Tabla de contenidos
Tipos de carburadores
Hay diferentes tipos de carburadores para el motor de gasolina, en las imágenes de 12.6 a 12.12 se ven los más genéricos.
Se representan en los carburadores tres circuitos de gasolina para simplificar las imágenes, ralentí, progresión y alta, ya sabemos que hay más.
Imágenes 12.6 y 12.7
- Carburador monocuerpo directo; se ve un coche con el carburador y este en detalle.
- Con monocuerpo se indica que tiene el carburador un único conducto de alimentación al motor.
- Está el carburador a un lado del motor situado bastante abajo, este sistema es el más antiguo en el automóvil y suele montarse en motores con distribución SL (capítulo 7).
- Al estar en esta posición el carburador se coloca el depósito de gasolina más alto, lo que permite que la gasolina llegue al carburador por gravedad, sin necesitar bomba que la impulse.
- Se aprecia que el flujo de aire y gasolina por el carburador y colectores de admisión es de abajo a arriba, al ser el primer sistema no tenía denominación, pero como luego va a haber otras soluciones denominaremos a esta como de flujo directo, de abajo a arriba.
Imágenes 12.8 y 12.9
- Carburador monocuerpo invertido; se ve el coche con el carburador y este ampliado.
- El carburador está en la parte alta del motor, por lo que requiere de una bomba de gasolina para que le llegue el combustible, se hace mediante una bomba mecánica accionada por el motor.
- El flujo de paso de gases por el carburador es de arriba a abajo, opuesto al sistema anterior, por esta razón se identifica como carburador invertido al ser un sistema posterior.
Imágenes 12.10, 12.11 y 12.12
- Carburador de doble cuerpo invertido con diferentes sistemas de apertura de las mariposas; para equilibrar mejor el reparto de gasolina entre los cilindros se utilizan carburadores de más de un cuerpo, el de doble cuerpo es el más frecuente.
- Hay dos sistemas genéricos de actuación de las dos mariposas, una por cuerpo; apertura diferenciada o simultánea de las mariposas.
- En la imagen 12.11 se representa la apertura diferenciada; el cuerpo del lado izquierdo tiene los tres circuitos de gasolina, pero el de la derecha solamente tiene dos, no dispone del circuito de ralentí.
- Al acelerar solo aporta gasolina el cuerpo izquierdo, y desde determinada apertura de la mariposa de este cuerpo comienza a abrir la del otro cuerpo (derecho) aportando también gasolina.
- En la imagen 12.12 se ve la apertura simultánea; los dos cuerpos del carburador son iguales, tienen ambos los mismos circuitos incluido el de ralentí, al ir acelerando las dos mariposas se van abriendo a la vez haciendo que sus circuitos de gasolina aporten combustible conjuntamente.
- Con el sistema de apertura diferenciada se busca equilibrio entre prestaciones y consumo, con la apertura simultánea se favorecen más las prestaciones en detrimento del consumo.
Aplicaciones del carburador
El carburador ha sido el alimentador de gasolina del motor del automóvil durante años.
Con un carburador es suficiente para motores relativamente pequeños y sin necesidades de elevadas prestaciones.
Cuando se requiere más par, y sobre todo potencia, hay que aumentar el caudal de gasolina.
Se hace de dos formas genéricas; con más carburadores de un cuerpo (un conducto hacia admisión) o con carburadores de más de un cuerpo.
En el coche de la imagen 12.13 con motor trasero de 4 cilindros horizontales opuestos, dos carburadores monocuerpo invertidos alimentan cada uno a los dos cilindros horizontales de cada lado.
En el automóvil 12.14 se utiliza para un motor de 4 cilindros en línea un carburador invertido de doble cuerpo con dos mariposas que por diseño pueden abrir una después de otra al acelerar o simultáneamente según la potencia que se busque.
En el caso del coche 12.15 con 8 cilindros en V se cuenta con cuatro carburadores invertidos de doble cuerpo con apertura simultánea de las mariposas al ser un modelo deportivo.
Para el coche 12.16 con seis cilindros en línea se dispone de tres carburadores de doble cuerpo horizontales, pues el flujo de entrada es en esta dirección, perpendicular al motor, como en el anterior al ser un deportivo las mariposas abren simultáneamente.
Con varios carburadores es preciso ajustes periódicos frecuentes para evitar que la dispersión de aportación de gasolina genere vibraciones, principalmente a ralentí y bajas RPM.
Encendido en el motor de gasolina
Con el carburador se regula el dosado (circuitos de gasolina) y llenado del motor (mariposa de gases).
Para que la mezcla inicie la explosión se necesita una chispa que se produce en la bujía.
El conjunto de elementos que intervienen para lograr la chispa conforma el sistema de encendido.
Hubo un sistema de encendido por magneto que conjugaba dos funciones, la de generador de electricidad para recargar la batería suministrando la que el automóvil necesite, y transformador de electricidad para producir la chispa en las bujías, pero fue sustituido por el encendido “clásico” que es por donde iniciamos las explicaciones.
Encendido clásico
Imagen 12.17
Para lograr la chispa en la bujía se necesitan entre 8.000 y 90.000 voltios (V) y la batería tiene 12 nominales.
Bobina de encendido
- Recibe los 12V de la batería y los multiplica para lograr la chispa, tensión de “alta”.
- Para ello consta de dos bobinados eléctricos de diferentes espesor y número de espiras y un núcleo de hierro.
Distribuidor de encendido
- Está movido por el motor a la velocidad de árbol de levas y desarrolla diversas funciones:
- Ruptor (“platinos”)
- Es un interruptor dentro del distribuidor que cierra o abre uno de los circuitos de la bobina, cuando se corta el circuito de la bobina por el ruptor se produce la multiplicación de la tensión, que sale de la bobina por el circuito de alta y llega a la entrada central de la tapa del distribuidor.
- Durante el corte se generan picos de tensión que podrían dañar al ruptor, se evita con el condensador.
- Rotor (“pipa”)
- Está situado debajo de la entrada de alta de la bobina en la tapa del distribuidor y al girar lleva la alta tensión a cada una de las salidas de bujía de la tapa del distribuidor.
- Cables de alta
- Desde cada salida del distribuidor un cable transporta la alta tensión a la bujía correspondiente según el orden de encendido, que en un motor de cuatro cilindros en línea suele ser 1 – 3 – 4 – 2.
- Se toma como cilindro 1 el de la izquierda en la imagen.
- Al girar el eje del distribuidor va abriendo el ruptor como señal de chispa y reparte la alta tensión entre las salidas a las bujías mediante el rotor.
Avances de encendido
- Al subir de RPM hay menos tiempo para la explosión por lo que se ha de adaptar la chispa a las RPM de funcionamiento del motor, es el avance por RPM o centrífugo.
- El llenado del motor es variable, aumenta desde ralentí hasta las RPM de par máximo para disminuir de nuevo.
- Para agilizar la combustión se ha de avanzar el momento de chispa cuando el llenado no es el óptimo, se hace con el avance por depresión.
Avance por RPM
- En el interior del distribuidor se incorporan unas masas de inercia controladas por muelles, al subir de RPM alteran las secuencias de actuación del ruptor anticipando los momentos de chispa según las RPM.
Avance por depresión
- Se monta una cápsula con una membrana conectada por un tubo a la admisión, generalmente por debajo de la mariposa, así se logra que las variaciones de depresión al actuar la mariposa incidan en la adaptación de las secuencias de chispa según el llenado.
El funcionamiento del encendido “clásico” tiene bastantes alteraciones y desgastes que reducen la calidad de chispa y precisan controles y ajustes frecuentes.
Es trascendental en el motor de gasolina que se logre la máxima presión de la explosión cuando el pistón comienza a descender, si por cualquier causa la explosión comienza antes de tiempo se empuja al pistón cuando aún sube provocando un ruido característico de campanilleo, es la detonación o picado de biela, se explican más adelante las causas, los efectos y las soluciones.
Contaminación del motor de gasolina y soluciones
Imagen 12.18
Con la masificación del automóvil, sobre todo en las ciudades, la emisión de gases contaminantes tuvo que ser controlada y reducida.
Se iniciaron en Europa las normas EURO seguidas de un número que partiendo de 1 van siendo más exigentes.
La norma EURO 1 aplicada entre los años 1992 y 1993 supuso ya una disminución de gases contaminantes que no se podía satisfacer ni manteniendo el dosado más limpio de 15 permanentemente durante el funcionamiento del motor.
Para neutralizar el exceso de contaminación de los gases de la explosión con el dosado de 15 menos contaminante se incorporó en la salida de los colectores de escape el catalizador; es un complejo sistema con metales preciosos (platino, rodio, paladio,…) que al ser atravesado por los gases contaminantes agiliza mediante reacciones químicas en su interior la transformación en gases limpios, lo que tardaría bastante tiempo en suceder con los gases contaminantes emitidos directamente a la atmosfera, por eso se denomina catalizador.
Por sus componentes el catalizador es un complemento bastante costoso que ha durar con eficacia lo más posible.
Lo primero para lograrlo es que el dosado se mantenga en 15, ya que es cuando la combustión genera menos contaminación en conjunto.
Para poder controlar el valor constante de dosado 15 se ubica en la entrada del catalizador una sonda de oxígeno o lambda que “lee” en los gases de escape que llegan al catalizador el dosado de la mezcla que se ha quemado en la explosión.
Con esta información sería posible controlar el dosado electrónicamente, pero el carburador funciona mecánicamente y no puede ajustar la aportación de gasolina con la precisión necesaria, además aparecerían fallos de motor al intentarlo.
El carburador ha de ser sustituido por otro sistema capaz de modificar en tiempo real la aportación de gasolina según varia el caudal de aire, manteniendo constante el dosado 15.
La solución es la inyección electrónica.
Con otros sistemas de inyección mecánicos se puede ajustar mejor la curva teórica de dosado, y se han utilizado bastante, pero para lograr la combustión lo más completa posible y contaminar menos es la inyección electrónica la solución, con sus tipos y evoluciones que luego se explican.
Los gases contaminantes, nocivos para la salud, del motor de gasolina son;
- Monóxido de carbono CO; más con mezcla rica, dosado por debajo de 15 y a la inversa.
- Hidrocarburos no quemados HC; como el CO, más con mezcla rica por debajo de 15 y a la inversa.
- Óxidos de nitrógeno NOx; más con mezcla pobre por encima de 15 y a la inversa.
- Dióxido de carbono CO2; no es un contaminante directo pues lo contienen las bebidas carbónicas, pero potencia el efecto invernadero de la tierra. Su emisión es proporcional al consumo de combustible.
Inyección electrónica
Imagen 12.19
La gasolina llega a presión desde una bomba eléctrica al cuerpo del inyector en cuyo interior un pistón empujado por un muelle corta la salida de inyección.
En el interior del muelle hay un núcleo de hierro y alrededor del cuerpo del inyector un bobinado eléctrico.
El calculador de inyección, con las informaciones necesarias; RPM, caudal de aire de admisión, temperatura del motor, mariposa de gases, posición de los pistones, dosado (sonda lambda), … da señal eléctrica al bobinado que en conjunto con el núcleo de hierro conforma un electroimán que atrae al pistón superando la fuerza del muelle, al levantarse el pistón la gasolina es inyectada a presión.
La inyección dura el tiempo que se mantenga la señal eléctrica del calculador, al cortarse se anula el efecto electroimán y el muelle cierra la salida de inyección por el pistón.
Testigo de inyección
Imagen 12.20
Cuando hay alguna anomalía que altera el correcto funcionamiento de la inyección electrónica el calculador enciende el testigo de fallo como información al conductor.
Según sea el incidente se puede reducir la respuesta del motor para evitar desgastes adicionales de componentes relacionados o elementos anticontaminación.
Se ha de comprobar y solucionar lo antes posible la causa del incidente.
