Con la desaparición del carburador comenzó la era del inyector. Así es, tanto vehículos bencineros, como diésel, necesitan del inyector para que entre gasolina a la mezcla en el proceso de combustión.
¿Qué es un Inyector de Auto?
La inyección en un vehículo se compone de una parte electrónica y de los propios inyectores. En la primera, el computador del auto (ECU) establece la cantidad de combustible que entrará a la mezcla y cuándo lo hará. Los inyectores, como tal, son unas válvulas que siguen dichas indicaciones de la ECU.
Los inyectores son unos de los componentes más esenciales en el motor a combustión interna de cualquier vehículo actual. Aunque también se les suele conceder una categoría propia, se les reconoce como integrantes del sistema de combustible (o alimentación) de los propulsores a gasolina y diésel.
A grandes rasgos, este último apartado lo integran el depósito (estanque), las bombas y los dispositivos para el depuramiento del combustible. Al final de este circuito (conocido también como “línea”) se hallan los inyectores, que son las últimas piezas por donde pasa el carburante.
Hasta fines del siglo XX, dicha función la cumplía el carburador, una pieza célebre en la industria automovilística, que tenía un accionamiento puramente mecánico. Sin embargo, la búsqueda de la eficiencia y la reducción de las emisiones contaminantes terminaron convirtiéndolo en una pieza de museo. Al menos en Chile, sobrevivió hasta 2018 en motocicletas de baja cilindrada.
Función Principal de los Inyectores
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.
De acuerdo con STP, los inyectores son válvulas diseñadas para proporcionar la medida “precisa” de combustible a cada cilindro del motor. En los vehículos gasolineros, los inyectores comenzaron suministrándolo en el múltiple (colector) de admisión, lo cual se denominaba “inyección indirecta”. Con el pasar del tiempo, fueron adoptando la fórmula predominante en los diésel, llamada “inyección directa”, pues lo entrega en la mismísima cámara de combustión.
En un motor diésel, los inyectores se ubican a lo largo del riel común (“common-rail”), en la culata o tapa (superior) del motor. Los hay de espiga (tetón), usados por los propulsores más antiguos, que presentaban inyección indirecta, y de orificios, los más comunes en la actualidad.
Entre sus objetivos, están dosificar la cantidad de combustible, así como controlar y preparar su atomización. También es la pieza que, gracias a un sistema de control electrónico, define el radio de la curva de descarga y sella el sistema de inyección.
Al igual que el relé de la bomba de combustible o el solenoide del motor de arranque, los inyectores son actuadores electromagnéticos, que transforman la energía eléctrica en mecánica. Se trata de dispositivos muy particulares, porque son muy robustos para soportar esfuerzos mecánicos y térmicos. Al mismo tiempo, tienen una construcción interna muy cuidada, porque deben ser tremendamente precisos.
Por ejemplo, los inyectores trabajan internamente con presiones cercanas a los 2.000 bar, que sería como cargar un automóvil sobre la uña de una mano. En motores de vehículos pesados funcionando a plena carga, registran caudales de inyección de hasta 350 milímetros cúbicos, el equivalente a 12 gotas de agua. Dado que atraviesa agujeros de 0,25 mm cuadrados de sección en la tobera (boquilla), el combustible toma velocidad 2.000 km/h, según Lucas Diesel.
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.
Buscando la Mezcla Perfecta
La entrega de combustible al motor siempre fue un asunto que desveló a los fabricantes automotrices, en la búsqueda de la mezcla estequiométrica. Este concepto alude a la relación entre la masa de aire y carburante para generar una combustión teóricamente óptima. Para conseguir la oxidación completa del hidrocarburo sin exceso de oxidante residual tras la combustión, es preciso alcanzar el balance exacto.
En el caso de la gasolina, la relación es de 14,7:1. En otras palabras, por cada gramo de combustible se requieren 14,7 gramos de aire. Expresado en volumen, significa que cada litro de combustible requiere para quemarse de 9.500 litros de aire, de acuerdo con el Manual de la Técnica del Automóvil.
Para el diésel, la cifra se reduce a 14,5:1, aunque el principio es absolutamente el mismo. La cifra va variando según las características de cada derivado. Mientras que en un motor a gas natural comprimido (GNC) es de 17,4:1, en uno de etanol se reduce a 6,7:1. De la misma manera, en un propulsor a gas licuado de petróleo (GLP) el guarismo es de 15,63:1.
Su búsqueda no obedece únicamente al rendimiento o el ahorro de combustible, sino que el proceso de tratamiento de los gases de escape. De la mezcla estequiométrica depende, de hecho, la eficiencia del convertidor catalítico. Según el texto de Robert Bosch GmbH, solo así pueden reducirse “en más del 98%” los componentes dañinos generados por el funcionamiento de un motor.
Esta proporción perfecta se representa con la letra griega lambda (“λ”), de ahí la denominación del sensor de oxígeno. Cuando la proporción sea la óptima, este factor adquiere el valor uno (”1”). Cualquier cifra inferior, será considerada como “mezcla rica”. De hecho, la potencia máxima suele alcanzarse cuando el factor oscila entre 0,85 y 0,95.
Si, por el contrario, la cifra supera a 1, habrá una “mezcla pobre”, que presente exceso de aire. En ese escenario, baja la potencia, pero también se reduce el consumo. La misma versión señala que los motores Otto con inyección en el conducto de admisión alcanzan, a potencia constante, su consumo más reducido con entre 20% y 50% de exceso de aire, o sea, cuando el factor ronda entre 1,2 y 1,5.
“El valor máximo alcanzable para λ -el ‘límite de marcha con mezcla pobre’- depende de la construcción del motor y el sistema de preparación de la mezcla.
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.
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.
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
Los inyectores, tras ciclos y ciclos de funcionamiento, sufren cambios de flujo de combustible, temperatura y presión, entre otras variables. 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:
1.- Aditivos
Más de alguna vez oíste sobre los aditivos limpia inyectores, los que vienen en una botella en un formato cercano al ½ litro. Los aditivos se echan en el estanque de combustible y se espera que en la mezcla actúe limpiando los inyectores. Limpia todo lo que esté obstruido de los conductos involucrados.
Una de sus desventajas es que, dependiendo la marca, algunos remueven todo a su paso, lo que podría tapar filtros o los propios inyectores.
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.
2.- Líquido a presión para limpieza de inyectores
Solo se limpia el inyector montado con líquidos a presión; en ese caso la limpieza no pasa por todas las líneas de combustible y solo se enfocan en el inyector. El mayor riesgo es dañar los inyectores por exceso de presión.
Al igual que en el caso de los aditivos, ambas técnicas son un poco invasivas, dado que se pueden dañar aspectos del escape, como los convertidores catalíticos o bien dañar algún sensor de oxígeno.
Si se va a usar cualquiera de esas dos técnicas de limpieza, como te decíamos antes, es bueno hacerlo periódicamente, evitando que se acumulen sedimentos en exceso a lo largo del tiempo.
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.
3.- Limpieza en taller especializado
En estos casos hay que desmontarlos, ya que se llevan a un laboratorio de pruebas donde se ajustan las variables tales como resistencia en la bobina, si hay fugas de líquido, aire o presión, además de cuánto inyecta y su calibración. Lo ideal es que las diferencias entre cada inyector no superen el 10%.
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.
Equipo de Limpieza y Prueba de Inyectores
Dispositivo avanzado para diagnóstico y mantenimiento de inyectores. Permite pruebas de hermeticidad, caudal, goteo, pulsos y pulverización, con simulaciones de aceleración y variación de RPM. Incorpora función de retro-lavado y desagüe automático controlado por electroválvulas.
Características:
- Bomba de alta presión Bosch (6.5 bar) con control electrónico de presión.
- Control automático de amperaje, compatible con cualquier tipo de inyector sin riesgo de daño.
- Pruebas automáticas o programables por el usuario.
- Incluye set de adaptadores para la mayoría de inyectores del mercado.
- Tina ultrasónica de uso pesado (40 kHz) con timer y apagado automático.
- Cuerpo de acero inoxidable para mayor durabilidad.
- Voltaje de alimentación: 220V-60 Hz.
- Incluye líquidos de prueba y limpieza ultrasónica.
Especificaciones Técnicas:
- Fuente de alimentación: CA 220 V ±10 % 50 Hz/60 Hz o CA 110 V ±10 % 60 Hz.
- Potencia de entrada: 230W.
- Potencia del limpiador ultrasónico: 100W.
- Rango de RPM simulado: 100-9900 rpm (incrementos de 100 rpm).
- Rango de tiempo: 60~5400 s (incrementos de 60 s).
- Ancho de pulso: 0,5~25 ms (incrementos de 0,1 ms).
- Capacidad del tanque de combustible: 4000 ml.
- Temperatura de operación: -10℃~+40℃.
- Humedad relativa: <85%.
- Intensidad del campo magnético exterior: <400A/m.
- Requisito de seguridad: No se permite llama abierta a menos de 2 metros.
Notas de Uso:
Seleccione los adaptadores adecuados según el inyector de combustible y coloque una junta tórica apropiada.
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.
El TESTER de presión de inyección es una herramienta esencial para diagnosticar problemas en el sistema de inyección de combustible de un vehículo. Con este dispositivo, los técnicos pueden medir la presión del combustible en el sistema y verificar si se encuentra dentro de los parámetros recomendados por el fabricante. Esto es crucial para garantizar un funcionamiento adecuado del motor y prevenir posibles fallas o averías. Además, el TESTER de presión de inyección también puede ayudar a identificar posibles fugas en el sistema, lo que permite una reparación oportuna y efectiva.
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