Inyección de agua en motores gasolina sobrealimentados

¿Alguna vez han escuchado de la inyección de agua en el motor para mejorar el rendimiento o reducir el consumo? Puede sonar falso, ¿verdad?, pero es una práctica que tiene aplicación real en el mundial de rallyes. Es la esencia de un motor sobrealimentado, aunque no es tan recomendable para un automóvil de calle.

¿Quieren saber cómo funciona? Hoy vamos a comentarles cómo funciona este sistema y los secretos que se esconden tras esta posible mejora en el rendimiento.

Funcionamiento

La clave para cualquier motor de combustión interna es trabajar con una relación de compresión lo más alta posible. La compresión efectiva en un motor sobrealimentado es la combinación de la compresión lograda por el turbo más la compresión otorgada por el pistón en la carrera.

Al incrementar la compresión se aumenta la potencia y el torque aprovechando mejor el combustible.  Si aumentamos la compresión también aumentamos el riesgo de rotura cuando se llega a cifras muy altas de temperatura. La mezcla aire-combustible se calienta tanto que se puede encender antes de que se llegue al punto de encendido ideal de la chispa de la bujía, lo que resulta fatal para el motor.

Una combustión descontrolada no se comporta de manera uniforme, puede provocar agujeros en el pistón, roturas de bielas, además no aprovecha toda la energía del combustible, y produce un funcionamiento errático del motor.

Por estas razones, cuando se trabaja con ciertos grados de compresión, se tiene que avanzar el punto de encendido de la bujía. Es decir, hay que encender a la mezcla voluntariamente antes del punto ideal, para evitar la detonación.En este proceso de avanzar el encendido se pierde potencia y se pierde eficiencia.

Pero a los de M-Sport, aliados con Cosworth en el desarrollo de los motores del Focus WRC (World Rally Championship), se les ocurrió una idea: inyectar agua en el colector de admisión.

¿Qué se logra atomizando agua en el colector de admisión?

Cuando se atomiza agua en el colector de admisión, se reduce la temperatura de trabajo efectivo dentro del cilindro. De esta forma, cuando la carrera de compresión llega, parte de la energía se dispersa tratando de vaporizar el agua. Así logra que la energía disponible para encender la mezcla baje y es menos probable que se presente una pre detonación.

Al lograr que no exista pre detonación, se puede retrasar el tiempo de encendido de la chispa  hasta seis grados del cigüeñal. De esta forma se pueden lograr algunos caballos adicionales, hasta un porcentaje máximo del 3% de la potencia total, probado en motores de WRC de dos litros.

Y no sólo eso, se puede trabajar además con mayor presión efectiva en el turbocompresor durante todo el rango de revoluciones sin miedo al picado, lo que permite hacer un mejor llenado en la curva de par.

La proporción de inyección de agua respecto a la de gasolina en la WRC llegaba a ser de 0,2 litros de agua por cada 0,7 litros de combustible consumidos, por lo que los depósitos de agua había que tenerlos en cuenta en el diseño del auto, pues no se gastaba poca.

¿Qué problemastiene el sistema?

El sistema de inyección de agua tiene sus limitantes y por tal razón se dejó de utilizar en el mundial de rallyes. La FIA (Federación Internacional del Automóvil) lo prohibió para evitar el encarecimiento de los motores.

¿Se puede adaptar a los autos de calle?

Sé que muchos se hicieron esta pregunta, y la respuesta es: que a pesar de que es una buena opción trabajar con altas relaciones de compresión y tiene grandes ventajas aplicar agua al colector de admisión, siempre y cuando se aplique en la forma adecuada atomizando y creando gotas casi microscópicas las ventajas que produce en el motor son altas. Sin embargo, aplicarlo a autos de calle si es posible pero se presentan dos problemas fundamentales.

  • Las unidades de control no están diseñadas para trabajar con inyección de agua, se debe programar el cerebro electrónico para un inyector adicional, para que trabaje de forma sincronizada con los inyectores de gasolina; las unidades desconocen completamente el momento de inyección del agua, no pueden entender en qué momento retrasar el encendido o cuando adelantarlo. Por tanto se requiere de una reprogramación y para tal hecho se debe cambia la ECU de la marca por una que sea reprogramable y por ahí ya se incrementan los costos; además eliminará las funciones de seguridad de su auto (ESP, ABS, sistema de catalización entre otras funciones).
  • Aunque seas capaz de instalar y programar un sistema completo, uno de los momentos más críticos es cuando estos inyectores de agua Y es que lo hacen a menudo en el mundo de la competición, donde están probados y se experimenta todo el tiempo. El principal fallo es cuando no queda agua en el depósito, o cuando el suministro se corta accidentalmente. Esto hace que casi inmediatamente el motor entre en picado, lo que hace que trabajando a altísimas compresiones, acabe por destruir en pocas revoluciones los pistones y las bielas y esto en competencia de un rally es una carrera más, pero en un automóvil de calle es un cliente insatisfecho y una garantía fija.

Para protegerse de esto hay que contar con un sistema de inyección de agua a prueba de fallo, con un sensor de nivel que modifique la programación de la ECU en cuanto al encendido y la presión del turbocompresor tan rápido se note que te vas a quedar sin agua o el sistema ha tenido un fallo en inyección.

Curiosamente, desde los años sesenta, e incluso en la actualidad, en ciertos motores de gran cilindrada y uso industrial, el sistema de inyección de agua atomizada se introdujo de serie. De la misma manera, en algunos paises es una tendencia en las preparaciones montar sistemas que inyectan una mezcla de metanol y agua con el mismo objetivo que la inyección de agua, incorporando un sistema a prueba de fallospara proteger al motor de posibles catástrofes.

Entradas relacionadas

Comentar

Una opinión
  1. tetero dice:

    PARA LOS PELOTUDOS QUE PREGUNTARON SI SIRVE PARA UN MOTOR DE CALLE:

    NEGROS DE MIERDA, DEBERIAN IR PRESOS EN VEZ DE MANEJAR POR LAS ASQUEROSAS CALLES DE SUS CIUDADES.
    SORETES DESCEREBRADOS, RESPETEN LAS REGLAS DE TRANSITO , LO UNICO QUE NECESITA MAS POTENCIA ES SU CEREBRO, QUE YA LA PERDIÓ HACE AÑOS, HIJOS DE PUTA.
    EL ROJO *******ROJO+++++++ SIGNIFICA PAREN , HIJOS DE UNA REPUTISIMA MADRE!!!!!