Diagnóstico del Sistema de Inyección Directa: Lecturas de la Presión

La inyección directa se está convirtiendo en un estándar en muchos vehículos de reciente modelo. Estos sistemas pueden ser un desafío para el técnico, pero con la capacitación correcta, los problemas se pueden resolver de manera rentable.

Hace algunos años, todo lo que un técnico necesitaba para diagnosticar un problema de combustible era un conjunto de “luces noid”, un medidor de presión de combustible y quizás un medidor de voltaje. Estas herramientas no se pueden usar en sistemas de inyección directa debido a las presiones más altas, los cambios en la ubicación y la tecnología del inyector. Los voltajes de los controladores del inyector pueden oscilar entre 30 y 120 voltios, dependiendo del sistema, y las presiones pueden alcanzar hasta 2,300 psi. La herramienta para diagnosticar el sistema de inyección directa es un escáner donde puede ver los parámetros especiales de la inyección directa de combustible y realizar pruebas bidireccionales.

Algunas de las pruebas son las mismas que la inyección indirecta, como el balance de inyectores y la prueba de carga del inyector, pero se requiere más información sobre cómo la colocación del inyector y de la bomba de combustible de alta presión juegan un papel importante en el diagnóstico de problemas de manejabilidad.

Diagnóstico de la Presión

Usted nunca encontrará una válvula o puerto Schrader para medir la presión en un sistema de inyección directa de combustible, incluso en el lado de baja presión. Si pudiera acceder al lado de baja presión con un medidor análogo, vería que las presiones cambian rápidamente a medida que cambian las demandas de carga del motor.

La presión del sistema de inyección directa se mide con sensores, y las señales se utilizan para determinar la velocidad y/o el volumen de la bomba. Por lo tanto, necesita un escáner para tener acceso a esas presiones.

La mayoría de los sistemas de inyección directa usan sensores de presión piezorresistivos en el lado de baja presión del sistema. El elemento del chip de silicón genera un voltaje eléctrico que se puede medir cuando se aplica presión, aumentando a medida que aumenta la presión. La computadora ECM, convierte el voltaje en una presión calculada que tiene una precisión de ± 2%. La medición de los valores con un osciloscopio o voltímetro digital no arrojará ninguna información importante, por lo tanto, siempre observe el valor de la presión con un escáner.

Los sensores de alta presión pueden usar una membrana metálica dentro de un puente con resistencias. Cuando se aplica presión, el puente genera un cambio en las resistencias lo que a su vez genera un cambio en el voltaje aplicado.

El ECM se asegura que la bomba de combustible está suministrando la presión correcta a la bomba de alta presión. El ECM pulsará la bomba de baja presión para que se genere la presión correcta. El sistema generalmente tiene un regulador y no tiene líneas de retorno. Algunos sistemas incluso tienen sensores de temperatura integrados en las líneas de combustible que se utilizan para calcular la densidad del combustible, de manera que el control del combustible se pueda ajustar a la cantidad de energía en el combustible.

Baja Presión/Bombas

de Suministro

La bomba de baja presión en el tanque de combustible normalmente se controla mediante el ECM con una señal de voltaje que modula la anchura del pulso. Su función principal es proveer el volumen y la presión correctos a la bomba de alta presión. Con este tipo de arreglo, no hay necesidad de una línea de retorno.

La bomba de suministro también puede activar un sistema de respaldo en la bomba en caso que la bomba de alta presión falle. Si el ECM detecta con la información del sensor de alta presión una falla en la bomba de alta presión, la salida de la bomba de suministro y el tiempo de apertura del inyector se aumentarán para que el motor pueda continuar su marcha en el modo de potencia restringida.

Bombas de Alta Presión

Las bombas mecánicas utilizan presión y otra información relacionada con el motor para determinar la salida de la bomba, que a su vez es controlada por un actuador, regularmente en el lado de entrada de la bomba de alta presión. Cuando no hay voltaje aplicado al solenoide, el sistema se revierte al ajuste de baja presión.

Esta bomba está rectificada con precisión para generar una presión en el riel de combustible de hasta 2,500 psi. El combustible lubrica las partes internas de la bomba, pero si el sistema de combustible está seco sin gas, la bomba puede dañarse.

El principal destructor de las bombas de combustible de alta presión es el descuido del cambio de aceite. El desgaste entre las levas del árbol de levas y la bomba de alta presión impiden que la bomba de combustible genere suficiente movimiento del pistón. Siempre debe examinar las levas en el árbol de levas antes de instalar una nueva (y muy costosa) bomba de combustible de alta presión. Una queja de falta de fuerza puede mejorar al instalar una bomba nueva, pero nunca será completamente corregida.

Inyectores

Con más de 2,000 psi en la parte superior del inyector y altas presiones de la cámara de combustión en la parte inferior, se requieren más de 12 voltios para pulsar el inyector. La mayoría de los sistemas de inyección directa utilizan un condensador y un inversor de voltaje para crear voltajes que pueden oscilar entre 40 y 100 voltios, dependiendo del sistema. Es posible ver la salida del controlador usando una abrazadera de inducción.

Márgenes de Diagnóstico

Los ingenieros están fabricando cilindros de prueba con ventanas de cuarzo de rubí y están utilizando las cámaras de alta velocidad más sofisticadas del mundo para determinar el mejor evento de combustión posible bajo diferentes cargas. Quieren sintonizar el evento de una combustión perfecta donde todo el combustible se queme y que la menor cantidad de emisiones llega al convertidor. Esta búsqueda de la perfección se convertirá en un nuevo desafío de diagnóstico para los técnicos en los años por venir.

A medida que los ingenieros pretenden extraer toda la energía de cada gota de combustible, todos los elementos del sistema estarán operando en el punto donde se puedan generar problemas de manejabilidad. Por ejemplo, un poco de carbón en una válvula de admisión puede hacer que el aire que entra a la cámara de combustión sea turbulento y haga que una parte del combustible se condense y se queme de manera desigual. O bien, una pequeña fuga de vacío podría provocar la entrada de aire sin medir en la cámara de combustión. Incluso un pequeño cambio en un filtro de aire podría provocar un cambio en el evento de la combustión.

Los motores de inyección de combustible en los puertos compensaban por estos problemas porque ya se esperaba que fueran un poco ineficientes. Tenían radios de compresión más bajos y convertidores catalíticos más grandes. Ahora, cada elemento pequeño, desde el estado de las bujías hasta el tipo de combustible utilizado, es esencial para un diagnóstico. Partes gastadas y la falta de mantenimiento pueden también influir en los márgenes de diagnóstico.