Los inyectores y su papel en la combustión

En recientes semanas hablábamos en este espacio del proceso de combustión que se da en el motor y que desencadena los movimientos en pistones y cigüeñal para dar movimiento al vehículo.

Pues este proceso no sería en absoluto posible si a la cámara de combustión no llega la cantidad correcta de combustible para que reaccione en la mezcla con el aire y, ante la chispa de la bujía o la compresión en el motor diésel, se encienda y haga explosión.  Y para que este combustible llegue en el momento correcto y la cantidad precisa, en los vehículos modernos es fundamental el trabajo de los inyectores.

Estos elementos tienen la tarea de entregar en cada cilindro la cantidad precisa de combustible en un momento determinado de la carrera del pistón, para alimentar la mezcla y generar la combustión. Esta entrega de combustible tiene dos condiciones. La primera es que debe llegar lo más pulverizado posible, es decir las gotas deben ser muy finas para que así mucha más superficie del combustible pueda mezclarse con el aire (oxígeno) que llega al cilindro y la combustión sea más eficaz. La segunda característica de esta labor es que debe hacerse en el momento correcto de los ciclos de combustión.

Los inyectores funcionan como una especie de electroválvulas y están en capacidad de abrirse y cerrarse cientos de veces, accionados por un pulso eléctrico,  durante cada ciclo llevando ese combustible pulverizado bien sea al conducto de admisión o a la cámara de pre combustión, dependiendo si se trata de un sistema de inyección directa o un sistema de inyección indirecta.

En el desarrollo de este elemento los primeros inyectores eran mecánicos, característicos de los vehículos diésel especialmente, y que paulatinamente fueron reemplazados en estos autos por el sistema de de riel común (common rail). Luego surgieron los inyectores electrónicos que están dotados de sensores que envían información a la unidad de control el computador del carro y este así puede determinar el momento de apertura la cantidad de combustible y el nivel de presión para que pueda ser lo más fino posible cuando es inyectado a la cámara. Con este avance la inyección se popularizó tanto en autos a diésel como carros a gasolina.

Directa e indirecta

Por su parte en cuanto al sistema o forma como el combustible llega a la cámara de combustión existen dos sistemas de inyección que ya habíamos mencionado un poco antes, y aquí lo explicamos de manera sencilla:

La inyección indirecta: con este sistema el combustible es entregado fuera de la cámara de combustión, en el múltiple de admisión, y el combustible ingresa a la cámara tras mezclarse con el aire.

Con la inyección indirecta el nivel de emisiones es menor, la construcción del motor es más económica para el fabricante, y es menos exigente el proceso y los tiempos de limpieza de los inyectores al estar alejados de la cámara de combustión.

Pero este sistema también presenta algunos inconvenientes, por ejemplo, el funcionamiento del motor es un poco menos estable, el arranque en frío es más difícil, la entrega de combustible no es tan precisa, y se da un mayor consumo de combustible.

La inyección directa: el combustible llega directamente a la cámara con la presión y el nivel de pulverización adecuado para hacer eficiente el encendido de la mezcla.

En el caso de la inyección directa se presenta un menor nivel de consumo de combustible. Es posible desarrollar motores con un mayor nivel de compresión. El arranque en frío es más fácil. El motor en los regímenes bajos funciona con mayor estabilidad.

Entre sus desventajas se encuentran un mayor nivel de emisiones y por tanto el diseño del motor conlleva también la incorporación de sistemas y piezas que contrarresten esta situación para evitar esa expulsión de gases al ambiente, de manera relacionada con lo anterior se presentan mayores costos en la fabricación del bloque motor, también el sistema exige que la limpieza de los inyectores para que su funcionamiento sea óptimo sea mucho más frecuente.

Prevención en el manejo diario

Tanquee el vehiculo en estaciones que sumnisitren combustible confiable. El inadecuado filtrado y mantenimiento de los equipos encargados del tanqueo pueden permitir un alto nivel de impuerezas que pueden terminar en el tanque de su vehiculo.

Utilice aditivos para la limpieza de los inyectores con periodicidad o verifique que el combustible que usa tenga en su paquete de aditivos uno que cumpla con esta función.

Nunca utilice la reserva de combustible. Esta tiene impurezas que van asentándose en el tanque y pueden llegar a los inyectores. Tanque nuevamente cuando este a punto de llegar al nivel de reserva.

Realizar el cambio de filtro de combustible en los intervalos de tiempo señalados por el fabricante y por elementos de calidad probada.

Cuando sea necesario limpiar los inyectores, acudir a expertos en el tema que cuentan con la pericia y los elementos necesarios para cumplir bien con esta delicada tarea.

Motores en Línea o en V, ¿que son?

Cuando hablamos del motor (en este caso motores de combustión interna) de inmediato se piensa en la parte del vehículo que es su corazón, el componente que da vida y anima el movimiento del automotor. Una pieza que está conformada por una serie de partes y componentes que, al funcionar de manera sincronizada, permiten convertir la energía calórica producida por la combustión que proporciona la mezcla de aire y combustible, en energía mecánica  para darle movimiento al carro.

Y al leer la ficha técnica de un vehículo se encuentra una descripción de la configuración o tipo de diseño que los ingenieros le dieron al bloque de motor, y ahí se puede encontrar si se trata de motor en línea, o motor en V, como los más comunes, o una tipología especial como el motor rotativo, por ejemplo.

En el desarrollo de la ingeniería automotriz y la ingeniería mecánica en los más de 100 años que tiene de vida el invento del carro con su motor de combustión, son muchos los desarrollos y diseños que se han generado para hacer de esta pieza central del vehículo un elemento cada vez más eficiente.

Los motores se pueden clasificar de varias maneras. En este artículo hacemos referencia a algunas de ellas. Así se pueden encontrar.

Cilindros en línea: son aquellos motores en los que se sitúan los cilindros uno detrás de otro. Su posición en el habitáculo del motor puede ser longitudinal o transversal. Con esta configuración se pueden encontrar vehículos desde 3 cilindros en línea hasta 6 cilindros en línea como las configuraciones más comunes bajo esta arquitectura.

Cilindros en V: en esta presentación los cilindros están dispuestos en un diseño que forma una V y pueden tener diferentes ángulos de inclinación. Estos motores son identificables especialmente en carros que tienen un alto nivel de prestaciones, autos deportivos. Con esta disposición es posible ubicar en el habitáculo del motor máquinas desde 6, 8, 10 o incluso 12 cilindros (V6, V8, V10, V12). Para los diseñadores y constructores automotrices este tipo de configuración ofrece ventajas en cuanto a la posibilidad de hacer bloques más compactos y aprovechar mejor el espacio del vano motor y disponer así el mayor número de cilindros de acuerdo con el objetivo del rendimiento y el comportamiento dinámico del automotor, incluso también muy útil ese aprovechamiento del espacio para el momento de una intervención mecánica.

Motor Boxer: o también conocido como motor de cilindros opuestos. La posición de sus pistones forma un ángulo de 180 grados. O de manera más gráfica, están colocados en una posición horizontal, cada cabeza de pistón mirando hacía uno de los lados , y . Con este diseño los fabricantes de vehículos obtienen el beneficio de un bajo centro de gravedad del automotor y una mayor estabilidad en los momentos de conducción.

Rotativo: es un tipo de configuración especial que solo se ha usado en algunos modelos y quizá los más conocidos han sido utilizados por Mazda. En este motor en la cámara de combustión no existe un pistón sino un rotor que gira de manera constante. Este rotor tiene sus vértices en contacto con el estator o cavidad que hace las veces de cámara de combustión. Así, gracias a ese giro constante siempre tendrá tres compartimientos estáncos que van a estar cada uno en una de las fases del proceso de combustión (admisión, combustión o expulsión de gases) El giro transmite la fuerza de su movimiento a un cigüeñal  con un centro único alrededor del cual gira 

Aunque está formado por un menor número de piezas móviles y también evita fuertes vibraciones en su operación, tiene el problema de generación de emisiones altas, especialmente para los parámetros actuales en los que la preservación del medio ambiente es crucial en la industria automotriz. No es un motor para nada común.

Gasolina o diésel

También los motores se pueden clasificar de acuerdo con el combustible que usan.

Así se encuentran entonces los motores a gasolina que utilizan este hidrocarburo, que al mezclarse en el cilindro con el aire y tras un proceso de compresión por el pistón, se enciende mediante la chispa producida por la bujía, que provoca la explosión de la mezcla y genera el movimiento del pistón en carrera descendente para transmitir esta fuerza del movimiento al cigüeñal y de allí a las ruedas para que el carro tenga desplazamiento.

También puede tratarse de un motor que funciona con diésel. Este combustible, a diferencia de la gasolina, no se enciende mediante una chispa que salta de la bujía a la mezcla de aire y combustible. Con el diésel la combustión o encendido de la mezcla se logra mediante un mayor nivel de presión sobre la mezcla al interior de la cámara de combustión por eso las relaciones de compresión son mayores en este tipo de motor (relaciones de comprensión superiores a 10:1). Son motores que tienen un mayor par que los motores a gasolina y pueden ser más eficientes, pero también pueden generar mayor nivel de emisiones.

Y llegó el turbo

En los últimos años se ha vuelto más popular el uso del turbo en los motores con el fin de lograr mayor nivel de prestaciones en máquinas cada vez más pequeñas en cuanto a su cilindrada.

De manera básica un motor turboalimentado lo que hace es recibir no solo el aire a la presión del ambiente si no que tiene una ayuda adicional con el turbocargador, que inyecta mayor cantidad de aire a una presión forzada mecánicamente, lo que permite al motor quemar más combustible al tener mayor presencia de oxigeno y así puede generar una mayor potencia y tener un mejor desempeño a menores revoluciones.

Con un motor turbocargado es posible que vehículos con cilindradas desde 1.0 a 1.5 litros, por ejemplo, obtengan prestaciones de autos atmosféricos de 2.0 litros o un poco más.

ANTES DE PONER SU CARRO EN VENTA…REVISELO Y ALISTELO.

De nuevo, como no ocurría hace ya muchos años, los carros usados se han convertido en un bien que se valoriza. Hoy día ya no es extraño escuchar a alguien que vendió su vehículo y obtuvo un precio mayor del que esperaba, e incluso en algunos casos de su precio de compra fue mayor a lo que tuvo que pagar cuando lo adquirió.

Cabe aclarar, sí, que esto será algo temporal (aunque no se sabe aún por cuanto tiempo) , debido a la dificultad que enfrenta la industria automotriz global con el suministro de vehículos nuevos a los diferentes mercados por los problemas de falta de componentes electrónicos (que se han ido a abastecer a otras industrias en época de pandemia) , y por la falta de recursos logísticos para el transporte de los vehículos desde su fuente de origen a los mercados de destino.

Por eso muchos ven una excelente oportunidad en esta época para ofrecer su carro en el mercado y quizá acceder a uno nuevo u otro usado de ocasión con mejores especificaciones. El mercado está ávido hoy de buenos carros, y los está pagando

¿Pero, como vendedor está completamente seguro de las condiciones en las que está ofreciendo su vehículo?.

Aquí, en Autotest, le damos alguna recomendaciones de aquellos aspectos que debe revisar antes de poner su vehículo en venta con el fin que pueda pedir el precio adecuado.

Papeles y precio en orden

Lo primero y aunque parezca extraño siendo usted el dueño es revisar y verificar bien la documentación. Son varias las denuncias que propietarios de vehículos hacen diariamente ante las autoridades de tránsito por que su automotor aparece con placas gemelas ante otro organismos de tránsito y puede tener multas, infracciones, o peor aún, puede ser un vehículo que esté requerido por las autoridades y eso haría muy difícil, por no decir imposible que pueda llevar a cabo la venta, por lo menos no en un tiempo rápido antes de solucionar esos problemas de documentación.

Y a propósito de documentación debe tener en orden el Seguro Obligatorio de Accidentes de Tránsito (SOAT) , paz y salvo de impuestos nacionales y locales, paz y salvo por multas, certificado expedido por la Dirección de Investigación Criminal (Dijín) que indica que no tiene pendientes judiciales, el certificado de libertad y tradición que entrega el organismo de tránsito en el que se encuentra matriculado el automotor.

Antes de ofrecer su vehículo en el mercado haga un rastreo de ofertas similares en marca, referencia, año modelo y kilometraje, con el fin de verificar que el precio que está pidiendo se encuentre en el rango del mercado (ni muy por encima pero tampoco que esté regalando su vehículo) . Este rastreo puede hacerlo en las páginas de venta de vehículos, consultando información en las secciones de clasificados de la prensa, y también en los concesionarios de la marca o en compra ventas reconocidas y tradicionales.

Estética y funcionamiento

Los vehículos entran por los ojos. El primer impacto, la primera impresión de quien quiere comprar su vehículo es importante. Por eso el aspecto estético es fundamental y no solo por la apariencia. Un vehículo descuidado en su pintura o en el estado de su latonería por lo general implica que su dueño no era el más responsable con el mantenimiento, y eso puede dañar un potencial negocio o un motivo para que el comprador intente bajar el precio y usted termine vendiendo por un valor inferior al que el mercado podría pagar. En lo posible planee una intervención para eliminar esos sumidos o golpes leves que afectan las laminas del vehículo, o los rayones y arañazos que pueda tener la pintura y que pueden dar esa apariencia de descuido.

Algo similar puede ocurrir con los faros que, luego de un tiempo, y por acción de los elementos a los que está expuesto el vehículo en su diario rodar, se tornan opacos. En el mercado hay productos que con un ligero nivel de abrasión le devuelven a esos cristales o plásticos de los faros el brillo y el aspecto como recién salido del concesionario. También inspeccione el funcionamiento de todas las luces y cambie aquellas que se encuentren defectuosas o ya no enciendan, tanto externas como internas.

En el interior también revise partes como el tablero y la plancha de abordo, así como las carpetas de las puertas. Que su material se encuentre en buenas condiciones, que no esté averiado, roto, con fisuras, o muy opaco o con una tonalidad diferente por acción de los rayos del sol. También la tapicería y los recubrimientos del techo deben ser revisados. Un lavado y aspirada profunda al interior son recomendables antes de iniciar el proceso de venta.

¿Pintura, latonería y elementos interiores se encuentran en condiciones óptimas? Bien, entonces ahora hay que mirar un poco más en el fondo.  Para ello es importante verificar la operación de varios sistemas y en ello la asesoría de un experto perito es conveniente porque puede ayudar a preparar su vehículo para una transacción exitosa.

Que todos los componentes de la suspensión y el sistema de amortiguación estén en buen estado, que no se encuentren deteriorados o con señales de alguna potencial falla y si ya han cumplido con su tiempo de vida útil proceder a cambiarlos.

También una mirada a las llantas no solo para observar el nivel de desgaste que puedan tener y si se encuentran ya al límite del mismo. También para analizar el tipo de desgaste que presentan. Si el desgaste no es parejo en la banda de rodamiento o si la goma presenta alguna deformación es un síntoma casi seguro que algún elemento en la suspensión no se encuentra bien, que el carro no está dando alineación o un buen balanceo, y un comprador avisado puede sacar partido de ello para castigar el precio o desistir de la compra porque intuye que esto podría generar, en el mediano plazo, un problema y una necesidad de intervención mayor.

De igual manera es necesario avanzar en el peritaje de los sistemas de frenos, lubricación, combustible, sistemas eléctrico y electrónico, sistemas de alertas y componentes de seguridad activa y pasiva (aquellos que puedan testearse) . Y realizar una prueba de dinamómetro que permita establecer si el carro en su trabajo dinámico se encuentra en los parámetros esperados para su condición y kilómetros recorridos.

Si el carro se encuentra en condiciones normales y esperadas según su uso es posible que las intervenciones que deba hacerle en reparaciones menores o cambio de piezas y acondicionamiento estético no sean costosas, pero sí representen una inversión para obtener el mejor precio posible y una venta ágil que lo deje satisfecho y listo para comprar un nuevo vehículo.

EL CHASIS….

El chasís, la columna vertebral del carro

Muchas veces al leer una ficha técnica o la descripción de un vehículo, podemos encontrar que en ella se habla de un carro con chasís monocasco, también llamado autoportante, o de un chasís de largueros y travesaños, también llamado chasís independiente .

Esté último es el concepto original sobre el que se fundamentó buena parte del desarrollo de la industria automotriz. Se trata de una estructura compuesta por dos vigas o largueros de acero muy fuerte que van ubicadas en paralelo de manera longitudinal y están unidas entre si por travesaños. Sobre esta estructura se monta la carrocería del vehículo y todos los elementos y componentes que hacen parte del mismo. Aunque su forma original esta descrita con base en los largueros longitudinales  también se pueden encontrar estructuras en X o plataforma por ejemplo.

Pero en su búsqueda por optimizar costos y agilizar procesos, los fabricantes siguieron buscando nuevas formas de desarrollar las estructuras de sus autos. Y ahí aparece el concepto del chasís monocasco. Esta estructura va más allá de largueros y travesaños y se convierte en un conjunto completo que da forma al vehículo, que tiene elementos estructurales tanto horizontales como verticales y transversales. Chasís y carrocería son uno solo, y a esta estructura se adicionan ya los elementos mecánicos, piezas móviles como puertas, el cableado eléctrico, y los elementos de aislamiento e interiores que conforman un vehículo terminado.

La estructura de chasís independiente hoy día es utilizada básicamente en carros que están orientados al tránsito en terrenos difíciles y al trabajo. Es así como buena parte de los vehículos off road, las pick up, y los vehículos industriales y comerciales utilizan esta construcción. Entre las razones para ello se encuentran la posibilidad de aislar las fuerzas torsionales que impactan el chasís del resto del habitáculo, así los ocupantes del vehículo al transitar por estas vías sienten menos esas irregularidades. Igualmente la fortaleza de la estructura para soportar fuertes impactos directos. Y una tercera ventaja, de cara a los constructores, es que es menos costoso en su fabricación y también su reparación es más económica cuando es necesario recuperar medidas por algún impacto o distorsión en la estructura.

Pero en la actualidad es el chasís monocasco el más usado en la industria. Los automóviles, prácticamente todas la SUV que no están orientadas a un fuerte trabajo off road, minivan, y los vehículos deportivos utilizan esta estructura en su desarrollo. Las automotrices han encontrado en este sistema una mayor rigidez torsional. También son vehículos que en materia de seguridad permiten que en caso de un impacto las fuerzas que se generan se puedan distribuir a lo largo de la estructura evitando que estas se sientan plenas en el habitáculo, preservando así la integridad de los ocupantes del carro. Además, por la utilización de aceros especiales y aleaciones, su construcción es más económica (más no así su reparación). Ofrece un menor peso y por tanto también redunda en menor consumo de combustible. Y  también es posible privilegiar el espacio interior en el diseño del vehículo porque se utiliza menor cantidad de material y esas áreas libres se privilegian para mayor confort .

Sin embargo, todo lo bueno que trajo la aparición de las carrocerías autoportantes se ve opacado al momento de un impacto y su reparación, de la cual siempre quedan cicatrices que afectan si no están bien realizadas el desempeño posterior en caso de un nuevo choque. Adicionalmente se requiere de un ojo experto que certifique si dicho impacto y su reparación tienen o no consecuencias sobre la apreciación comercial del vehículo.

En Autotest, contamos con las herramientas y el personal capacitado para decirle a usted como vendedor o comprador de un vehículo usado cuál es el estado de la estructura del modelo y así poder adelantar negocios de forma transparente e informada.

DISEÑO, MAS QUE UN AUTO BONITO…..

imagen: PNGocean

¿Cuántas veces en la calle, a la vista de un carro bonito, usted no giró la cabeza y siguió con la mirada ese vehículo? Es la emoción y la sensación de un diseño bien hecho, que llama la atención, que genera impacto Pero, ¿cuáles son los pasos que se deben dar para llegar a un diseño final que genere este tipo de reacciones?

Hoy les contaremos de forma sencilla cómo es el proceso de diseño de un carro.

Para que ese vehículo, que roba miradas y expresiones de admiración, llegue a la calle, es necesario todo un proceso detrás de su creación. Ese proceso puede iniciarse fácilmente cinco años atrás, incluso en algunos casos mas aún, cuando los equipos de diseño, ingenieros, y el comercial y de mercadeo, analizan las tendencias del mercado y piensan en aquellos elementos que definirán en el mediano y largo plazo las necesidades de los potenciales clientes a la hora de elegir un nuevo vehículo. Aquí entran en juego temas técnicos y tecnológicos, sociodemográficos, tendencias en diseño y colores, comportamiento del comprador, entre otros. De esas reuniones de prospección salen las líneas generales de lo que una marca quiere proyectar y llevar a sus carros en el futuro.

Con base en los conceptos que la marca quiere llevar a su vehículo los diseñadores proceden a realizar una serie de bocetos 2D en papel que le darán forma a ese próximo vehículo. Este es un proceso que implica también muchas horas de trabajo para reflejar en esos dibujos las formas y conceptos de un vehículo que sea no solo estéticamente atractivo, también funcional y viable. Fácilmente en el diseño de un nuevo vehículo se pueden desarrollar cerca de mil bocetos para dar finalmente con ese “dibujo” que refleja lo que la marca quiere

Ya del papel, el equipo de trabajo pasa al computador, y a través de software CAD (Diseño Asistido por Computador) esos bocetos se plasman en un diseño 3D, que permite a todos los integrantes del proyecto mirar y analizar con mayor detalle cada uno de los elementos que harán parte del futuro carro, y cómo el diseño no riñe con las posibilidades tecnológicas y mecánicas que se han planteado para el vehículo por parte del área de ingeniería.

Y una vez desarrollado este diseño 3D viene uno de los momentos más interesantes del proceso, la creación del modelo en escala 1/1 en arcilla, también conocido como el Modelado Clay, que permite a los diseñadores tener el modelo físico en tamaño real y al que incluso le pueden hacer modificaciones en la medida que el diseño vaya cambiando de acuerdo con las anotaciones y mejoras que se introducen con base en el desarrollo de la iniciativa. Este modelado se usa tanto en el diseño exterior como en la definición del diseño y los elementos que estarán ubicados en el habitáculo del automotor. Incluso a un vehículo bajo esta etapa una vez ya se han definido todos sus detalles se le puede “vestir” con los materiales y colores que tendría el vehículo de producción para tener una visión mucho más cercana a la realidad y tomar las decisiones finales antes de aprobar el nuevo modelo y dar la orden para iniciar su producción.

De manera paralela, con el desarrollo del diseño del auto, también otro grupo de ingenieros y diseñadores definen y prueban la paleta de colores para la carrocería. Estos colores deben pasar por pruebas de resistencias a los elementos externos y de visibilidad bajo diferentes condiciones de iluminación natural y artificial.

De igual manera se trabaja en la definición de los colores, tonos  y materiales que conformarán el interior del auto  Estos se definen de acuerdo con los usos y el segmento al que apunte el carro, y el estilo y ambiente que ya en esa primera etapa referida se definió para este nuevo vehículo que saldría al mercado También aquí entra en juego una palabra clave Ergonomía, que todos los elementos que estén a bordo del auto sean de fácil acceso para el conductor, sin sacrificar la seguridad y evitando que pierda de vista el camino durante la conducción.