MÓDULO III

DIAGNÓSTICO Y MANTENIMIENTO DE LOS MOTORES DE CUATRO TIEMPOS

CON INYECCIÓN DE GASOLINA

CLAVE: MMA417

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DIRECTORIO Lic. Josefina Vázquez Mota Secretaria de Educación Pública Dr. Miguel Székely Pardo Subsecretario de Educación Media Superior M. en C. Daffny Rosado Moreno Coordinador Sectorial de Desarrollo Académico de la SEMS Biól. Francisco Brizuela Venegas Director General de Educación en Ciencia y Tecnología del Mar M. en C. Gildardo Rojo Salazar Director Técnico de la DGECyTM C.P. María Elena Colorado Coordinadora Administrativa de la DGECyTM Ing. Jorge Jaime Gutiérrez Director de Operación de la DGECyTM Q.B.P. Francisco Escamilla Rodríguez Jefe del Departamento de Planes y Programas de Estudio de la DGECyTM

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CARRERA DE TÉCNICO EN MECÁNICA NAVAL CLAVE: BTEMMAM04

GUÍA DE APRENDIZAJE

MÓDULO III

DIAGNÓSTICO Y MANTENIMIENTO DE LOS MOTORES DE CUATRO TIEMPOS

CON INYECCIÓN DE GASOLINA

Clave: MMA417

2007

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Reforma Curricular del Bachillerato Tecnológico (Acuerdo Secretarial 345)

Componente de Formación Profesional del Bachillerato Tecnológico

Carrera de Técnico en Mecánica Naval

Profesores que elaboraron la presente guía de aprendizaje del Módulo III. Diagnóstico y mantenimiento de los motores de cuatro tiempos con inyección de gasolina: Gilberto Ordaz Martínez, Martín de Atocha Can, Eleazar Cobos Meneses, Héctor Ibarra Díaz. Coordinadores de la DGECyTM: M. en C. Gildardo Rojo Salazar Ocean. Víctor Manuel Rojas Reynosa Q.B.P. Francisco Escamilla Rodríguez Biól. José Rodrigo Nava Mora Edición: M. en A. Rodolfo Ruiz Martínez

Diagnóstico y mantenimiento de los motores de cuatro tiempos con inyección de gasolina Primera edición: 2007 Subsecretaría de Educación Media Superior, SEP Dirección General de Educación en Ciencia y Tecnología del Mar Dirección Técnica ISBN: 978-968-9386-20-9

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ÍNDICE Objetivo Introducción

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8 Mapa conceptual

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Submódulo I Mantenimiento al sistema electrónico pa ra motores con inyección de gasolina 1. Aplicar la electrónica en los sistemas de inyección de gasolina

1.1 Electrónica básica

11 11 11

1.2 Sensores y actuadores 33 1.3 Efecto Hall 53 1.4 Comprobación y pruebas 57

2. Conocer los sistemas de encendido sin distribuidor para motores con inyección de gasolina 2.1 Sistemas de encendido DIS

66 66

2.2 Sistema de encendido TRITON 78 2.3 Sistema de encendido por LASER

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Submódulo II Proporcionar mantenimiento al sistema de inyección de gasolina 1. Proporcionar servicio de afinación mayor a diferentes sistemas de inyección de

gasolina

83

83 1.1 Sistema de inyección TBI 83 1.2 Sistema de inyección MULTIPORT y MULTIPOINT 88 1.3 Inyección de combustible en el motor fuera de borda

98

Submódulo III Análisis y diagnóstico de un sistema de inyección de gasolina 1. Diagnosticar las fallas en el sistema de inyección de gasolina

111 111

1.1 Autodiagnóstico 111 1.2 Diagnóstico con el escáner

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Glosario 121 Fuentes de información

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OBJETIVO

El presente material ha sido diseñado para facilitar el trabajo del estudiante de la especialidad de Mecánica Naval para el Módulo III. Diagnóstico y mantenimiento de los motores de cuatro tiempos con inyección de gasolina, al proporcionarle una guía donde se especifican los contenidos y las actividades de dicho módulo, y de esta manera facilitarle la construcción de conocimientos, el desarrollo de habilidades y la formación de actitudes, que le permitan realizar el diagnóstico y mantenimiento de los motores de cuatro tiempos con inyección de gasolina de acuerdo con las recomendaciones y especificaciones técnicas del fabricante.

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INTRODUCCIÓN

Esta guía ha sido elaborada con la finalidad de que el estudiante de mecánica naval, en el Módulo III. Diagnóstico y mantenimiento de los motores de cuatro tiempos con inyección de gasolina, cuente con la información necesaria que le permitirá tener el conocimiento para proporcionar el diagnóstico del motor con inyección de gasolina, realizar el servicio de afinación mayor a motores con sistemas de inyección y encendido electrónico con enfoque en la Norma Técnica de Competencia Laboral (NTCL). Los datos aquí presentados han sido recopilados de las fuentes de información actualizada y reconocida en la temática tratada, así como de las principales marcas de motores de cuatro tiempos actualmente en el mercado y cuyos datos aparecen en la bibliografía al final de este manual. Bienvenido al fantástico mundo de los motores de cuatro tiempos con inyección de gasolina, y prepárese para iniciar un breve recorrido a través del mundo de los motores de combustión interna equipados con inyección computarizada.

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MAPA CONCEPTUAL

Consiste Consiste Consiste

Diagnóstico y mantenimiento de los motores de cuatro tiempos

con inyección de gasolina

Mantenimiento al sistema de encendido electrónico para motores con inyección de

gasolina

Mantenimiento al sistema de inyección electrónica

Análisis de diagnóstico de un sistema de inyección de

gasolina

Aplicar la electrónica a los sistemas de

inyección de gasolina

Conocer los sistemas de encendido sin distribuidor

para motores con inyección de gasolina

Proporcionar servicio de afinación mayor a diferentes

sistemas de inyección de gasolina

Diagnostica r las fallas en el sistema de inyección de

gasolina

Electrónica básica

Sensores y actuadores

Efecto Hall

Comprobación y pruebas

Sistema de encendido dis

Encendido triton

Encendido por laser

Sistema de inyección tbi

Sistema iny. Multiport y Multipoint

Sistema de inyección p / fuera de borda

Autodiagnóstico

Diagnóstico con escáner

Implica

Incluye Incluye Incluye

Incluye

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SUBMÓDULO I MANTENIMIENTO AL SISTEMA ELECTRÓNICO PARA MOTORES C ON

INYECCIÓN DE GASOLINA 1. Aplicar la electrónica en los sistemas de inyec ción de gasolina

1.1 Electrónica básica Conceptos magnéticos El hombre conoce el magnetismo desde hace muchos siglos, y se dice que los chinos sabían algunos de sus efectos en épocas tan remotas como el año 2600 antes de nuestra era. Su primer uso práctico, la brújula, se debe a los chinos y fue introducida en Europa alrededor del año 1200.

El doctor William Gilbert (1540-1603) hizo posteriores descubrimientos acerca del magnetismo y también fue el primero en publicar los resultados de su trabajo. Después de los hallazgos de Gilbert, muchos científicos han aportado numerosas contribuciones al estudio del magnetismo. Los principales descubrimientos han hecho posible las numerosas aplicaciones que el magnetismo tiene en los equipos eléctricos y electrónicos. El magnetismo es el método primario para transformar energía eléctrica en energía mecánica y viceversa, y es el principio básico usado para hacer funcionar los motores eléctricos, solenoides, relevadores, etcétera. El magnetismo es una fuerza diferente de las fuerzas de atracción o repulsión debidas a cargas eléctricas estáticas. Relación del magnetismo con la electricidad El magnetismo está íntimamente ligado a la electricidad y es tan importante que a menudo se denominan gemelos. La electricidad depende tanto del magnetismo, que sin él muy pocos de nuestros modernos aparatos serían posibles. Sin la ayuda del magnetismo sería imposible generar y transmitir energía en grandes cantidades, como para cubrir las necesidades de nuestra industria y nuestro hogar.

El magnetismo se define como: la propiedad o poder de un material para atraer o r etener piezas de hierro y acero . Aunque esto es verdad, sería mejor considerar el magnetismo como el estudio de todas las propiedades y acciones de los imanes y materiales magnéticos. Al imán se le define como: un cuerpo que tiene la propiedad de la polaridad y poder atraer al hierro y al acero. Materiales magnéticos. Son aquellos atraídos por el imán; pueden poseer o no la propiedad de la polaridad y/o no tener el poder de atraer a otros materiales magnéticos. Estas dos definiciones nos llevan a la conclusión de que todos los imanes son materiales magnéticos, pero no todos los materiales magnéticos son imanes.

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Imán artificial por corriente eléctrica. Un material magnetizado de esta forma se denomina imán artificial . La imantación que se consigue con este procedimiento es muy pequeña en comparación con los imanes modernos; tales imanes se hacen colocando la barra de acero dentro de una bobina por la que pasa una corriente eléctrica (figura 1).

FIGURA 1. MAGNETIZACIÓN DE UNA BARRA DE ACERO POR M EDIO DE UNA CORRIENTE ELÉCTRICA.

Imanes permanentes y temporales. Imanes permanentes . Si se endurece una pieza de acero con un tratamiento térmico se convierte en un imán artificial; al situarla en una bobina por la que circula corriente eléctrica se apreciará que el acero endurecido permanece imantado, conservando sus propiedades magnéticas después de haber retirado la fuerza magnetizante. Este tipo de imán se denomina imán permanente. Imanes temporales . Si una pieza de hierro, acero suave o níquel se convierte en imán artificial por medio de una bobina por la que pasa una corriente eléctrica, se apreciará que pierde prácticamente todo su magnetismo casi inmediatamente después de ser retirada la fuerza magnetizante. Este tipo de imán artificial se denomina imán temporal. Empleo de los imanes . Los imanes temporales se emplean generalmente en donde el imán tiene una bobina que lo rodea y por la que pasa una corriente eléctrica. Por Ejemplo: los generadores, motores, transformadores, timbres eléctricos, zumbadores telegráficos, relés, etcétera.

Los imanes permanentes se emplean en brújulas, altavoces, aparatos de medida, tacómetros eléctricos, etcétera. Polaridad de un imán Polo norte y sur . Si una piedra imán alargada o una barra imantada se suspende de forma que pueda girar libremente, se detendrá en tal posición que uno de sus extremos apuntará aproximadamente al polo norte geográfico. Si se gira el imán y se deja volver a su posición normal libremente, quedará en la misma posición que al principio. El extremo del imán que apunta hacia el polo norte geográfico se denomina buscador del polo norte, o simplemente polo norte. El otro extremo del imán, que apunta hacia el polo sur geográfico, se denomina buscador del polo sur, o simplemente polo sur (figura 2).

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Si se sitúa una barra imantada sobre una superficie plana y se espolvorea sobre ella limadura de hierro, la mayoría de la limadura se acumulará en dos zonas. Si el imán se levanta o gira suavemente, se verá que mucha de la limadura de la parte central se cae, mientras que la de los extremos queda adherida al imán (figura 3). Esta es otra forma de describir los polos del imán denominados: polos del imán a los dos puntos donde el magnetismo es mayor.

FIGURA 2. BARRA METÁLICA SUSPENDIDA EMPLEADA COMO BRÚJULA.

FIGURA 3. ILUSTRACIÓN DE LOS POLOS DE UN IMÁN EMPLEANDO LIMADURA DE HIERRO.

Ley de los polos Cuando acercamos un imán a otro puede existir entre ellos una atracción o un rechazo, esto depende del signo de los polos que se aproximen.

Regla de los polos

• Polos magnéticos iguales se rechazan (figura 4 A). • Polos magnéticos contrarios se atraen (figura 4 B).

FIGURA 4. EFECTOS DE REPULSIÓN (A) Y ATRACCIÓN (B) SEGÚN LA REGLA DE LOS POLOS.

Electromagnetismo Campo magnético que rodea a un conductor . Durante largo tiempo se sospechó que existía relación entre la electricidad y el magnetismo, pero correspondió a Oersted, en 1819, probar que esta relación no solamente existe, sino que está completamente definida (figura 5).

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FIGURA 5. CAMPO MAGNÉTICO ALREDEDOR DE UN CONDUCTOR .

Presencia del conductor en el campo magnético Si se acerca una aguja imantada a un conductor simple por el que circula una corriente eléctrica, la aguja se desvía indicando la presencia de un campo magnético. Se observa, además, que la aguja tiende a colocarse en una dirección perpendicular a la de la corriente. Cuando se coloca encima del conductor marca una dirección opuesta a la que toma cuando se coloca debajo del mismo. Una investigación más profunda prueba que las líneas de flujo magnético forman circunferencias que rodean al conductor (si no hay otro campo magnético en su proximidad), como muestran las figuras 6 y 7. Estas circunferencias tienen sus centros en el eje del conductor y está en un plano perpendicular a dicho eje.

FIGURA 6. LÍNEAS DE FLUJO ALREDEDOR DE

UN CONDUCTOR CILÍNDRICO, CORRIENTE HACIA ADENTRO.

FIGURA 7. LÍNEAS DE FLUJO ALREDEDOR DE UN CONDUCTOR CILÍNDRICO, CORRIENTE

HACIA FUERA.

Si se invierte el sentido de la corriente, se invierte también la posición de las agujas imantadas, lo que demuestra que la dirección del flujo magnético depende de la dirección de la corriente. Esta relación queda demostrada en las figuras 6 y 7. El hecho de que las líneas de flujo magnético formen circunferencias de planos perpendiculares a la dirección del conductor explica la razón por la cual se invierte la dirección de la aguja magnética cuando se pasa de un punto situado encima de aquél a otro punto situado debajo, puesto que la dirección del campo encima del conductor debe ser opuesta a la que tiene debajo del mismo, como se percibe en las mismas figuras 6 y 7.

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Asimismo, si se hace que un conductor por el que circule una corriente atraviese verticalmente una cartulina horizontal, sobre la que se espolvorea limadura de hierro, se observa que tiende a formar círculos concéntricos con el conductor (figura 8).

FIGURA 8. CONDUCTOR POR EL QUE PASA UNA CORRIENTE E LÉCTRICA.

Si se eleva la corriente que circula por el alambre (figura 8), de 50 a 60 A, se apreciará que aunque las limaduras de hierro mantienen la misma forma, se ve afectado mayor número de ellas. Si las brújulas se mueven, primero acercándolas al alambre y después alejándolas de él, se notará que el efecto magnético se extiende a más distancia del alambre cuando se incrementa la corriente. Esto demuestra que la fuerza del campo magnético alrededor del alambre por el que circula una corriente eléctrica aumenta cuando la corriente aumenta y disminuye cuando la corriente disminuye.

El solenoide Cuando se devana un conductor portador de corriente para formar una bobina o solenoide, los campos magnéticos individuales que rodean a los conductores tienden a mezclarse o unirse. Un solenoide aparecerá como un campo magnético con un polo norte en un extremo y un sur, en el opuesto, como se muestra en la figura 9.

FIGURA 9. CONDUCTOR DEVANADO PARA FORMAR UNA BOBINA Y CONVERTIRSE EN UN SOLENOIDE

CON UNA POLARIDAD DETERMINADA POR LA DIRECCIÓN DEL FLUJO DE CORRIENTE. La fuerza del campo magnético del solenoide depende del número de vueltas del alambre en la bobina y de la corriente en amperes que pasa a través de ella. El producto de los amperes por

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las vueltas se conoce como amperes-vueltas, y es la unidad de medición de la potencia del campo. Electroimanes Ya hemos estudiado la construcción de una bobina solenoide. Se deberá tener en cuenta que en el caso de los solenoides, el único conductor del circuito es el aire; aunque hay otras sustancias que pueden conducir las líneas de fuerza magnéticas mejor que el aire. Se dice que estos materiales tienen mayor permeabilidad. Para demostrarlo puede insertarse en el solenoide un núcleo de hierro dulce (figura 10), lo que aumentaría considerablemente la potencia del campo magnético. Pueden darse dos razones para esto: en primer lugar, las líneas magnéticas han sido limitadas o concentradas en el área más pequeña de sección transversal del núcleo, y en segundo lugar, el hierro proporciona una trayectoria mucho mejor (con mayor permeabilidad) para las líneas magnéticas. Ese dispositivo se conoce como electroimán.

FIGURA 10. SOLENOIDE CON NÚCLEO DE HIERRO DULCE. Bobina solenoide succionadora Respecto a la figura 11, servirá para demostrar la acción succionadora del solenoide. En primer lugar, active la bobina solenoide cerrando el interruptor y, luego, coloque un núcleo de hierro dulce cerca de uno de los extremos. Observe la fuerza magnética de atracción. Suelte el núcleo y verá que es atraído hacia el centro de la bobina, donde permanecerá en reposo. ¿No se ha convertido el magnetismo en movimiento mecánico? Las bobinas solenoides succionadoras tienen muchas aplicaciones en la industria, entre ellas, para el control eléctrico de movimiento mecánico.

FIGURA 11. CUANDO SE ACTIVA EL SOLENOIDE, EL NÚCLEO ES ATRAÍDO HACIA EL CENTRO.

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Fuentes electromagnéticas de voltaje El método más común para crear energía eléctrica, o voltaje en el automóvil, es mediante el electromagnetismo. Esto es, el magnetismo que se genera de la carga eléctrica en movimiento. El electromagnetismo está en el corazón del magneto, el generador y el alternador. El electromagnetismo ha llegado a ser muy importante con el surgimiento de los sistemas electrónicos de control del motor y de inyección de combustible. Varios de los dispositivos sensores y la mayoría de los dispositivos actuadores funcionan bajo el principio del electromagnetismo. Los cuatro principios electromagnéticos que juegan un papel importante en los sistemas actuales de inyección de combustible son: la inducción, el electroimán, la acción del solenoide y el efecto Hall. La inductancia puede definirse como la propiedad de un circuito eléctrico de oponerse o resistirse a un cambio de corriente . Esta resistencia al cambio de la corriente es el resultado de la energía, almacenada dentro del campo magnético de una bobina. Todas las bobinas de alambre tienen inductancia; cuando un imán se desplaza dentro de un campo magnético, fluirá corriente en un sentido, y al retirarse, dicha corriente seguirá en sentido contrario. No fluirá ninguna corriente a menos que el imán se mueva, al hacerlo se induce un voltaje en la bobina. Existe una relación definida entre el movimiento del imán y la dirección del flujo de la corriente, lo cual es una aplicación de la ley de Lenz, que indica que el campo originado por la corriente inducida es de polaridad tal que se opone a la del campo del imán. El símbolo de la inductancia es la letra (L) y su unidad de medición es el henry (H). Un henry representa la inductancia de una bobina si se produce un voltio de fuerza electromotriz (fem) inducida, cuando la corriente cambia al ritmo de un ampere por segundo. Una corriente variable que atraviesa a un inductor produce un campo magnético que se extiende o reduce y traspasa el devanado de una bobina. Se induce una fuerza contraelectromotriz que se opone al cambio de la corriente. A esto se le llama autoinducción y su magnitud depende del número de vueltas del alambre sobre la bobina; es la relación entre la magnitud de ésta con su diámetro y la permeabilidad del núcleo. El automóvil utiliza la inducción para producir voltajes y corrientes en los generadores, alternadores y transformadores, tal como la bobina de encendido. La bobina captora de corriente alterna (CA) la utiliza en muchos sistemas electrónicos de encendido, aunque también emplea la inducción. La bobina captora o de reluctancia produce un voltaje de CA a medida que una rueda del reluctor gira en medio de un campo magnético; mientras que el reluctor pasa a través del campo magnético, ésta se distorsiona mediante una bobina de alambre e induce un voltaje. Debido a que el reluctor está girando, el campo magnético se distorsiona primero en una dirección y luego en la otra. Esto produce una señal de corriente alterna. Acción del solenoide Aunque el solenoide y el relevador con frecuencia llevan a cabo tareas similares, son fundamentalmente diferentes. Al igual que el relevador, el solenoide incorpora una bobina electromagnética con un núcleo de hierro para concentrar el campo magnético. El núcleo de

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hierro, sin embargo, es un resorte comprimido alejado del centro del campo magnético. Cuando se energiza, el campo magnético de los devanados del solenoide jala al núcleo de hierro contra la tensión del resorte hacia el centro del campo magnético. Para llevar a cabo esta acción, un extremo del núcleo de hierro se adhiere a un interruptor, o a una válvula. Cuando se energiza el solenoide, la válvula o el interruptor se abren o cierran. Un solenoide se puede utilizar para tres propósitos: como un interruptor para controlar el flujo de alta corriente al arrancador; como una válvula para controlar el vacío a la válvula EGR (recirculación de gas del escape), o como una válvula para controlar el flujo de combustible hacia el múltiple de admisión (un inyector). Aplicación de la electrónica en los sistemas de iny ección de gasolina Los sistemas eléctricos han sido parte del automóvil desde finales del siglo XIX. La electricidad se utilizó primero para producir una chispa de alto voltaje para encender la carga de aire combustible en la cámara de combustión. Con el paso del tiempo, se utilizó la electricidad en los sistemas de iluminación, sistemas de arranque, en radios, limpiaparabrisas y en una amplia variedad de accesorios de potencia. Al final de la década de 1960, la electrónica empezó a aparecer en los automóviles. Actualmente, los sistemas de encendido electrónico, los sistemas de inyección de combustible y los sistemas de emisión y de seguridad son los estándares de la tecnología del automóvil. A medida que se ha incrementado la sofisticación de los sistemas eléctricos y electrónicos, de igual manera se ha hecho con las fuentes de energía para estos componentes. Al principio del siglo XX, cuando el uso de la electricidad estaba limitado sólo para el encendido, el magneto era la única fuente de energía eléctrica. Cuando se agregaron las luces, fue necesaria una fuente diferente al magneto de alto voltaje para energizarlas, así se agregó la batería de almacenamiento. Además de que la batería proporciona un amplio mundo de nuevos negocios de servicios para automóviles. Conceptos de electrónica básica Hace más de 100 años, la revolución industrial del siglo XIX produjo la tecnología que hizo posible el automóvil. En los últimos 25 años todas las industrias han atravesado por una revolución electrónica tan importante como lo fue la revolución industrial. El automóvil ha sido el objetivo de los revolucionarios de la electrónica porque ofrece que éste trabaje en muchas formas para brindar comodidad, utilidad y seguridad a los automovilistas. Como en otros sistemas, todos los dispositivos electrónicos funcionan de modo semejante, sin tomar en cuenta dónde se usen. Los fundamentos de la electrónica son simplemente una extensión de los fundamentos eléctricos. No se puede dar servicio a ningún automóvil moderno sin encontrarse con algunos dispositivos electrónicos. Esos dispositivos pueden ser un simple sensor que indica el bajo nivel de aceite o una complicada computadora que lleva a cabo una integración elaborada para el suministro de aceite, encendido, control de emisiones o cambio de la transmisión. Así como es necesario entender los principios fundamentales de la electricidad antes de trabajar con interruptores y circuitos de alimentación eléctrica, es necesario también entender los principios de la electrónica antes de aplicarlos en los diferentes sistemas.

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Tanto la electricidad como la electrónica tratan de producir un trabajo con movimiento controlado de electrones. Con la palabra eléctrico se califican sistemas en que la corriente eléctrica fluye por alambres y dispositivos electromecánicos, como interruptores, motores, lámparas y otras unidades para generar luz, calor o movimiento. En general, un circuito eléctrico no aumenta o amplifica la corriente o voltaje con que alimenta al circuito una batería, un generador o una bobina de inducción. Por lo general, los sistemas electrónicos comprenden la transmisión de electrones o señales de voltaje a través del vacío o gases, o materiales semiconductores, al menos en parte de un circuito. Muchos componentes electrónicos no tienen partes electromecánicas móviles. Los dispositivos electrónicos a menudo amplifican el voltaje o la corriente, y pueden llevar a cabo funciones lógicas en toma de decisiones. La electrónica en los motores de combustión interna Ninguna otra profesión de servicio técnico exige más conocimientos y mayores habilidades de parte de sus miembros que la del servicio automotriz. En los primeros días del automóvil, una persona podía efectuar un gran número de trabajos aplicando un buen sentido común y teniendo una caja llena de herramientas de herrería. Los conocimientos básicos de mecánica son esenciales aun para el servicio automotriz profesional, pero se ha agregado una nueva condición: ¡Se debe poder trabajar en los controles electrónicos! La era de la electrónica en la industria automotriz comenzó en la década 1970, cuando se incluyó el control electrónico en los sistemas del motor para reducir las emisiones y mejorar la economía del combustible. La década de 1980 atestiguó el crecimiento de los instrumentos electrónicos de control automotriz y de los sistemas accesorios, hasta llegar a ser más complejos. También, en los años ochenta, se hicieron comunes la instrumentación electrónica y los sistemas accesorios en el mercado de automóviles nuevos. En los últimos años de la década de 1980 comenzaron a aparecer los controles electrónicos para una gran variedad de accesorios de vehículos y otros sistemas. Estructura atómica y energía de los electrones El número de electrones que un elemento puede tener es igual al número de protones, y por lo tanto el elemento está en equilibrio eléctrico. Los electrones también giran en órbitas alrededor del núcleo a una velocidad que compensa la fuerza centrífuga del movimiento y la atracción electrónica entre el protón y el electrón. La trayectoria que sigue el elemento alrededor del protón se llama capa . Por ejemplo, la trayectoria que sigue la Luna alrededor de la Tierra, o el de la Tierra alrededor del Sol, se llama órbita, pero también se podría llamar capa si se compara con la trayectoria del electrón alrededor del protón. Algunos elementos tienen más electrones que otros, por lo tanto, tienen más órbitas. También cada electrón sigue su propia trayectoria; no están alineados con los demás; por consiguiente los electrones que viajan a la misma distancia del núcleo forman una capa esférica como pelota alrededor del núcleo. También hay un límite del número de electrones que pueden estar en cada esfera o trayectoria orbital.

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La trayectoria más cercana al núcleo sólo puede tener dos electrones. Esto se debe a que la atracción de cargas opuestas es menor a causa de la menor distancia, y a que la velocidad del electrón es mayor para producir la fuerza centrífuga necesaria para contrarrestar la atracción y mantener en órbita al electrón. Igualmente, la segunda capa no puede tener más de 8 electrones, la tercera un máximo de 18, la cuarta 32, la quinta un máximo de 32. No se conoce la capacidad de las capas sexta y séptima. La siguiente tabla muestra el número de electrones y la cantidad de ellos en cada capa para algunos elementos:

Núm. electrones por capa Núm. atómico Elemento 1 2 3 4 5

1 2 3 5 6 7 8 9

10 11

Hidrógeno Helio Litio Boro

Carbono Nitrógeno Oxígeno

Flúor Neón Sodio

1 2 2 2 2 2 2 2 2 2

1 3 4 5 6 7 8 8

1

Capa de valencia. La capa externa de un átomo se llama capa de valencia y los electrones que orbitan en ella se llaman electrones de valencia. Niveles de energía de los electrones Cada electrón en el átomo tiene la misma carga negativa, pero no todos los electrones tienen el mismo nivel de energía. Aquellos que viajan en las capas externas, como lo hacen a mayor distancia, necesitan de mayor nivel de energía. Si pudiéramos dar más energía a los electrones que viajan en las capas internas, los podríamos hacer pasar a las capas externas. Como resultado, el electrón de valencia deja su órbita al azar, pero encuentra otra órbita a la que se une de inmediato. Esto libera al electrón de la anterior órbita, y entonces puede buscar otra nueva órbita en átomos vecinos. Esta facilidad de movimiento permite la transferencia de energía de átomo a átomo con poca necesidad de energía externa. Como consecuencia, estos materiales son excelentes conductores de energía eléctrica. Conductores, semiconductores y aisladores Los materiales que permiten el fácil establecimiento de una corriente eléctrica cuando se aplica una diferencia de potencial son buenos conductores de la primera, y se les da el nombre genérico de conductores . La figura 12 A muestra la estructura de un átomo de aluminio que, por tener electrones de valencia, es un elemento conductor.

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FIGURA 12. ESTRUCTURA DE UN ÁTOMO DE ALUMINIO (A) Y UNO DE FÓSFORO (B). La sustancia con más de cuatro electrones de valencia en el átomo tiende precisamente a capturar todavía más para adquirir una configuración más estable. En consecuencia, carecen de electrones libres y no son conductores de la corriente eléctrica. El fósforo, con cinco electrones de valencia en el átomo, figura 12 B, es un ejemplo de las sustancias que reciben el nombre de aislantes . Los cuerpos cuyo átomo tiene cuatro electrones de valencia poseen una característica de conducción intermedia, y por este motivo se llaman semiconductores . Los cuerpos o elementos semiconductores son dos: el silicio y el germanio. Ambos se utilizan en la electrónica porque además de reunir las propiedades eléctricas y mecánicas necesarias son baratos y fáciles de obtener. Semiconductores tipo P y N (portador positivo y por tador negativo) Comportamiento de los semiconductores El átomo normal de silicio tiene cuatro electrones periféricos que son fuertemente atraídos por el núcleo y, por lo tanto, no pueden utilizarse como electrones libres o móviles de transporte de carga. Dicho en otros términos, el silicio puro ofrece una elevada resistencia al paso de la corriente eléctrica y se comporta como un aislante más que como un conductor. Para poder utilizar al silicio como conductor es preciso mezclarle o adicionarle pequeñas cantidades de “impurezas”, es decir, elementos químicos cuyo átomo posea cinco o bien tres electrones de valencia. La adición de tales impurezas recibe el nombre de dopado , y el resultado de la misma es la obtención de un material con exceso de electrones libres, o bien, con diferencia de los mismos (exceso de huecos). En efecto, si se le añade una pequeña cantidad de arsenio (elemento cuyo átomo tiene cinco electrones periféricos) al silicio puro sólido, cuatro de estos electrones periféricos formarán enlaces covalentes con los electrones de cuatro átomos contiguos de silicio, y el electrón restante quedará libre para desplazarse al azar dentro del cristal de silicio. Estos electrones construirán una corriente electrónica en cuanto se aplica exteriormente una diferencia de potencial al cristal de silicio. Cuando se adiciona una impureza al silicio o al germanio, químicamente puros, se obtiene un material con numerosos electrones libres (exceso de electrones). Este material recibe el nombre de semiconductor del tipo N , pues reúne todas las características necesarias para operar como un semiconductor. Así por ejemplo, si se aplica

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una tensión continua entre los extremos de un bloque de semiconductores del tipo N como los de la figura 13, los electrones libres de dicho bloque serán repelidos por el borde negativo de la misma. Este desplazamiento de electrones, desde el borde negativo al positivo de la fuente de tensión, constituye una circulación de corriente. Los electrones libres actúan como portadores negativos de corriente.

FIGURA 13. SEMICONDUCTOR DE TIPO N.

Se entiende por enlace covalente, en una red cristalina, a la unión existente entre átomos próximos que comparten sus electrones de valencia. Esto significa que cada uno de los cuatro electrones periféricos de un átomo de silicio pertenece no sólo a la capa exterior de dicho átomo, sino a la influencia de dos átomos, más que a la de uno solo. Si por el contrario se añade una pequeña cantidad de aluminio (elemento cuyo átomo tiene tres electrones periféricos) al silicio o germanio puros, estos tres electrones formarán enlaces covalentes con tres electrones de los átomos contiguos de silicio o germanio, y quedará un enlace incompleto por faltar precisamente un electrón; la ausencia de un electrón se designa con el nombre de hueco. Una sustancia como la obtenida de esta manera, que posee un déficit de electrones, o sea, un exceso de huecos en su estructura cristalina, se llama semiconductor tipo P; se establecerá una corriente electrónica que, partiendo del polo negativo de la batería, atravesará el bloque de semiconductores y regresará al polo positivo. Para que los electrones puedan moverse a lo largo de dicho bloque es preciso que rompan sus enlaces covalentes. Cada vez que un electrón rompe un enlace covalente deja tras de sí un hueco, el cual es ocupado a continuación por otro electrón también liberado de su enlace. Resulta, pues, que si bien los electrones circulan a través del semiconductor en el sentido indicado, los huecos que van dejando se desplazan en sentido contrario. Los huecos actúan, por tanto, como portadores positivos de corriente. Los semiconductores de tipo P y N se usan raramente, excepto en combinaciones de asociación mutua. Constitución del diodo rectificador Se llama diodo rectificador o diodo semiconductor a la unión o combinación de dos semiconductores, uno de tipo P y otro de tipo N, que forman una unidad de tipo PN. Hay diversos métodos para fabricar un diodo PN, pero independientemente del método usado, se obtiene así una unidad cuyas características electrónicas la convierten en un elemento útil. La figura 14 representa esquemáticamente un diodo semiconductor PN. La zona intermedia o de transición entre las zonas P y N recibe el nombre de unión o barrera . En esta zona de transición ocurre un interesante fenómeno en donde algunos de los electrones libres procedentes de la zona N se difunden a través de la unión para ocupar los huecos existentes en la zona P. Por consiguiente, el lado P de la unión adquirirá una pequeña carga negativa, puesto

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que gana electrones, y el lado N de la unión una pequeña carga negativa, puesto que pierde electrones.

FIGURA 14. ESQUEMA DE UN DIODO SEMICONDUCTOR PN.

Polarización del diodo rectificador Si se conecta una fuente externa de energía (una pila) con el electrodo negativo conectado al lado N del semiconductor y el electrodo positivo conectado al lado P del semiconductor, los electrones de la pila y del conductor entrarán al semiconductor y originarán un aumento en la cantidad de electrones en el lado N (figura 15). Al mismo tiempo, el electrodo positivo de la batería sacará los electrones del lado P del semiconductor y dejará un exceso de huecos en el lado P, teniendo el lado P un exceso de huecos y el lado N un exceso de electrones; la transferencia, a través de la barrera de potencial, aumentará y tendremos flujo de electrones (corriente) a través del diodo.

FIGURA 15. POLARIZACIÓN DEL DIODO RECTIFICADOR.

Flujo inverso de corriente

Si se invirtiera la pila con su electrodo negativo conectado al lado P y su electrodo positivo al lado N (figura 16), el voltaje positivo del lado N atraería a los electrones y los alejaría de la barrera de potencial. Los electrones no podrán combinarse con los huecos del lado P y se detendrá la mayor parte de la corriente. La menor parte de ese flujo de paso de corriente es de menores consecuencias, en comparación con el flujo de la mayor parte de corriente.

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FIGURA 16. FLUJO INVERSO DE CORRIENTE.

Dispositivos de estado sólido

Circuito rectificador de media onda La fuente primaria de potencia para la mayor parte del equipo electrónico proviene de las compañías de luz y fuerza locales o de generadores electrónicos y, usualmente, esta potencia es la de CA. Los transistores, que constituyen una parte esencial de los circuitos electrónicos, funcionan con potencia de CC. Por lo tanto, la corriente alterna de la que se dispone no puede aplicarse a la mayor parte de los circuitos, a menos que se convierta a CC. Este proceso se llama rectificación y los circuitos que realizan dicho proceso son rectificadores . Generalmente un sistema electrónico de un solo rectificador suministra la potencia de CC para todos los circuitos del sistema. Según se aprecia en la figura 17, un voltaje de onda sinusoidal se aplica a la entrada de un rectificador; el voltaje que suministran las compañías de luz es de 115 voltios y 60 cps. En la salida del rectificador se obtiene la alternancia positiva del voltaje de entrada, ya que el circuito suprime totalmente la alternancia negativa. De este modo, en la salida hay otra pulsante o fluctuante de CC con la misma frecuencia que la de la entrada. La figura muestra cómo funciona un rectificador de alimentación positiva. En el caso de una alternancia negativa, el rectificador bloquea la alternancia positiva y sólo deja pasar el medio ciclo negativo. Dichos rectificadores se llaman de media onda.

FIGURA 17. LOS RECTIFICADORES DE MEDIA ONDA ELIMINA N LA MITAD DE LA ONDA DE ENTRADA DE CA, YA SEA LA POSITIVA O LA NEGATIVA.

En el circuito mostrado, el rectificador convierte la potencia eléctrica de CA a potencia CC fluctuante. En este caso se trata de corrientes relativamente elevadas, pero como se verá más adelante, los rectificadores también se utilizan para cambiar voltajes de señal de CA a los de

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CC. En ambos casos la función del rectificador es la misma, pues sólo los voltajes y corrientes con que se trabaja son diferentes. Circuito rectificador de onda completa Los rectificadores de media onda, como se vio anteriormente, tienen ciertas desventajas importantes. La principal es su poca eficiencia, ya que la potencia obtenida en la salida es considerablemente menor que la potencia de entrada; esto se debe a la eliminación de una de las alternancias de entrada. Se logra una mejor eficiencia usando un rectificador de onda completa en la cual la tensión de entrada llega a la salida, sin que se elimine parte alguna de su forma de onda. En vez de ello, el circuito invierte totalmente la polaridad de una alternancia de la onda sinusoidal de entrada, obteniéndose en la salida un voltaje pulsante de CC con una frecuencia que es el doble de la que tiene la onda sinusoidal de entrada. La figura 18 muestra cómo se realiza este proceso, cuando la potencia suministrada es positiva; en el caso de una negativa se invierte la otra alternancia.

Con la misma señal de entrada, un rectificador de onda completa puede producir un voltaje medio o efectivo dos veces mayor que el que se obtiene de un rectificador comparable de media onda. Sin embargo, el voltaje máximo de salida en ambos rectificadores es el mismo. Debido a que produce un voltaje de salida más elevado, los rectificadores de onda completa se usan en la mayor parte del equipo electrónico. Los rectificadores de media onda, por lo general, sólo se aplican en los casos en que la potencia de salida requerida es relativamente pequeña.

FIGURA 18. UN RECTIFICADOR DE ONDA COMPLETA INVIERT E LA POLARIDAD DE UNA ALTERNANCIA DE LA ONDA DE ENTRADA. LA ONDA DE ENTRADA PUEDE SER POSITIVA O NEGATIVA.

Filtro. La amplitud de la CC pulsante que sale de un rectificador varía entre cero y algún valor máximo. Esta CC no es adecuada para el funcionamiento de la mayor parte del equipo electrónico, ya que requiere una CC plana, como la que suministran las baterías. Los circuitos que convierten la CC pulsante que sale de los rectificadores en CC plana se llama circuito de filtro o simplemente filtros. La salida de un filtro nunca es totalmente constante sino que contiene alguna pequeña fluctuación conocida como ondulación. La salida de los filtros tiene algo de ondulación.

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FIGURA 19. LA FRECUENCIA DE LA ONDULACIÓN DEPENDE D EL TIPO DE RECTIFICADOR USADO (MEDIA

ONDA U ONDA COMPLETA). LA AMPLITUD DE LA ONDULACIÓN DEPENDE DE LA EFICIENC IA DEL FILTRO.

Una ondulación se mide por la frecuencia y amplitud que tiene. En el caso de rectificadores de media onda, la frecuencia de ondulación en la salida del filtro es igual a la de la entrada del rectificador. En el caso del rectificador de onda completa, la frecuencia de ondulación es dos veces mayor que en la entrada del rectificador. Fuente de alimentación regulada Cuando se usan juntos un rectificador y un filtro, ambos constituyen una fuente electrónica de alimentación; combinados los dos circuitos efectúan la misma función que una batería. En efecto, a veces son las baterías las que suministran la potencia de CC necesaria para el funcionamiento del equipo. Sin embargo, éstas se usan poco debido a sus limitaciones. Las fuentes electrónicas de alimentación tienen una característica que las diferencia de las baterías: una resistencia interna que ocasiona una caída de voltaje cuando la corriente fluye a través del circuito. Esta caída hace que disminuya el voltaje de salida de la fuente de alimentación en un valor directamente proporcional a la potencia tomada. Por lo tanto, el voltaje de salida de la fuente variará de acuerdo con las cantidades de potencia que se tomen de la misma. En algunos aparatos no se pueden tolerar tales variaciones de voltaje, ya que éstas entorpecen su funcionamiento. En estos casos se usan circuitos llamados reguladores de voltaje , como se muestra en la figura 20; un regulador de voltaje se conecta en serie entre el filtro de la fuente de alimentación y los circuitos, los cuales suministran la potencia. El regulador funciona como un resistor variable cuya resistencia cambia automáticamente al variar la potencia tomada de la fuente. Debido a la acción del regulador, el voltaje de salida de la fuente de alimentación se mantiene constante, a pesar de que varía la cantidad de potencia tomada de la misma. Por otra parte, la potencia suministrada por una fuente puede sufrir cambios debido a las fluctuaciones en las líneas de alimentación; aunque el regulador descrito ayuda a compensar este efecto, a veces también se requiere de un regulador de línea de alimentación.

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FIGURA 20. EL REGULADOR EVITA VARIACIONES DE VOLTAJ E CUANDO VARÍAN LAS CANTIDADES DE POTENCIA TOMADAS DE LA FUENTE.

Los reguladores de voltaje deben usarse en circuitos para evitar que las variaciones del voltaje en la fuente de alimentación interfieran en el funcionamiento correcto de tales aparatos. Por la misma razón, a menudo también es necesario regular la entrada de corriente alterna (figura 21).

FIGURA 21. RECTIFICADOR CON REGULADOR DE VOLTAJE DE ALIMENTACIÓN.

Diodo Zener y aplicaciones La figura 22 muestra tres símbolos diferentes utilizados para representar un diodo Zener; como ya se explicó, un diodo PN es conductor cuando recibe una polarización directa. Si la polarización es inversa, el diodo sólo deja circular unos pocos microamperios. No obstante, si dicha polarización inversa se aumenta más allá de cierto límite, llamado punto crítico de descarga , tiene lugar un incremento brusco de la corriente electrónica, y entonces basta un ligero aumento de la tensión de polarización para provocar un notable crecimiento de corriente. Todo ello queda de manifiesto en el gráfico de la figura 23, el cual no es más que la característica de un diodo. Los diodos, para trabajar en esta zona de su característica, se llaman diodo Zener, y se emplean a menudo como estabilizadores de tensión.

FIGURA 22. DIFERENTES SIMBOLOGÍAS UTILIZADAS PARA E L DIODO ZENER.

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FIGURA 23. CURVA CARACTERÍSTICA DE UN DIODO ZENER. Obsérvese cómo en el punto crítico de descarga, una pequeña variación de la tensión aplicada determina un considerable aumento de la corriente. La caída de tensión permanece prácticamente constante. La figura 24 muestra un circuito provisto de un diodo Zener, cuyo objetivo es mantener constante la tensión en bornes de la carga, aunque la tensión de alimentación puede experimentar fluctuaciones.

El diodo D1 está conectado en paralelo con la carga, cuya tensión debe estabilizar; en serie, se haya dispuesta la resistencia R1. Obsérvese, además, que el diodo recibe polarización inversa, por lo que la corriente circulará del ánodo al cátodo a través de él. Como sabemos, la característica de funcionamiento del diodo Zener, más allá del punto crítico, es que un ligero aumento de la tensión aplicado a sus bornes aumenta considerablemente la corriente que lo atraviesa, es decir, reduce notablemente su resistencia interna. Por consiguiente, si por un motivo cualquiera la tensión continúa fluyendo de la fuente de alimentación y tiende a aumentar, crecerá automáticamente la tensión en los bornes de R1, que permanece invariable, pero no en los bornes de D1, pues el aumento de la corriente que circula por él está sensiblemente compensado por la disminución de resistencia que experimenta. De modo análogo, si la tensión de alimentación tiende a disminuir, reduce también la tensión en bornes R1, pero la caída en el diodo D1 permanece constante, ya que la disminución de la corriente va acompañada de un aumento de resistencia. En definitiva, las fluctuaciones de la tensión de alimentación son acusadas por R1; la tensión en D1 es prácticamente invariable y, por tanto, también la tensión aplicada a la carga por estar conectada directamente en los bornes de D1.

FIGURA 24. EMPLEO DE UN DIODO ZENER COMO ESTABILIZA DOR DE TENSIÓN.

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En este diagrama la tensión permanece sensiblemente constante en bornes del diodo D1 y, por tanto, de la carga. Transistores

Los transistores están constituidos de materiales semiconductores del tipo <P> y <N> en tres capas intercaladas. Pueden estar combinadas en NPN o PNP. En la figura 25 se muestran gráficamente ambos tipos, y en la figura 26, sus símbolos. Cada transistor consta de una base, de un colector y de un emisor.

FIGURA 25. ESQUEMAS GRÁFICOS DE LOS TRANSISTORES NP N Y PNP.

FIGURA 26. SÍMBOLOS DE LOS TRANSISTORES NPN Y PNP.

El tipo NPN tiene la base y el colector insertados al polo positivo, y el emisor, al negativo. El tipo PNP tiene la base y el colector conectados al polo negativo, y el emisor, al positivo. La base debe conectarse a la misma polaridad que el colector para proveer polarización directa. En la figura 27 se muestran varios transistores típicos

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El transistor puede usarse como interruptor o como dispositivo para amplificar o incrementar una señal eléctrica. La aplicación de los transistores en un circuito de control de un sistema de aire acondicionado consiste en la amplificación de una pequeña señal para facilitar corriente suficiente con el accionamiento de un interruptor o un relé.

FIGURA 26. MUESTRAS FÍSICAS DE TRANSISTORES NPN Y P NP. La corriente fluye a través de la unión base-emisor o colector-emisor. La corriente de la base-emisor sirve de control y la del colector-emisor produce la acción. La corriente muy pequeña que pasa a través de la base emisor-emisor permite que una corriente más elevada circule en la unión del colector-emisor. Un pequeño aumento en la unión base-emisor puede permitir un mayor aumento del flujo de corriente a través del colector-emisor. Diodo SCR y aplicaciones (thirister) El rectificador controlado de silicio (SCR) consiste de cuatro semiconductores unidos formando una unión PNPN (figura 27 A), como se muestra esquemáticamente en la figura 27 B. El esquema es similar al del diodo exceptuando la puerta, que representa el dispositivo de control del rectificador.

Unión gráfica de los semiconductores

FIGURA 27. REPRESENTACIÓN GRÁFICA (A) Y ESQUEMÁTICA (B) DE UN RECTIFICADOR

CONTROLADO DE SILICIO (SCR).

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Se emplea para controlar dispositivos que puedan requerir grandes cantidades de potencia. La puerta es el control del SCR. Estos dispositivos pueden ser usados para control de velocidad de los motores o la intensidad de las luces. En la figura 28 se muestran varios de estos rectificadores controladores de silicio.

FIGURA 28. RECTIFICADOR CONTROLADOR DE SILICIO. Diac y triac Diac . El diac es un elemento electrónico direccional que funciona en un circuito de CC y su salida es de CC. Se trata de un interruptor sensible al voltaje que puede funcionar en ambas mitades de la onda de CC. Cuando se le aplica corriente no conduce (o permanece desconectado) hasta que el voltaje alcanza un valor previamente determinado. Supongamos que el nivel establecido sea de 24 V. Cuando el voltaje del circuito alcanza los 24 V, el diac empezará a conducir corriente o excitarse. Desde este momento continuará conduciendo corriente aunque baje el voltaje. Estos dispositivos están ideados para un voltaje de conducción más alto y un voltaje de corte más bajo. Si el voltaje de conducción es de 24 V, tomemos como voltaje de corte 12 V. En este caso el diac continuará actuando hasta que el voltaje caiga por debajo de 12 V, en cuyo caso cortará el circuito.

FIGURA 29. SÍMBOLOS ESQUEMÁTICOS DE UN DIAC.

FIGURA 30. CIRCUITO SIMPLE CON UN DIAC.

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En la figura 29 se muestran los dos símbolos esquemáticos de un diac, y en la figura 30 el esquema de un diac situado en un circuito sencillo de CA. Los diac se utilizan a menudo como interruptores o dispositivos de control de los triac.

Triac . El triac es un dispositivo interruptor que conduce corriente en ambas mitades de una onda de CA. La figura 31 muestra el símbolo esquemático de un triac. Nótese que es muy similar al del diac, pero con la adición del terminal de puerta. La pulsación aplicada a esta terminal hace que el triac se excite o que conduzca corriente.

FIGURA 31. SÍMBOLO ESQUEMÁTICO DE UN TRIAC. Los triac están ideados para mejorar la conmutación de una corriente alterna. Como ya se ha mencionado anteriormente, los diac facilitan a menudo la pulsación en la terminal de puerta de los triac. Termistores El termistor es un tipo de resistencia sensible a la temperatura (figura 32). La resistencia del termistor cambia de acuerdo con la temperatura. Existen dos tipos de termistores: el termistor con coeficiente de temperatura positivo (PTC), que origina que aumente su resistencia cuando sube la temperatura, y el termistor con coeficiente de temperatura negativo (NTC), el cual disminuye su resistencia del termistor ante un aumento de temperatura. En la misma figura 32 se muestra el símbolo esquemático de un termistor.

FIGURA 32. TERMISTORES TÍPICOS Y SIMBOLOGÍA DE LOS MISMOS.

Una de las aplicaciones del termistor es facilitar una protección a la sobrecarga del motor. El termistor se inserta en las bobinas del motor. Cuando la temperatura de esta bobina excede un valor previamente establecido, el termistor abre el circuito del motor.

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Otra aplicación es la de ayudar al arranque en los motores con condensador de arranque. Este transistor es el dispositivo PTC en los motores eléctricos. Varistores Los varistores son semiconductores inyectados o dopados que tienen una corriente mayoritaria y otra minoritaria, que sólo alcanza un valor significativo cuando los voltajes son altos. Por lo tanto, si se aumenta el voltaje aplicado a un semiconductor que haya sido inyectado adecuadamente, la corriente total presentará un aumento mayor que lo haría la corriente en un resistor común que sigue la ley de Ohm. Debido a ello, se dice que este semiconductor tiene una resistencia que se reduce cuando aumenta el voltaje aplicado, o sea, que su resistencia es inversamente proporcional al voltaje . En la figura 33 se muestra un circuito en donde un varistor sirve como dispositivo para regular el voltaje.

FIGURA 33. CON LA AYUDA DEL VARISTOR, EL CIRCUITO R EGULADO PUEDE REALIZAR SU FUNCIÓN.

1.2 Sensores y actuadores Ya que en nuestros días uno de los problemas más preocupantes es la conservación del medio ambiente, en otras palabras, evitar la contaminación producida por los gases tóxicos, residuos de los escapes de automóviles, camiones, etcétera. Por ello el hombre busca lograr una estequiometría, o sea, el balance exacto del oxígeno contenido en el aire aspirado por los pistones y el consumo de combustible, que día a día se va agotando. Por estas razones, se ha logrado introducir, gracias a los avances científicos y tecnológicos, un control electrónico (computadora) a los sistemas motrices, con el fin de monitorear el correcto funcionamiento de los sistemas que lo componen. Así, un automóvil puede tener una docena o más computadoras separadas y funcionando bajo una misma estrategia (plan elaborado para obtener resultados de una manera correcta), y poder controlar el funcionamiento del motor, el aire acondicionado, la pantalla de los instrumentos del tablero, el funcionamiento de la suspensión, la servodirección, el frenado y otras funciones del vehículo. Los ingenieros usan computadoras para diseñar los automóviles y verificar su funcionamiento; las computadoras, entonces, hacen muchos trabajos para muchas personas y en diferentes aplicaciones. Pero todas las computadoras, sea cual fuera su dimensión y su objetivo, funcionan con principios muy similares. El desempeño de cualquier computadora se divide en cuatro funciones básicas: entradas (Input), procesamiento, almacenamiento y salidas (Output). Sin embargo, estas funciones no son únicamente de las computadoras, ya que se pueden identificar otros sistemas, como los mandos mecánicos y sistemas hidráulicos de una unidad motriz.

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Todas las computadoras necesitan instrucciones para producir cualquier trabajo, exactamente igual que uno requiere de un instructivo escrito para efectuar una determinada función que no se había realizado con anterioridad. El instructivo debe organizarse en una secuencia para poder producir una tarea en especial (véase el ejemplo de la figura 34); el instructivo para una computadora se llama programa . Pero como una computadora no puede leer las palabras ni números, entonces, únicamente puede leer señales de voltaje. Por tal motivo, las computadoras y sus señales de entrada o salida pueden ser de tipo analógico o digital.

FIGURA 34. ESQUEMATIZACIÓN DEL PROCESO EN UN SISTEM A CON PROCESADOR.

Una señal analógica es la que va de un valor mínimo a un máximo o viceversa, recorriendo todos los puntos intermedios, por ejemplo: el marcador del nivel de la gasolina, instalado en el tanque de combustible. Una señal digital es la que va de un valor máximo a un mínimo o viceversa, pero sin reconocer puntos intermedios; en otras palabras, es una señal de entrada o salida, un sí o un no, conectado o desconectado, por ejemplo: los inyectores de combustible. Las computadoras (ECU o ECA) utilizadas en los sistemas automotrices manejan las siguientes señales de voltaje: voltaje de referencia (Vref ), el cual se refiere al voltaje que envía la ECM al sensor correspondiente para activarlo, éste varía entre .01 a 12 V. La señal de retorno (Sigrtn ) es la señal de retorno que recibe nuevamente la ECM, pero ya procesada, del sensor. Es muy frecuente que una computadora reciba una señal de entrada de cualquier tipo o envíe una señal de salida, pero también hay que recordar la información de la señal, para cualquier referencia posterior. Debido a que una computadora instalada en el automóvil funciona con programas complejos y grandes cantidades de información de salida y entrada, los circuitos de memoria siempre son tan grandes y sofisticados como los circuitos del microprocesador. Las computadoras (ECA o ECU) usan diferentes memorias para diversos fines, y éstas a su vez se pueden dividir en dos tipos diferentes: memoria que puede cambiarse y memoria que no puede cambiarse. Las memorias utilizadas en las computadoras para automóviles se pueden diferenciar en tres:

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Read Only Memory (ROM). Memoria de lectura solamente. Consiste en un microprocesador y se utiliza como la memoria del fabricante, ya que no se puede borrar y se basa en tablas de calibración, bien conocidas, o como ecuaciones matemáticas. Random Acces Memory (RAM). Acceso de memoria a parámetros, la cual sólo almacena información mientras el motor esté funcionando, ya que al apagarlo se borra toda la memoria. Se encarga de monitorear al sistema de control electrónico, da el aviso a Check Engine , y en realidad trabaja como un filtro. Keep Alive Memory (KAM) . Memoria viva. Almacena información temporalmente y sólo se puede borrar en algunos casos, al desconectar la batería o con el uso del escáner. En otros casos se puede borrar automáticamente si la falla fue corregida, y después de efectuar tres ciclos de trabajo continuo. La operación empieza con una señal que es enviada o que proviene de un sensor donde los circuitos internos del ECM monitorean la señal, después la señal de entrada es usada por el ECM para realizar varios cálculos y controlar las salidas. Dependiendo de su método de operación, las entradas se clasifican en:

• Interruptores, Pull-Up y Pull-Down • Sensores de entrada digital • Sensores variables

La entrada de un interruptor es una señal en dos estados: alta o baja (High-On y Low-Off), esto depende del estado del interruptor (abierto o cerrado). Sin embargo, el ECM puede recibir una señal alta (Pull-Up) o baja (Pull-Down) cuando el interruptor se cierra, esto depende de la ubicación de la fuente de alimentación que energiza al circuito.

El circuito Pull-up es alimentado por una fuente externa al ECM. El ECM no proporciona la señal de voltaje de referencia (Vref). Cuando el interruptor se cierra el voltaje de la fuente externa genera una señal de referencia alta (High-On), y cuando el interruptor se abre, genera una señal de referencia baja (Low-Off), mientras que el circuito Pull-Down es alimentado con una Vref proveniente de una fuente interna del ECM. La fuente de energía del circuito está en el interior del ECM. Cuando el interruptor se cierra el voltaje de la fuente es conducido a una tierra externa y el ECM registra una señal de referencia baja (Low-Off). Cuando el interruptor se abre, el ECM registra una señal de referencia alta (High-On) (véanse ejemplos en la figura 35).

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FIGURA 35. EJEMPLOS DE CIRCUITOS PULL-UP Y PULL-DOWN.

Dentro del grupo de los sensores más utilizados en los sistemas para motores de combustión interna se emplean dos tipos principales: los sensores de entrada digital, como el MAF y el VSS. Éstos emiten una señal ON/OFF, similar a la del interruptor. La diferencia está en que el sensor conmuta la señal de ON a OFF rápidamente. Los sensores variables pueden ser: reóstatos, termistores, potenciómetros, moduladores y los diodos fotovoltaicos o de radiación solar. Cabe señalar que cada compañía, al utilizar estos sensores, puede modificar su diseño, ubicación, rango de funcionamiento y hasta el nombre, por lo tanto, después de conocerlos podrá identificarlo con facilidad en cualquier modelo o aplicación. No olvide que las iniciales que se utilizan para identificarlos provienen del inglés. ¿Pero qué hacen los sensores? La operación empieza con una señal que es enviada o que proviene de un sensor. La señal de voltaje (entrada) es usualmente de 5 o 12 volts. Esta señal es conocida como voltaje de referencia (Vref). Los circuitos internos del ECM monitorean la señal, después la señal de entrada es usada por el ECM para realizar varios cálculos y controlar sus salidas. Dependiendo de su método de operación, las entradas se clasifican en:

• Interruptores, Pull-Up y Pull-Down • Sensores de entrada digital • Sensores variables

Veamos ahora el funcionamiento de los sensores más importantes en los sistemas de inyección electrónica de combustible.

Sensores de temperatura de carga de aire ACT, IAT o MAT (Intake Air Temperature). Termistor que mide la temperatura del aire de entrada y avisa a la computadora para ajustar la relación aire/combustible y la duración del pulso del inyector (figura 36). Los síntomas que presentan al fallar es un encendido pobre, titubeo en el motor, fuerte olor a gasolina en el escape, bajo rendimiento e incremento de emisiones contaminantes con el consecuente encendido de la luz MIL (Check Engine). Se recomienda revisarlo en cada afinación o cada 40 000 km, por los daños que pudiera causarle la corrosión a sus terminales o la presencia de aceite por el uso de lubricantes de mala calidad o por motor desgastado. Se puede localizar en la caja del depurador o filtro de aire, o también en el múltiple de admisión antes del cuerpo de aceleración.

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FIGURA 36. SENSOR DE TEMPERATURA DE CARGA DE AIRE I AT. Sensores de temperatura del refrigerante del motor ECT o CTS (Engine Cool Temperature). Termistor de coeficiente negativo que mide la temperatura del refrigerante del motor a través de una resistencia que provoca la caída de voltaje de la ECA, para que ésta a su vez ajuste la mezcla de aire/combustible y el tiempo de encendido (figura 37). Los síntomas que presentan al fallar son un encendido pobre con el motor frío, alto consumo de combustible y consecuente pérdida de potencia, encendido de la luz MIL (Check Engine). Se recomienda revisarlo cada 25 000 km. Mediante los valores especificados de resistencia, el líquido refrigerante viejo pudiera ocasionarle corrosión o mal contacto a sus terminales. Se puede localizar muy cerca del codo de agua de salida al radiador, antes del termostato.

FIGURA 37. SENSOR DE TEMPERATURA DEL REFRIGERANTE E CT. Sensores de presión absoluta del múltiple MAP (Manifold Absolute Pressure). Envía una señal al ECM para ajustar el tiempo y la relación aire/combustible, basada en la cantidad de presión en el múltiple de admisión (figura 38). Los síntomas que presenta al fallar son un mal funcionamiento, bajo rendimiento del motor y humo negro. El motor se para o marcha irregular, y puede llegar a sufrir calentamiento el convertidor catalítico. Se recomienda revisar las mangueras de vacío por mala conexión, conexión floja, mangueras deformes, dobladas, agrietadas u obstruidas, así como terminales oxidadas o cables rotos. Su ubicación varía entre la pared de fuego y muy cerca del múltiple de admisión.

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FIGURA 38. SENSOR DE PRESIÓN ABSOLUTA DEL MÚLTIPLE MAP.

Sensores de masa de flujo de aire MAF o VAF (Mass Air Flor Sensor). Detector de flujo de aire, que electrónicamente mide la cantidad de aire que ingresa al motor por medio de una rejilla o alambre caliente. La ECM usa la información para controlar el combustible y el reglaje del encendido (figura 39). Las anomalías que presenta al fallar son una reacción lenta en el encendido, bajo rendimiento de combustible, altas emisiones de hidrocarburos y se enciende la luz Check Engine. El motor recibe una mala relación aire/combustible, no existe control de marcha lenta y avance de la chispa. Se recomienda revisar las emisiones y los códigos de error, así como terminales oxidadas o cables rotos. Su ubicación es a la entrada del conducto de admisión al cuerpo de aceleración.

FIGURA 39. SENSOR DE MASA DE FLUJO DE AIRE MAF. Sensores de oxígeno del gas de escape EGO o O2S (Exhaust Gas Oxigen Sensor). Material piezoeléctrico que detecta la cantidad de oxígeno que contienen los gases del escape generando voltajes de 0.1 a 0.9 V (figura 40). La ECM utiliza estos datos dependiendo de la presencia (pobre) o ausencia (rica) de oxígeno en el gas de escape para calibrar la relación aire/combustible a 14.7:1, generando una mezcla estequiométrica.

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FIGURA 40. SENSOR DEL OXÍGENO DEL GAS DE ESCAPE EGO . Los síntomas de falla son un mal funcionamiento y bajo rendimiento, debido a un bajo voltaje o tardía reacción del sensor y emanaciones altas de hidrocarburos. Se recomienda revisar periódicamente las emanaciones en el escape, reemplazarlo cada 60 000 km, vigilar la luz del Check Engine e inspeccionar si existen daños en terminales o cables rotos. Se localiza a la salida del escape, y en la actualidad la unidad puede estar dotada de dos sensores por banco, uno antes del catalizador y otro después. Otro tipo de sensores de oxígeno del gas de escape precalentados HEGO o HO2S (Heated Exhaust Gas Oxigen Sensor) consisten en un piezoeléctrico que actúa como una fuente de voltaje y una resistencia en serie (figura 41). Con una relación pobre de la mezcla aire/combustible, el voltaje de salida del sensor será de 0.1 a 0.40 V; con una mezcla rica en aire/combustible, el voltaje estará entre 0.60 y 0.90 V a una temperatura aproximada de 350 ºC (622 ºF) en la punta del sensor. El encendido de la luz del Check Engine, un bajo rendimiento de combustible y alta emanación de hidrocarburos son los síntomas de un mal funcionamiento de este sensor.

FIGURA 41. SENSOR DE OXÍGENO DEL GAS DE ESCAPE PREC ALENTADO HO2S. Se recomienda revisar periódicamente las emisiones, reemplazar según las especificaciones del fabricante, vigilar la luz Check Engine en el tablero e inspeccionar si existen daños o corrosión en el sensor o sus terminales. Su ubicación, sobre todo en las unidades modernas, donde se están instalando dos o más sensores, es a la salida del escape antes del catalizador y después del mismo.

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Los sensores de posición del cigüeñal CKP (Crankshaft Position) y de posición del árbol de levas CMP. Detectores magnéticos o de efecto Hall que proveen datos al ECM acerca de la posición del cigüeñal y el árbol de levas, respectivamente, informan también de las RPM; para que a su vez, la ECM pueda calcular la sincronización y avance del encendido, calcular la secuencia y repetición de la inyección en las unidades que ya no utilizan distribuidor de encendido (figura 42).

Las anomalías que presenta al fallar es la pérdida de chispa (no hay corriente a las bujías) y probablemente sí haya combustible; y en el caso del CMP, puede presentarse la pérdida de la inyección y probablemente sí haya chispa. Esto como resultado de que el ECM no recibe la señal de que el motor ya está girando. Se recomienda revisar el conector con sus terminales por corrosión y mugre. La ubicación del CKP es en el bloque de cilindros o en la parte frontal donde se encuentra el Damper, y en el caso del CMP, es en la cabeza (tapa de punterías) o en la parte frontal (tapa de sincronización).

FIGURA 42. SENSORES DE POSICIÓN DEL CIGÜEÑAL CKP Y ÁRBOL DE LEVAS CMP.

Sensor de detonación KS (Snock Sensor). Cuando se presentan ciertas condiciones que causan detonación, tales como: alta temperatura del motor, combustible de mala calidad, etcétera, el ECM recibe una señal del sensor de detonación KS, con la cual el ECM retrasa el tiempo de encendido (figura 43). La vibración del motor, debida a una combustión anormal o detonación, provoca que el sensor o los sensores de detonación (algunos motores usan dos sensores), montado(s) en el monoblock, generen una señal de voltaje AC, ya que el sensor(es) es de tipo piezoeléctrico. El pistoneo, la detonación, la pérdida de potencia o un encendido prematuro son algunas de las causas de falla de este sensor. Se recomienda revisar los códigos de falla o reemplazarlo cuando sea necesario, según las especificaciones del fabricante. Su ubicación es en el monoblock, debajo de los cilindros y pegado a la pared de fuego.

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FIGURA 43. SENSOR DE DETONACIÓN KS. Sensor de posición de la válvula EGR EVP (EGR Valve Position Sensor, detector de la posición de la válvula EGR). Mediante variaciones de voltaje que envía al ECM y junto con otras informaciones estos sensores se utilizan para calcular la cantidad correcta de gases y así poder controlar la emisión de contaminantes (figura 44). Las anomalías que presenta al fallar son condiciones de mezcla pobre, explosiones en la máquina y encendido de la luz Check Engine. Al no recibir información precisa, el ECM pierde la relación aire/combustible y la posición de la válvula EGR. Se recomienda revisar el correcto funcionamiento en cada afinación o reemplazar al indicio de un código de falla, así como sus conectores y mangueras de vacío. Su ubicación varía con la marca.

FIGURA 44. SENSOR DE POSICIÓN DE LA VÁLVULA (EGR) E VP. Sensor de posición del acelerador TPS (Throttle Position Speed). Detecta la posición (ángulo) y el movimiento de la placa de aceleración a través de cambios de voltaje y manda esta información a la computadora (ECM), que junto con otros datos calcula la cantidad correcta de combustible que será inyectada al motor. Contiene una resistencia variable con una salida de voltaje de 0.0 a 0.5 volts con la placa cerrada y cerca de 5 volts con la placa completamente abierta (figura 45). Las anomalías que presenta al fallar son una marcha mínima

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inestable, luz Check Engine encendida, pérdida de potencia, arranque difícil, jaloneo del motor, no hay enlace con el convertidor de torque (Torque Converter). Se recomienda revisar el correcto funcionamiento cada 35 000 km, inspeccionar corrosión en los conectores y acumulación de carbón o contaminantes que puedan causar malas lecturas. Este sensor se localiza en un extremo del eje del acelerador, instalado en el cuerpo de aceleración.

FIGURA 45. SENSOR DE POSICIÓN DEL ACELERADOR TPS. Sensor de velocidad del vehículo VSS (Vehicle Speed Sensor). Detecta la velocidad del vehículo y provee al ECM de una señal para los componentes de la caja de velocidades (figura 46). Las anomalías que presenta al fallar son jaloneos sobre la marcha o un mal funcionamiento del velocímetro. El ECM no recibe la señal de que el vehículo ya está girando. Se recomienda revisar el conector con sus terminales por corrosión y mugre. Su ubicación es a un costado en la caja de velocidades.

FIGURA 46. SENSOR DE VELOCIDAD DEL VEHÍCULO VSS EN TRANSMISIÓN ESTÁNDAR Y AUTOMÁTICA. Sensores de temperatura del líquido de la transmisi ón y velocidad de la flecha de la turbina TFT y TSS o TCC (Transmision Fluid Temperature Sensor y Turbine Shaft Speed Sensor). Detectan la temperatura del líquido de la transmisión y la velocidad de la flecha de la turbina de cajas automáticas, respectivamente (figura 47). Su función es informar de la temperatura del líquido y la velocidad de giro de la flecha de la turbina al ECM. Las anomalías que presenta al

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fallar repercuten directamente en un mal funcionamiento de la caja de velocidades. Se recomienda revisar los conectores en sus terminales por corrosión y mugre. Su ubicación es directamente en la caja de velocidades automática.

FIGURA 47. SENSORES DE TEMPERATURA DEL ACEITE Y VEL OCIDAD DE GIRO DE LA FLECHA DE LA TURBINA EN CAJAS DE TRANSMISIÓN AUTOMÁTICAS TFT Y T SS O TCC.

Interruptor de presión de la dirección hidráulica PSPS (Power Steering Pressure Switch). Potenciómetro ubicado en la línea de flujo a presión de la dirección hidráulica; se usa para detectar alta presión en el sistema, y puede ser del tipo normalmente abierto o normalmente cerrado (figura 48).

FIGURA 48. INTERRUPTOR DE PRESIÓN DE LA DIRECCIÓN H IDRÁULICA PSPS. Durante la operación del vehículo a baja velocidad, como en maniobras de estacionamiento, la presión del sistema de la dirección hidráulica puede ser alta; la carga extra de la bomba de la dirección hidráulica puede causar que el motor se pare.

Cuando se alcanza la presión calibrada, el voltaje del circuito del sensor cambia (interruptor Pull-Down); en respuesta a esta señal, el ECM opera a la válvula IAC para incrementar

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ligeramente la velocidad del motor. Si el vehículo está equipado con A/C, el ECM también puede desernegizar al relevador del embrague del compresor cuando el PSPS le indique alta presión. Las anomalías que presenta al fallar son una marcha mínima inestable, luz Check Engine, el motor se para continuamente. Se recomienda revisar el acuse de código de falla correspondiente. ¿Qué hacen los actuadores? Este concepto se aplica a los diferentes dispositivos que el ECM usa para maximizar la operación del motor y el sistema del vehículo. Incluye los diferentes tipos de salidas montadas en el motor y otros dispositivos remotos que contribuyen al control total de la manejabilidad del vehículo. Usan la información de varios interruptores y sensores, el ECM hace los cálculos necesarios y con base en éstos envía comandos de operación a varios sistemas y componentes. Estos comandos son llamados salidas del ECM .

La mayoría de los dispositivos operados eléctricamente son controlados por el ECM energizándolos y desenergizándolos ON-OFF, la mayoría de las veces lo hace controlando el circuito de tierra. El control del ventilador de enfriamiento es un ejemplo, como los siguientes: Válvula de control de aire IAC, Motor AIS, Air By-Pass (Idle Air Control). Esta válvula controlada por la computadora (ECM) regula la cantidad de aire desviándola de la placa de aceleración, más aire: marcha alta, menos aire: marcha mínima, logrando así una velocidad ralentí estable (figura 49) Los síntomas de falla se manifiestan con el encendido de la luz Check Engine, mal funcionamiento del motor debido a la pobreza del aire y es posible que se pare frecuentemente. Se sugiere que en cada afinación sea lavado con un solvente, ya que acumula barniz y polvo. Esta válvula se ubica por lo general en el cuerpo de aceleración.

FIGURA 49. VÁLVULA DE CONTROL DE AIRE IAC Y MOTOR A IS EN EL CUERPO DE ACELERACIÓN.

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Válvula de recirculación de los gases de escape EGR (Exhaust Gas Recirculation System). Recircula los gases del múltiple de escape al múltiple de admisión con la finalidad de enfriar la temperatura de la cámara de combustión y reducir las emisiones de óxido de nitrógeno (Nox) (figura 50). Cuando la válvula EGR falla, el motor se sobrecalienta y pierde potencia, tiene altas emisiones contaminantes, una marcha mínima inestable y exceso en el consumo de combustible. Se recomienda revisar cada 20 000 km o durante cada afinación; se debe reemplazar cuando el diafragma se haya roto o esté agrietado.

FIGURA 50. VÁLVULA DE RECIRCULACIÓN DE LOS GASES DE ESCAPE EGR. Válvula magnética para el depósito del carbón activ ado AKF o control de emisión de vapores del tanque de combustible EVAP.

Esta válvula estará encargada de recircular los gases (vapores) del combustible del cánister (cápsula de carbón activado) provenientes del tanque de combustible y del sistema de admisión para regresarlos al sistema principal (figura 51). En otras palabras, el sistema EVAP es usado para recolectar el vapor de combustible que se genera en el tanque de combustible. Estos vapores son almacenados en un cánister relleno de carbón activado.

FIGURA 51. CÁPSULA DE CARBÓN Y VÁLVULA DE CONTROL D E EMISIONES EVAP.

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El sistema EVAP permite que los vapores sean drenados del cánister y dirigidos al múltiple de admisión o cuerpo de aceleración durante ciertas condiciones de operación. A este efecto se le llama “purga del cánister”, debido a que los vapores son purgados del cánister. En la mayoría de los vehículos, la purga del cánister es controlada por un solenoide vigilado por el ECM.

Sus síntomas de falla pueden ser: una marcha mínima inestable y altas emisiones de contaminantes. Dentro de su mantenimiento, se recomienda revisar en cada afinación y reemplazar si se presenta un mal funcionamiento. Regulador de presión de combustible PREREG. Es un diafragma que mantiene una presión específica en la línea de combustible (riel de inyectores) mediante el accionamiento de un resorte y vacío del múltiple de admisión (figura 52). Esto nos permite hacernos a la idea de que el combustible es dosificado (regulado) en su presión, dependiendo de las condiciones de funcionamiento del motor (cantidad de vacío en el múltiple de admisión). Como síntoma de fallo, el regulador presenta un encendido lento, jaloneo en funcionamiento de marcha mínima, pérdida de potencia en altas velocidades, o bien, en ocasiones el motor no arranca. Dentro de su mantenimiento se recomienda revisar la presión del combustible en el riel de inyectores, a través de la válvula o purga del riel, y reemplazar cuando la falla ocurra, según los datos del fabricante.

FIGURA 52. REGULADOR DE PRESIÓN DE COMBUSTIBLE PRER EG. Bomba eléctrica de combustible . Es un pequeño motor de CC de alta velocidad que acciona un rotor de engranajes o impulsor, que se encuentra por lo general dentro del tanque de combustible (figura 53). Bombea combustible a los inyectores a baja o alta presión. La computadora (ECM) activa el relevador de la bomba de combustible cuando el switch se encuentra en la posición de encendido.

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Cuando la bomba falla, el motor tiene un mal funcionamiento, existe pérdida de potencia, baja presión en el riel de inyectores o bien el motor no arranca. También es común escuchar un zumbido durante su operación. Este ruido se produce cuando se hace funcionar la bomba con poco combustible durante largos periodos o con frecuencia, por ello es importante hacer del conocimiento del propietario que no circule con menos de un cuarto de tanque de combustible. Las bombas eléctricas de combustible están libres de mantenimiento, únicamente se sugiere observar la recomendación hecha antes, manteniendo un nivel adecuado en el tanque de combustible y reemplazar según datos del fabricante, en caso de ser necesario.

FIGURA 53. BOMBA ELÉCTRICA DE COMBUSTIBLE.

Inyector de combustible . Es un solenoide electromagnético controlado por la computadora (ECM), la cual regula el tiempo que se mantiene abierto el inyector, controlando así la cantidad de combustible que ha de ingresar al motor (figura 54). Es muy importante identificar el tipo de inyector dependiendo del sistema para el cual funcionará, ya sea inyección al cuerpo de aceleración o inyección en puntos o puertos múltiples.

FIGURA 54. INYECTOR DE COMBUSTIBLE PARA TBI Y MPFI .

Dentro de las fallas más comunes que presentan los inyectores están: que el motor no arranca, un aumento en las emisiones de contaminantes o una marcha mínima inestable.

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Además del servicio interno que se debe practicar con el lavado, se recomienda revisar por lo menos una vez al año o cada 25 000 km. Se debe observar que el combustible sea inyectado en forma cónica. Módulo de control del actuador del acelerador TAC (Throttle Actuator Control). Controla la posición de la “mariposa del acelerador” (figura 55). Esto elimina la necesidad de la conexión mecánica de un cable entre el pedal del acelerador y el cuerpo de aceleración. Este actuador está instalado en algunas unidades, además del TPS. En otras palabras, el módulo TAC es el “centro de control” para el sistema del acelerador electrónico y no se incluye en todas las unidades. El sistema TAC incluye, pero no está limitado a los siguientes componentes:

• Sensor de posición del pedal del acelerador APP • Cuerpo de aceleración, actuador del acelerador • Módulo de control del actuador del acelerador TAC • Módulo de control del tren de potencia PCM

Esta unidad debe ser supervisada en cada afinación, revisando los contactos por corrosión o sulfatación, así como la continuidad de sus líneas.

FIGURA 55. MÓDULO DE CONTROL DEL ACTUADOR DEL ACELE RADOR TAC. Salidas de la transmisión automática (típica). Estas salidas incluyen los siguientes solenoides:

• Solenoide de cambios “A” 1-2 • Solenoide de cambios “B” 2-3 • Solenoide TCC • Solenoide PWM

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Solenoide de cambios “A” 1-2 y “B” 2-3 . En todas las transmisiones y transejes controlados electrónicamente existen dos solenoides que trabajan conjuntamente para proporcionar las cuatro velocidades de marcha hacia delante (figura 56). El PCM controla la operación de los solenoides proporcionándoles tierra (cerrando el circuito a tierra). El PCM determina los puntos de los cambios de velocidad usando la señal del sensor de posición del acelerador (TPS), el sensor de velocidad del vehículo (VSS) y la señal de RPM del motor, la combinación de cambios puede variar dependiendo del tipo de transmisión. Estos solenoides son del tipo de señal digital ON/OFF, similar a otros solenoides.

Cuando son energizados, se cierran y evitan que el fluido pase a través de ellos (impiden que escape). Cuando son desenergizados, el fluido pasa a través de ellos (permiten que escape). Cada uno de los solenoides tiene dos estados: ON y OFF.

Para cada una de las velocidades, los solenoides son energizados de la siguiente forma:

• En primera velocidad, ambos solenoides están energizados (ON). • En segunda velocidad, el solenoide de cambios “A” es desenergizado (OFF), y el

solenoide de cambios “B” permanece energizado (ON). • En tercera velocidad, ambos solenoides son desenergizados (OFF). • En cuarta velocidad, el solenoide de cambios “A” es energizado (ON), mientras que el

solenoide de cambios “B” permanece desenergizado (OFF).

FIGURA 56. SALIDAS DE LA TRANSMISIÓN AUTOMÁTICA (TÍ PICA).

El embrague del convertidor de par TCC (Torque Converter Clutch) (figura 56) se localiza dentro del convertidor de par. El TCC proporciona un acoplamiento mecánico directo entre el motor y la flecha de entrada de la transmisión. El desplazamiento en el convertidor se reduce incrementando así la economía de combustible.

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El TCC controla el fluido hidráulico necesario para la actuación del mismo. Con el fin de comandar “ON” al solenoide TCC, el ECM evalúa las siguientes entradas:

• Temperatura del motor • Velocidad del vehículo • Posición del acelerador • Presión del múltiple de admisión • Velocidad seleccionada • Temperatura del fluido de la transmisión

Solenoide modulado por ancho de pulso PWM.

En algunos transejes se incorpora este solenoide con el objetivo de hacer que el TCC se acople suavemente (figura 56). El PCM modula al solenoide PWM a una frecuencia de 32 hertz y el ciclo de trabajo en un rango de 0 a 100%. Debido a que el solenoide PWM cicla a una frecuencia específica, la aplicación del fluido a través de la válvula del TCC es más gradual. Todos los solenoides vistos anteriormente se encuentran ubicados en la transmisión automática, y en el momento de producirse un mal funcionamiento de cualquiera de ellos se estaría reflejando en un mal funcionamiento de la transmisión. Por lo tanto, se sugiere que sean revisados por personal competente en la materia. Embrague del compresor del aire acondicionado ). Para mejorar la calidad de marcha mínima y el rendimiento del motor con el acelerador totalmente abierto (Wide Open Throttle), el ECM controla en algunos sistemas el embrague del compresor del sistema de A/C y además: (Figura 57):

• En marcha mínima, el ECM controla primero la válvula IAC para incrementar suavemente la marcha mínima del motor, después energiza al relevador del A/C.

• El ECM interrumpe la operación del A/C, con acelerador totalmente abierto (WOT), cuando se desea el máximo rendimiento del motor.

• Cuando el interruptor de presión de la dirección hidráulica a baja velocidad del motor (durante maniobras de estacionamiento), el ECM desenergiza al relevador del embrague del compresor del A/C para evitar que se pare el motor, debido a la carga del compresor.

• Si el sensor de temperatura del motor (ECT) le indica al ECM sobrecalentamiento del sistema de enfriamiento, la operación del A/C es interrumpida.

En caso de un mal funcionamiento de este actuador controlado por el ECM, o de recibir un código de falla relacionado con el mismo, se recomienda acudir con un experto en aire acondicionado. Ventilador de enfriamiento (eléctrico). El sistema de enfriamiento del motor puede tener uno o dos ventiladores de enfriamiento, los cuales son utilizados para enfriar el radiador y/o condensador del sistema del A/C, bajo ciertas condiciones. En la mayoría de las aplicaciones, el o los ventiladores de enfriamiento son controlados por el ECM.

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En algunas aplicaciones, los ventiladores eléctricos son controlados a través de un relevador (se recomienda ver el diagrama de la figura 57). El ECM energiza al ventilador de enfriamiento controlando la tierra del relevador del ventilador de enfriamiento. Además, el relevador le proporciona voltaje del sistema al motor del ventilador de enfriamiento bajo alguna o todas las siguientes condiciones:

• El sensor ECT indica sobrecalentamiento del motor. • Es requerido el sistema de A/C. • El A/C está en ON y la velocidad del vehículo debajo de un determinado valor. • La presión del lado de alta presión del sistema de A/C se encuentra arriba de un

determinado valor. Además los ventiladores pueden activarse bajo las siguientes condiciones de falla:

• Cuando el sensor IAT esté arriba de un valor calibrado (algunas aplicaciones). • Cuando estén presentes los DTC relacionados con el sensor ECT. • Cuando el sistema esté en algún modo de diagnóstico (algunas aplicaciones).

FIGURA 57. CIRCUITO DE CONTROL PARA DOS VENTILADORE S DE ENFRIAMIENTO. Algunos ventiladores de enfriamiento son unidades de dos velocidades, las cuales funcionan a baja o alta velocidad, dependiendo de la temperatura del refrigerante, la presión del A/C y la velocidad del vehículo. Otros vehículos están equipados con ventilador de enfriamiento secundario, el cual opera únicamente a alta velocidad. Los parámetros de operación para el ventilador secundario varían; pueden incluir una señal del ECT ligeramente alta, alta presión en el sistema de A/C y velocidad del vehículo ligeramente baja.

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Del mismo modo que los actuadores presentados anteriormente, si existiera una falla en el sistema de enfriamiento del motor por falta de funcionamiento del ventilador o los ventiladores de enfriamiento, se recomienda consultar con un mecánico electricista especializado. Señales de entrada del sistema de aire acondicionad o A/C (A/C High Pressure Cutout / Fan Switch). No hay un sensor específico para el requerimiento del A/C. En lugar de esto, la entrada le llega al ECM del control principal del A/C (figura 58). Cuando el sistema de A/C es energizado, aplica repentinamente una carga al motor. Esto pudiera causar problemas de manejabilidad, como que el motor se pare, especialmente en marcha mínima. Para evitar lo anterior, el control del A/C no controla directamente al compresor del A/C, en lugar de esto, el interruptor envía una señal (actúa como un interruptor Pull-Up, voltaje alto) de requerimiento de A/C al ECM.

FIGURA 58. CIRCUITO DEL INTERRUPTOR DE ENTRADA DEL SISTEMA DE A/C.

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Dependiendo del sistema de control y de las condiciones de operación del motor, el ECM realiza lo siguiente:

• Demora la aplicación del embrague de A/C después de que es requerido. • Ajusta las RPM de marcha mínima para compensar la carga extra. • Desacopla el embrague de A/C durante la operación del motor con acelerador totalmente

abierto, cuando hay alta presión en la dirección hidráulica o si existe sobrecalentamiento del motor.

Se recomienda revisar el correcto funcionamiento al accionar el compresor del A/C y estar pendientes del código. Este interruptor se encuentra en la línea de carga del sistema de A/C. 1.3 Efecto Hall En términos técnicos, el efecto Hall se define como sigue: cuando una corriente pasa a través de un conductor y éste se coloca en un campo magnético perpendicular a la dirección del flujo de la corriente, produciéndose entonces un voltaje perpendicular a la dirección de ese flujo de corriente. Definido en términos menos técnicos, el efecto Hall ocurre cuando un campo magnético es colocado perpendicularmente a un conductor con una corriente que pasa a través de éste y el campo magnético, ya sea que absorba voltaje o impulse voltaje fuera del campo. Esta característica permite que el efecto Hall sea un método ideal para detectar la posición y velocidad de rotación. Tiene una ventaja significativa sobre la bobina captadora, puesto que no existe una velocidad mínima de rotación para ser medida. Los dispositivos del efecto Hall se utilizan para medir la velocidad y posición de la flecha del distribuidor, así como del cigüeñal y del árbol de levas, además de emplearse en muchas otras aplicaciones. El sensor de efecto Hall se utiliza con frecuencia como un dispositivo alternativo al transductor de reluctancia variable (VRT). Muchos sistemas de encendido, con y sin distribuidor, emplean un dispositivo de efecto Hall. Su ventaja principal sobre el VRT es su capacidad para detectar la posición y velocidad de rotación desde cero RPM a una lectura en el rango de decenas de miles de RPM. Su desventaja principal es que no es tan resistente como el VRT y es más sensible a campos magnéticos erráticos. Un campo magnético intenso puede interrumpir la operación adecuada de un sensor de efecto Hall. Los interruptores de efecto Hall aparecieron en los sistemas de ignición de línea en la década de 1970. Bosch introdujo esos sistemas a mediados de esa misma década. Uno de los principales usuarios estadounidenses del sistema fue la Chrysler, con los modelos Omni y Horizon en 1978. Su uso ha aumentado desde entonces con otros fabricantes. El interruptor de efecto Hall tiene un sensor estacionario y una rueda de disparo giratoria, sin embargo, no genera un voltaje de señal de igual modo que los pulsos magnéticos. De hecho, necesita de una pequeña entrada de voltaje para generar un voltaje de salida. El efecto Hall tiene la facilidad de generar un pequeño voltaje mediante el paso en una dirección de la corriente, a través de un material semiconductor y la aplicación de un campo magnético en

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ángulo recto a la superficie de dicho semiconductor (figura 59). Cuando la corriente pasa a través de un chip semiconductor desde I1 hasta I2 y el flujo magnético cruza el chip en ángulo recto desde M1 hasta M2, se desarrolla un voltaje a través del chip, en ángulo recto a la corriente de entrada. Si mantenemos estable la corriente de entrada y variamos el campo magnético, el voltaje de salida cambiará en proporción con la intensidad del campo magnético.

FIGURA 59. SEÑAL DE ONDA CUADRADA DEL TRANSISTOR DE IMPULSIÓN (BOSCH). Un típico interruptor de efecto Hall en un distribuidor tiene un elemento Hall, un imán permanente y un anillo de hojas metálicas, u obturadores, semejante a una rueda de disparo. Las hojas pueden colgar hacia abajo del rotor, como en los distribuidores Bosch (figura 60) y Chrysler. O bien, pueden estar en un anillo separado sobre el eje, como en los distribuidores Ford y GM (figura 61).

Cuando una hoja de acelerador entra al espacio de aire entre el imán y el elemento Hall, crea una derivación magnética que cambia la intensidad del campo que pasa a través del elemento Hall. Esto hace que cambie el voltaje de salida del elemento Hall, lo cual varía la desviación del transistor de impulsión de ignición, exactamente como lo hace la señal de un generador de pulsos magnéticos.

El elemento Hall es un circuito integrado complejo con el semiconductor de efecto Hall y un generador de voltaje de salida. El generador recibe el voltaje de señal del chip Hall, lo procesa y manda un pulso de voltaje de onda cuadrada al módulo de ignición. La figura 62, con el cuadro y la gráfica, resume la relación del efecto Hall y el circuito completo de ignición. Un punto clave a recordar es que la ignición tiene lugar cuando el aspa rotatoria deja la ventana entre el interruptor de efecto Hall y el imán.

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FIGURA 60. ASPECTO DEL EFECTO HALL.

FIGURA 61. CONMUTADOR DE EFECTO HALL CON ASPAS Y AS PAS Y VENTANAS.

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Aspa

Campo

magnético (B)

Voltaje-Hall

Salida del generador de

voltaje de señal al módulo

Transistores del

módulo de ignición

Fuera

del espacio de aire

Entra al espacio de aire

En el espacio de aire

Deja el espacio de aire

Pasa a

través de la capa

Hall

Se desvía alejándose de la capa

Hall

Muy débil en la capa

Hall

Pasa cada vez más a través de la capa

Hall

Máximo

Decrece

Mínimo

Aumenta

Mínimo

Aumenta abruptamente

Máximo

Cae abruptamente

Desconectados

Se conectan

Conectados (almacenamiento

de energía)

Se desconectan (punto de ignición)

FIGURA 62. RELACIÓN ENTRE EL VOLTAJE DE SEÑAL HALL Y LA DESCARGA DE IGNICIÓN. Aunque un interruptor de efecto Hall necesita de conexiones para el voltaje de entrada, el de salida no depende de la velocidad de la rueda de disparo giratoria. Por lo tanto, genera un voltaje pleno de salida, aun a bajas velocidades del motor. Un circuito de detección de metal crea una señal de voltaje de salida semejante a las de un generador de pulso magnético y de un interruptor de efecto Hall. Este tipo de generador de señal no tiene, sin embargo, un imán permanente. Recibe un voltaje de entrada del módulo de control de ignición, que va a un electroimán en el sensor del distribuidor. Los dientes metálicos giratorios de la rueda de disparo afectan la intensidad del campo electromagnético y originan pulsos de voltaje en el sensor. El módulo de control de ignición siente esos pulsos de voltaje como señales para abrir el circuito primario de ignición. El módulo da una acción de conmutación semejante a la de otros módulos de ignición. Como un interruptor de efecto Hall, un circuito de detección de metal da señal de voltaje completo a bajas velocidades. El principal fabricante de sistemas electrónicos de detección de metal es Prestolite. Los vehículos de American Motors, desde 1975 hasta 1977, emplearon una ignición electrónica Prestolite que se llamó “descarga inductiva sin platinos” (BID). Los motores a gasolina Internacional Harvester de trabajo liviano, de los últimos años de la década, tienen una variante del mismo sistema. En el distribuidor AMC Prestolite la rueda de disparo tiene dientes en “U” invertida (figura 63), que pasan sobre el sensor. El distribuidor Internacional Prestolite tiene una rueda de disparo y un sensor semejante a la rueda y a la bobina de señal de los distribuidores Chrysler y Ford de pulsos magnéticos.

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FIGURA 63. VOLANTE DE DISPARO POR DETECCIÓN DE META L (AMC). Para comprobar el funcionamiento de un efecto Hall, no existe un procedimiento eficaz de prueba en el sensor de efecto Hall empleando un óhmetro, pero sí cuenta con un osciloscopio. Conecte el osciloscopio en la terminal de la señal de efecto Hall, gire la armadura; dependiendo del número de placas y la velocidad de rotación de la armadura, el patrón del osciloscopio pudiera aparecer como una onda cuadrada o una línea plana que se eleva y cae con la rotación (véase el diagrama de la figura 62). El procedimiento de prueba para utilizar un voltímetro es conectar primero éste a la terminal de salida del dispositivo de efecto Hall. El voltímetro deberá mostrar un valor alto digital (4 volts o más) o un valor bajo digital (alrededor de cero volts). Gire lentamente la armadura mientras observa el voltímetro. Si éste muestra una lectura baja, debe leerse ahora un valor alto, si el voltaje cambia de esta manera mientras gira la armadura, entonces el dispositivo de efecto Hall está en buenas condiciones. Puesto que la señal generada por el efecto Hall es una onda cuadrada, el medidor tipo de detención es apropiado para esta prueba. Conecte el medidor de detención entre la salida y la tierra del dispositivo de efecto Hall, gire la armadura tan rápido como sea posible; por ejemplo, déle arranque al motor. El medidor de detención debe leer algo arriba de cero y a plena escala. Si así lo hace, el dispositivo de efecto Hall está en buenas condiciones. 1.4 Comprobación y pruebas Como explicamos en el tema correspondiente a sensores y actuadores, y dependiendo del método de operación, los sensores o entradas al ECM se clasificaban en tres tipos diferentes. Para poder comprobar el funcionamiento de cada uno de ellos, tendríamos que precisar su forma de operación. Para todos los sensores el ECM provee un voltaje de referencia (Vref) equivalente a los 5.0 a 12.0 V, si nosotros queremos comprobar el funcionamiento de un sensor, primero debemos comprobar si a éste le llega el voltaje de referencia. Para ello primero debemos comprobar que recibe el voltaje de referencia de la computadora y a qué tipo de sensor pertenece el que habríamos de comprobar. Veamos el siguiente ejemplo de recomendación de la Ford Motor Company.

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Sensores con entrada digital. Como ejemplo de éstos tenemos un sensor MAF y al buffer del sensor VSS. Estos sensores reciben una señal ON/OFF, similar a la del interruptor, y tienen la particularidad de poder conmutar la señal de ON a OFF rápidamente. Veamos el caso del sensor MAF. Este sensor se encuentra localizado detrás del filtro de aire, está montado sobre un perno pivote, cuando más aire esté fluyendo por el medidor a mayor distancia se desplazará el álabe. El pivote del álabe está conectado con una resistencia variable (potenciómetro) en la parte superior del conjunto; el sensor MAF hacia el ECM varía, dependiendo de una mayor cantidad de aire y producirá una salida de voltaje mayor. En el medidor del álabe se utiliza un pasaje interno de derivación para permitir que pase aire para el periodo de arranque del motor. Para poder comprobar de manera práctica el sensor MAF y aprovechando que el mismo calcula la variable de carga, como sería el caso de un sensor MAP, una falla en cualquiera de ambos sensores puede originar jaloneo o vacilaciones. Con el motor caliente y con marcha en vacío, golpee suavemente el sensor MAF, si las RPM se reducen en forma considerable y si el motor se apaga o si observamos los códigos 26, 56 o 66, de la línea Ford, es muy probable un mal funcionamiento del sensor. El MAF entrega un voltaje variable; conforme cambia la velocidad y la carga sobre el motor, el voltaje entregado por el MAF cambia. Compruebe con la ayuda del escáner o un voltímetro, como se muestra en la figura 64, y la ayuda de la tabla de la figura 65, el voltaje entregado por el MAF. Para ello conecte el voltímetro entre las terminales 50 del ECM y tierra. Si el voltaje que llega al sensor es el indicado, entonces habría que revisar el sensor (no debemos olvidar que las terminales del sensor o del conector pueden llegar a abrirse, a corroerse o bien sulfatarse), para ello, se recomienda utilizar una película de Sili-Jet o DW-40 y con un poco de aire a presión se puede volver a verificar el estado del sensor.

FIGURA 64. CONEXIONES DEL ECM CON TIERRA PARA VERIF ICAR EL FUNCIONAMIENTO DEL MAF.

Condiciones del motor Marcha en vacío

32 km/h 65 km/h 96 km/h

Voltaje de señal MAF (volts) 0.8 1.1 1.7 2.1

FIGURA 65. TABLA COMPARATIVA DEL VOLTAJE DE SALIDA DEL MAF (FORD).

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En el caso del sensor de posición de la válvula EGR, casi nunca origina problemas de conducción; no obstante, la lectura del voltaje del EVP puede indicar si la misma EGR se abre y cierra correctamente (figura 66). Compare la figura anterior con la tabla de la figura 67, donde nos señala las especificaciones del sensor de posición de la válvula EGR.

FIGURA 66. COMPROBACIÓN DEL VOLTAJE DEL SENSOR EVP. Abertura de la válvula EGR (porcentaje)

0

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Voltaje (volts)

0.4 0.75 1.1

1.45 1.8

2.15 2.5

2.85 3.2

3.55 3.9

FIGURA 67. TABLA DEL SENSOR DE POSICIÓN DE LA VÁLVU LA EGR (EVP) (FORD).

En cuanto a la comprobación de un sensor MAP –que reemplaza al avance de vacío y válvula de potencia de tecnologías obsoletas y encargado de medir la carga sobre el motor–, a él también le llega un voltaje de referencia (Vref), pero también envía al ECM una frecuencia, la cual varía como varía la carga del motor. Si por alguna razón el cambio de frecuencia MAP vacila o falta, el motor se jalonea o apaga. Conéctese un contador de frecuencias en el cable central del sensor MAP (figura 68), donde está conectado al ECM. Se colocará el tacómetro para que pueda ser visto fácilmente mientras se conduce o ayúdese con un asistente. La lectura del tacómetro debe incrementarse al acelerar. El voltaje también debe cambiar al modificarse la carga del motor. Haga que el ayudante vigile el tacómetro cuidadosamente mientras el auto se jalonea o se apaga. ¿Cae la

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frecuencia completamente a 0? Si lo hace, revise el arnés de cables detenidamente (conectores sucios, falsos contactos, cables cortados, etcétera.). Si la frecuencia no cae al sacudir los cables pero se queda baja al conducir el auto, es probable que se deba reemplazar el sensor MAP. Si la frecuencia fluctúa al mover los cables, repare el cable dañado. Normalmente, si el sensor MAP pasa la prueba rápido significa que está en buenas condiciones; defectos momentáneos o intermitentes no siempre pueden detectarse con el sistema de diagnóstico del ECM. Si persisten los problemas de jaloneo o vacilaciones, habrá que usar una bomba de vacío manual y comparar las lecturas con las de la siguiente tabla de la figura 69.

FIGURA 68. USO DEL OSCILOSCOPIO PARA COMPROBAR LA F RECUENCIA DEL SENSOR MAP.

Vacío (pulgadas)

30 27 24 21 18 15 12 9 6 3 0

Frecuencia (Hertz)

80 88 95

102 109 117 125 133 141 150 159

FIGURA 69. TABLA DE LA FRECUENCIA DEL MAP (FORD).

Con respecto a los sensores de dos cables, como los termistores (ECT o IAT), si su resistencia es incorrecta, hay que reemplazarlos. Para ello, podemos valernos de un buen óhmetro, con rangos inferiores a 1 Ω y mayores a los 30 000 Ω, y es conveniente corroborar las tablas de referencia que nos proporcionan los fabricantes; en ellas nos indican, como el ejemplo de la figura 70, las referencias del sensor de temperatura del refrigerante de la máquina, indicadas en la tabla de ejemplo de la figura 71.

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FIGURA 70. COMPROBACIÓN DE LA RESISTENCIA DE UN SEN SOR DE DOS TERMINALES.

ºC

100 90 80 70 60 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 -5 -10

Ohms de resistencia

177 241 332 467 667 973

1188 1459 1802 2238 2796 3520 4450 5670 7280 9420

12300 16180

FIGURA 71. TABLA COMPARATIVA DE LOS VALORES DEL ECT DEL CHEVY GM.

También con la ayuda de un voltímetro para CC de tipo analógico, conectamos el terminal rojo del voltímetro al cable que recibe la señal de referencia (Vref), y la terminal negra a una buena tierra y conectamos el interruptor de encendido (figura 72). A continuación, golpeamos el sensor con los dedos, movemos el arnés y reforzamos suavemente las conexiones. Si el voltaje permanece constante, el circuito ECT o IAT no tiene problemas. Si varía, haga la prueba de monitoreo continuo y lleve a cabo las reparaciones indicadas.

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FIGURA 72. PRUEBA DEL VOLTAJE DE REFERENCIA A UN SE NSOR DE DOS TERMINALES. Para comprobar sensores de tres terminales, como el caso del sensor TPS –debido a que los síntomas que presenta la unidad son tambaleos o vacilaciones en la aceleración, y a que es una resistencia variable– tres cosas deben probarse en relación con el sensor TPS: voltaje con el estrangulador cerrado; voltaje de estrangulador totalmente abierto, y voltajes de transición (figura 73).

FIGURA 73. PRUEBAS DEL VOLTAJE AL SENSOR TPS.

Si al comprobar el voltaje de salida del sensor TPS, a través del cable que regresa la señal de retorno al ECM y estando el estrangulador completamente cerrado, éste es mayor a 1V –en el cuerpo de aceleración existe una tapita que oculta a un tornillo tope–, con la ayuda de un desarmador torx se puede ajustar el voltaje a las especificaciones del fabricante y así poder establecer las RPM en marcha mínima. Compruebe con la ayuda de un óhmetro el valor de la continuidad de la resistencia, ya que ésta debe dar una señal analógica, esto es, que conforme se mueva el mecanismo del acelerador el

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valor de la resistencia en el óhmetro debe variar y no cortarse en ningún momento, ya que de lo contrario la resistencia estaría abierta en algún punto (véase la figura 74).

FIGURA 74. COMPROBACIÓN DE LA RESISTENCIA DEL TPS C ON UN ÓHMETRO. Para comprobar actuadores, como es el caso de la bomba de combustible, inyectores y regulador de presión, si se gira la llave a la posición de encendido, pero no se le da marcha al motor, la bomba de combustible deberá funcionar por lo menos unos dos segundos y luego apagarse. Si se alcanza a escuchar el funcionamiento de la bomba por este tiempo, debido a que por lo regular el tanque acumula una mínima cantidad de combustible (1/4 de tanque o menos), entonces se sabrá que funcionan el relevador de la bomba de combustible y el control del ECM sobre el relevador. Conecte un medidor de presión de combustible a la válvula Schraeder (desfogue), anexa al riel de inyectores, en aplicaciones de inyección de combustible MPFI (puertos o puntos múltiples), ya que en las aplicaciones CFI es necesario derivar (poner una “T”) en la línea de entrada de combustible, como se muestra en la figura 75.

FIGURA 75. CONEXIÓN DEL MANÓMETRO DE PRESIÓN PARA M EDIR LA PRESIÓN DE LA BOMBA DE COMBUSTIBLE.

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La diferencia de presión en el riel de inyectores varía dependiendo del sistema y la marca, prácticamente podemos recomendar los sistemas TBI, ya que utilizan una presión entre los 10 y 15 PSI. Mientras que en los sistemas MPFI podemos toparnos con presiones del orden de los 45 a 60 PSI. No olvide consultar las especificaciones del fabricante en el manual correspondiente o en una tabla de afinaciones. También es recomendable que si la presión del combustible en el riel es baja, realice una prueba de volumen antes y después del filtro de combustible. Cuando un filtro de combustible se encuentra azolvado por basura, restringe el flujo y por consiguiente la presión del combustible en la línea.

Si la presión del combustible es correcta, vea si abren los inyectores. Esto puede hacerse de varias formas, pero la más práctica es usar un estetoscopio. Ponga en funcionamiento el motor y con la ayuda del estetoscopio compruebe uno por uno el funcionamiento de cada inyector. Si no se dispone de un estetoscopio, bastará un tramo de manguera de aproximadamente ½”, que sostenida entre la oreja y cerca del inyector permitirá escuchar que éste abre y cierre. Si un inyector no hace “click”, habrá que comprobar el voltaje en el cable rosa/negro que se lo suministra. También pude ayudarse con un LED fotovoltaico, el cual puede ser de patente (cualquier marca) o podemos utilizar uno como el que se muestra en la figura 76.

FIGURA 76. COMPROBACIÓN DEL FUNCIONAMIENTO DEL INYE CTOR CON UN LED.

Al poner en funcionamiento el motor, se deberá observar que el LED parpadea, indicando que tanto la corriente como la tierra están presentes. Cuando un inyector deja de funcionar el motor no trabajará parejo, esto es, como si una bujía no estuviera trabajando; este defecto o fallo lo podemos detectar sacando el cable de la bujía, uno por uno, hasta comprobar qué cilindro es el que no está funcionando. También podemos hacer esta prueba con la ayuda de un tacómetro, como se comprobaba el funcionamiento en el sistema de encendido. El tacómetro nos indicará qué cilindro no modifica las RPM del motor y daremos con el cilindro en mal funcionamiento.

Si está comprobado cuál es el cilindro que no funciona, y ya verificamos que no es la bujía, los anillos o una de las válvulas la que ocasiona el defecto, entonces tendremos que desmontar el riel de inyectores junto con éstos.

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Con la ayuda de un óhmetro podemos, con el inyector ya desmontado, comprobar la continuidad de su devanado, ya que no debemos olvidar que un inyector es un solenoide. Si el óhmetro nos indica circuito abierto, no habrá duda de que el devanado del inyector se abrió, teniendo en ese caso que ser reemplazado, ajustándonos a las especificaciones del fabricante. Podría darse el caso de que el inyector únicamente se encontrara atorado o trabado, para ello un buen lavado de su interior, con el equipo indicado, haría que de nueva cuenta comenzara a trabajar (la limpieza y el lavado de inyectores es un tema que abordaremos cuando veamos sistemas de inyección). Para comprobar el correcto funcionamiento de los inyectores, en el caso del sistema TBI o CFI, podemos hacerlo con la ayuda de una lámpara de tiempo (estroboscópica), y aprovechando que los tiempos de encendido y de inyección están sincronizados al encendido primario, el rocío parecerá detenerse en medio del aire y podrá examinarse de cerca. Dicho rocío debe tener forma de cono y proyectarse directamente desde el centro del inyector. En el caso de los sistemas Multi (MPFI) la prueba con la lámpara resulta imposible. Un método alterno es la prueba de flujo, la cual deberá ser realizada cuando se está lavando el inyector y con la ayuda de una probeta graduada, para poder comparar el volumen de combustible que pulsa cada inyector y determinar las condiciones de cada uno. El regulador de presión de combustible en raras ocasiones sufre en su diafragma una pequeña ruptura y permite que el combustible sea aspirado por el múltiple de admisión. En ese caso la reparación adecuada es el reemplazo del regulador, según especificaciones del fabricante. Si el diafragma del regulador se ha agrietado, también puede ser comprobado quitando la línea de vacío que está conectada al múltiple de admisión, como se muestra en la figura 77; incluso en ocasiones es tanto el combustible que pasa que al desconectar la línea el combustible escurre.

FIGURA 77. CONEXIONES DEL REGULADOR DE PRESIÓN CON EL MÚLTIPLE DE ADMISIÓN.

En otros casos, el paso de combustible al sistema de la admisión y el olor del combustible por el escape es inevitable. Esto ocurre porque todos los combustibles fósiles contienen sulfuro. La cantidad de sulfuro en cada galón de gasolina depende de su origen y de dónde fue refinada. Para reforzar esta sección de comprobaciones y pruebas, y poder detectar esas vacilaciones o paros repentinos de la unidad, veamos los siguientes métodos de sugerencia:

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• Contaminación del combustible por agua. Hay que desconectar la línea de salida del filtro de combustible y en un recipiente claro tome una pequeña muestra de él. Para ello, después de desconectar la línea, cambie el interruptor de encendido de ON a OFF varias veces (estará activando el funcionamiento del relevador de la bomba por dos segundos). Si hay una gran concentración de agua en el combustible, se depositará en la parte inferior del recipiente. La acción correctiva es drenar el tanque y llenarlo con combustible limpio.

• Aire falso especialmente entre el sensor MAF y el e nsamble del estrangulador. Se recomienda hacer una inspección visual cuidadosa del tubo de hule corrugado y que las abrazaderas de los extremos se encuentren bien apretadas. Este tubo de hule comunica al sensor MAF con el estrangulador o cuerpo de aceleración.

• La salida del alternador es menor de 9 V o mayor a 16 V. Compruebe con un voltímetro a la salida del alternador y mida el voltaje funcionando el motor con marcha en vacío y con estrangulación parcial.

• Tierra defectuosa en el cable de encendido. Revise el cable IGN GND (tierra de ignición) del módulo de encendido en busca de falsos contactos, rigidez o corrosión.

• La válvula EGR se abre prematuramente o tiene fugas . Compruebe la correcta conexión de la línea de vacío que recibe la válvula EGR, desconecte y vuelva a reconectar. Haga una conducción de prueba, si el síntoma desaparece habrá que comprobar la correcta colocación de la manguera de vacío. Si el problema persiste habrá que sacar la válvula y comprobar que su asiento esté libre de carbón. Si la válvula se haya defectuosa en su diafragma, deberá ser reemplazada.

• La válvula EVAP se abre prematuramente. Con un ahorcador de mangueras comprima la línea del EVAP. Haga una conducción de prueba. Si el síntoma no desaparece, habrá que reemplazar al solenoide del EVAP.

Es importante hacer de su conocimiento que mientras la luz MIL (Check Engine) no acuse código alguno, la falla o el mal funcionamiento pudiera deberse a causas mecánicas completamente fuera del control del ECM. Con esto queda asentado que si la causa del problema radica en una falla mecánica, no existirá escáner que pueda detectar y mucho menos corregir el defecto. Por otra parte, si el sensor a comprobar se encuentra en malas condiciones (sucio, corroído, aceitoso, golpeado, etcétera) el problema estará directamente relacionado con el sensor y no con la línea de alimentación. No olvidar que al conectar el interruptor de encendido a la posición de ON, automáticamente estaremos activando a cualquier sensor o actuador, y que en ocasiones, como es el caso de los actuadores, el ECM únicamente energiza con tierra para poder cerrar el circuito. Por lo tanto, debemos estar seguros que el terminal de tierra tenga continuidad a tierra. 2. Conocer los sistemas de encendido sin distribuid or para motores con

inyección de gasolina 2.1 Sistemas de encendido DIS Este sistema de encendido sin distribuidor, en general, se refiere a un sistema que produce la chispa de encendido sin usar un distribuidor. Los manuales técnicos de Ford usan DIS cuando se refieren a este tipo de sistema en particular, donde el ECA controla la sincronización del disparo de la chispa.

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Para aclarar la tecnología utilizada por Ford, es conveniente saber que la misma designa a su sistema como EDIS (EST), sistema electrónico de encendido sin distribuidor (EDIS), que es un sistema muy especial, donde un módulo separado llamado módulo EDIS controla directamente el disparo y sincronización de la chispa. Todo lo que hace el ECA es enviar una señal requiriendo una sincronización particular de la chispa basada en la operación del motor y designado por la propia compañía como SAW. El módulo EDIS y los sensores asociados se ocupan de todos los otros aspectos de la operación del sistema de encendido. La terminología SAW utilizada por Ford se refiere al avance de la chispa, y es una señal, usada en algunos sistemas de encendido sin distribuidor, enviada desde el ECA al módulo de encendido DIS para controlar la sincronización del avance de chispa. La señal SAW consiste en una serie de pulsos de voltaje, y el ancho de los pulsos es lo que dice al módulo DIS cuál es la sincronización deseada (avance de la chispa), y pulsos más anchos significan un avance menor de la chispa. Un pulso extra ancho coloca al módulo DIS en un modo de “chispa repetitiva”, donde se generan varias chispas por disparo del cilindro (usado en algunos vehículos en la marcha en vacío para emisiones más bajas y rendimiento más uniforme). A continuación veamos cómo opera este sistema utilizado por la Ford. A fin de entender el sistema de encendido sin distribuidor, hay algunas definiciones con las cuales usted se debe familiarizar; se sugiere leer y entender estas definiciones para facilitar más el aprendizaje de este sistema:

Efecto Hall. Tema abordado anteriormente, que se refiere al proceso donde la corriente pasa a través de un material semiconductor al mismo tiempo que un campo magnético, para producir un cambio de voltaje en el material semiconductor. Rotor con álabes. componente con forma de taza con dientes o álabes, los cuales están conformados de tal manera que generan una señal que puede ser leída por el dispositivo Hall, módulo DIS y el ECA (figura 78).

FIGURA 78. EFECTO HALL Y ROTOR CON ÁLABES UTILIZADO POR FORD.

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Sensor de identificación de cilindros CID. Suministra información de identificación de cilindro al módulo EEC-IV para la sincronización del combustible, y al módulo DIS para la sincronización de las bobinas. El sensor tiene un dispositivo de efecto Hall, un circuito y un imán. Un claro de aire entre el imán y el dispositivo Hall permite que los álabes y los espacios (ventanas) del rotor pasen entre ellos provocando un cambio en el flujo magnético que alcanza al dispositivo Hall (figura 79).

FIGURA 79. DISPOSITIVO DE EFECTO HALL Y FLUJO DEL C AMPO MAGNÉTICO. Señal de identificación de cilindro CI. Esta señal digital suministra información de la posición del árbol de levas; se usa junto con la señal de frecuencia PIP (señal de toma de encendido de perfil) para la identificación del cilindro núm. 1 hacia el ECA. La señal puede estar en posición alta o baja conforme el álabe se acerca a la línea de centro del sensor. Se alcanza el principio (punto de disparo) desde el voltaje de salida a cambio de estado bajo (0.01 a 0.4 V) a estado alto (de 8 a voltaje de la batería). La salida regresa a estado bajo de un estado alto, cuando el borde guía del álabe alcanza un segundo principio (punto de operación). Esta forma de interruptor genera una onda cuadrada (figura 80).

FIGURA 80. RESPUESTA DEL DISPOSITIVO DE EFECTO HALL AL ÁLABE.

Sensor de captador magnético de perfil PIP. Suministra información de posición del cigüeñal al módulo DIS y al módulo EEC-IV. Consiste en un dispositivo de efecto Hall, un circuito integrado y un imán. El dispositivo Hall permite que los álabes y los espacios (ventanas) entre los álabes

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del rotor pasen entre ellos. Esto trae como resultado un cambio en el flujo magnético que alcanza al dispositivo Hall. El sistema de ignición sin distribuidor utilizado por Ford elimina el distribuidor usando bobinas múltiples contenidas en la bobina DIS de seis torretas, y se utiliza una bobina para cada dos bujías. Las bujías se conectan por pares, de manera que una enciende durante la carrera de compresión y la otra bujía enciende durante la carrera de escape. Al siguiente disparo de la bobina, la que estaba en la carrera de escape, estará en compresión y la que estaba en compresión, estará en escape. La chispa que ocurre en el cilindro en escape se desperdicia, pero se pierde muy poca energía de la bobina. El conjunto consta de tres bobinas, como se puede apreciar en la figura 81.

FIGURA 81. CONJUNTO DE BOBINAS DIS DE LA FORD Y CHR YSLER, RESPECTIVAMENTE. Este sistema tiene tres cables de tacómetro (uno por bobina). Estos tres cables están conectados a los embobinados primarios del conjunto de bobinas para el control de la chispa; la bobina de encendido está montada sobre el múltiple de admisión. El módulo DIS abre o cierra estos cables con la señal SPOUT cuando el motor está funcionando, y con la señal PIP, cuando al motor se le da marcha. El sensor del cigüeñal es un dispositivo de efecto Hall (PIP), de salida digital, que responde a un rotor metálico con álabes, instalado en el damper del cigüeñal (figura 82).

FIGURA 82. SENSOR DEL CIGÜEÑAL Y RUEDA DENTADA EN E L DAMPER. Junto con el sensor de posición del cigüeñal (CKP), el cual es un sensor de reluctancia variable, accionado por una rueda de accionador de 36 dientes menos 1, la señal generada por el sensor

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proporciona la sincronización base y la información de la velocidad del cigüeñal (RPM) al módulo de control del tren motriz. La sincronización base se fija a 10 + 2 grados, antes del punto muerto superior (APMS), y/o es ajustable. El PCM utilizará esta información, y el avance de la chispa será determinante para el tiempo de encendido y apagado de la bobina de encendido. Una característica única del sistema usado por Ford es que el circuito CID falla y se hace un intento de hacer funcionar el motor: el módulo DIS tratará diversas sincronizaciones para encender cada una de las tres bobinas. Si hay dificultad para hacer funcionar al motor, gire la llave del interruptor de encendido a la posición de OFF y haga girar de nuevo el arranque. Puede ser necesario tratar varias veces, hasta que la bobina adecuada sea seleccionada permitiendo hacer funcionar al motor, para que el vehículo pueda ser llevado a reparación. En los sistemas DIS utilizados por Ford las polaridades de las bobinas dependen de la dirección de cada una de ellas. El disparo efectivo y el desperdiciado para un par de cilindros compañeros ocurren simultáneamente y tienen polaridades opuestas, pero la polaridad se alterna (figura 83).

FIGURA 83. FLUJO DE LA CORRIENTE PARA UNA BOBINA Y DOS BUJÍAS. Aunque la polaridad para las dos bujías que están encendiendo es diferente una de la otra, la polaridad de encendido de cada bujía permanece igual, sin importar si el encendido se usa o se desperdicia. Por ejemplo, en un motor de cuatro cilindros dos bujías siempre encenderán con polaridad positiva y dos encenderán con polaridad negativa. Recuerde que el voltaje no necesariamente debe ser positivo, sólo es necesario el potencial, es decir, no hay diferencia de potencial entre un voltaje positivo de 30 000 V y tierra de un voltaje negativo de 30 000 V a través de los electrodos de la bujía. Es importante recordar que el módulo DIS utilizado por Ford aterriza a través de su propia carcasa, de tal forma que el fondo del módulo es metálico (figura 84). Por lo tanto, es imperativo que la carcasa del módulo DIS y el soporte del montaje estén asegurados entre sí. Este es el único punto para aterrizar el módulo, y si el contacto es pobre, el resultado será una manejabilidad deficiente o no funcionará el motor.

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FIGURA 84. UNIDAD DEL MÓDULO DIS UTILIZADO POR FORD . En los motores SEFI de la Ford, los sensores DIS (CID y PIP) monitorean dos operaciones: velocidad del árbol de levas y velocidad del cigüeñal. Para poder entender y comprender las ondas de forma cuadrada generadas por los sistemas DIS y EEC-IV, es importante recordar que en los motores de cuatro tiempos el cigüeñal gira al doble de la velocidad del árbol de levas, esto es, que por cada revolución del cigüeñal (360º) el árbol de levas habrá dado medio giro (180º). Si analizamos la figura 85, la señal PIP tiene tres estados altos y tres estados bajos por cada revolución, o sea, 360º. Estos estados altos y bajos en la onda corresponden a las ventanas (puntos bajos) y a los álabes (puntos altos) del rotor de efecto Hall. Las ventanas y los álabes están equiespaciados a 60º una de otra, en los motores 3.0 L SHO y 3.8 L SC. Es fácil ver cómo se genera la señal conforme las ventanas y los álabes pasan por el sensor Hall a la velocidad del cigüeñal. El sensor CID opera de una manera muy similar, excepto que solamente tiene una ventana (segmento bajo) y un álabe (segmento alto), y gira a la velocidad del árbol de levas y no a la velocidad del cigüeñal en los motores SEFI. La señal PIP determina el tiempo base, mientras que la señal CID identifica al cilindro núm. 1 para el ECA durante arranques. También note que cuando ambos segmentos (PIP y CID) están altos, se dispara la bobina núm. 1.

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FIGURA 85. SEÑALES DE REFERENCIA Y COMPARACIÓN DE LAS MISMAS. Una vez que el motor está funcionando, el ECA recibe la señal de tiempo base (recordemos 10º APMS) de PIP, como se mencionó anteriormente. Para el óptimo control del encendido, el ECA genera la señal SPOUT basada en PIP y otros sensores del motor. Note la correlación entre la señal SPOUT y los disparos de las bobinas. Cuando la señal SPOUT cambia de estado alto a bajo, la bobina se empieza a cargar, y mientras la señal SPOUT sea baja, la bobina cargará a su máximo potencial. En el momento que la señal está regresando a estado alto, la bobina dispara. En conclusión, la señal SPOUT es la que controla al sistema de encendido mientras el motor esté funcionando. El monitor de diagnóstico de encendido (IDM), como su nombre lo indica, es un circuito para propósitos de diagnóstico. En otras palabras, la señal IDM copia e imita la señal de referencia SPOUT. La diferencia entre estas dos señales estriba en que la señal SPOUT provoca el disparo de las bobinas, y la señal IDM es el resultado del disparo de éstas. Si una bobina no dispara cuando se supone que debe hacerlo, resultará un espacio en la señal IDM indicando al técnico que algo está mal. La señal IDM funciona también como señal de tacómetro. Para diagnosticar problemas en el sistema de encendido sin distribuidor utilizado por Ford, antes de empezar el diagnóstico recuerde:

Inspeccione visualmente el compartimiento del motor, para asegurarse que todas las mangueras de vacío y los cables de bujías están correctamente enchufados y conectados.

Revise que todo arnés y conectores estén libres de daños en su aislamiento y que no estén quemados, sobrecalentados, flojos o rotos.

Asegúrese de que el acumulador esté completamente cargado. Apague todos los accesorios. En el sistema DIS el tiempo base no es ajustable.

En el sistema de encendido EDIS se elimina el distribuidor de encendido y se monitorean las señales que emite un sensor conocido como (sensor de posición del cigüeñal) (CKP), instalado de tal forma que registre la posición del eje cigüeñal, y con base en estas señales la ECM determina a qué bujía (cilindro) corresponde el impulso de alto voltaje que se encargará de

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hacer explotar la mezcla previamente comprimida. Así se mantendrá un encendido correcto y el control del inyector de combustible bajo cualquier condición de manejo.

Como recordaremos, en el sistema de encendido electrónico se dispone de una unidad de control electrónico MEC (módulo de control electrónico) para cerrar o abrir el circuito primario de la bobina de encendido. El ruptor es una pequeña bobina captadora y sensible en el distribuidor, que capta el giro de una armadura instalada en el eje del distribuidor. La bobina sensible se llama, también, conjunto captador magnético o bobina de captación. La armadura (reluctor) tiene el mismo número de puntas que cilindros tiene el motor. De manera que cada vez que una punta pasa frente a la bobina sensible, da lugar a la producción de un campo magnético en ella. Esto origina una tensión que envía una señal al MEC para que abra el circuito primario de la bobina de encendido. El campo magnético del arrollamiento primario se apaga y en el secundario se produce una descarga de alta tensión.

Ya se ha hablado de la forma en que se genera el impulso de alta tensión en el arrollamiento secundario de la bobina de encendido. Esto sucede cuando la corriente del primario se interrumpe. Para poder ilustrar gráficamente el aspecto de la tensión secundaria en una bujía durante el encendido, nos valemos de la ayuda de un osciloscopio para efectuarlo. Prácticamente el osciloscopio es un voltímetro de alta velocidad en el que se emplea un tubo de rayos catódicos, similar al utilizado en los aparatos de televisión, para visualizar las tensiones del encendido.

El sistema de encendido electrónico utilizado por la General Motors Company (GMC), también conocido como Distributorless Ignition System (DIS) o sistema de encendido sin distribuidor, fue diseñado para reemplazar al sistema ID (ignición directa). La GMC utiliza varios tipos de sistemas de encendido electrónico, de los cuales, los cuatro más representativos son:

• Sistema de encendido directo (Direct Ignition System). • Sistema de bobinas de encendido controladas por computadora (Computer

Controled Coil Ignition). • Sistema de encendido óptico (Opti-Spark). • Sistema de encendido con interruptor de alto voltaje (High Voltaje Switch).

Los principales componentes de estos sistemas de encendido electrónico son:

• Módulo de encendido • Bobinas de encendido • Sensor de posición del cigüeñal (CKP) • Sensor de posición del árbol de levas (CMP, algunas aplicaciones) • Interruptor o relector

Los componentes mencionados anteriormente se pueden observar en la figura 86.

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FIGURA 86. COMPONENTES DEL SISTEMA DE ENCENDIDO ELE CTRÓNICO DE LA GMC.

Estos sistemas de la GMC presentan las siguientes ventajas:

• Tienen pocas partes en movimiento. • Su montaje es más compacto. • Tienen capacidad de montaje remoto. • Eliminan el ajuste mecánico del tiempo de encendido. • Requieren menor mantenimiento. • No representan carga mecánica alguna para el motor. • Incrementan el tiempo de saturación de las bobinas de encendido. • Aplican un mayor voltaje en el secundario de las bobinas.

El módulo DIS, utilizado por la GMC, monitorea las señales enviadas por el sensor del cigüeñal (CKP), y sobre la base de estas señales envía otra más de referencia a la ECM (Engine Control Module) (módulo de control del motor). Así, el encendido correcto y control del inyector de combustible puede mantenerse durante todas estas condiciones de manejo. Cuando se da marcha al motor, el módulo DIS monitorea el “pulso de sincronía” para empezar la secuencia de encendido, y debajo de 450 RPM el módulo controla el avance de la chispa para la activación de cada una de las tres bobinas a un intervalo predeterminado, basada solamente en la velocidad del motor. Arriba de 450 RPM el ECM controla el tiempo de encendido (EST) y lo compensa para todas las condiciones de manejo. El módulo DIS deberá recibir un pulso de sincronía y después una señal del cigüeñal, en ese orden, para permitir que el motor arranque.

El sistema DIS puede usar dos o tres bobinas de encendido separadas, esto depende del número de cilindros del motor, un módulo de encendido y la participación del ECM para el control del encendido, como recordaremos de la figura 80.

El sistema DIS de GM opera bajo el principio llamado waste spark (chispa desperdiciada). Independientemente del número de cilindros del motor, cada una de las bobinas de encendido proporciona voltaje a un par de bujías, como pudimos apreciar en la figura 80. Cada uno de los extremos del circuito secundario está conectado a una bujía. Una bujía dispara hacia delante, del centro al costado del electrodo, y la otra en reversa, del costado del electrodo al centro.

Los pistones correspondientes a esa bujía alcanzan al mismo tiempo el punto muerto superior, pero en diferentes periodos del ciclo de la combustión; uno estará en la carrera de compresión cuando el otro estará en la carrera de escape. En un motor de cuatro cilindros, las parejas son

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1-4 y 2-3; en un motor V-6, las parejas serían 1-4, 2-5 y 3-6; mientras que en un motor V-8, las parejas son 1-6, 8-5, 4-7 y 3-2. Como las atmósferas de los cilindros en escape y compresión son diferentes, se necesita menos voltaje para disparar la bujía del cilindro que está en la carrera de escape, disponiéndose de más voltaje (más de 40 000 volts) en la bujía del cilindro que está en compresión. Estos sistemas utilizan una señal EST (tiempo de encendido electrónico) del ECM para controlar el tiempo de encendido, como lo hacen los sistemas ID. Después de tomar el control del encendido, el ECM trabaja con la siguiente información monitoreada, respectivamente, de:

• Flujo de aire • Temperatura del motor • Temperatura del múltiple de admisión • Posición del cigüeñal • Velocidad del motor (RPM)

El sistema DIS utiliza un sensor del cigüeñal, montado en el monoblock del motor, este sensor usa un anillo reluctor que forma parte del cigüeñal; con siete ranuras maquinadas en él (figura 87).

FIGURA 87. SENSOR DEL CIGÜEÑAL Y ANILLO RELUCTOR US ADO POR GMC. Seis de las ranuras del anillo reluctor están igualmente espaciadas a 60º; ejemplo de un motor V-6 corresponde a la figura 88. Una séptima ranura está ubicada a 10º de una de las ranuras de 60º. El espacio de las ranuras de 60º le indican al módulo de encendido las RPM del motor. La ranura de 10º es usada por el módulo como referencia para determinar la posición relativa del cigüeñal.

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FIGURA 88. COMPONENTES DEL SISTEMA DIS EN UN MOTOR V-6 DE GMC. El sensor produce una señal de CA como resultado de los cambios en el campo magnético, cada vez que una ranura pasa enfrente del sensor. Basándose en las secuencias de estas señales, el módulo sincroniza el disparo de la bobina con el orden de encendido de los cilindros. Cuando reconoce la señal de la séptima ranura, inicia el cálculo de la secuencia de encendido; con el segundo pulso del cigüeñal dispara la bobina de encendido que corresponde a los cilindros 2 y 5; al tercer pulso lo usa como referencia, y con el cuarto pulso dispara la bobina de encendido que corresponde a los cilindros 3 y 6, el quinto pulso lo usa como referencia, y con el sexto dispara la bobina de encendido correspondiente a los cilindros 1 y 4.

El módulo DIS también envía pulsos de referencia al ECM, el cual energiza los inyectores y controla el tiempo de encendido basándose en esta entrada. El módulo DIS no es reparable, cuando un módulo es reemplazado los componentes restantes DIS deberán ser transferidos al nuevo módulo.

Otro sistema de encendido usado por GMC, y que trabaja de manera análoga al DIS, es el sistema de bobinas de encendido controladas por computadora (Computer Controled Coil Ignition) (figura 89) y es utilizado en los motores V-6, 3.0 L y 3.8 L, el cual consta de:

• Módulo de encendido • Sensores de efecto Hall CKP y CMP o CAM • Conjunto de bobinas de encendido • Balanceador armónico

Este sistema usa un sensor de posición del cigüeñal doble de efecto Hall (dos interruptores, uno interior y otro exterior), con un anillo interruptor doble y un imán montado entre ellos localizado en el balanceador armónico. Este balanceador (figura 90) tiene montada en la parte posterior una pieza de acero compuesta por anillos concéntricos.

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FIGURA 89. COMPONENTES DEL SISTEMA DE ENCENDIDO DE BOBINAS CONTROLADAS POR

COMPUTADORA DE GMC.

Cada anillo tiene aletas y ventanas que con la rotación del cigüeñal cortan y permiten el paso del campo magnético para generar el voltaje de efecto Hall. El interruptor de efecto Hall es llamado sensor del cigüeñal 18X, debido a que el anillo exterior tiene 18 aletas y 18 ventanas del mismo ancho e igual separación, las cuales producen 18 pulsos ON-OFF de igual longitud por cada vuelta del cigüeñal. El otro sensor de efecto Hall es llamado 3X, debido a que el anillo interior tiene tres aletas y tres ventanas con diferente ancho y diferente separación (figura 90).

FIGURA 90. BALANCEADOR ARMÓNICO Y SENSOR DE POSICIÓ N DEL CIGÜEÑAL DOBLE UTILIZADO EN EL SISTEMA DE ENCENDIDO DE BOBINAS CONTROLADAS POR COMPUTADORA GMC.

El sensor 3X produce tres pulsos ON-OFF de diferente longitud por cada vuelta del cigüeñal. El voltaje generado por los dos sensores es conducido a tierra por el módulo de encendido (actúa como un interruptor Pull-Down). El módulo de encendido interpreta las señales 18X y 3X como una identificación de la posición del cigüeñal, y debe recibir ambas señales para activar la bobina correcta de encendido.

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El módulo de encendido determina la posición del cigüeñal contando cuántas transiciones de la señal 18X ocurren durante un pulso 3X. El sensor del árbol de levas (CAM) está ubicado sobre la cubierta frontal detrás de la bomba de agua, el mismo engrane del árbol de levas tiene integrado el imán del sensor (figura 91). Conforme gira el árbol de levas, el imán activa al sensor de efecto Hall. Cuando éste es activado, aterriza la línea de la señal del PCM (actúa como un interruptor Pull-Down). Esto es interpretado como la señal del árbol de levas. El PCM usa la señal del sensor del árbol de levas para controlar la inyección secuencial.

FIGURA 91. Ubicación del sensor de árbol de levas GMC. El conjunto de bobinas está formado por tres bobinas de encendido (para un motor V-6), como puede apreciarse en la figura 80. Este conjunto está montado sobre el módulo de encendido y cada una de las bobinas proporciona la chispa a dos bujías simultáneamente. El ECM es el responsable de controlar el tiempo de encendido y la inyección secuencial bajo todas las condiciones de operación del motor. Para proporcionar una manejabilidad óptima, control de emisiones exacto y calcular el tiempo de encendido, el ECM monitorea las señales de entrada de los siguientes componentes:

• Módulo de encendido • Sensor de la temperatura del refrigerante del motor ECT • Sensor de la temperatura del aire admitido IAT • Sensor de flujo y masa de aire en el múltiple de admisión MAF • Interruptor Park/Neutral • Sensor de la posición del pedal del acelerador TP • Sensor de la velocidad del vehículo VSS

2.2 Sistema de encendido TRITON Designación dada al motor fabricado por la Ford Motor Company a su motor V-8 SHO de 3.4 L (ejemplo tomado del Taurus/Sable 1997), el cual utiliza ocho unidades de bujía por bobina separadas. Cada unidad de bujía por bobina es controlada por el módulo de control del tren motriz (PCM).

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Cada unidad de bujía por bobina, montada directamente sobre cada bujía, activa a su propia bujía en la secuencia correcta, ya que es controlada por el PCM. Los componentes de este sistema son:

Sensor de posición del cigüeñal CKP Sensor de posición del árbol de levas CMP Unidades de bujía por bobina La parte del control de la chispa del módulo de control del tren motriz PCM Cableado relacionado

Este sistema no es nada extraordinario, ya que la ventaja que ofrece es la de mandar a cada bujía la saturación completa de la bobina correspondiente de ignición, y así lograr un encendido, gracias a la elevación de su voltaje (47 000 volts), completo y preciso, para cada cilindro. El sensor de posición del cigüeñal (CKP) es un sensor de reluctancia variable, accionado por una rueda de 36 dientes menos uno, localizada dentro de la cubierta delantera del motor (figura 92). La señal tipo onda sinusoidal generada desde el sensor de posición del cigüeñal proporciona al PCM dos tipos de información:

• La posición del cigüeñal (dummy o rueda dentada) en incrementos de 10º • La velocidad (RPM) del cigüeñal

FIGURA 92. SENSOR DE POSICIÓN DEL CIGÜEÑAL Y UBICAC IÓN. El sensor de posición del árbol de levas (CMP) es un sensor de reluctancia variable, el cual es accionado por la marca alta del punto del árbol de levas. Este sensor se encuentra ubicado precisamente en una de las cabezas del motor, ya que su activación la hará el árbol de escape izquierdo (figura 93). El sensor de posición del árbol de levas le proporciona al módulo de control del tren motriz (PCM) la información de la ubicación en la rotación del árbol de levas. El módulo de control del tren motriz (PCM) usa esta información para determinar la secuencia del encendido de la bobina correspondiente y también para determinar la secuencia del disparo de inyección.

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FIGURA 93. SENSOR DE POSICIÓN DEL ÁRBOL DE LEVAS Y UBICACIÓN.

Como se mencionó al principio de esta sección, el motor SHO 3.4 L de Ford usa una unidad de bujía por bobina separadas (figura 94). Donde cada unidad de bujía por bobina es controlada por el módulo de control del tren motriz (PCM). El PCM controla la sincronización del disparo de cada unidad, con base en el monitoreo de los sensores de posición del cigüeñal y árbol de levas, CKP y CMP y, además, modifica el adelanto o retraso de la chispa, bajo cualquier condición de manejabilidad.

FIGURA 94. UNIDAD DE BUJÍA POR BOBINA Y UBICACIÓN. El centro del sistema electrónico de EC es un microprocesador llamado módulo de control del tren motriz (PCM). El PCM recibe las señales de entrada de los sensores y otros componentes electrónicos, como los relevadores e interruptores. Basado en la información recibida y programada en su memoria, el PCM genera señales de salida para controlar varios relevadores, solenoides y activadores (actuadores). La compañía Ford utiliza actualmente dos tipos de PCM, uno de 150 terminales con tres conectores de arnés eléctrico separados, y uno de 104 terminales con un solo conector de arnés eléctrico (figura 95).

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FIGURA 95. MÓDULO DE CONTROL DEL TREN MOTRIZ PCM DE FORD.

2.3 Sistema de encendido por LASER El sistema de encendido LASER utiliza la acción de un conjunto de diodos emisores y receptores de luz y un disco acanalado, el cual girará a la velocidad de arrastre del árbol de levas. Veamos el siguiente ejemplo del sistema de encendido utilizado por la GMC, en su motor LT1 de 5.7 L, el cual tiene incorporada otra versión del sistema de encendido, el de ignición electrónica. El sistema LASER utilizado por la GMC es el llamado Opti-Spark. En este sistema no existe el circuito de ByPass, el ECM controla el encendido durante todo el tiempo. Los componentes de este sistema son

• Distribuidor • Tapa y rotor • Sensor óptico • Disco del sensor • Soporte del sensor óptico • Flecha propulsora del distribuidor

La estructura del distribuidor Opti-Spark es muy similar a la de un distribuidor DI (sistema de encendido directo), la diferencia esencial se basa en el sensor óptico. Éste, impulsado por la flecha del árbol de levas, se ubica en el distribuidor al frente del motor, como se muestra en la figura 96.

FIGURA 96. UBICACIÓN DEL DISTRIBUIDOR OPTI-SPARK EN EL MOTOR 5.7 L DE GMC.

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El sensor consiste en dos conjuntos de diodos, dos emisores y dos receptores de luz y un disco con dos pistas de ranuras, llamadas de baja y alta resolución, cada una de ellas opera con un par de diodos, receptor y emisor, como se muestra en la figura 97. El voltaje generado por los diodos receptores de luz es utilizado para activar la base de dos transistores que aterrizan la señal de 5 volts que proporciona el ECM al circuito de alta y baja resolución (los transistores funcionan como interruptores Pull-Down de estado sólido). La pista de alta resolución está provista de 360 ranuras espaciadas igualmente, y le proporcionan al ECM una señal de tiempo que consiste en 360 pulsos por revolución del árbol de levas. Cada uno de los pulsos es igual a un grado del árbol de levas. La pista de baja resolución tiene ocho ranuras de ancho variable, que le proporcionan al ECM una señal de tiempo que consiste en ocho pulsos por revolución del árbol de levas. Los pulsos están espaciados a 45°. El principio de cada uno de los pulsos de baja resolución corresponde a la posición del punto muerto superior de un cilindro en particular. La variación del ancho de cuatro de los pulsos de baja resolución permiten la identificación de un cilindro en particular.

FIGURA 97. COMPONENTES EN EL DISTRIBUIDOR DEL SISTE MA DE ENCENDIDO OPTI-SPARK DE GMC.

La señal de baja resolución es usada por el ECM para activar la bomba de combustible, los inyectores y al módulo de control de la bobina de encendido. La importancia de la señal de “baja resolución” puede ser comparada con la señal de referencia del distribuidor con módulo HVS (encendido con interruptor de alto voltaje), como se muestra en la gráfica de la figura 98.

FIGURA 98. SEÑALES DE REFERENCIA DE LOS SISTEMAS DE ENCENDIDO HVS Y OPTI-SPARK UTILIZADOS POR LA GMC.

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SUBMÓDULO II PROPORCIONAR MANTENIMIENTO AL SISTEMA DE INYECCIÓN DE

GASOLINA 1. Proporcionar servicio de afinación mayor a difer entes sistemas de inyección

de gasolina La inyección de combustible electrónica ofrece mayor economía, rendimiento, manejabilidad y reducción de emisiones en comparación con los carburados. Las líneas de combustible conducen el combustible entre el tanque y los inyectores. A principios de 1980, con las estrictas normas de consumo de combustible y emisión de gases contaminantes, algunas compañías, fabricantes de unidades motrices, introdujeron los carburadores controlados por computadora. Y fue hacia el año de 1982 cuando entró en funciones la inyección de combustible al sistema automotriz, a lo que también se sumaron los fabricantes de motores fuera de borda de dos y cuatro tiempos para mejorar el control de los sistemas de combustible. El resultado fue la combinación de una mayor economía de combustible, rendimiento, manejabilidad y reducción de gases contaminantes. Los tipos de sistema de inyección de combustible más utilizados en nuestros tiempos son:

• Inyección de combustible al cuerpo del acelerador (TBI, Throttle Body Injection) • Inyección de combustible múltiple a los puertos (MFI, Multiport Fuel Injection)

Si bien hay diferentes tipos de sistemas de inyección de combustible, en cualquiera de los casos el ECM usa un relevador para controlar la bomba de combustible debido a la alta corriente consumida; además, comparten básicamente los mismos componentes. En general, cualquier sistema de inyección de combustible contiene los siguientes componentes:

Tanque de combustible Líneas de alimentación y retorno del combustible Filtro de combustible en la línea de alimentación Líneas para el sistema de emisiones de vapor Bomba eléctrica de combustible Inyectores Regulador de la presión del combustible

1.1 Sistema de inyección TBI

En el sistema de inyección de combustible al cuerpo del acelerador TBI, el combustible es suministrado por uno o dos inyectores en el cuerpo de aceleración, y distribuido al motor a través del múltiple de admisión (figura 99). El sistema TBI usa comúnmente una bomba eléctrica de combustible de turbina doble.

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FIGURA 99. SISTEMA DE INYECCIÓN DE COMBUSTIBLE AL C UERPO DE ACELERACIÓN TBI. Debido a que la atomización del combustible no depende de la presión/vacío del múltiple de admisión, el sistema TBI tiene muchas ventajas sobre los sistemas con carburador. Ejemplos de esas ventajas son:

El combustible es atomizado mejor durante el arranque en frío y durante el calentamiento del motor.

La mezcla de combustible es enriquecida durante el arranque en frío en forma más exacta.

La única articulación mecánica es el acelerador. La distribución de la mezcla aire/combustible es más consistente bajo todas las

condiciones de operación. El control del combustible es dosificado en forma exacta, lo que mejora la economía de

éste y las emisiones de gases de escape.

La unidad TBI se compone de dos ensambles principales: el cuerpo de dosificación de combustible y el cuerpo de aceleración. Dependiendo del motor, el cuerpo de dosificación de combustible tiene: una garganta (ventura) y un inyector (figura 100); o doble garganta (venturas) y dos inyectores (figura 101). Además de los inyectores, el cuerpo de dosificación de combustible contiene el regulador de presión del combustible. El sensor de posición del acelerador TP, la válvula de control de aire en marcha mínima IAC y los puertos de vacío, para componentes, como el sensor de presión absoluta del múltiple de admisión MAP, la válvula reguladora de los gases del escape EGR y el sistema de las emisiones evaporativas EVAP, están localizados en el cuerpo de aceleración.

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FIGURA 100. SISTEMA DE INYECCIÓN DE COMBUSTIBLE TBI DE UNA GARGANTA.

FIGURA 101. SISTEMA DE INYECCIÓN DE COMBUSTIBLE TBI DE DOS GARGANTAS.

Por lo regular, las unidades TBI utilizadas en motores V-6 y V-8 utilizan dos gargantas y dos inyectores, una válvula IAC, un TP y un orificio de purga constante. Este tipo de unidades contienen un sistema de gobernador que incluye un motor (figura 102), el cual es controlado por el ECM a través del módulo de control del gobernador para evitar el exceso de velocidad del motor con carga baja, y también permite la apertura total del acelerador con carga alta. Los componentes que forman el sistema de control de gobernador son: ECM, módulo de control del gobernador, motor del gobernador y el ensamble para el control del obturador.

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FIGURA 102. UNIDAD TBI EQUIPADA CON SISTEMA DE GOBE RNADOR CON MOTOR. Otras unidades TBI tienen un solo inyector y, dependiendo de la aplicación, un solo sensor TP ajustable o no ajustable. En estas unidades, el regulador de presión es reparable y está bajo una cubierta externa, a diferencia de los reguladores de presión de otros modelos, los cuales se encuentran dentro del cuerpo de dosificación. Algunas aplicaciones de la unidad TBI están provistas con un orificio para purga constante. En el sistema TBI, el combustible presurizado proveniente del tanque de combustible pasa por el filtro de combustible instalado en la línea de alimentación y entra a la unidad TBI, conforme el inyector es energizado ON-OFF, el combustible es atomizado y rociado en forma cónica dentro del cuerpo de aceleración (figura 103). El exceso de combustible pasa a través del regulador de presión, entra a la línea de retorno y regresa al tanque de combustible.

FIGURA 103. FLUJO DEL COMBUSTIBLE A TRAVÉS DE UN SI STEMA TBI.

El propósito del regulador de presión del combustible es mantener una presión constante de combustible en el inyector o inyectores. En la mayoría de las unidades TBI, la presión está entre 9 y 13 PSI. Sin embargo, en algunos motores la presión en la línea puede ser mayor, por el

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orden de 25 a 32 PSI. Esta presión alta evita candados de vapor (vapor de aire en la línea de alimentación). La presión es determinada por la diferencia entre la presión de combustible en un lado del diafragma del regulador, la fuerza de un resorte calibrado y la presión atmosférica que actúa en el otro lado del diafragma (figura 104).

FIGURA 104. REGULADOR DE LA PRESIÓN DEL COMBUSTIBLE EN UNIDAD TBI. Como se mencionó al principio de este tema, algunas unidades TBI están equipadas con un orificio de purga constante, que ayuda a reducir la generación de vapor que se produce cuando un motor, estando caliente, es apagado. El circuito de purga constante consiste en un orificio que permite que el vapor pase por el regulador de presión del combustible a la línea de retorno del combustible (figura 105). En un sistema estático, esto crea un flujo circulante. Para ello, las líneas de combustible son enfriadas por el flujo de combustible, reduciendo las condiciones de un arranque difícil debido al vapor caliente.

FIGURA 105. CIRCUITO DEL ORIFICIO DE PURGA CONSTANT E EN UNIDADES TBI.

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El inyector TBI es un solenoide, cuando el ECM energiza la bobina por medio de un controlador, el núcleo es levantado (contra la fuerza de un resorte) moviendo fuera de su asiento a la válvula de bola. El combustible presurizado es conducido a través de la boquilla al cuerpo de aceleración. Hay varios tipos y marcas de inyectores para diferentes unidades TBI, en la figura 106 se presentan dos tipos de inyectores TBI.

FIGURA 106. INYECTORES PARA UNIDAD TBI MARCA AC ROC HESTER Y MULTEC. 1.2 Sistema de inyección Multiport y Multipoint Los sistemas de inyección múltiple a los puertos MFI se han diseñado en una amplia variedad de sistemas, los cuales mencionamos a continuación:

• Inyección múltiple a los puertos, MFI • Inyección secuencial múltiple a los puertos, SFI • Inyección central múltiple a los puertos, CMFI • Inyección central secuencial múltiple a los puertos, CSFI

Estos sistemas usan un inyector para cada uno de los cilindros del motor, y el combustible atomizado es inyectado en forma de cono estrecho dentro del múltiple de admisión, a tres o cuatro pulgadas de la válvula de admisión (figura 107). Los sistemas de inyección de puertos múltiples usan comúnmente una bomba eléctrica de combustible de paletas.

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FIGURA 107. SISTEMA DE INYECCIÓN MÚLTIPLE A LOS PUE RTOS MFI. El uso de un inyector para cada uno de los cilindros en los sistemas MFI, SFI, CMFI y CSFI proporciona ventajas adicionales a las del sistema TBI. Este sistema fue utilizado por primera vez en 1984 por la GMC, en el motor 1.8 L con árbol de levas a la cabeza (SHO) turbocargado, y en los motores 3.8 L V-6 turbocargados y no turbocargados; desde entonces, la mayoría de los carros de pasajeros tienen algún tipo de sistema MFI. La salida del par motor se incrementa como resultado de:

• Los RAMS (tubos curvos de alimentación de aire para cada uno de los cilindros) de ajuste de aire proporcionan una carga densa de aire a los cilindros.

• Baja temperatura de la mezcla aire/combustible. Esto incrementa la densidad de la carga del cilindro.

El desempeño de emisiones de los gases del escape es mejorado como resultado de:

• Mejor distribución de aire/combustible. • Eliminación de problemas por condensación de combustible en las paredes del múltiple

de admisión. • Operación más pobre durante el calentamiento del motor. • Mejor medición del flujo de aire que comprende: humedad, temperatura y presión del

aire de admisión. La principal diferencia entre el sistema TBI y el MFI, además de los inyectores, es el cuerpo de aceleración (figura 108).

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FIGURA 108. CUERPO DE ACELERACIÓN UTILIZADO EN EL S ISTEMA MFI. A diferencia del sistema TBI, en el cual el cuerpo de aceleración aloja al inyector o a los inyectores, la principal función del cuerpo de aceleración del sistema MFI es la de dosificar el aire que entra al motor. El cuerpo de aceleración MFI aloja al sensor TP y a la válvula IAC. Además, los pasajes de líquido refrigerante han sido diseñados dentro del cuerpo de aceleración para evitar la formación de hielo en el obturador del acelerador. Otra parte única del sistema MFI es el riel de inyectores. El riel de inyectores está atornillado al múltiple de admisión. Esto mantiene fijos en su posición los inyectores y alimenta el combustible presurizado a los mismos. Los inyectores son sellados en el riel, con un O-ring y un seguro de retención. El O-ring evita fugas de combustible y ayuda a aislar al inyector de las vibraciones y el calor. El seguro de retención posiciona el inyector y lo fija al riel. La toma para liberar o medir la presión del combustible en el riel de inyectores está localizada en el lado derecho del riel de inyectores. Además, el riel de inyectores puede contener una pequeña cámara de expansión cilíndrica, la cual absorbe las pulsaciones de presión causadas por el ciclaje ON-OFF de los inyectores y la bomba de combustible (figura 109).

FIGURA 109. DIFERENTES TIPOS DE RIEL DE INYECTORES UTILIZADOS EN SISTEMAS MFI.

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El regulador de presión del combustible es accionado por vacío y está localizado en el riel de inyectores, en el lado de la línea de retorno de combustible y su objetivo es mantener una presión constante en el sistema. El regulador de presión contiene una cámara de vacío separada por una válvula de alivio de diafragma. El diafragma tiene combustible en un lado y presión del múltiple de admisión del motor (vacío) en el otro lado. En la cámara de vacío se localiza un resorte calibrado y la presión de combustible del sistema es regulada, actuando sobre el lado inferior del diafragma, trabajando contra la presión del resorte en el lado superior (figura 110). Cuando esto sucede, el diafragma se mueve abriendo y cerrando el orificio de la cámara de combustible. Esto controla la cantidad de combustible que regresa al tanque de combustible. La presión del riel de inyectores es controlada por la calibración del resorte, así como por el vacío del motor que está actuando en la parte superior del diafragma.

FIGURA 110. REGULADOR DE PRESIÓN DE COMBUSTIBLE ACT UANDO EN UN SISTEMA MFI. La mayoría de los sistemas MFI operan entre 34 y 47 PSI, con el interruptor de encendido en ON y el motor funcionando en marcha mínima, sin embargo, hay sistemas que requieren presiones más altas. Debido a que la boquilla del inyector está dentro del múltiple de admisión, los cambios en la presión del múltiple pueden afectar el flujo de combustible a través del inyector. La presión del combustible es regulada por medio del vacío del motor para compensar estos cambios. El corazón del sistema MFI es un conjunto de inyectores controlados electrónicamente, uno por cilindro, y operan bajo el control del ECM. De los diferentes tipos de sistemas MFI que están funcionando en la actualidad, algunas compañías utilizan principalmente inyectores marca Bosch o Multec, que de alguna manera trabajan de forma similar, con sus respectivas ventajas y desventajas. El inyector Multec controla el rocío de combustible por medio de un disco y de este modo puede dirigirlo. Este disco está provisto de seis orificios y es insensible a los depósitos de los sedimentos. Como resultado de esto, el inyector Multec es menos susceptible a taparse por la acumulación de barniz producido por el mismo combustible. Este inyector tiene cuatro orificios y un patrón de rociado de combustible “dirigido” (figura 111).

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FIGURA 111. INYECTOR MULTEC Y ROCÍO DE COMBUSTIBLE.

El inyector Bosch, por su parte, usa un vástago en forma de aguja, el cual proporciona un sellado a prueba de fugas. Un difusor debajo de la válvula proporciona un rocío de combustible atomizado con un patrón de aproximadamente 25º.

Los diseños más recientes de inyectores Bosch tienen una boquilla “chimenea” alrededor del vástago para reducir el acumulamiento de barniz en el vástago y el asiento (figura 112).

FIGURA 112. INYECTOR BOSCH Y BOQUILLA TIPO “CHIMENE A”.

Otro tipo de inyectores utilizados en los sistemas MFI son los que tienen alimentación inferior. En éstos el combustible entra por la parte inferior del inyector y no por la parte superior, como

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es típico (figura 113). En estos casos, el múltiple de admisión tiene un pasaje de combustible longitudinal con intersección en los orificios de los inyectores.

FIGURA 113. INYECTORES CON ALIMENTACIÓN INFERIOR.

En los diferentes sistemas de inyección de combustible múltiple a los puertos MFI, hay operaciones del inyector muy específicas. Ellas comprenden: operación simultánea, inyección alternada de doble disparo, inyección en grupo e inyección secuencial. Veamos el funcionamiento de cada uno de estos grupos específicos. En la inyección simultánea, todos los inyectores son energizados al mismo tiempo, una vez por cada vuelta del cigüeñal (figura 114), ya que en el motor de cuatro tiempos el cigüeñal da dos revoluciones por cada ciclo de combustión, cada uno de los puertos tiene doble inyección de combustible durante cada uno de los ciclos. Como resultado, la secuencia es conocida como “inyección de doble disparo” (double fire).

FIGURA 114. SISTEMA DE INYECCIÓN SIMULTÁNEA.

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La inyección alternada de doble disparo se usa para motores de cuatro cilindros y es una variación de la secuencia de la inyección simultánea (figura 115). Dos de los cuatro inyectores son energizados cada 180º de rotación del cigüeñal, y cada par es disparado dos veces por ciclo de combustión. Los inyectores están sincronizados en pares: núm. 1 con núm. 4 y núm. 2 con núm. 3. El ciclo de cuatro tiempos y la doble inyección de combustible asegura que cada uno de los cilindros reciba el combustible necesario para la combustión.

FIGURA 115. SISTEMA DE INYECCIÓN ALTERNADA DE DOBLE DISPARO.

En algunos motores V-8 se utiliza un sistema de inyección de combustible sincronizada en grupo (figura 116). El grupo “A”, formado por los inyectores impares 1, 3, 5 y 7, es controlado por un circuito controlador (driver) del ECM, y el grupo “B”, formado por los inyectores pares 2, 4, 6 y 8, es controlado por otro circuito controlador del ECM. La estrategia le permite al ECM controlar cada uno de los bancos de cilindros separadamente para obtener un mejor rendimiento, economía de combustible y control de emisiones.

FIGURA 116. SISTEMA DE INYECCIÓN SINCRONIZADA EN GR UPO.

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En el caso de la inyección secuencial SFI, su principal característica estriba en que cada uno de los inyectores es energizado secuencialmente (uno después de otro) en el orden de encendido de los cilindros; por ejemplo, un motor V-8 cuyo orden de encendido es 1-8-7-2-6-5-4-3. Al mismo tiempo, los inyectores están sincronizados de tal manera que coinciden con la apertura de las válvulas de admisión (figura 117). El sistema SFI está sincronizado por los pulsos de referencia que provienen del sensor CKP y energizados secuencialmente con base en la señal del sensor CMP.

FIGURA 117. SISTEMA DE INYECCIÓN SECUENCIAL.

Otro sistema de inyección denominado sistema de inyección central secuencial múltiple a los puertos (CMFI) es una mezcla de la inyección múltiple MFI y la inyección al cuerpo de aceleración TBI (figura 118). En este sistema, un inyector TBI dosifica el combustible que se alimenta a la válvula de movimiento vertical de cada uno de los cilindros. El conjunto CMFI está ubicado totalmente dentro del múltiple de admisión y consiste en:

• Un inyector localizado en el centro del múltiple inferior que dosifica y distribuye simultáneamente el combustible a las seis válvulas de movimiento vertical.

• Un regulador de presión de combustible que está integrado al conjunto CMFI para responder directamente a la presión del múltiple de admisión (vacío) y controlar la presión del combustible dentro del cuerpo de dosificación de combustible.

• Seis válvulas de movimiento vertical conectadas al cuerpo de dosificación de combustible por medio de tubos de nylon; las válvulas entregan simultáneamente combustible a cada uno de los cilindros.

FIGURA 118. SISTEMA DE INYECCIÓN CENTRAL MÚLTIPLE A LOS PUERTOS CMFI.

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El control del flujo de combustible en el sistema está gobernado por tres factores:

La presión del combustible en el solenoide del inyector (controlada por el regulador) La activación (ancho de pulso) del solenoide controlado por el ECM La caída de presión constante a través de cada una de las válvulas de movimiento

vertical. En el sistema de inyección central múltiple de los puertos CMFI, el ECM controla al maxi inyector CMFI por medio de un voltaje modulado por el ancho de pulso. La presión del combustible en el inyector es controlada por el regulador de presión. El maxi inyector CMFI tiene una junta de distribución de seis orificios que proporciona combustible presurizado a los seis pasajes del cuerpo de dosificación de combustible, que a su vez transportan el flujo a cada uno de los tubos de nylon de las válvulas de movimiento vertical (figura 119).

FIGURA 119. MAXI INYECTOR UTILIZADO EN EL SISTEMA D E INYECCIÓN CMFI. El regulador de presión de combustible utilizado en el sistema de inyección central múltiple a los puertos (CMFI), mantiene al combustible a una presión calibrada de entre 54 y 61 PSI para alimentar al maxi inyector.

Cada una de las válvulas de movimiento vertical contiene una válvula de retención y un resorte de extensión que conjuntamente regulan el flujo de combustible. El combustible fluye en la válvula cuando la presión excede de un rango de 37 a 43 PSI. Cuando el inyector es energizado, el combustible entra a la válvula y la presión vence la fuerza ejercida por el resorte de extensión, el balín en el extremo del cilindro de la válvula se mueve de su asiento y el combustible es rociado al cilindro (figura 120).

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FIGURA 120. VÁLVULA DE MOVIMIENTO VERTICAL UTILIZAD A EN EL SISTEMA DE INYECCIÓN CMFI. Cuando el inyector es desenergizado, la presión dentro de la válvula se reduce, y la fuerza aplicada por el resorte de extensión causa que el balín regrese a su asiento, lo que corta el flujo de combustible al cilindro. Un sistema de inyección de combustible similar al sistema central secuencial múltiple (CMFI) es el sistema de inyección central secuencial múltiple a los puertos (CSFI). Este sistema utiliza un inyector para cada una de las válvulas, en lugar de un inyector tipo TBI que alimenta a todas las válvulas de movimiento vertical. Cada uno de los inyectores es energizado secuencialmente para un control más preciso y exacto del combustible. Los inyectores del sistema de inyección central secuencial múltiple a los puertos (CSFI) están ubicados en el cuerpo de dosificación de combustible. Éste también incluye las líneas de alimentación y retorno de combustible, el regulador de presión y el conector eléctrico de los inyectores (figura 121).

FIGURA 121. CUERPO DE DOSIFICACIÓN DE UN SISTEMA DE INYECCIÓN CSFI.

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Dentro del cuerpo de dosificación de combustible, los inyectores de combustible están rodeados por combustible, excepto en la parte superior e inferior. Éstos son similares a los inyectores de alimentación inferior.

Cuando se energiza un inyector, el incremento de presión empuja fuera de su asiento al balín de la válvula proporcionando combustible al cilindro. Cuando el inyector es desenergizado, la fuerza del resorte vence la disminución de presión y asienta el balín, cortando el combustible. 1.3 Inyección de combustible en el motor fuera de borda La inyección de combustible ha revolucionado todas las tecnologías vanguardistas de los motores de combustión interna, tal es el caso que, para el año 2000, Evinrude reelabora las normas sobre tecnología de baja emisión de gases contaminantes con sus fuerabordas de dos tiempos de inyección directa (DI) y cuyo sistema denomina Ficht Ram Injection (figura 122). Con el lanzamiento de fuerabordas con inyección de combustible Ficht, en el año de 1997, por parte de Evinrude o el sistema Optimax de Mercury, los técnicos crearon un motor que ofrece la velocidad, la potencia y la aceleración que se esperaría de un motor de dos tiempos de alto rendimiento, pero con una eficacia de combustible y unos niveles de emisión de vapores comparables a un cuatro tiempos. Tras uno de los programas de campo de investigación de aplicaciones más completos de la industria, los técnicos de Evinrude, ayudados por algunas de las mejores compañías del mundo en técnicas de combustión, refinaron aún más la tecnología Ficht puntera, desde aquel entonces, y durante los últimos años, han elevado todavía más su rendimiento y economía. El inyector utilizado por el nuevo sistema de inyección Ficht Ram, un pequeño pistón de solenoide, lanza combustible a alta presión directamente hasta la cámara de combustión a una velocidad de hasta 100 veces por segundo para cada cilindro, enviando a impulsos el combustible hasta 450 PSI atomizado finamente, mejorando su combustión y con ello la eficacia del combustible (figura 122).

FIGURA 122. INYECTOR FICHT RAM, UTILIZADO EN LOS MO TORES FUERA DE BORDA EVINRUDE. Al producirse la inyección del combustible, una vez que el pistón ha cerrado la lumbrera de escape, no existe posibilidad de fugas de combustible sin que antes no se haya quemado. Así, se reduce notablemente la emisión de gases de escape contaminantes y se mejora mucho la

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economía de combustible. La sencillez del sistema de inyección Ficht Ram genera un par motor final más robusto y una mayor potencia final. Este sistema de inyección incluye también un separador de vapores. Patrones perfectos de pulverización garantizan un funcionamiento del motor aún más suave, a cualquier velocidad, ya que la inyección del combustible va directamente a la cámara de combustión y sobre la bujía, como se muestra en la figura 123.

FIGURA 123. EFECTO DE LA PULVERIZACIÓN DEL COMBUSTI BLE EN LA CÁMARA DE COMBUSTIÓN. El EMM (Engine Management Module) o módulo de manejo de la máquina (computadora) (figura 124) controla las funciones críticas del motor, las condiciones atmosféricas y las cantidades precisas de combustible a las cámaras de combustión para obtener una transición suave de potencia desde velocidad a ralentí hasta velocidad a todo gas.

Este módulo se encuentra en la cabeza de fuerza y es enfriado con agua. Al igual que un ECM, el módulo recibe las condiciones de funcionamiento a través de una memoria que reporta las siguientes condiciones:

• Temperatura del motor • Temperatura del aire de entrada • Posición de la válvula de aceleración • Presión barométrica • Temperatura del aceite • Presión de los gases de escape • La posición del cigüeñal

En el caso del Ficht Ram, el sensor de presión del escape controla la presión barométrica al ponerse en encendido y detecta constantemente la presión del escape mientras el motor está en funcionamiento. Este sensor ofrece una realimentación al módulo EMM que optimiza el paso del combustible para obtener el mejor rendimiento y la mayor economía bajo todo tipo de condiciones de funcionamiento. A este proceso se le denomina “compensación de la contrapresión”, y sus resultados son una mayor economía de combustible, una mejora del rendimiento durante su funcionamiento y una mayor duración.

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FIGURA 124. MÓDULO DE MANEJO DE LA MÁQUINA, UTILIZA DO EN EL SISTEMA FICHT RAM.

Un nuevo sistema de enfriamiento, incorporado al motor, garantiza un caudal de agua homogéneo entre los cilindros, y así se obtiene una temperatura uniforme en todos. El motor funciona a una temperatura más baja y, por ende, tiene una mayor duración.

El sistema de inyección diseñado por Evinrude incorpora a su motor un sistema de lubricación que envía aceite directamente a los cilindros (figura 125). El aceite no sólo lubrica las paredes de los cilindros y los anillos del pistón, sino también una lumbrera especial tallada en la falda del pistón que garantiza también la aplicación de aceite a los rodamientos del cigüeñal y las bielas. El resultado de ello es una mayor duración del motor. Este sistema de lubricación incluye un filtro de aceite, el cual contiene un sensor de humedad incluido para monitorear la humedad en el mismo.

FIGURA 125. SISTEMA DE LUBRICACIÓN POR CILINDRO UTI LIZADO POR LA EVINRUDE.

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Mantenimiento al sistema de inyección de combustibl e Cuando el motor empieza a tener un arranque difícil al estar operando –se siente titubeo, tropiezo o jaloneo; o tarda en responder al acelerar de golpe o acelera lentamente– tal vez es muy posible que el sistema de inyección de combustible necesite servicio. Esto implicaría realizar un mantenimiento correctivo (afinación mayor) que incluya no solamente lavar inyectores y reemplazar filtros de combustible, sino también comprobar la presión del combustible en el sistema. Para ello es importante conocer que el sistema de combustible se divide en dos circuitos:

• Circuito de presión. Dividido en caudal y eléctrico • Circuito de inyección

El sistema de caudal o fluido nace desde la bomba, que es la que se encarga, por medio de la corriente eléctrica, de suministrar una presión de combustible que pasa a través de un filtro de combustible hacia el riel de inyectores, manteniendo una presión uniforme, controlada por el regulador de presión. Veamos la figura 126.

FIGURA 126. CIRCUITO DE CAUDAL O FLUIDO PARA UN SIS TEMA DE INYECCIÓN ELECTRÓNICA DE COMBUSTIBLE.

Los componentes de un sistema de inyección electrónica, ya sea TBI o MPFI, son básicamente los mismos, y fueron objeto de un análisis (funcionamiento, fallas, síntomas y comprobación), en los temas 1.1, 1.1.2 y 2.1. Únicamente, a manera de recordatorio, se mencionan a continuación:

Depósito de combustible (tanque) Bomba eléctrica de combustible Línea de alimentación de combustible Filtro de combustible Riel de inyectores (en sistemas MPFI) Inyectores de combustible (para sistema TBI o MPFI) Regulador de presión del combustible Línea de retorno de combustible

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Por otra parte, el sistema eléctrico del circuito de presión se encarga de suministrarle una corriente de 12 volts a la bomba de combustible, a través del relevador de alimentación y por espacio de dos segundos. Esto sucede cada vez que se coloca al switch de ignición en la posición de ON. Al colocar el switch en posición de encendido se energiza el relevador de alimentación, mismo que alimenta las cavidades 37 y 57 de la computadora y un extremo del embobinado del relevador de la bomba. Esto sucede, por ejemplo, en el caso del motor Ford Topaz 2.3 litros, el cual tomaremos como ejemplo y cuyo diagrama aparece en la figura 127. La corriente sale del relevador de la bomba hacia la cavidad 22 de la computadora, que al recibir la corriente por las cavidades 37 y 57 activa una memoria, la cual se encargará de derivar a tierra la corriente por la cavidad 22 por dos segundos, como mencionamos anteriormente. De esta forma se energizan el relevador y la bomba de combustible, y en cuanto se pone en marcha el motor la tierra de la cavidad 22 es constante.

FIGURA 127. DIAGRAMA ELÉCTRICO DEL MOTOR FORD TOPAZ 2.3 L. Para comprobar el sistema de combustible y aprovechando el ejemplo del motor que mencionamos con anterioridad, su fabricante recomienda la siguiente secuencia:

1. Se desconecta el conector de la computadora de 60 cavidades* (figura 128) y se comprueba la alimentación de corrientes y tierras, como sigue:

a) Corriente constante: cavidad 1 b) Corriente de ignición: cavidades 37 y 57 c) Tierras: cavidades 16, 20, 40 y 60

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FIGURA 128. CONECTOR MÚLTIPLE DE LA COMPUTADORA (EC A) DEL FORD TOPAZ 2.3 L. 2. Se coloca el switch en la posición de apagado y se desconecta el relevador de la bomba. 3. Con una lámpara de continuidad, conectada a tierra, se coloca la punta de la lámpara en

la terminal 30 del relevador para verificar corriente constante y ésta deberá encender, de lo contrario, el problema podría radicar en: a) Línea o falso contacto b) Fusible c) Batería

4. Ahora se conecta la lámpara en la terminal 86 del relevador, se acciona el switch a la

posición de encendido y la lámpara deberá encender. De lo contrario, el problema podría radicar en:

a) Línea abierta o falso contacto (desde la cavidad 22 del ECA a la terminal 85 del

relevador) b) Switch de encendido c) El relevador de alimentación

5. Con una lámpara conectada a corriente se coloca la punta a la terminal 85 del relevador, se acciona el switch a la posición de encendido y la lámpara deberá encender por dos segundos. Si no hubiera esta condición, el problema pudiera estar en:

a) Línea abierta (desde la cavidad 22 del ECA a la terminal 85 del relevador) b) Computadora

6. Con el switch en la posición de apagado se reconecta el relevador. (No se debe olvidar

que antes de desconectar o reconectar cualquier componente del sistema, el switch deberá estar en la posición de apagador.)

7. Con una lámpara de continuidad conectada a tierra, se conecta la punta a la terminal 87

(a la salida del relevador), se acciona el switch a la posición de encendido y la lámpara deberá encender por dos segundos. De no ocurrir, el problema podría radicar en:

a) Relevador dañado

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8. Si existe la señal de corriente, pero la bomba no trabaja por dos segundos, el problema pudiera estar en:

a) Línea abierta de la terminal 87 del relevador a la bomba b) Bomba eléctrica de combustible dañada c) Falta de alimentación de tierra a la bomba d) Interruptor de inercia abierto

El interruptor de inercia de corte de combustible (IFS), utilizado por la Ford en sus unidades, tiene como propósito cortar la alimentación de corriente a la bomba de combustible en caso de ocurrir un accidente. Una vez que el interruptor se abre, se deberá restablecer manualmente antes de tratar de poner en marcha al motor, ya que de lo contrario éste no arrancará. El alma del sistema de inyección son los inyectores. De ellos cualquiera que fuera el tipo, y del sistema al cual pertenecieran, su activación la reciben de la computadora a través del control de tierra. En el momento que el comando del ECA acciona a cualquiera de ellos, el combustible pasa a través del mismo hacia el puerto de admisión, ya que la presión acumulada hace que el combustible sea atomizado. En un sistema de inyección MPFI, cada inyector está provisto de dos sellos O-ring (figura 129). Si el O-ring entre el inyector y el riel está roto, provocará fugas de combustible. Y por el contrario, si el O-ring entre el inyector y el múltiple de admisión está fisurado o mal puesto, provocará succión de aire y a la vez un funcionamiento inestable en marcha mínima. Veamos a continuación algunas fallas en los inyectores.

FIGURA 129. MUESTRA DE UN INYECTOR TÍPICO PARA SIST EMA MPFI CON SUS RESPECTIVOS O-RING.

Las fallas más comunes de los inyectores, síntomas y posibles soluciones se presentan a continuación:

• Menor suministro de combustible al motor por encontrarse tapados con impurezas de carbón u otros sedimentos del combustible.

• Mayor entrega de combustible al motor por condición de desgaste. • Derrame o escurrimiento (goteo) cuando el motor se encuentra apagado debido al

desgaste interno.

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Estas fallas provocarían algunos síntomas notorios en el funcionamiento del motor, tales como:

Pérdida de potencia Tironeo o jaloneo Marcha mínima inestable Mayor consumo de combustible Emisiones contaminantes

Para los sistemas de inyección de Ford, los fabricantes recomiendan efectuar las siguientes pruebas: Resistencia . La resistencia del embobinado de los inyectores deberá ser de 14 a 16, máximo 21. Hermeticidad . Esta prueba se realiza verificando que ningún inyector descargue combustible al momento en que se encuentre una presión normal del riel de inyectores, que es de 35 a 45 PSI. Para esto se deberá quitar el riel junto con los inyectores del motor, y al momento de abrir el switch para que la bomba trabaje por dos segundos y mande la presión hacia el riel, se deberá observar con atención, como se muestra en la figura 130, que ningún inyector gotee en ese momento.

FIGURA 130. MUESTRA DE LA PRUEBA DE HERMETICIDAD A LOS INYECTORES EN EL RIEL.

A los inyectores se les debe practicar un balance, cuyo procedimiento recomendado veremos a continuación:

1. Se desmontan los inyectores del motor y se colocan en el equipo de prueba (banco). 2. Se conectan los conectores del pulsador a cada inyector. 3. Se aplica una presión de aire. de 40 a 45 PSI, al recipiente de combustible (boya). 4. Se debe colocar una probeta graduada debajo de cada inyector. 5. Active el pulsador. 6. Verifique que el volumen de entrega de todos los inyectores sea el mismo; es aceptable

una tolerancia de 10 ml (figura 131).

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FIGURA 131. BANCO DE PRUEBAS PARA EL BALANCE DE INY ECTORES.

7. Si el volumen de entrega de un inyector es menor, se deberá proceder a limpiar los inyectores con un líquido solvente especial para lavarlos.

El procedimiento de lavado de inyectores se puede efectuar de dos formas:

Con los inyectores instalados en el motor (a bordo) Con los inyectores y riel desmontados del motor (en el banco)

8. Si el volumen de entrega de los inyectores o en uno o dos es mayor, esto nos indicaría

que el o los inyectores se encuentren desgastados. Es muy probable que el o los inyectores gastados presenten goteo (ejemplo de la figura 130), y por lo tanto habrá que reemplazarlos.

Para lavar los inyectores a bordo (en el vehículo) se requiere hacer la siguiente instalación:

a. Encender el motor hasta que adquiera su temperatura normal de funcionamiento. b. Desactivar la bomba eléctrica de combustible, esto se puede lograr quitando el fusible de

protección, ubicado en el tablero o compartimiento de fusibles. También se puede neutralizar quitándole el relevador de alimentación. Consulte para ello el Manual de propietario, donde aparecerá el diagrama correspondiente.

c. Clausurar la línea de retorno al riel de inyectores. d. Conectar el equipo de limpieza de inyectores a la válvula de desfogue. En el caso de

que el sistema no contenga dicha válvula, se puede conectar la línea de alimentación de la boya de servicio y utilizar una abrazadera de seguridad para evitar fugas en el momento de empezar el servicio de lavado, véase el ejemplo de la figura 132.

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FIGURA 132. SERVICIO DE LAVADO DE INYECTORES CON LA BOYA.

e. En algunos casos existe también un bote de líquido para lavar inyectores (presurizado), el cual cumple con la misma función y la única condición es contar con el conductor adaptador para el caso (figura 133).

FIGURA 133. SERVICIO DE LAVADO DE INYECTORES CON BO TE DE LÍQUIDO PRESURIZADO.

f. Encender el motor y dejarlo funcionar en marcha mínima, hasta que el líquido se haya consumido.

g. Apagar el motor y retirar el equipo de limpieza. No se olvide de reconectar la o las líneas

de alimentación y de retorno del combustible.

h. Como el líquido para el lavado de inyectores es muy volátil, cada vez que se efectúe el servicio de limpieza a bordo, los fabricantes recomiendan reemplazar las bujías, el filtro y el aceite del motor y los filtros de aire y combustible

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i. En la mayoría de los sistemas de inyección de combustible se utiliza conectores, o “racores” como también suelen llamarse, éstos son por lo general de cambio rápido y en ocasiones no se requiere de herramienta alguna para desconectarlos, en la figura 134 se presentan algunos ejemplos de estos conectores.

FIGURA 134. EJEMPLOS DE CONECTORES O “RACORES” UTIL IZADOS EN LOS SISTEMAS DE INYECCIÓN DE GASOLINA.

j. En el caso de los filtros de combustible nos podemos topar con el mismo tipo de

conectores, o tal vez con los conectores convencionales de campana o con abrazadera de seguridad, el ejemplo respectivo aparece en la figura 135.

FIGURA 135. FILTROS DE COMBUSTIBLE Y SUS CONECTORES PARA LAS LÍNEAS DE ALIMENTACIÓN, UTILIZADOS EN SISTEMAS EFI.

Si el motor no arranca y se presume que el problema es causado por el sistema de inyección, se recomienda realizar las siguientes pruebas:

Se desconecta el conector del PCM y se comprueban las alimentaciones de corriente y tierra (corriente constante en la cavidad núm. 1; corriente de ignición en cavidades núms. 37 y 57; tierras en las cavidades núms. 16, 20, 40 y 60).

Se desconecta el conector de cualquier inyector y con una lámpara de continuidad

conectada a tierra se comprueba la llegada de corriente de ignición en una de sus terminales. En caso de no existir alimentación de corriente el problema radicará en:

Líneas y/o falsos contactos Relevador de alimentación Switch de ignición

Con el switch en la posición de apagado se reconecta el inyector y con una lámpara de

continuidad conectada a tierra se comprueba llegada de corriente a las cavidades 58 y

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59 de la computadora. Estas líneas son las que van a ser el negativo de los inyectores, véase el diagrama de la figura 136; en caso de no existir estas alimentaciones al momento de conectar al switch a la posición de encendido, el problema pudiera radicar en: Líneas y/o falsos contactos Inyectores

Con el switch apagado, se desconectan los conectores de los inyectores y se coloca en

su lugar un foco LED de prueba. A continuación se abre el switch y se conectan a tierra las cavidades 58 y 59 (véase la figura 137); el fotoled deberá parpadear. Si no parpadea, el problema pudiera estar en: Líneas abiertas o falsos contactos Que no llegue corriente al inyector

FIGURA 138. DIAGRAMA ELÉCTRICO DEL SISTEMA DE INYEC CIÓN PARA EL MOTOR FORD 5.0 Y 5.8 L EFI.

Si el foco LED parpadea al excitar las cavidades antes mencionadas, pero al conectar a

la computadora y darle marcha al motor no existe parpadeo en el fotoled, el problema pudiera radicar en:

Computadora dañada. Que no exista la señal PIP que manda el captador de efecto Hall a través del

módulo hacia la cavidad núm. 56 de la computadora.

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FIGURA 137. COMPROBACIÓN DE CORRIENTE Y TIERRA EN E L CONECTOR DE UN INYECTOR CON UN LED.

RECUERDE: al colocar el switch en posición de encendido, el relevador de alimentación es energizado, por lo que al cerrar su circuito alimenta a cada uno de los inyectores. La corriente que le llega a la terminal positiva de los inyectores sale por sus terminales negativas hacia las cavidades 58 y 59 de la computadora.

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SUBMÓDULO IIII . ANÁLISIS Y DIAGNÓSTICO DE UN SISTEMA DE INYECCIÓN D E

GASOLINA 1. Diagnosticar las fallas en el sistema de inyecc ión de gasolina En los sistemas de inyección de gasolina existen varios tipos de códigos de fallas, llamados “códigos en demanda” y “códigos en memoria”; entre ellos hay un separador. Los códigos en demanda son aquellos que están provocando la falla del motor, además de hacer que se encienda la luz testigo del tablero de instrumentos (Check Engine o Service Engine Soon), también conocida como luz MIL (Bad Function Indicador Ligth) o luz indicadora de mal funcionamiento (figura 138).

Figura 138. Símbolos del motor del estándar ISO o luz de Check Engine, Service Engine Soon.

1.1 Autodiagnóstico Los códigos en memoria son aquellos que fueron grabados o detectados en la memoria de la computadora cuando hay una falla constante o intermitente. Para efectuar la lectura de los códigos de falla presentes en el sistema se debe identificar y ubicar al conector de diagnóstico DLC (Diagnostic Trouble Code), cuyas cavidades proceden directamente de la computadora del sistema. En la figura 139 presentamos algunos conectores DLC, utilizados por diferentes marcas automotrices. Este procedimiento para identificar los códigos presentes se puede llevar a cabo de dos formas:

Autodiagnóstico, o diagnóstico por rescate directo Diagnóstico con escáner

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FIGURA 139. CONECTORES DE DIAGNÓSTICO DLC DE DIFERE NTES MARCAS PARA SISTEMAS OBD-I. La interpretación de los códigos de falla se puede realizar de acuerdo con el siguiente procedimiento:

Ubique el conector de diagnóstico, el cual puede estar ubicado en el compartimiento del

motor o debajo del volante (guía del vehículo). Con la ayuda de una lámpara de continuidad, conectada a corriente, se coloca la punta a

la seguda terminal del conector de diagnóstico, como lo indica la figura 140; unir con un cable puente el cable suelto que viene de la cavidad núm. 48, para el caso de las unidades Ford. En el caso de la línea GMC, únicamente se hace un puente entre los terminales A y B, como se muestra en la misma figura.

FIGURA 140. CONEXIONES AL CONECTOR DE DIAGNÓSTICO P ARA RESCATAR CÓDIGOS DE FALLA.

Una vez hecho el puente y colocada la lámpara, en el caso de Ford, se acciona el switch a la posición de encendido y se observa el destello de la lámpara de continuidad o de la luz de Check Engine, el cual encenderá indicando un número. Esta numeración tendrá una leyenda relacionada con los códigos existentes relacionados con el o los problemas presentes en el sistema.

Al colocar el switch en la posición de ignición, después de haber efectuado los pasos

anteriores, habrá un pequeño destello (flasheo) en la lámpara o foco del check que

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significará el rastreo de los posibles fallos; también se escuchará la activación de los relevadores provocando que funcione por un momento la bomba de combustible.

Después empezarán los destellos de la luz MIL (códigos en demanda), o de la lámpara

de continuidad, los cuales se repetirán dos veces. Posteriormente habrá un lapso de tiempo y surgirá un solo destello indicando la separación (10) entre los códigos en demanda y los códigos en memoria, para entonces, habrá que tener papel y lápiz a la mano. Es necesario hacer de su conocimiento que en la Ford se manejaron sistemas con códigos de dos y tres dígitos (números). Esta recomendación obedece a que, dependiendo del número de dígitos, se harán los parpadeos de la luz, véase el ejemplo de la figura 141.

FIGURA 141. EJEMPLO DEL PARPADEO DE LA LUZ MIL O LÁ MPARA DE PRUEBA. Después de haber visto el ejemplo anterior, cuando la luz MIL quede encendida permanentemente o bien comience a parpadear, será momento de efectuar el autodiagnóstico. Ahora veamos el ejemplo siguiente de la figura 142.

FIGURA 142. EJEMPLO DEL PARPADEO DE LA LUZ MIL, O L ÁMPARA DE PRUEBA, EN SISTEMAS CON CÓDIGOS CON DOS DÍGITOS.

Con el ejemplo de la figura anterior, podemos deducir que cuando se trata de códigos de dos dígitos, el primer destello de la luz representa las decenas (sería el 10, 20, 30, etcétera.), y el segundo destello sería la unidad (un parpadeo = 1; dos parpadeos = 2; cinco parpadeos = 5, etcétera). Ahora, cuando se trate de códigos con tres dígitos, utilizados por la Ford en sus

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modelos 92 y 93, el primer destello representa las centenas, el segundo las decenas, y el tercer destello, las unidades; veamos el ejemplo siguiente de la figura 143.

FIGURA 143 EJEMPLO DEL PARPADEO DE LA LUZ MIL O LÁM PARA DE PRUEBA, EN SISTEMAS CON CÓDIGOS DE TRES DÍGITOS.

Para finalizar, diremos que algunas compañías utilizan los primeros códigos (código 11, o bien, código 111), considerados como condiciones normales de funcionamiento. Lo anteriormente expuesto nos dice que si se registra cualquiera de los códigos, 11 o 111, el sistema pasa y que no existe ningun otro código. La compañía Chrysler utilizó un sistema más sencillo de autodiagnóstico. Éste consiste en accionar el switch de encendido tres veces consecutivas a la posición de ON, o sea, que de la posición de apagado (OFF) se debe accionar tres veces seguidas a OFF-ON, veamos el ejemplo de la figura 144.

FIGURA 144. MÉTODO DE LLAVEADO O AUTODIAGNÓSTICO DE LA CHRYSLER. Cabe mencionar que la luz MIL se debe encender cada vez que el switch es puesto en la posición de ON, esto es lo que aprovechó Chrysler para su autodiagnóstico. Una vez efectuado el procedimiento de llaveado por tres veces consecutivas, el switch se deja en la posición de ON. Para entonces la luz MIL empezará a destellar arrojando, según el número de destellos, los códigos en demanda y contando los destellos, como se expuso anteriormente, se llegarán a rescatar los códigos de mal funcionamiento. Veamos el ejemplo de la figura 145.

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FIGURA 145. EJEMPLO DEL DESTELLO DE LA LUZ MIL EN E L LLAVEADO DE UNIDADES CHRYSLER. Los ejemplos de las compañías anteriormente vistos, pueden borrar los códigos en memoria, con sólo desconectar por el lapso de un minuto cualquiera de los terminales del acumulador. Los códigos en demanda tendrán que ser corregidos y posteriormente borrados, de lo contrario la luz volverá a encenderse. Ford no borra sus códigos con el hecho de desconectar un terminal del acumulador, pero después de haber corregido el problema, se pueden borrar con tres ciclos útiles de funcionamiento. El procedimiento de Ford consiste en arrancar la máquina y mover la unidad a más de 70 km/h, por un tiempo prudente. Posteriormente, se detiene la unidad y se apaga el motor. De nueva cuenta se vuelve a arrancar y mover en las mismas condiciones, y el procedimiento se repite tres veces. Si la corrección de los problemas quedó a satisfacción, la luz indicadora de mal funcionamiento se apagará por completo. De lo contrario, indicará una mala corrección o un mal procedimiento de autodiagnóstico. 1.2 Diagnóstico con el escáner Para realizar un diagnóstico con la ayuda del equipo complementario (escáner), es necesario conocer el número de identificación del vehículo (Vehicle Identification Number, VIN), el cual viene grabado en una placa ubicada en la parte superior del tablero, del lado del conductor, en una placa de registro en la portezuela o en la tarjeta de circulación, como aparece en la figura 146.

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FIGURA 146. IDENTIFICACIÓN DEL NÚMERO DEL VEHÍCULO (VIN) Y SU UBICACIÓN. Si observamos con atención la figura anterior, los VIN forman una serie de dígitos, los cuales suman 17 en total. Éstos se leen de izquierda a derecha y ésa es la razón por la cual fueron enumerados con rojo. Cada uno de los dígitos representa alguna indicación del fabricante. Aprovechando el ejemplo de la figura 146, veamos a continuación lo que nos quiere indicar el fabricante en cada dígito:

1- Nación de origen (ejemplo: 1 = USA; 2 = Canadá; 3 = México) 2- Fabricante (ejemplo: G = General Motors; F = Ford) 3- Tipo y hechura 4- Sistema de frenos 5- Línea y serie 6- Tipo de chasis (ejemplo: 1 = ½ tonelada; 2 = ¾ tonelada) 7- Tipo de chasis 8- Hechura y tipo de motor (ejemplo: K = 5.7 L V-8 TBI; Z = 4.3 L V-6 TBI) 9- Dígito de revisión 10- Año y modelo (ejemplo: código del año ’95 = S; ’96 = T; ’97 = V; ’98 = X; ’99 = Y) 11- Planta donde se ensambló (ejemplo: E = Pontiac East Mi; 3 = Detroit Mi) 12- A partir de este número y hasta el 17, son los números secuenciales de la planta

Es importante hacer de su conocimiento que, alrededor del año 1979, las compañías fabricantes de automotores utilizaron la designación con los VIN y cada una utilizó su propia decodificación. En otras palabras, hasta los DLC de cada marca son diferentes, teniendo que hacer uso de un adaptador para cada vehículo por marca; recordemos la figura 139. Para mediados del año 1995, algunas de las marcas más importantes y de prestigio mundial adoptaron el sistema OBD II (diagnóstico a bordo), más sencillo y con un conector compatible entre todos. Este conector DLC utilizado en los sistemas OBD II se muestra en la figura 147.

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FIGURA 147. CONECTOR ENLACE DE DATOS DLC, UTILIZADO EN LOS SISTEMAS DE DIAGNÓSTICO A BORDO OBD II.

Como vimos en el tema anterior, cuando se realizó el autodiagnóstico y se trataron códigos de falla con dos y tres dígitos, en los sistemas OBD II la nomenclatura cambió. Por regla general, podemos decir que una unidad con modelo 1995 hacia abajo pertenece al sistema OBD I; por consiguiente, habrá que localizar al conector de enlace, como se describió, ya sea en el compartimiento del motor o debajo de la guía. Con el fin de comprender más a fondo, veamos para diferentes marcas la descripción de algunos códigos de dos y tres dígitos en sistemas OBD I:

Descripción de códigos General Motors

Código: Descripción: 13 Sensor de oxígeno, circuito abierto. 21 TPS reporta voltaje alto. 27 – 28 – 29 Interruptores de cambios (transmisión). 54 Falla en el circuito de la bomba de combustible.

Descripción de códigos Ford

Código: Motor: Descripción: 11 Todos (Sistema Pass), sistema pasa, no hay fallas registradas. 15 Apagado Todos Se cortó el voltaje de la memoria recientemente. 17 Andando CFI y Carb. Bajas RPM en marcha mínima con el ISC retraído 29 Memoria Sistema DIS Pérdida de la señal del monitor de diagnóstico del encendido. 111 Sistema pasa, no hay fallas detectadas. 122 – 125 Voltaje bajo del TPS. 188 Límite de empobrecimiento con acelerador parcialmente abierto (banco #1). 521 El PSPS de la dirección hidráulica no cambia. 622 Falla en el circuito del solenoide de cambio núm. 2 en KOEO. 818 Sensor de posición del árbol de levas (CMP) inactivo.

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Descripción de códigos Chrysler

11 No hay referencia del distribuidor o cigüeñal desde que la memoria fue borrada.

25 Falla en el circuito del control del motor AIS. 43 Falla en el circuito del control de la bobina de encendido. 55 Indica fin de mensaje. Cabe destacar que el procedimiento correcto al momento de instalar y activar su escáner (guiado por el manual de instrucción del mismo), influye mucho en la búsqueda de los códigos de falla. Una mala instalación o mala operación de entrada puede arrojar error en la lectura o NO CODES (no hay códigos encontrados), o lo peor: que el equipo de diagnóstico no se enlace con la computadora de la unidad a verificar. Para corregir las fallas detectadas durante la prueba de escaneo se deben consultar los procedimientos, valores y métodos recomendados por el fabricante de la unidad; en el caso de no encontrar la descripción de algún código, dirijirse al manual del vehículo en prueba o algunos escáner (marca OTC) pueden describir los códigos arrojados por el sistema. En los sistemas de diagnóstico a bordo OBD II, cada código de diagnóstico de fallo se determina siguiendo un procedimiento de verificación específico. Los procedimientos de pruebas de diagnóstico contienen instrucciones, paso a paso, para determinar la causa de los códigos de fallo, así como los fallos no registrados. Siempre se comienza una verificación, leyendo los códigos de diagnóstico de fallos, los cuales se pueden dividir en:

Código permanente. Código de diagnóstico de fallo que se reproduce dentro de un “ciclo de trabajo”. Esto significa que el fallo está presente cada vez que el módulo de control del mecanismo verifica ese circuito o función.

Código intermitente. Código de diagnóstico de fallo que se reproduce durante el ciclo de

trabajo y no demuestra continuidad. Esto representa que el fallo apareció durante el funcionamiento normal del mecanismo, pero desapareció durante el mismo ciclo de trabajo.

Los sistemas OBD II registran los códigos de diagnóstico de fallo en otra nomenclatura; veamos en la figura 148 cuál es la nomenclatura.

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FIGURA 148. NOMENCLATURA UTILIZADA EN LOS CÓDIGOS D E DIAGNÓSTICO DE SISTEMAS OBD II. En la figura 148 se puede apreciar que las computadoras a bordo de los sistemas OBD II no sólo controlan el motor, sino la transmisión, los frenos, la tracción y muchos otros componentes de la unidad. Estas computadoras modernas tienen diversos nombres, dependiendo del fabricante y el componente que controlen. El más común y ya conocido es PCM (módulo de control del tren motriz), BCM (módulo de control del cuerpo), TCM (módulo de control de la transmisión), ACM (módulo de control de aire acondicionado). En estos sistemas los sensores proporcionan información a la computadora acerca de las condiciones de operación. Pero las computadoras del sistema también reciben información de los sistemas de aire acondicionado, frenos ABS y bolsas de aire. Las computadoras a bordo OBD II manejan un sistema de autodiagnóstico llamado autoprueba, por lo que monitorean uno o todos los sensores y dispositivos controlados para su correcta operación. Un código de error o DTC es detectado y fijado cuando uno de los dispositivos monitoreados no opera correctamente. Esta falla se almacenada en la memoria de la computadora con un número de DTC que está relacionado con un sensor en específico u otro problema. Las computadoras de los sistemas OBD II pueden ser accesadas posteriormente, utilizando como herramienta de diagnóstico al equipo EASE OBD II o el de la figura 149, por ejemplo, y poder obtener los códigos de error.

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FIGURA 149. ESCÁNER PARA DIAGNOSTICAR LOS CÓDIGOS D E FALLA EN SISTEMAS OBD II. Recuerde que el escáner es una herramienta que nos orienta acerca de los fallos en el sistema, pero no corrige dichos fallos. La interpretación y corrección de los códigos arrojados depende de las habilidades del técnico competente; por esta sencilla razón le invitamos a permanecer en capacitación y actualización constante.

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GLOSARIO

A/C. Acondicionador de aire. A/F. Aire/combustible. Abierto (circuito). Interrupción en la continuidad de un circuito de tal manera que la corriente eléctrica no pueda fluir. ACC. Señal de embrague del acondicionador de aire. Esto indica al ECA que el compresor de A/C está funcionando o requiere la operación del A/C. ACT. Sensor de temperatura de carga de aire. Activador. Dispositivos activados por el ECA para controlar las cosas (actuadores). Los tipos de activadores incluyen retenes, solenoides y motores. AM-1. Solenoide número 1 de manejo de aire. Llamado también solenoide TAP. AM-2. Solenoide número 2 de manejo de aire. Llamado también solenoide TAD. Autoverificación (Self-Test). Llamado algunas veces “prueba rápida”; consiste en una serie de pruebas integradas dentro del ECA que ayudan a localizar los problemas del vehículo. El lector de códigos se usa para ejecutar las pruebas y obtener los resultados. AXOD. Eje de transmisión automático con engranaje de sobremarcha. BOO. Señal del interruptor de frenos aplicados desenganchados. Indica al ECA cuándo se están aplicando los frenos. BP. Sensor de presión barométrica. CANP. Solenoide de purga de cartucho. Controla el flujo de los vapores de combustible desde el cartucho al múltiple de admisión. CCC. Solenoide de embrague del convertidor de transmisiones automáticas controladas electrónicamente. CCO. Solenoide de mecanismo limitador del embrague del convertidor. Está ubicado en la transmisión que tiene un convertidor de cierre de torsión mecánicamente controlado. CCS. Solenoide de embrague de descenso libre. Está ubicado en ciertas transmisiones controladas electrónicamente. CFI. Inyección central de combustible. Sistema de inyección de combustible que tiene uno o dos inyectores ensamblados en un cuerpo de acelerador montado centralmente.

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Ciclo de servicio. Término aplicado a aquellas señales de frecuencia que están oscilando frecuentemente entre un valor pequeño de voltaje (cerca de cero) y un valor mayor (generalmente 5 volts o mayor). De esta manera la computadora puede obtener de un activador controlado por vacío que éste se mueva entre las posiciones de “sin vacío” y “vacío completo”. CID. Señal de identificación del cilindro. Señal de tipo frecuencia que proviene de un sensor montado sobre un árbol de levas. El ECA usa esta señal como referencia de la operación del inyector de combustible y para sincronizar el disparo de las bujías en los encendidos sin distribuidor. Conductor. Consiste en un interruptor de transistor dentro del ECA que se usa para aplicar potencia a un dispositivo extremo. Esto permite que el ECA controle los relés, solenoides y motores pequeños. Conector de Self-Test. Conector al que el lector de códigos se conecta para propósito de prueba. El conector está unido por cables al ECA y se encuentra en el compartimiento del motor. Algunas veces a este conector le llaman vehículo en proceso (VIP). Continuidad. Un circuito ininterrumpido y continuo a través del cual puede fluir la corriente eléctrica. Cortocircuito. Estado de falla, una conexión no deseada entre dos circuitos eléctricos que causan un cambio en el recorrido normal del flujo de corriente. CPS. Sensor de posición del cigüeñal. Se usa como señal de referencia para la operación del inyector de combustible y para sincronizar el disparo de la chispa de las bujías en encendidos sin distribuidor. CS. Interruptor del embrague. DLC. Vínculo de comunicaciones de datos. Circuito de dos cables usado por el ECA para intercambiar información con otros módulos controlados por computadora. DIS. Sistema de encendido sin distribuidor. En general, se refiere a un sistema que produce la chispa de encendido sin usar un distribuidor. Los manuales técnicos de Ford usan DIS cuando se refieren a un sistema de encendido sin distribuidor, donde el ECA controla la sincronización del disparo de la chispa (compare con la definición de EDIS). DVN. Voltímetro digital. Instrumento que se usa para visualización numérica y para mostrar valores de voltaje medidos, al contrario de los cuadrantes con una aguja movible. Podría ser llamado multímetro digital (DMM). ECA. Montaje de control electrónico. Llamado cerebro del sistema de control del motor. Computadora contenida en una caja metálica con una cantidad de sensores y activadores conectados mediante un arnés de cables. Su trabajo es controlar la entrega de combustible, velocidad en vacío, sincronizar el avance de la chispa y sistemas de emisiones. ECT. Sensor de temperatura del refrigerante del motor. El sensor está enroscado dentro del bloque y está en contacto con el refrigerante del motor.

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EDF. Relé de ventilador eléctrico. El ECA activa este relé para aplicar potencia al ventilador eléctrico a fin de enfriar el motor. El ventilador se enciende solamente cuando el ECA determina que el enfriamiento es necesario. EDIS (EST). Sistema electrónico de encendido sin distribuidor. Los manuales técnicos de Ford usan DIS cuando se refieren a un sistema de encendido sin distribuidor particular, donde un módulo separado (módulo EDIS) controla directamente el disparo y sincronización de la chispa. EEC-IV. Sistema de control electrónico del motor, versión 4. Nombre para el sistema Ford computarizado de control del motor usado en vehículos que empezó en 1983. EFI. Inyección electrónica de combustible. En general, este término se aplicado a cualquier sistema donde una computadora controla la entrega de combustible al motor mediante inyectores de combustible. EGO. Sensor de gas oxígeno de escape; está enroscado dentro del múltiple de escape, directamente en de la corriente de los gases de escape. EGR. Recirculación del gas de escape. Hay varios tipos de sistemas en uso en diferentes vehículos. EGR S/O. Solenoide de cierre de la válvula EGR. Se usa en sistemas EGR mecánicamente separados donde el ECA no controla el flujo de EGR. EGR-C. Solenoide de control EGR, usado en ciertos sistemas EGR. El ECA activa este activador para aplicar vacío (para abrir) la válvula EGR. Se usa junto con el solenoide EGR-V. EGR-V. Solenoide de ventilación de EGR; se usa en ciertos sistemas EGR. El ECA activa este activador para ventilar el vacío (para cerrar) la válvula EGR. Se usa junto con el solenoide EGR-C. EHC. Solenoide de control del calor de escape. El ECA activa este solenoide para aplicar vacío y así activar la válvula EHC. Cuando se activa esta válvula desvía los gases calientes del múltiple de escape a la almohadilla de aumento de calor del múltiple de entrada. Esto ayuda a la atomización del combustible durante el calentamiento del motor. EIC. Grupo de instrumentos electrónicos. Tablero de instrumentos del vehículo que usa visualizaciones electrónicas (tipo de números o gráficas de barras) en lugar de indicadores. EMI. Interferencia electromagnética. Señales indeseables que interfieren con una señal necesaria. Por ejemplo: la estática de una radio causada por relámpagos o por la proximidad a líneas electrónicas de alta tensión. Entradas. Señales electrónicas que se dirigen al ECA. Estas señales provienen de sensores, interruptores u otros módulos electrónicos. Todas proporcionan información al ECA acerca de la operación del vehículo. EPC. Solenoide de control de presión electrónica. Ubicado en ciertas transmisiones electrónicamente controladas. Usado por el ECA para bajar presiones de líneas hidráulicas dentro de la transmisión para cambios suaves o para límites.

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Entrada del Self-Test. Cable entre el ECA y el conector del Self-Test (sistemas MCU) o un conector separado (sistemas EEC-IV). EVP. Sensor de posición de la válvula de EGR. Este sensor está montado arriba de la válvula EGR y sigue la posición del vástago de la válvula. Esta señal permite que el ECA calcule el flujo de EGR en cualquier momento. EVR. Solenoide del regulador de vacío de EGR. Este solenoide está controlado por una señal de ciclo de servicio del ECA y se usa para variar la cantidad de vacío aplicada a la válvula EGR. FBC. Carburador de realimentación usado en las primeras versiones de motores controlados por computadora. FBCA. Activador del carburador de realimentación usado en aquellos carburadores donde la computadora del motor controla la relación aire/combustible. FCS. Solenoide de control de realimentación usado en carburadores de realimentación, aquéllos donde la computadora del motor controla la relación aire/combustible. Este solenoide recibe una señal de ciclo de servicio de la computadora. FMEM. Modo de administración de fallas y efectos. Nombre dado cuando el ECA opera con fallas detectadas en los circuitos de sensores o activadores y la operación normal no es posible. FP. Relé de la bomba de combustible. El ECA activa este relé para suministrar potencia a la bomba de combustible del vehículo, y por razones de seguridad interrumpe la potencia a la bomba cuando las señales de encendido no están presentes. FPM. Señal del monitor de la bomba de combustible; éste es un cable entre el ECA y la terminal de potencia del motor de la bomba de combustible. Frecuencia. Señal electrónica o medida de qué tan a menudo la señal repite un patrón de voltaje en el intervalo de un segundo. HEDF. Relé de alta velocidad del ventilador eléctrico. El ECA activa este relé cuando determina que es necesario un enfriamiento adicional. Dependiendo del vehículo, el relé acelera el mismo ventilador usado por EDF o encenderá un segundo ventilador montado enfrente del radiador. HEGO. Sensor de gas oxígeno de escape calentado. Contiene un elemento eléctrico de calentamiento y reduce el tiempo de calentamiento del motor. Hertz (Hz). Término para frecuencia-ciclos por segundo. IAC. Control de aire de marcha en vacío. IDM. Monitor de diagnóstico de encendido, cable entre el ECA y el lado del interruptor (terminal Tach) de la bobina de encendido. El ECA usa este circuito para verificar la presencia de pulsos de encendido. Interruptor de vacío. Es un interruptor eléctrico operado por vacío. La acción de cambio ocurre cuando el vacío aplicado alcanza cierto nivel. Los interruptores pueden estar normalmente abiertos o cerrados. Se utilizan en sistemas MCU.

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Interruptores de temperatura del refrigerante. Usados en sistemas MCU. Estos son interruptores eléctricos controlados por vacío, los cuales señalan varias temperaturas de operación del motor al módulo MCU. El módulo MCU usa la información de la temperatura cuando controla la entrega de combustible, sistema de aire del termactor, retraso de la chispa, disparador del acelerador y purga del cartucho. Inyector de combustible. Válvula de flujo electromagnéticamente controlada. Los inyectores de combustible están conectados a un suministro a presión de combustible y no hay flujo cuando el inyector está apagado. IRCM. Un solo módulo que contiene varios relés y algunos otros circuitos. El ECA usa esos relés para controlar funciones tales como la bomba de combustible, embrague del acondicionador de aire, ventilador eléctrico de enfriamiento y potencia del sistema EEC-IV. ISC. Control de velocidad de vacío. Se refiere a un pequeño motor eléctrico montado en el cuerpo del acelerador y controlado por el ECA. El interruptor de seguimiento de la velocidad en vacío (ITS) está integrado a la punta del eje del motor ISC. ISC-BPA. Control de velocidad de vacío por válvula de aire de derivación. Activador de tipo solenoide montado sobre el cuerpo del acelerador y controlado por el ECA por medio de una señal de tipo ciclo de servicio. Se usa para controlar la velocidad en vacío. ITS. Interruptor de seguimiento de velocidad en vacío. Éste es un interruptor mecánico integrado dentro de la punta del eje del motor de control de velocidad en vacío (ISC). El ECA usa este interruptor para identificar la condición de acelerador cerrado. IVSC. Control integrado de velocidad del vehículo. Nombre dado a la función de control de la velocidad cuando está integrada dentro del ECA y no controlada por un módulo exterior. KAPWR. Mantener la potencia viva. Una conexión de potencia que va directamente del ECA a la batería del vehículo. Esta potencia se usa para activar los circuitos de memoria de aprendizaje dentro del ECA, aun cuando la llave esté en la posición de OFF (apagado). KS. Sensor de golpeteo. El ECA usa este mecanismo para detectar la detonación en el motor (golpeteo). LED. Diodo emisor de luz. Mecanismo semiconductor que actúa como una lámpara de luz en miniatura. LUS. Solenoide de cierre ubicado en el eje automático de tracción. El ECA usa este solenoide para controlar el embrague de cierre en el convertidor de tracción. MAF. Sensor de flujo de masa de aire. Este le proporciona al ECA la información requerida para la entrega de combustible, avance de la chispa y flujo de EGR. MAP. Sensor de la presión absoluta del múltiple. Este le proporciona al ECA la información requerida para la entrega de combustible y avance de la chispa. MCCA. Montaje de control de centro de mensajes. Es una visualización electrónica montada en el tablero que proporciona información al conductor sobre la computadora de viaje y condiciones del vehículo.

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MCU. Unidad de control de la microprocesadora. Módulo de control computarizado del motor usado por la Ford entre 1980 y 1984. Consta de sensores y activadores. MLP. Sensor de posición de la palanca manual conectado a la palanca del cambio de velocidades que envía una señal de voltaje al ECA indicándole la posición de la palanca (P, R, N, D, 2 o 1). MODE. Tipo de estado de operación, tal como modo de marcha en vacío. Motor paso a paso. Tipo especial de motor eléctrico con un eje que gira en pequeños “pasos”, en lugar de tener un movimiento continuo. Este requiere de una cierta secuencia de señales de tipo de frecuencia para mover el eje del motor. NDS. Interruptor de manejo en neutral usado en vehículos de transmisión automática. NGS. Interruptor de velocidad en neutral usado en vehículos con transmisiones manuales. NPS. Interruptor de presión del neutral ubicado en el eje de tracción automática. OCIL. Luz del indicador de cancelación de la sobremarcha. La luz se enciende cuando el operador del vehículo usa el interruptor de cancelación de la sobremarcha. OCS. Interruptor de cancelación de la sobremarcha. Señala al ECA para evitar el cambio de la transmisión a sobremarcha (4ª velocidad) sin importar las condiciones de operación. PFE. Sensor EGR de realimentación de presión. El ECA usa este sensor para determinar la cantidad de flujo EGR. Con este sistema la señal PFE no es una medida directa del flujo de EGR. PIP. Señal de toma de encendido de perfil. Es de tipo frecuencia; suministra información sobre la posición del cigüeñal y velocidad. Potencia clave. Circuito que provee potencia al sistema de control del motor, incluye al interruptor de la llave de encendido. Prueba de equilibrio del cilindro. Self-Test de diagnóstico usado solamente en motores de inyector secuencial electrónico de combustible (SEFE). Esta prueba enciende y apaga cada inyector para verificar si están cerrados o dañados. Prueba rápida. Otro nombre para autoverificación (Self-Test). PSPS. Interruptor de presión de la servodirección; le informa al ECA cuándo se está usando la servodirección. Relé. Dispositivo mecánico para encender y apagar circuitos de corriente alta. Está controlado electrónicamente por un circuito de corriente baja. Respuesta dinámica. Acción del usuario anticipada por el ECA durante el curso de Self-Test de diagnóstico. Generalmente, esto significa la ejecución de una acción breve de acelerador completamente abierto durante el Self-Test del motor funcionando.

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ROM. Memoria de lectura solamente. Salida de chispa (SPOUT). Señal de salida de chispa desde el ECA enviado a los módulos de encendido de TFI-IV o DIS para disparar la bobina de encendido y crear voltaje de chispa. Salida del Self-Test (STO). Cable entre el ECA y el conector de Self-Test. Los resultados de las pruebas diagnósticas del vehículo son enviadas a lo largo de este circuito usando una señal de pulso de voltaje. Salidas. Señales eléctricas enviadas del ECA. Pueden activar relés u otros activadores para fines de control en el vehículo. SAW. Avance de la chispa. Señal usada en algunos sistemas de encendido sin distribuidor y enviada desde el ECA al módulo de encendido DIS para controlar la sincronización del avance de chispa. Señal digital. Señal electrónica que tiene sólo dos valores de voltaje. Un valor bajo (cerca de cero) y un valor alto (generalmente 5 voltios o mayor). Sensor. Dispositivo que proporciona información al ECA y que funciona únicamente con señales eléctricas. SFI o SEFI. Inyección secuencial de combustible o inyección electrónica secuencial de combustible. Sistema de inyección de combustible que utiliza un inyector para cada cilindro. Sistema de aire del termactor. Sistema de control de la emisión de una bomba de aire, válvula de control de flujo de aire (TAB o TAD) y un convertidor catalítico. El convertidor extrae los contaminantes de la corriente de escape. Solenoide. Dispositivo para convertir una señal eléctrica en movimiento mecánico. Consiste en una bobina de alambre con un núcleo de metal móvil en el centro. Solenoide de retraso de la chispa. Se usa en los sistemas MCU que tienen un sensor de golpeteo. El módulo MCU activa este solenoide durante el estado de golpeteo del motor. SS1. Solenoide de cambio número 1, ubicado en ciertas transmisiones controladas electrónicamente junto con el solenoide de cambio número 2. El ECA activa esos solenoides (uno o ambos) para enganchar el engranaje de transmisión deseado. STI. Entrada de Self-Test. STO. Salida de Self-Test. TAB. Solenoide de desviación de aire del termactor, a veces llamado AM-1. El ECA activa este solenoide para aplicar vacío y así activar la válvula TAB. TAD. Solenoide desviador de aire del termactor, a veces llamado AM-2. El ECA activa este solenoide para aplicar vacío y así activar la válvula TAD. TDC. Punto muerto superior.

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Termistor. Resistencia cuyo valor cambia la temperatura. Se usa como sensor para la temperatura del refrigerante del motor y del múltiple de admisión. TFI-IV. Sistema de encendido de película gruesa versión 4. Consta de un distribuidor, bobina de encendido y módulo TFI-IV. THS 3/2 y THS 4/3. Interruptor hidráulico de la transmisión, usado en algunos ejes automáticos de tracción. Tierra. Recorrido de regreso para que la corriente fluya a su fuente. Generalmente es el terminal negativo de la batería. TK. Solenoide del disparador del acelerador. El ECA usa este solenoide para aplicar vacío y así activar el activador del disparador del acelerador. TOT. Sensor de temperatura del aceite de transmisión. Está ubicado dentro de la caja de la transmisión en contacto con el aceite. TP. Sensor de posición del acelerador, potenciómetro de tipo rotativo conectado al eje del acelerador. TTS. Interruptor de la temperatura de la transmisión. VAF. Sensor de flujo de aire de álabe, potenciómetro de tipo rotativo conectado a una aleta móvil. Está ubicado dentro del medidor de álabe en una caja, entre el filtro y el cuerpo del acelerador. VAT. Sensor de temperatura del aire del álabe. Ubicado dentro del medidor de álabe. El ECA mide la temperatura del aire entrante con este sensor. VCRM. Módulo de relé de control variable. Contiene los interruptores electrónicos para controlar la corriente del embrague del convertidor de transmisiones, el ventilador para enfriar el motor, la bomba de combustible, etcétera. VRS. Sensor de reluctancia variable montado en el cigüeñal y que envía una señal de tipo de frecuencia al ECA. Esta información es acerca de la posición y velocidad del cigüeñal. VSS. Sensor de la velocidad del vehículo montado en la transmisión y que envía una señal de frecuencia al ECA. La frecuencia aumenta a medida que el vehículo se mueve más rápido.

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FUENTES DE INFORMACIÓN

Alonso, J. M. (2001), Técnicas del automóvil inyección de gasolina y dispositivos anticontaminación, 2ª. ed., Paraninfo, España.

Crouse, William H. y L. Anglin Donald (2002), Puesta a punto y rendimiento del motor, 3ª ed., Alfaomega, México.

Dirección General de Centros de Formación para el Trabajo (2004), Guía de aprendizaje para afinación de motores a gasolina con sistema de inyección de combustible, México.

Marti Perera (1992), Inyección electrónica en motores de gasolina, Alfaomega, México.

Watson, Ben (1992), Manual de fuel injection Bosch, Prentice Hall Hispanoamericana, México.

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