Empezamos una serie de post. sobre los motores alternativos, y comenzamos explicando cómo funcionaba un motor en este post: Funcionamiento del motor alternativo.
Hoy vamos a ver las diferencias entre los motores de carburación y los motores de inyección.
¿Qué significa que sea de carburación o inyección?
Se llama carburación al conjunto de procesos físicos que preparan la mezcla aire-combustible, para la combustión en los cilindros.
De acuerdo a como se forme esa mezcla, tenemos motores de carburación, en la que la mezcla se produce en el carburador, o motores de inyección.
¿Cómo funciona un sistema de carburación?
En el sistema de carburación, la mezcla se forma en el carburador.
Vamos a hablar del carburador de flotador, por ser uno de los más extendidos.
La función del carburador es proporcionar en todo momento la mezcla adecuada de aire-combustible.
El sistema de dosificación de la mezcla consta de 4 sub-sistemas.
- Venturi o difusor.
- Cuba de nivel constante.
- Válvula de mariposa.
- Compensadores de mezcla.
1. Venturi
El cuerpo principal del carburador tiene un estrechamiento que se llama garganta del venturi, debido a este estrechamiento la corriente de aire se acelera y por tanto la presión disminuye, produciendo una succión que arrastra el combustible y se mezcla con el aire.
En el dibujo de la izquierda vemos que el tubo de combustible finaliza en medio de la garganta del venturi, para que con la depresión producida por la aceleración de la corriente del aire, succione el combustible.
2. Cuba de nivel constante
El carburador tiene una cámara con flotador llamada cuba.
La función de la cuba es mantener constante el nivel de combustible en la cámara.
En el dibujo que hemos visto antes, se puede observar el flotador, y encima de el hay una especie de triángulo negro. Eso es la aguja que va unida al flotador, de manera que si la cuba se llena, el nivel sube y la aguja (que es cónica) se introduce en la entrada del combustible a la cuba, cerrando el paso. Cuando el nivel disminuye, baja el flotador y con el la aguja, dejando de nuevo paso a la entrada de combustible.
3. Válvula de mariposa
La válvula de mariposa regula la cantidad de aire que pasa por el venturi.
Esta válvula es un disco que va articulado por un eje y que se controla desde la palanca de gases de la cabina.
Aquí podemos ver la mariposa parcialmente abierta.
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4. Compensadores de mezcla.
Necesitamos que a cualquier régimen de potencia, la relación de mezcla sea constante.
Si no pusiésemos un mecanismo para empobrecer la mezcla (disminuir la cantidad de combustible), al aumentar las revoluciones del motor, aumenta la succión y entraría demasiado combustible, por lo que la relación de mezcla no sería la correcta.
Esto se va a corregir permitiendo la entrada de cierta cantidad de aire en el conducto del combustible.
Hay diferentes sistemas, el compensador soplador de aire y el compensador por orificios, pero no vamos a entrar en detalle en esto, solo saber que al entrar en la línea de combustible burbujas de aire, estamos en definitiva permitiendo menos flujo de combustible al motor para que la mezcla no sea demasiado rica.
No hay que confundir los compensadores de mezcla, que evitan que se enriquezca la mezcla al aumentar las RPM, con el mando de mezcla (rojo) de la cabina de mandos. Este último nos permite empobrecer la mezcla dependiendo de la altitud de vuelo.
Nota: Hablaremos de mezcla rica, mezcla pobre, estequiométrica etc en un próximo post.
¿Qué es el sistema de aceleración del carburador?
Los carburadores tienen un sistema que inyecta una cierta cantidad de combustible al avanzar la palanca de gases.
Aquí podemos ver como funciona todo el sistema del carburador
Abajo a la izquierda tenemos la toma del aire del exterior, que previamente pasa por un filtro, luego ese aire pasa por el venturi del carburador, donde, debido a la depresión de la corriente de aire, el combustible es succionado y se mezcla con la corriente del aire, para luego entrar por la válvula de admisión hasta el cilindro.
También tenemos la mariposa que se acciona con la palanca de gases.
Por la derecha vemos que hay una palanca «Carb heat» que si se acciona introduce aire caliente en el carburador.
Esto lo veremos detenidamente en otro post. Su función es evitar la formación de hielo en el carburador.
¿Cómo funciona el sistema de inyección?
En este caso la mezcla no se prepara en el carburador, vamos a tener unos inyectores que se van a encargar de pulverizar el combustible.
Dependiendo donde lo hagan tenemos 2 clasificaciones. Inyección directa e inyección indirecta.
Inyección indirecta: En este caso, el combustible es inyectado en los conductos de admisión, cerca de la válvula de admisión.
Inyección directa: El combustible se inyecta directamente dentro del cilindro.
Aquí los encargados de suministrar el combustible adecuado son, la bomba de combustible y la unidad de control aire/combustible.
Posteriormente el combustible llega hasta los inyectores donde es pulverizado y se mezcla con la corriente de aire para posteriormente ser quemado en los cilindros.
En este gráfico vemos como cambia la cosa.
Evidentemente no tenemos carburador, pero tenemos un sistema de inyección que se ocupa de suministrar el combustible en el conducto de admisión, cerca de la válvula de admisión.
Vemos también como hay 2 bombas de combustible, una mecánica accionada por el propio motor y otra eléctrica de «Back up» o para ciertos requerimientos operacionales.
La entrada de aire caliente aquí no la tenemos, ya que no hay peligro de hielo, pero tenemos una entrada de aire alternativo, que vendría del exterior directamente sin pasar por ningún filtro.
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¿Qué ventajas tiene la inyección frente al sistema de carburador?
Son varias las ventajas que tiene el sistema de inyección.
- Ausencia de formación de hielo. Ya que no tiene un venturi donde cae la temperatura debido a la aceleración de la corriente del aire.
- Insensibilidad a la gravedad o a las actuaciones del vuelo. Debido a que no tiene un sistema de flotador que se pueda ver afectado.
- Funcionamiento muy suave y regular del motor. Debido a la mejor distribución de la mezcla en el cilindro.
- Consumo muy exacto del combustible. Ya que la cantidad de combustible inyectado es muy precisa, no como en el sistema de carburador.
- Menor consumo de combustible. Debido al mejor aprovechamiento y mayor precisión en el sistema.
- Mayor fiabilidad general del sistema.
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