica el inyector entra directamente a la cámara de combustión del motor.
Tipos de inyección directa
Existen dos tipos de inyección directa y se dividen en función del método que utilizan para su funcionamiento:
- Método Common-rail: Este método es un sistema electrónico de inyección de combustible. En este sistema, el carburante del tanque es succionado hacia la bomba de alta presión, la cual lo bombea a alta presión hacia el conducto común, que actúa de acumulador y se encarga de mandar el combustible a los cilindros a través de los inyectores, los cuales están controlados mediante electroválvulas por la unidad de control electrónica (ECU).
- Método Bomba-Inyector: Este método refiere al sistema de inyección en el que cada cilindro dispone de una bomba y de un inyector. La alta presión que se genera directamente en cada cilindro evitando las tuberías y consiguiendo mayores presiones.
Tipos de Inyectores
Aunque el principio básico de funcionamiento es similar, existen diferentes tipos de inyectores, cada uno con sus propias características y aplicaciones:
Inyectores de Gasolina
Los inyectores de gasolina suelen ser de solenoide. Funcionan mediante una bobina electromagnética (solenoide) que, al ser energizada, levanta una aguja y abre el paso al combustible. Existen diferentes tipos:
- Inyectores de un solo orificio: Más antiguos y menos precisos.
- Inyectores de múltiples orificios: Proporcionan una mejor atomización y distribución del combustible.
- Inyectores de chorro dirigido: Diseñados para dirigir el combustible hacia áreas específicas de la cámara de combustión para una mayor eficiencia.
Inyectores Diésel
Los inyectores diésel son más complejos y operan a presiones mucho más altas que los de gasolina. Existen varios tipos:
- Inyectores mecánicos: Utilizados en sistemas diésel más antiguos. La inyección se controla mecánicamente mediante una bomba de inyección.
- Inyectores electrónicos: Controlados electrónicamente por la ECU. Ofrecen mayor precisión y control sobre la inyección. Dentro de estos, encontramos:
- Inyectores Common Rail: El combustible se mantiene a alta presión en un conducto común (rail) y los inyectores se abren y cierran electrónicamente. Son los más comunes en los sistemas diésel modernos.
- Inyectores bomba-inyector: Combinan la bomba de inyección y el inyector en una sola unidad para cada cilindro. Permiten presiones de inyección muy altas.
Averías de los inyectores
Una notable reducción de potencia y un aumento significativo en el consumo de combustible, son señales inmediatas de que hay daños en los inyectores, los cuales están directamente relacionado con las prestaciones y la vida útil del motor, además del consumo de combustible.
En caso de que tu motor se base en el método bomba-inyector, y la avería esté localizada en un solo inyector, sólo habrá que cambiar ese en particular, ya que el resto no estarán afectados. Sin embargo, en los sistemas common-rail, se recomienda reemplazar la totalidad de los inyectores para asegurar la protección y equilibrado del motor.
Síntomas de Fallas en los Inyectores
Un inyector que no funciona correctamente puede causar una variedad de problemas en el motor. Detectar estos síntomas a tiempo puede prevenir daños mayores y costosas reparaciones. Los síntomas más comunes incluyen:
- Pérdida de potencia: Si uno o más inyectores no están entregando la cantidad correcta de combustible, el motor puede perder potencia, especialmente al acelerar.
- Ralentí inestable: Un inyector que gotea o que no cierra correctamente puede causar un ralentí irregular o inestable.
- Aumento del consumo de combustible: Un inyector que gotea o que está sucio puede provocar una combustión ineficiente y, por lo tanto, un mayor consumo de combustible.
- Humo negro por el escape: Indica una combustión incompleta, a menudo causada por una mezcla demasiado rica (exceso de combustible).
- Dificultad para arrancar: Un inyector que no pulveriza correctamente el combustible puede dificultar el arranque del motor, especialmente en climas fríos.
- Testigo de "Check Engine" encendido: La ECU puede detectar problemas con los inyectores y activar el testigo de "Check Engine" en el tablero. Un escáner OBDII puede leer el código de error y ayudar a identificar el problema.
- Olor a combustible: Puede indicar una fuga en un inyector o en las líneas de combustible.
- Tirones o sacudidas al acelerar: Pueden ser causados por un inyector que está fallando intermitentemente.
- Ruidos extraños del motor: En casos severos, un inyector defectuoso puede causar ruidos inusuales en el motor, como golpeteo o traqueteo.
- Fallo del motor: En casos extremos, la falla completa de un inyector puede provocar que el cilindro correspondiente deje de funcionar, resultando en una marcha irregular y una reducción drástica de la potencia.
Es importante tener en cuenta que algunos de estos síntomas pueden ser causados por otros problemas en el motor. Por lo tanto, es recomendable realizar un diagnóstico adecuado para determinar la causa raíz del problema.
Cuándo cambiar los inyectores
En caso de que haya desgaste u oclusión de uno o más inyectores, lo cual se manifiesta cuando el vehículo da tirones y desprende un olor a combustible puro. Si el problema es detectado a tiempo, se puede optar por una limpieza de los inyectores, antes de cambiar definitivamente el o los inyectores dañados. Otra causa para cambiar los inyectores es que el sistema se atasque de forma permanente y quede abierto. En ese caso el vehículo expulsará humo negro y las bujías estarán impregnadas de combustible.
Causas Comunes de Fallas en los Inyectores
Varias factores pueden contribuir a la falla de los inyectores. Entender estas causas puede ayudar a prevenir problemas y prolongar la vida útil de los inyectores:
- Combustible de mala calidad: El combustible contaminado con impurezas, sedimentos o agua puede obstruir los inyectores y dañar sus componentes internos.
- Obstrucción por suciedad y depósitos: Con el tiempo, los inyectores pueden acumular depósitos de carbón y barniz que obstruyen los orificios y dificultan la atomización del combustible.
- Desgaste natural: Como cualquier componente mecánico, los inyectores se desgastan con el tiempo y el uso. El desgaste puede afectar la precisión de la inyección y provocar fugas.
- Daños por calor: La exposición a altas temperaturas puede dañar los componentes internos de los inyectores, especialmente en motores que funcionan a altas revoluciones o en condiciones de sobrecarga.
- Problemas eléctricos: Los problemas en el cableado o en la ECU pueden afectar el funcionamiento de los inyectores electrónicos.
- Corrosión: La humedad y la corrosión pueden dañar los inyectores, especialmente en vehículos que se utilizan en ambientes húmedos o salinos.
- Mala instalación: Una instalación incorrecta de los inyectores puede provocar fugas o daños en los componentes.
- Fallas en otros componentes del sistema de combustible: Problemas con la bomba de combustible, el filtro de combustible o el regulador de presión pueden afectar el funcionamiento de los inyectores.
Cómo evitar el daño de los inyectores y evitar su reemplazo
- Realizar el mantenimiento preventivo y predictivo según los plazos recomendados por el fabricante.
- No apurar el depósito de combustible por debajo de una cuarta parte del estanque. Esto con el fin de evitar que los sedimentos del combustible entren en el circuito.
- Utilizar combustible de calidad y procedencia conocida. En caso de equivocarse, vaciarlo inmediatamente y purgar el circuito.
- Utilizar aditivos limpia-inyectores para prevenir obstrucciones. Utilizar los recomendados por el fabricante.
Mantenimiento Preventivo de los Inyectores
El mantenimiento preventivo es clave para mantener los inyectores en buen estado y prevenir fallas. Las siguientes medidas pueden ayudar a prolongar la vida útil de los inyectores:
- Utilizar combustible de buena calidad: Siempre utilizar combustible de estaciones de servicio confiables y evitar el uso de combustible contaminado.
- Cambiar el filtro de combustible regularmente: Un filtro de combustible limpio ayuda a prevenir la obstrucción de los inyectores. Seguir las recomendaciones del fabricante del vehículo para el intervalo de cambio del filtro.
- Utilizar aditivos limpiadores de inyectores: Los aditivos limpiadores de inyectores pueden ayudar a disolver los depósitos y mantener los inyectores limpios. Utilizar aditivos de buena calidad y seguir las instrucciones del fabricante. Es importante recordar que estos aditivos son una medida preventiva y no solucionarán problemas graves.
- Realizar una limpieza profesional de inyectores: Si se sospecha que los inyectores están obstruidos o sucios, se puede realizar una limpieza profesional en un taller especializado. La limpieza profesional utiliza equipos y productos especiales para eliminar los depósitos de forma segura y efectiva.
- Revisar el sistema de combustible regularmente: Inspeccionar las líneas de combustible, las conexiones y la bomba de combustible para detectar fugas o daños.
- Evitar conducir con el tanque de combustible casi vacío: Conducir con el tanque casi vacío puede provocar que la bomba de combustible aspire sedimentos y contaminantes que pueden obstruir los inyectores.
- Realizar el mantenimiento recomendado por el fabricante del vehículo: Seguir las recomendaciones del fabricante para el mantenimiento del sistema de combustible y los inyectores.
Limpieza de Inyectores: Métodos y Consideraciones
La limpieza de inyectores es un procedimiento importante para mantener su correcto funcionamiento. Existen diferentes métodos de limpieza, cada uno con sus propias ventajas y desventajas:
- Limpieza con Aditivos: Este es el método más sencillo y económico. Consiste en añadir un aditivo limpiador de inyectores al tanque de combustible. El aditivo se mezcla con el combustible y ayuda a disolver los depósitos mientras el motor está en funcionamiento. Es una buena opción para el mantenimiento preventivo, pero puede no ser efectiva para eliminar obstrucciones severas.
- Limpieza con Equipo de Limpieza de Inyectores: Este método implica el uso de un equipo especializado que limpia los inyectores fuera del motor. Los inyectores se conectan al equipo y se les hace circular un líquido limpiador a alta presión. Este método es más efectivo que el uso de aditivos y puede eliminar obstrucciones más severas. También permite verificar el patrón de rociado de los inyectores y detectar posibles problemas.
- Limpieza Ultrasónica: Este es el método más avanzado y efectivo. Los inyectores se sumergen en un baño ultrasónico con un líquido limpiador. Las ondas ultrasónicas crean burbujas microscópicas que implosionan y eliminan los depósitos de forma segura y efectiva. Este método es especialmente útil para limpiar inyectores muy obstruidos o dañados.
Consideraciones importantes al limpiar inyectores:
- Seguir las instrucciones del fabricante del equipo o aditivo limpiador.
- Utilizar un líquido limpiador adecuado para el tipo de inyector.
- Reemplazar los sellos y juntas tóricas de los inyectores después de la limpieza.
- Verificar el patrón de rociado de los inyectores después de la limpieza para asegurarse de que estén funcionando correctamente.
Reemplazo de Inyectores
En algunos casos, la limpieza de los inyectores no es suficiente para solucionar el problema. Si los inyectores están muy desgastados, dañados o corroídos, es necesario reemplazarlos. El reemplazo de los inyectores es un procedimiento más complejo que la limpieza y requiere de herramientas y conocimientos especializados.
Consideraciones importantes al reemplazar inyectores:
- Utilizar inyectores de la misma marca y modelo que los originales.
- Asegurarse de que los inyectores sean compatibles con el sistema de inyección del vehículo.
- Reemplazar todos los inyectores al mismo tiempo para asegurar un rendimiento uniforme.
- Calibrar los nuevos inyectores según las especificaciones del fabricante.
- Verificar el funcionamiento del sistema de inyección después del reemplazo de los inyectores.
Diagnóstico Profesional
Si no está seguro de la causa de los problemas en el motor o si no tiene experiencia en la reparación de automóviles, es recomendable acudir a un taller mecánico especializado para un diagnóstico profesional. Un mecánico cualificado puede diagnosticar el problema con precisión y recomendar la solución más adecuada.
El diagnóstico profesional puede incluir:
- Inspección visual de los inyectores y el sistema de combustible.
- Prueba de presión del sistema de combustible.
- Verificación del patrón de rociado de los inyectores.
- Medición de la resistencia de los inyectores.
- Análisis de los códigos de error del motor.
Con base en el diagnóstico, el mecánico puede recomendar la limpieza, el reemplazo o la reparación de los inyectores.
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