TJI

La ignición por chorro turbulento es un método para iniciar la combustión en motores de gasolina inyectando un pequeño chorro de gas en combustión a alta velocidad en la carga principal de combustible en el cilindro. A diferencia de una bujía convencional que enciende el combustible en un solo punto, la TJI crea múltiples frentes de llama en la cámara de combustión casi simultáneamente, acelerando drásticamente la velocidad de combustión y mejorando la eficiencia en condiciones de mezcla pobre.

El sistema se basa en una precámara, un pequeño espacio de combustión auxiliar conectado al cilindro principal por uno o más orificios pequeños. Durante la carrera de admisión, una mezcla de combustible y aire entra tanto en la cámara principal como en la precámara. Una bujía se enciende primero en la precámara; a medida que esta mezcla se quema, la presión aumenta y fuerza un chorro de gas caliente, parcialmente quemado, a través de los orificios hacia la cámara principal a velocidades que superan los 100 metros por segundo. Este chorro enciende la mezcla pobre circundante de manera más fiable de lo que lo haría una bujía sola.

La TJI permite que los motores funcionen con mezclas de combustible que, de otro modo, serían demasiado pobres para encenderse de forma fiable con la ignición convencional. Esto es importante porque una combustión más pobre produce temperaturas máximas más bajas, reduce las emisiones de óxidos de nitrógeno y mejora la economía de combustible. Los motores modernos de inyección directa de gasolina equipados con TJI pueden operar con relaciones aire-combustible superiores a 25:1 en condiciones de carga parcial, en comparación con 14.7:1 o ligeramente más pobre para los motores de encendido por chispa convencionales.

Variantes e implementación

Los diseños de precámara varían en complejidad. Los sistemas activos utilizan un inyector separado para suministrar combustible solo a la precámara; los sistemas pasivos alimentan la precámara desde el cilindro principal, basándose en la geometría de los puertos de admisión para lograr la mezcla correcta. El número y el diámetro de los orificios se ajustan cuidadosamente para controlar la velocidad del chorro y la profundidad de penetración. Algunos diseños utilizan múltiples orificios para distribuir los puntos de ignición; otros utilizan un solo orificio estratégicamente posicionado para alcanzar las regiones más frías y difíciles de quemar de la carga principal.

El término ignición por chorro turbulento distingue el sistema de diseños de precámara más simples utilizados en motores más antiguos, donde la combustión en la precámara era incidental al diseño. La TJI moderna es una estrategia de combustión deliberada, habilitada por un control preciso del tiempo y la cantidad de inyección de combustible, control electrónico de la chispa y geometría de la cámara optimizada mediante dinámica de fluidos computacional. El enfoque ha tenido una creciente adopción tanto en motores de aspiración natural como turboalimentados a medida que los fabricantes buscan objetivos de eficiencia en las regulaciones de emisiones en todo el mundo.