¿Porqué los Motores de Inyección Directa Generan Depósitos de Carbón?

La inyección directa de combustible en su forma actual ha existido desde 1997. Durante los siguientes 10 años, Volkswagen, BMW, Mercedes-Benz y muchos otros introdujeron en sus vehículos los motores con inyección directa. Hoy en día, casi todos los motores nuevos tienen inyección directa. Cuando los primeros motores de inyección directa cumplieron los tres años o alcanzaron la marca de las 30,000 millas (48,280 Km), algunos desarrollaron problemas de manejabilidad debido a la acumulación de carbón en el cuello de las válvulas de admisión. Los síntomas típicos fueron los códigos de falla de encendido, jaloneo y extraños números del ajuste de combustible.

Los depósitos de carbón causan que el aire de vueltas en la cámara de combustión, y esta turbulencia hace que la mezcla de aire y combustible se distribuya de manera desigual. Cuando se enciende, el frente de la llama puede ser errático, dejando algo de combustible sin quemar y creando puntos calientes en la cámara de combustión.

¿Por qué los motores de inyección directa están propensos a crear depósitos de carbón? 

A finales de los años 90 y a principios de los 2000, los TSB (Boletines de Servicio) relacionados con los depósitos de carbón en las válvulas eran pocos y distantes entre sí. Hay tres razones por las cuales los motores con inyección directa son más propensos a los depósitos de carbón. Una de las razones es exclusiva a la inyección directa, y las dos restantes son problemas también para los motores de inyección indirecta en los puertos, pero que se agravaron con la inyección directa.

La razón principal es que el combustible y los detergentes añadidos no están golpeando la parte posterior de las válvulas de admisión. Al inyectar el combustible directamente en el cilindro en lugar de en la parte posterior de la válvula, la gasolina y los detergentes no pueden limpiar la válvula y el puerto.

En segundo lugar, las mezclas pobres y las presiones de combustión más altas pueden hacer que el problema empeore con el tiempo. Un motor de inyección directa de combustible produce más energía a partir de una cantidad dada de combustible y aire que un motor de inyección de combustible en el puerto. Los motores de hoy operan en un borde irregular entre la eficacia óptima y un fallo de encendido. No hay mucho margen para el error, como puntos calientes en la cámara de combustión o una bujía desgastada.

Cuando se crea un punto caliente o un frente de llama inferior a lo óptimo debido al aire turbulento, la cantidad de combustible no quemado en la combustión cámara aumenta. Cuando se abre la válvula durante la carrera de admisión, puede ser que entre en contacto con estos subproductos, y a diferencia de la válvula de escape, los gases que pasan por allí no son lo suficientemente calientes como para quemarse.

En tercer lugar, la válvula de admisión se abre en la cámara de combustión, sin importar si se trata de inyección de combustible en los puertos o inyección directa. Cuando lo hace, por ese pequeño período de tiempo, se expone a subproductos de la combustión que pueden adherirse al cuello de la válvula. Si el último ciclo de combustión fue inferior a lo óptimo, la válvula de admisión quedará expuesta a esos subproductos.

Algunos vehículos de inyección directa con sincronización variable de las válvulas pueden exponer la válvula a los subproductos de la combustión conforme las válvulas se ajustan, lo que crea un efecto de barrido ya sea para atraer o dejar atrás en la cámara una pequeña cantidad de los gases de escape para controlar las emisiones de NOX. Además, algunos motores de inyección directa con turbocargador dejan las válvulas de admisión y de escape abiertas al mismo tiempo con el fin de mantener el turbo girando para así reducir el retraso del mismo.

¿Por qué algunos motores de inyección directa son más propensos a los depósitos? 

Si usted mira los problemas de depósito de carbón en la inyección directa a través del Internet, los motores de BMW, Audi y VW siempre ocupan el más lugar más alto. Los motores de GM y Ford que han estado en la carretera por lo menos cuatro años escasamente tienen quejan de depósitos de carbón. ¿Cuál es la diferencia?

Algunos motores de inyección directa tienen una mala sincronización del tiempo. El moderno motor normalmente tiene sincronización variable de las válvulas e incluso un sistema de desactivación de los cilindros. El sistema de control del motor puede controlar cuándo, por cuánto tiempo y, en algunos casos, que tan profunda entra la válvula en la cámara de combustión. Si una válvula de admisión está abriendo en una cámara de combustión con subproductos de la combustión o con combustible no quemado, la válvula puede estar expuesta a los agentes que causan los depósitos de carbón.

Algunos han culpado los sistemas (PCV) de ventilación positiva del cárter por dejar una película de aceite sobre la válvula de admisión que luego se convierte en carbón. Otros culpan el traslape de la válvula durante la carrera de admisión, que elimina la necesidad de una válvula de EGR.

 La Reparación 

Hay varias soluciones disponibles para resolver los problemas de acumulación de carbón. El primero es el mantenimiento preventivo. Los cambios de aceite programados pueden mantener los actuadores del árbol de levas trabajando en condiciones óptimas para controlar la exposición de las válvulas de admisión.

El reemplazo de las bujías puede reducir la cantidad de combustible no quemado en la cámara de combustión que pueda adherirse a una válvula. También la limpieza de los inyectores de combustible puede ayudar a los mismos a mantener la geometría de rociado correcta.

Pero el método número uno para la prevención de un problema de acumulación de carbón es actualizando el programa (software) de control del motor.

El nuevo programa puede disminuir los depósitos de carbón mediante la reducción de la exposición de las válvulas a las condiciones que causan la acumulación de carbón al ajustar la sincronización de la válvula y el tiempo de encendido.

No asuma que usted encontrará un TSB diciendo que una reprogramación del PCM corregirá un problema de acumulación de carbón porque la mayoría de las actualizaciones no incluirán nada acerca de este problema. Usted puede incluso visitar el sitio Web del OEM para ver si el vehículo cuenta con la última versión del software.  SA