Inyección Multipunto de Combustible
MPFI (Multi Point Fuel Injection)
Nicole Castromán Luciana Farías Valentín Martinotti Franco Viviano
Sistemas Anteriores
En un sistema SI (nafta), la mezcla aire-combustible es preparada fuera del motor, en el carburador.
El flujo de aire, controlado por el acelerador, determina la cantidad de combustible que se incorpora al aire, debido al efecto Venturi.
El carburador es de diseño complejo, dado que la relación A/F varía según las condiciones de operación del motor.
Es deseable obtener la mezcla completamente vaporizada en el cilindro para una combustión apropiada.
Desventajas de los carburadores
● Gran emisión de gases contaminantes
● Presencia de partes móviles: efecto negativo en el rendimiento de la combustión.
● En caso de formación de hielo, esta puede afectar la combustión.
● Relación A/F puede variar entre cilindros.
● Sus características constructivas (conductos, cambios de dirección, válvulas) restringen el flujo y
disminuyen la eficiencia volumétrica.
Últimas tendencias exigen emisiones más limpias, consumos de combustible más económicos y mejores tiempos de reacción, lo que volverían a los
carburadores demasiado complejos.
En motores utilizados en vehículos, la relación A/F debe variarse en función de las condiciones de operación, dependiendo de si se quiere máxima economía o máxima potencia.
En motores SI: 7 < A/F < 20
Objetivos
● Mejorar emisiones
● Maximizar potencia
● Mejorar eficiencia del combustible
● Capacidad de uso de
combustibles alternativos
● Disminuir costos iniciales y de mantenimiento
● Capacidad de diagnóstico
● Permitir ajustes del funcionamiento
● Confiabilidad
Inyección Multipunto de Combustible
● El combustible es inyectado individualmente en cada cilindro en forma indirecta, en el puerto de admisión, antes de la válvula de admisión: esto asegura una buena mezcla del aire con el combustible previo al ingreso a la cámara de combustión.
● Cada cilindro cuenta con su propio inyector electrónico que atomiza el combustible a alta presión (40-60 psi) en el múltiple de admisión, bajo comando de la unidad de control del motor (ECU, Engine Control Unit)
● Resultado: Mejor balance de potencia entre cilindros, mejor potencia de salida obtenida y mejor respuesta a la aceleración.
Tipos de inyección intermitente
● Secuencial: Inyección sincronizada con la carrera de admisión del cilindro (1 pulso por ciclo, al abrir la válvula de admisión)
● En grupos: Inyección se realiza en pares de cilindros, sin estar asociada a la carrera de admisión de ningún cilindro en particular
● Simultánea: Inyección en todos los cilindros al mismo
tiempo (2 pulsos por ciclo)
Componentes de un sistema MPFI
1. S istema de admisión de aire:
a. Filtro de aire: Elimina partículas, previniendo su ingreso al sistema
b. Sensor de flujo másico: Detecta la masa de aire entrante
c. Cuerpo de aceleración: Controla el aire que ingresa a la cámara de combustión.
Controla la tasa a la que se da la
combustión y, en consecuencia, la
velocidad del vehículo.
Componentes de un sistema MPFI
2. Sistema de suministro de combustible
a. Bomba de combustible: De funcionamiento eléctrico, está ubicada en el tanque de combustible. Controlada por el ECU.
Cuenta con una válvula antirretorno.
b. Sistema de regulación de presión: Consiste de una válvula de espiral y diafragma, cuyo objetivo es mantener la presión del inyector 2.9 kg/cm2 por encima de la presión en el
múltiple de admisión. Cuando esta es superada, el exceso de combustible retorna al tanque.
c. Inyector: De tipo electromagnético. Cuentan con un
solenoide que, al ser energizado por el ECU, atrae el émbolo, elevándolo, y por lo tanto, permitiendo el pasaje de
combustible. La cantidad de combustible inyectado es proporcional al tiempo de energización del solenoide.
Componentes de un sistema MPFI
3. Sistema de control electrónico: Compuesto por varios sensores que
detectan el estado del motor y condiciones de operación, y en base a esto, el ECU controla los demás componentes del sistema.
a. Sistema de control de inyección: Controla momento y duración de la inyección, para crear la mezcla A/F requerida.
b. Sistema de control de velocidad de ralentí: Bajo comando del ECU, una válvula controla el aire de bypass, de acuerdo a la velocidad de ralentí requerida por la carga.
c. Sistema de control de bombeo de combustible: Enciende o apaga la bomba de combustible.
d. Sistema de control de ignición: Controla el tiempo en que se energizan las bobinas de ignición
e. Sistema de control del ventilador del radiador: Controla cuando se enciende el ventilador
Componentes de un sistema MPFI
Funcionamiento
El sistema computarizado calcula la relación A/F que debe ser mezclada y enviada a la cámara de combustión, en base a la
información proveniente de los sensores:
● Temperatura del motor
● Velocidad de giro
● Carga del motor
● Posición del acelerador
● Presión en el cilindro
● Tasa de escape
Sensores en un sistema MPFI
● Sensor de oxígeno: Mide el contenido de oxígeno sin quemar en los gases de escape, para que el ECU envíe señales al altere la apertura y cierre del inyector para mantener la riqueza correcta.
● Sensor de presión del múltiple de admisión: Una alta presión indica que la carga es alta, y que se requiere una mezcla rica. Una presión baja indica una baja carga, y por lo tanto se requiere una riqueza menor.
● Sensor de posición del acelerador: Cuando el acelerador es apretado o aliviado en función del requerimiento de mayor o menor potencia, el ECU hace que la mezcla sea más o menos rica.
● Sensor de temperatura del refrigerante: Permite inferir la temperatura de operación del motor. Si es baja, el ECU enriquece la mezcla para operación en bajas
temperaturas. Si es alta, hace que la mezcla sea menos rica.
Sensores en un sistema MPFI
● Sensor de caudal de aire: Para medir la cantidad de aire entrante, y así calcular la cantidad de combustible necesaria
● Sensor de temperatura de aire de entrada: Dado que el aire frío es más denso que el aire caliente, requerirá más combustible
● Sensor de posición del cigüeñal: Para medir la velocidad de giro del motor, y así el ECU controla parámetros como la inyección de combustible y tiempos de ignición.
● Sensor de velocidad del vehículo
Ventajas de un sistema MPFI
1. Consumo de combustible más eficiente: Como cada cilindro tiene su inyector
individual, este suministra la cantidad justa de combustible que se requiere en cada cilindro.
2. Emisiones: Como el suministro de combustible es más preciso, es menor la cantidad de subproductos nocivos liberados.
3. Mejor rendimiento: Altamente superior al carburador.
4. Facilidad de encendido en bajas temperaturas
5. Mínima diferencia de potencia entregada cilindro a cilindro