Inyección K Jetronic e inyección KE Jetronic (II)

Funcionamiento de la inyección mecánica continua K Jetronic

Se ve la zona de admisión del motor y los componentes de la inyección K Jetronic:

  • Hay gasolina en el depósito de combustible
  • La gasolina es succionada por una bomba eléctrica, llega al acumulador que asegura suficiente caudal para las diferentes fases de funcionamiento y pasa por el filtro para limpiar la gasolina de impurezas
  • La gasolina limpia y a presión llega a las partes inferiores de las cámaras de inyección del dosificador – distribuidor
  • La presión de gasolina también se deriva por un circuito a la parte superior del pistón de mando
  • Hay una lámina flexible que separa las partes superiores e inferiores de las cámaras de inyección
  • La presión sobre el pistón de mando se controla y ajusta mediante el regulador de presión de mando, en función de la temperatura del motor y depresión en el colector de admisión
  • Desde las partes superiores de las cámaras de inyección parten los conductos a los inyectores, se ve uno completo hasta un inyector, de otro solamente la salida y habrá tantas como inyectores y cilindros
  • La mariposa de gases es accionada mecánicamente desde el acelerador
  • El plato sonda determina el paso de aire según la posición de la mariposa de gases por la succión de los cilindros, su desplazamiento hace moverse al pistón de mando, más o menos según el equilibrio de fuerzas entre el empuje por debajo del plato sonda y por la parte superior de la presión de mando
  • En la entrada exterior de admisión está el filtro de aire
  • Se representa el inyector, que es mecánico al abrir por presión y actúa de forma continua con el motor en marcha
  • Se pone en funcionamiento el motor y se resalta el tiempo de admisión
  • Al acelerar abre la mariposa de gases haciendo que la succión de los cilindros en admisión desplace al plato sonda
  • Este empuja hacia arriba al pistón de mando, más o menos según el valor de la presión de mando sobre él
  • Al subir el pistón de mando pasa más gasolina por su rebaje desde las cámaras inferiores de inyección a las superiores
  • La gasolina en las partes superiores de las cámaras suma su presión a la de los muelles, haciendo que las láminas flexibles tomen forma más o menos cóncava, lo que deja más paso de gasolina a los inyectores
  • Al recibir más presión y caudal de gasolina los inyectores, vemos uno, abre más proporcionalmente a la gasolina que recibe aumentando el caudal inyectado, que irá variando según lo hagan las condiciones de marcha
  • Con el motor funcionando estarán los inyectores abiertos permanentemente, inyección continua

Puesta en marcha del motor en frío:

  • Se dispone de un inyector electromagnético que aporta más gasolina durante la puesta en marcha y se mantiene hasta alcanzar determinada temperatura, es controlado por un termocontacto en el circuito de refrigeración del motor
  • También hay un mando de aire adicional para no enriquecer en exceso la mezcla, está controlado igualmente por el termocontacto y un bimetal de forma que va cerrando progresivamente según toma temperatura el motor
  • La presión de mando también interviene con el motor frío, reduciendo su valor para que suba algo más el pistón de mando y aporten mayor caudal de gasolina los inyectores hasta que el motor se va calentando
Inyección K Jetronic y KE Jetronic (6/10)

 

Con esta inyección mecánica continua K se mejora el control de la proporción aire – gasolina con relación a la carburación, sería más o menos como disponer para cada cilindro de un carburador de un único circuito variable, con mejor capacidad de control y respuesta, la inyección K.

Aun así, en aceleraciones transitorias, sobre todo bruscas, aparecen picos de alteración del dosado que podrían generar secuencias de exceso de gases contaminantes, si fuesen controlados, y también más gasolina de la debida al arrancar en frío, aunque menos que con carburación.

Fase de arranque en frío con inyección K Jetronic

Se ha comentado como se produce el arranque en frío con inyección mecánica continua K Jetronic, a continuación se van a representar los elementos y su actuación:

  • El inyector de arranque en frío es electromagnético, y abre comandado por un termocontacto suministrando gasolina adicional más o menos pulverizada durante la puesta en marcha en frío
  • El mando de aire adicional aporta más cantidad de aire, para compensar la mayor cantidad de gasolina suministrada por el inyector de arranque en frío
  • Su accionamiento es eléctrico con disminución progresiva del aire adicional según se calienta el motor
  • Tras arrancar en frío, la presión de gasolina sobre el pistón de mando se reduce por su regulador, mediante un control termostático variable, así llega más gasolina a los inyectores
  • Al irse calentando el motor, el regulador de presión de mando va aumentando la presión sobre el pistón para equilibrarse con el empuje del plato sonda cuando ya está el motor a temperatura normal de funcionamiento
Inyección K Jetronic y KE Jetronic (7/10)

 

El control de mezcla aire – gasolina durante arranque en frío y calentamiento del motor no es suficientemente preciso, como sucede durante aceleraciones transitorias con el motor caliente.

Ambos aspectos hacen que haya algo de exceso de gasolina en los cilindros disminuyendo la calidad de su engrase, cayendo además parte al cárter que se diluye en el aceite degradándole prematuramente.

Se puede aumentar algo el recorrido entre los cambios de aceite con respecto a la carburación.

Por las directivas anticontaminación la inyección K Jetronic evoluciona a la inyección KE Jetronic

Se ve circulando un automóvil con inyección K Jetronic (Volkswagen Golf GTI):

  • Por el escape salen diversos gases, entre estos algunos contaminantes para los seres humanos por su inhalación
  • Monóxido de carbono CO, óxidos de nitrógeno NOX e hidrocarburos no quemados HC
  • El año 1991, en Europa las directivas anticontaminación aumentan las restricciones de emisión de los tres contaminantes; CO, NOX y HC
  • Incluso con el dosado menos contaminante (15 gramos de aire por uno de gasolina) la emisión de estos gases contaminantes supera lo que permiten las directivas; es necesario incorporar en el escape un sistema que neutralice estos gases antes de salir al exterior; es el catalizador
  • El catalizador utilizado en el motor de gasolina es de tres vías, y hace las funciones de oxidar los CO y HC obteniendo CO2 y H2O (vapor de agua), y reducir los NOX saliendo CO2 y nitrógeno N
  • El catalizador hace estos efectos mediante reacciones químicas de los gases contaminantes con metales preciosos, que se van desgastando, por lo que se ha de tratar de lograr la mayor duración
  • Se hace incorporando en la entrada de los gases de escape antes del catalizador un sensor que mide la cantidad de estos contaminantes, es la sonda lambda o de oxígeno
  • Las informaciones que da la sonda lambda son señales eléctricas, que han de ser interpretadas para poder adaptar la proporción de mezcla, dosado
  • Para poder mejorar su control sobre la mezcla e interpretar las señales de la sonda lambda, la inyección K Jetronic evoluciona a la inyección KE Jetronic, la E indica que se añade control electrónico
  • Esta solución supone mejoras, pero al ser más severas las directivas anticontaminación progresivamente, la respuesta del control electrónico sobre la inyección mecánica continua se muestra insuficiente
Inyección K Jetronic y KE Jetronic (8/10)

 

Los automóviles con inyección K Jetronic incorporaron su evolución a la inyección KE Jetronic para satisfacer las directivas anticontaminación, pero poco tiempo después se comprobó que su control de mezcla tanto en marcha como con el motor frío no era capaz de reducir los suficiente los gases contaminantes y la duración del catalizador, con directivas más estrictas.

Vamos a ver a continuación lo que aporta la inyección KE Jetronic con respecto a la K.

Inyección KE Jetronic

Partimos de la imagen utilizada para explicar los componentes y funcionamiento de la inyección K Jetronic:

  • Se incorpora un calculador electrónico específico
  • El calculador recibe diversas informaciones de funcionamiento del motor, temperatura y RPM son dos de estas
  • En la mariposa de gases se coloca un potenciómetro que informa al calculador de su posición y las aceleraciones demandadas por el pedal del acelerador
  • El accionamiento desde el pedal a la mariposa sigue siendo mecánico
  • El regulador de presión de mando pasa a ser controlado electrónicamente; así en aceleraciones enérgicas, detectadas por el potenciómetro de mariposa, la variación de presión sobre el pistón de mando es progresiva, lo que hace que el plato sonda se desplace más lentamente, aunque está más abierta la mariposa, haciendo más progresiva la aceleración, lo que puede suponer cierta merma de respuesta del motor al acelerar
  • Control electrónico del mando de aire adicional e inyector electromagnético de arranque en frío, mejorando algo el ajuste del dosado al arrancar el motor en frío y durante su calentamiento
  • Incluso con estas aportaciones de control electrónico, pero no de los inyectores ni acelerador, esta inyección KE Jetronic no puede adaptarse a las nuevas directivas anticontaminación más exigentes para proteger al catalizador y es sustituida por otros sistemas de inyección
Inyección K Jetronic y KE Jetronic (9/10)

 

Los sistemas de inyección que si pueden cumplir las directivas se basan en el control electrónico del acelerador, el pedal transmite electrónicamente sus desplazamientos al calculador y este adapta los movimientos de la mariposa y las secuencias de actuación de los inyectores, que son también de accionamiento electrónico; primero todos a la vez, inyección (multipunto) simultánea, después cada uno en su momento, inyección secuencial, más adelante con varias fases de inyección (multi inyección), inyectores piezoeléctricos, combinación de inyección directa e indirecta… y seguirá mientras tenga vida el motor térmico de gasolina.

Implantaciones de inyección K e inyección KE Jetronic

Vamos a ver las implantaciones en cuatro automóviles.

Se ve en cada motor su sistema de inyección K Jetronic; admisión con mariposa y plato sonda, dosificador – distribuidor con el pistón de mando en el centro, cámaras de inyección, salidas de las canalizaciones de inyección e inyectores, uno por cilindro en el colector de admisión, inyección indirecta.

Identificamos en cada coche la posición del motor, ruedas motrices, número de cilindros y disposición y tipo de inyección; inyección K Jetronic, inyección KE Jetronic o las dos según la evolución del automóvil e inyección:

Coche 1 (Audi 100):

  • Motor longitudinal delantero por delante del eje
  • Tracción (delantera)
  • 5 cilindros en línea
  • Inyección K Jetronic y después inyección KE Jetronic
  • Utilizada por Audi (y Volkswagen) en muchos de sus modelos

Coche 2 (Renault 5 TURBO):

  • Motor longitudinal central
  • Propulsión (tracción trasera)
  • 4 cilindros en línea con turbocompresor
  • Inyección K Jetronic
  • Renault utilizó esta inyección en los modelos R30 y R25 V6

Coche 3 (Mercedes 560 SEC):

  • Motor longitudinal delantero
  • Propulsión (tracción trasera)
  • 8 cilindros en V
  • Inyección K Jetronic y después inyección KE Jetronic
  • Utilizaba estas inyecciones Mercedes en muchos modelos

Coche 4 (Volvo 264):

  • Motor longitudinal delantero
  • Propulsión (tracción trasera)
  • 6 cilindros en V
  • Inyección K Jetronic
  • Este motor denominado PRV fue diseñado conjuntamente por Peugeot (604), Renault (30 y 25 V6) y Volvo (264).
  • También lo montaba el DeLorean DMC12 con implantación de motor longitudinal trasero por detrás del eje y propulsión (tracción trasera)
Inyección K Jetronic y KE Jetronic (10/10)

 

De estos modelos, los que siguieron en producción cuando las directivas anticontaminación se hicieron más estrictas, tuvieron que utilizar sistemas de acelerador e inyección electrónica en las evoluciones de sus motores, prescindiendo de la inyección KE Jetronic.

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