Inyección directa

La inyección directa es un método de alimentación de combustible en el que este se pulveriza directamente en la cámara de combustión del motor, sobre el pistón, en lugar de en el conducto de admisión aguas arriba de las válvulas. En los motores de gasolina la técnica se etiqueta a menudo como GDI, FSI, TSI o similares; en los diésel, donde hoy es universal, es sencillamente la forma de introducir el combustible. La motivación es la precisión: al colocar el combustible exactamente donde y cuando se necesita, el motor extrae más trabajo de cada gota y cumple objetivos más estrictos de eficiencia y emisiones.

El contraste se establece con la inyección indirecta o de colector, la disposición más antigua en la que los inyectores pulverizan el combustible en el conducto de admisión, donde se mezcla con el aire entrante antes de pasar junto a las válvulas. La inyección directa, en cambio, emplea una bomba de alta presión accionada por el árbol de levas para elevar la presión del combustible hasta muchas decenas o incluso centenas de bar, muy por encima de los pocos bar de un sistema de colector, y un inyector preciso de solenoide o piezoeléctrico montado en la culata lo entrega como un cono finamente atomizado directamente en la cámara. La gestión del motor puede dividir esto en varias inyecciones por ciclo y dosificar el instante con una fracción de grado de giro del cigüeñal.

Este control íntimo aporta varias ventajas. Pulverizar combustible líquido en el cilindro enfría la carga entrante al evaporarse, lo que reduce la detonación y permite una relación de compresión más alta, clave para una mayor eficiencia térmica y potencia. La dosificación puede ajustarse con precisión a la carga, y algunos sistemas de gasolina pueden incluso funcionar con una mezcla estratificada muy pobre a carga ligera, concentrando una nube combustible cerca de la bujía mientras el resto del cilindro contiene exceso de aire. El resultado suele ser más potencia y par para una cilindrada dada, junto con un menor consumo, razón por la cual la inyección directa sustenta el moderno motor de gasolina turbo de cilindrada reducida.

El planteamiento no carece de inconvenientes. Como el combustible ya no baña la cara posterior de las válvulas de admisión, con el tiempo pueden acumularse depósitos de carbonilla y aceite que a veces obligan a una limpieza con cáscara de nuez molida o por vía química para restaurar el flujo de aire. Los motores de gasolina de inyección directa también tienden a producir más partículas finas que los de inyección indirecta, lo que ha llevado a montar filtros de partículas de gasolina para cumplir los límites de emisiones. Los componentes de alta presión y las tolerancias ajustadas de los inyectores encarecen el conjunto y exigen un combustible limpio.

La inyección directa es una expresión de la inyección electrónica de combustible, pues comparte los sensores, la centralita y la estrategia en lazo cerrado de cualquier sistema EFI moderno, y muchos motores de gasolina recientes combinan ambas, usando inyectores de colector y directos a la vez para sumar las virtudes de cada una. En el ámbito diésel se materializa mediante el sistema common-rail, donde un raíl de alta presión compartido alimenta inyectores de control electrónico para una combustión silenciosa, eficiente y de bajas emisiones.