Inyector piezoeléctrico

La inyección consiste en aportar combustible lo más pulverizado posible y a la presión adecuada, según el tipo y características del motor, sobre el aire de admisión.

Hay tres sistemas genéricos para controlar la actuación del inyector; inyector mecánico, inyector electrónico y inyector piezoeléctrico (las explicaciones que siguen son didácticas para poder exponer lo mejor posible y en el espacio disponible los conceptos que se quieren transmitir).

Inyector mecánico

Por la parte superior del inyector llega el combustible a presión desde la bomba de alimentación de combustible.

En el interior del inyector está la aguja, que mediante un muelle obtura el canal de salida del inyector en reposo sin presión, inyector cerrado (imagen 1 izquierda).

Cuando la presión de la bomba que llega al inyector supera el tarado del muelle la aguja se levanta y se produce la inyección, que dura el tiempo que se mantenga la presión (imagen 1 derecha), después el muelle empuja la aguja y se cierra el inyector.

Este sistema de inyección se ha utilizado tanto en gasolina (inyección directa mecánica y también en la indirecta continua) como en diésel, bastante más en este último.

Inyector mecánico

Inyector electrónico

En el canal de llegada de presión de la bomba de combustible se intercala una válvula de paso controlada electrónicamente.

Con la válvula cerrada la presión no llega a la parte cónica de la aguja, está el inyector cerrado (imagen 2 izquierda).

Al recibir señal eléctrica, la válvula de paso abre permitiendo que la presión de la bomba de alimentación llegue a la zona inferior de la aguja, superando el tarado del muelle e inyectando el combustible durante el tiempo que dure la señal eléctrica en la válvula de paso (imagen 2 derecha).

Este sistema de inyección se utiliza hace bastantes años en el motor de gasolina.

En el motor diésel de inyección directa el control electrónico independiente de cada inyector es más reciente y es lo que se conoce como “common rail”, con una particularidad, el caudal a inyectar en cada ciclo de inyección se divide en fases abriendo y cerrando el inyector a vertiginosa velocidad para controlar la progresividad de la combustión.

En teoría cuantas más veces se divida la inyección mejor para el rendimiento, en la imagen 2 derecha se han representado cinco fases de inyección, son tantos chorros de combustible que se van inyectado uno tras otro.

Esta posibilidad de multi inyección también se utiliza en motores de gasolina de inyección directa con similares objetivos.

Inyector electrónico

Inyector piezoeléctrico

Ya se ha comentado que si se logra dividir cada ciclo de inyección en más fases, la aportación progresiva del combustible mejora el control de la combustión con beneficios en contaminación, consumo y prestaciones.

El control electrónico de los inyectores tiene ciertos límites en la respuesta de los elementos mecánicos, entre estos los muelles por frecuencia de compresión y extensión.

Una solución es sustituir el muelle por polvo de cristal de cuarzo.

Este material tiene la particularidad de que se expande o contrae proporcionalmente a la señal eléctrica que recibe, con extrema rapidez.

En la imagen 3 izquierda se ve el inyector cerrado, con el polvo de cristal de cuarzo expandido, lo que hace cerrar el inyector piezoeléctrico.

Al variar la señal eléctrica el polvo de cristal de cuarzo se contrae, lo que permite que la presión de combustible levante la aguja y se produzca la inyección, imagen 3 derecha.

Como la respuesta es extremadamente ágil se pueden dar señales eléctricas a un ritmo sumamente rápido dividiendo el caudal de cada inyección en bastantes más fases, en la imagen 3 derecha con el inyector piezoeléctrico abierto se han representado siete, que corresponden a sucesivas aperturas y cierres.

Este tipo de inyector piezoeléctrico se utiliza en gasolina con inyección directa y diésel “common rail”.

Inyector piezoeléctrico

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Un comentario

  1. sebastian giner

    que efectos pueden producir el «chorreo del inyector»
    ¿ porque perfora el pistón?

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