Inyección de gasolina directa o cómo conseguir motores más eficientes

Este sistema ayuda a aumentar la eficiencia de los motores frente a la inyección directa.

En este blog solemos hablarte de las emisiones contaminantes de los vehículos y las normas que las regulan. Para cumplir con los límites establecidos, los fabricantes de coches tienen que desarrollar automóviles que consuman cada vez menos combustible.

Una de las maneras de conseguirlo consiste en construir propulsores más eficientes a la hora de quemar el combustible. Esto significa que, al reducir el consumo de carburante por kilómetro, también producirán menos emisiones.

Con este fin, hace tiempo que se desarrollan distintas tecnologías. Este es el caso de la inyección directa de gasolina, que se usa en los motores denominados GDi (Gasoline direct injection).

Inyección indirecta de gasolina

El diseño que se ha utilizado más hasta ahora es el que inyecta el combustible directamente en el aire de entrada. Allí, el flujo de aire de la admisión se controla mediante una válvula.

El combustible se pulveriza en el aire de la admisión para conseguir la mezcla de aire y gasolina necesaria. En función de las necesidades de cada momento, la válvula permite controlar la mezcla, que puede ser rica o pobre. Al abrir la válvula, la mezcla entra en la cámara de combustión. Este sistema se llama PFI (del inglés Port Fuel Injected).

Así es el sistema GDi

Aunque todavía no se ha abandonado por completo el sistema PFI, la mayoría de los vehículos nuevos que salen al mercado equipan otro distinto, el GDi.

En el sistema GDI, el inyector de combustible se encuentra en el lateral o la cabeza del cilindro, cerca de la válvula de admisión de aire. La gasolina se pulveriza rápidamente en la dirección del aire que entra en la cámara de combustión. El objetivo consiste en conseguir rápidamente la mezcla adecuada de aire y combustible.

Para conseguir todo esto, la cámara de combustión y el pistón necesitan un diseño especial que facilite al máximo la rapidez en la mezcla. También se requiere introducir el combustible a alta presión para que se mezcle con el aire, por lo que las gotas de combustible deben ser lo más pequeñas posible.

Este sistema de introducción de combustible es muy similar a los que se dan en los motores diésel con common-rail. Con una bomba de combustible de alta presión e inyectores multipunto se produce la dispersión del combustible y se obtiene una mezcla más rápida y homogénea con el carburante.

Para controlar todo el sistema de inyección y la combustión hay que recurrir a un software que controla cuestiones como la apertura y cierre de válvulas, la inyección de combustible, su cantidad, el momento en el que se produce… Todo esto implica reducir los tiempos para la ignición de la mezcla. El sistema informático controla así la combustión de manera más fina, facilitando una inyección múltiple.

Ventajas del sistema GDi

Todo esto está muy bien, pero ¿qué ventajas aporta el sistema GDi respecto al PFI? La más importante es que ahorra más combustible. Por eso se ha vuelto más popular en los nuevos modelos.

De hecho, el ahorro de combustible de este diseño se sitúa por encima del 15% en comparación con el PFI. Por eso, en función de las normas que regulan las emisiones de CO2 y de las emisiones controladas por las normas Euro, actualmente es el sistema ganador. Por eso los fabricantes están cambiando rápidamente a esta tecnología.

Como se ve en la gráfica, la evolución en Norteamérica del GDI ha sido muy rápida en los últimos años. En Europa, el crecimiento comenzó en 2008. Actualmente, en ambas zonas el parque GDi supera el 60% del mercado. Por su parte, en Asia llegaría al 40% en los tres países donde se encuentran los principales fabricantes. A nivel mundial, el 44% del mercado de coches de gasolina ya equipa sistemas GDi. Las previsiones indican que, en 2025, el 62% del parque contará con él.

Una ayuda extra

Un turbocompresor ayuda a aumentar el rendimiento en los motores GDi. Esta combinación proporciona una mayor potencia de salida y hace que estos propulsores se denominen TGDi.

Ese turbocompresor emplea los gases de escape para aumentar la cantidad de aire que entra en el cilindro. Como resultado, obtenemos más oxígeno para quemar la misma cantidad de combustible, una combustión más eficiente y más energía. Así es como podremos recorrer más kilómetros con la misma cantidad de carburante.

Otra ventaja de los turbo GDi o TGDi es que no sacrifican la potencia. Al contrario: el uso del turbo implica un aumento de la potencia y las prestaciones.

Al igual que ocurre con el resto de tecnologías de propulsión, el empleo de aceites de calidad ayuda a prolongar la vida útil de los motores GDi. Por eso debes elegir siempre lubricantes que cumplan las especificaciones indicadas por el fabricante del vehículo.