Dimensionar inyectores

La pregunta siempre es la misma — ¿darán bastante estos inyectores? — y se descompone en tres partes que se confunden con frecuencia.

Cuánto combustible pide el motor

La potencia sale de quemar, así que el caudal de combustible se deduce de la potencia y de la eficiencia con que el motor la convierte en trabajo:

combustible (lb/h) = potencia (hp) × consumo específico

El consumo específico ronda 0,48 en atmosférico y 0,58 con soplado, porque un motor sobrealimentado se lleva más rico y más retrasado para mantenerlo vivo.

Divida por el número de inyectores, divida otra vez por el ciclo de trabajo que esté dispuesto a usar, y ese es el inyector que hay que comprar.

Por qué el combustible lo cambia todo

El E85 no tiene la energía de la gasolina. Hacer la misma potencia exige quemar más, y cuánto más es la relación de sus densidades energéticas:

consumo(combustible) = consumo(gasolina) × PCI(gasolina) ÷ PCI(combustible)

La gasolina lleva unos 43,4 MJ/kg y el E85 unos 29,2, así que el E85 quema cerca de un 49 % más de masa — un consumo específico con soplado cercano a 0,86 en lugar de 0,58. Además es más denso, así que en volumen, que es lo que de verdad mueven un inyector y una bomba, hace falta un 40 % más.

Esa es toda la razón de que un sistema de alimentación holgado se quede justo tras un simple cambio de combustible. El metanol es todavía peor: más que duplica el caudal.

El consumo específico de E85 que suele citarse, 0,75–0,78, es lo bastante bajo como para quedarse una talla corto de inyector. El argumento energético es el fiable.

Cuánto da realmente un inyector

La cifra de la caja es el caudal a la presión con que se homologó, casi siempre 43,5 psi (3 bar). Un inyector es un orificio, así que el caudal sigue la raíz cuadrada de la diferencia de presión:

caudal = nominal × √(Δp real ÷ Δp nominal)

Doblar la presión de gasolina compra un 41 % más de caudal, no un 100 %. Subir la presión es una palanca más corta de lo que parece, y a cambio cuesta margen de bomba y tiempo de apertura.

La presión que cuenta es la diferencia

Un inyector pulveriza dentro del colector, así que lo que empuja el caudal es la presión de gasolina menos la del colector. Un regulador con toma al colector sube la presión de gasolina con el soplado y mantiene constante esa diferencia. Uno sin toma no lo hace — y con 20 psi de soplado, un sistema de 43,5 psi está trabajando en realidad a 23,5, es decir cerca de un 27 % menos de caudal justo cuando el motor pide más.

Ese único detalle ha empobrecido más motores que el dimensionado en sí.

El ciclo de trabajo, y por qué 85 %

El ciclo de trabajo es la fracción del tiempo que el inyector está abierto. El techo habitual es el 85 %, y es un límite real y no una superstición: por encima, los tiempos de apertura y cierre de un inyector saturado dejan de ser una fracción pequeña de su ciclo, así que el caudal deja de ser lineal con la anchura de pulso. El mapa afinado por debajo de ese punto ya no predice nada. Al 100 % el inyector está simplemente abierto, y no queda nada que dar.

Dimensione al 80–85 % de su objetivo y le queda margen. Dimensione al 100 % y ya ha llegado.

Lo que esta página no cubre

El tiempo muerto del inyector no está modelado aquí. Importa muchísimo al ralentí y a carga baja, varía con el inyector y con la tensión, y es una tabla que quiere su centralita, no una cifra que dé una calculadora.

Tampoco dimensiona la bomba ni los latiguillos. Un inyector capaz de dar el caudal no sirve de nada detrás de una bomba que no puede, y las curvas de bomba caen con la presión justo donde el caudal de inyector sube.