 Primera inyección de gasolina
Ciertamente esta no fue la primera inyección de gasolina. Deutz contaba con un motor estacionario en el siglo XIX que utilizaba inyección de gas de alumbrado. Es posible que se haya probado en algún motor
de avión. El principio de la inyección de combustible se conoce al menos desde que Rudolf Diesel lo mencionó en su patente de 1882.
Bomba de dos filas de cilindros (Porsche 917)
La inyección de gasolina es una derivación de la inyección diésel. Existen bastantes similitudes, aunque en la bomba de inyección casi todo está al revés. Las tolerancias son muy estrechas, pero el principio
de diseño no es particularmente complejo. El árbol de levas propio de la bomba acciona los elementos de la bomba a través de empujadores de rodillos y está conectado al cigüeñal con una relación de 2:1, la
misma que a la del árbol de levas de un motor.
Las estrictas tolerancias probablemente son más importantes para el Mercedes 260 Diesel, lanzado casi simultáneamente, con sus pequeñas cantidades de inyección. En este motor de avión, hablamos de 3
litros de cilindrada por cilindro, con las correspondientes grandes cantidades de inyección. En este caso, una tolerancia de 100 ml en la inyección, por ejemplo, es menos significativa.
Para presurizar el combustible sin pérdidas significativas, siempre se ha requerido una holgura del pistón de entre 1/100 y 1/1000 mm (¿o incluso menos?), lo que representaba un desafío técnico para la
época. Si bien se producen fugas, estas se eliminan mediante la lubricación adicional con aceite y las correspondientes ranuras de circulación. En general, debe garantizarse una cantidad de inyección
práticamente igual por cilindro en cualquier condición de funcionamiento.
Cuando un pequeño pistón de la bomba se encuentra en su punto muerto inferior (PMI), se abren por encima de él un orificio de entrada y otro de salida por los que fluye el combustible hacia la cámara de la
bomba. Mediante levas y empujadores, el pistón se mueve hacia el punto muerto superior (PMS) y, en algún momento, cierra los dos orificios. A partir de ese momento, el combustible sólo tiene una salida: la
superior, con un conducto hacia la boquilla del cilindro correspondiente.
La inyección directa no necesariamente tiene que combinarse con una alta presión de inyección. Antes de la carrera de compresión, está la carrera de admisión, lo que simplemente significa presión negativa.
Una cierta presión en la línea de inyección sólo es necesaria para la atomización por la contrapresión de las boquillas. En comparación con un motor diésel, existen grandes diferencias tanto en la presión
como en el momento de la inyección.
| Las levas garantizan la misma carrera de trabajo de los elementos de la bomba. |
Para comprender cómo se pueden inyectar diferentes cantidades de combustible, hay que observar el final del ciclo de inyección. Podría pensarse que el pistón de la bomba suministra combustible hasta el
punto muerto superior (PMS). Sin embargo, no es así, ya que existe una ranura circunferencial descendente conectada hidráulicamente a la cámara de la bomba. Por lo tanto, el suministro finaliza cuando
esta ranura alcanza el orificio de entrada o salida.
| La carrera de entrega efectiva varía. |
Por lo tanto, el inicio de la alimentación es siempre el mismo, mientras que el final varía. La cantidad alimentada y, por lo tanto, también la inyectada, depende de la posición de giro de los pistones de la
bomba. No sólo se mueven constantemente del PMI al PMS y viceversa, sino que también giran simultáneamente cuando se necesita una inyección de combustible ligeramente mayor o menor.
La rotación combinada de los pistones de la bomba no es tan directa con el pedal del acelerador como con un motor diésel. El motor diésel también tiene suficiente exceso de aire para soportar múltiples
inyecciones inmediatas. Un motor de gasolina podría apagarse durante el funcionamiento debido a las bujías húmedas si se enriquece repentinamente a una proporción aire-combustible determinada, lo cual
no es precisamente ideal para un vehículo, y mucho menos para un motor de avión.
Sin embargo, los orificios de entrada y salida en la parte inferior no permanecen abiertos durante todo el movimiento inverso del elemento de bombeo. Al igual que la cámara de bombeo se cerraba al ascender
para generar presión, ahora también estaría cerrada. Esto se evita mediante una válvula de retención en la transición a la línea de inyección. Esta válvula mantiene la presión en esta línea hasta que se
bombea combustible nuevamente.
Cabe destacar una característica especial de este motor. El recorrido de la barra de control desde el ralentí hasta la carga máxima es particularmente corto. Esto hace que el importante borde de control
inferior sea tan pronunciado que solo sería necesario en un lado del pistón de la bomba, que es bastante grande debido al caudal. Sin embargo, esto podría generar una carga de presión unilateral, por lo que
se ubica un segundo borde de control con una geometría que no es crítica para el caudal en el otro lado.
La cremallera se mueve mediante la presión de una bomba de aceite. El movimiento se controla mediante una cámara de enriquecimiento doble y una cámara de altura simple, ambas fabricadas con chapa
metálica de paredes delgadas. Mientras que la primera está prácticamente vacía de aire, la segunda absorbe continuamente la presión del aire ambiente. Para compensar también el grado de
sobrealimentación, ambas funcionan en una cámara con presión de sobrealimentación. Por lo tanto, el movimiento de la cremallera depende de la presión atmosférica reinante, la altitud de vuelo y la presión
de sobrealimentación.
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