A mediados de la década de 1980, el largo reinado de los carburadores comenzó a decaer con la aparición de un nuevo método de abastecimiento de combustible. El sistema de inyección electrónica de combustible (Electronic fuel injection – EFI), mucho más eficiente y económico que su antecesor, comenzó a ser muy utilizado en la fabricación de vehículos y prevalece hasta el día de hoy.

Era un sistema electrónico integrado que medía, adaptaba y controlaba con precisión todas las etapas de la inyección de combustible en el motor. Todo el proceso se optimizó a través de una unidad de control electrónico (ECU) que recibía datos de varios sensores y realizaba complejos cálculos matemáticos para, entre otras cosas, mantener la mejor mezcla de aire/combustible posible, independientemente de factores externos.

El motivo de la rápida popularización de la inyección electrónica se debió a numerosos motivos:

Además, el principal competidor del sistema electrónico era el antiguo carburador, lo que facilitó enormemente la adopción a gran escala de la inyección electrónica.

Antes de profundizar en el complejo y fascinante sistema de inyección electrónica, es necesario entender cómo funcionan el sistema de carburación y la inyección electrónica y también sus principales diferencias.

Los carburadores proporcionan control de combustible a través de medios dinámicos, donde una diferencia de presión controla el flujo de combustible junto con la rotación de las válvulas de control del flujo de aire. La relación entre el flujo de aire y el flujo de combustible se ajusta esencialmente mecánicamente.

A lo largo de los años se han utilizado varios métodos en un intento de proporcionar una forma de compensación para las diferentes condiciones de funcionamiento en los sistemas con carburador. Ninguno de estos métodos fue tan eficiente como la inyección electrónica.

En el sistema de inyección electrónica se elimina el carburador. La regulación del caudal de aire se sigue realizando mediante mariposa o válvula, pero el sistema controla electrónicamente la cantidad de combustible utilizado. La proporción de combustible y aire suministrado al motor se puede regular de forma independiente.

EFI proporciona la entrega de la mezcla de combustible/aire requerida basándose en la información proporcionada por varios sensores, incluido el sensor de temperatura del aire, la temperatura del motor, el sensor de presión del colector, el sensor de oxígeno, el sensor de velocidad del motor y la posición del acelerador.

Una unidad de control electrónico (ECU) realiza los cálculos necesarios para optimizar tanto el suministro de combustible como el sistema de encendido. EFI permite ajustar continuamente la relación aire/combustible según las condiciones de funcionamiento (altitud y temperatura) y las demandas del motor (apertura del acelerador, arranque en frío, arranque en caliente, etc.).

Los motores equipados con inyección electrónica generalmente ofrecen mayor potencia y par que una versión carburada del mismo. En los carburadores es difícil optimizar la potencia/par en diferentes rangos de velocidad de rotación, mientras que los sistemas EFI son capaces de adaptarse a todos los ciclos operativos.

Además, la inyección electrónica puede al mismo tiempo compensar otros factores para mantener un rendimiento óptimo. Normalmente, los motores de inyección producen entre 5% y 10% más energía que su versión con carburador.

Si el corazón de un coche es su motor, podemos decir que su cerebro es la Unidad de Control del Motor (ECU – Engine Control Unit). La UCE optimiza el rendimiento del motor tomando decisiones basadas en los datos recogidos a través de los sensores que componen el sistema de inyección electrónica. Esta unidad central se encarga de realizar cuatro funciones fundamentales para el funcionamiento del vehículo:

Antes de entrar en detalles sobre cómo la ECU realiza sus tareas, sigamos el camino que sigue una gota de gasolina que se inserta en tu coche. En el depósito, el combustible es aspirado por una bomba eléctrica. Este dispositivo envía gasolina, a través de líneas rígidas de combustible, al tubo distribuidor.

Un regulador de presión de vacío al final del distribuidor garantiza que la presión del combustible en el tubo permanezca constante en relación con la presión de entrada y devuelve el excedente al tanque. Inmediatamente conectadas al distribuidor están las válvulas de inyección, que permanecen cerradas hasta que la ECU decide enviar combustible a los cilindros.

Normalmente las válvulas de inyección tienen dos conexiones. Uno está conectado a la batería mediante un relé de activación y el otro está conectado a la unidad de control. La ECU, al decidir enviar combustible a la cámara de combustión, emite un pulso eléctrico al inyector, que cierra el circuito y proporciona el paso de corriente eléctrica al solenoide.

El imán en la parte superior del émbolo es atraído por el campo magnético generado por la corriente en el solenoide, lo que hace que la válvula se abra. Una vez que hay alta presión en el tubo distribuidor, al abrir la válvula se envía combustible a alta velocidad a través de la punta rociadora del inyector. El tiempo durante el cual la válvula estará abierta y, en consecuencia, la cantidad de combustible enviada al cilindro, depende de la amplitud del pulso enviado por la ECU.

Cuando presiona el pedal del acelerador, el sensor de posición del acelerador envía una señal a la ECU. El sensor de presión del colector determina cuánto aire ingresa al colector de admisión y también envía esta información a la unidad de control. La ECU utiliza esta información para decidir cuánto combustible se debe inyectar en los cilindros para mantener la mezcla estequiométrica.

La computadora verifica continuamente la posición del acelerador para medir la cantidad de aire admitida en el sistema con el fin de ajustar el pulso eléctrico enviado a las válvulas de inyección, asegurando que se inserte la cantidad adecuada de combustible.

Además, la ECU utiliza el sensor de oxígeno para saber qué cantidad de este gas está presente en el escape. El contenido de oxígeno en los gases de escape proporciona una indicación de qué tan bien se quema la mezcla. Entre los sensores de posición del acelerador, la presión del colector y el medidor de oxígeno, la computadora sintoniza el pulso que transmite a las válvulas de inyección.

Para funcionar perfectamente, la corriente eléctrica destinada a las bujías debe suministrarse en puntos muy precisos del ciclo de funcionamiento de los motores. La chispa producida a través de la bujía se optimiza en relación con la posición del pistón. Esto permite que el motor aproveche una cantidad máxima de trabajo procedente de la expansión de los gases resultantes de la combustión.

Con base en los datos del sensor de posición del cilindro, también conocido como sensor de rotación y los demás sensores mencionados anteriormente, la ECU determina cuándo activar la bobina y, en consecuencia, las bujías. La ECU recibe continuamente información del sensor de velocidad y la utiliza para optimizar el encendido.

Es un sistema muy complejo, con muchos componentes trabajando juntos. Por eso trajimos un pequeño diagrama simplificado con todos los miembros del sistema y sus respectivas posiciones en el ciclo de operaciones.

A pesar de toda su complejidad e ingenio, los sistemas de inyección electrónica de combustible son inherentemente más confiables que los de carburador. Esto se debe a su capacidad para mantener relaciones ideales de aire/combustible durante todo el ciclo operativo. Se eliminan las paradas inesperadas del motor, las bujías excesivamente desgastadas y otros problemas asociados con mezclas desproporcionadas.

Los carburadores suelen requerir mayor mantenimiento, además de requerir ajustes constantes. Los motores equipados con un sistema de inyección electrónica de combustible permanecen constantemente en perfecta sintonía. Esto no sólo mejora la confiabilidad, sino que también reduce la cantidad de mantenimiento de rutina necesario para un desempeño satisfactorio.