carrera de tÉcnico en mecÁnica naval
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CARRERA DE TÉCNICO EN MECÁNICA NAVAL
Clave: BTMMAM04
Guía del alumno
MÓDULO III
Diagnóstico y mantenimiento de los motores de 4 tiempos con inyección de
gasolina
Clave: MMA417
Junio 2006
Reforma Curricular del Bachillerato Tecnológico
(Acuerdo 345)
Componente de Formación Profesional
MÓDULO III
CLAVE: BTMMAM04
Profesores que participaron en la elaboración de la guía de estudiante del módulo
III de la carrera de Técnico en Mecánica Naval: Gilberto Ordaz Martínez, Martín de
Atocha Can, Eleazar Cobos Meneses, Héctor Ibarra Díaz.
Coordinadores de la DGECyTM:
M. en C. Gildardo Rojo Salazar
M. en C. Víctor Manuel Rojas Reynosa
QBP. Francisco Escamilla Rodríguez
Biól. Rodrigo Nava Mora
Edición:
M. en C. Itzia Calixto Albarrán
M. en C. Jessica Noemí Montaño Vargas
Primera edición: 2005.
Subsecretaría de Educación Media Superior, SEP.
Dirección General de Educación en Ciencia y Tecnología del Mar.
Dirección Técnica.
ISBN: (En trámite).
DIRECTORIO
Dr. Reyes S. Tamiz Guerra
Secretario de Educación Pública
Dra. Yoloxóchitl Bustamante Díez
Subsecretaría de Educación Media Superior
M. en C. Daffny Rosado Moreno
Secretario Ejecutivo del CoSNET
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
Ing. Heriberto Nolasco Heredia
Director de Operación de la DGECyTM
C.P. María Elena Colorado Álvarez
Coordinadora Administrativa de la DGECyTM
Ocean.
Víctor Manuel Rojas Reynosa
Jefe del Departamento de Control Escolar de la DGECyTM
Q.B.P. Francisco Escamilla Rodríguez
Jefe del Departamento de Planes y Programas de Estudio de la DGECyTM
CONTENIDO
| PAG: |
Directorio | 3 |
Objetivo | 5 |
Introducción | 5 |
Mapa conceptual | 6 |
Submodulo I Mantenimiento al sistema electrónico para motores con inyección de
gasolina 1.1 Aplicar la electrónica en los sistemas de inyección de
gasolina1.1.1 Electrónica básica | 7 |
1.1.2 Sensores y actuadores | 30 |
1.1.3 Efecto hall | 49 |
1.1.4 Comprobación y pruebas | 53 |
1.2 Conocer los sistemas de encendido sin distribuidor para motores con
inyección de gasolina1.2.1 Sistemas de encendido DIS | 63 |
1.2.2 Sistema de encendido TRITON | 74 |
1.2.3 Sistema de encendido por LASER | 77 |
Submodulo II Proporcionar mantenimiento al sistema de inyección de gasolina2.1
Proporcionar servicio de afinación mayor a diferentes sistemas de inyección de
gasolina | 80 |
2.1.1 Sistema de inyección TBI | 81 |
2.1.2 Sistema de inyección MULTIPORT y MULTIPOINT | 85 |
2.1.3 Inyección de combustible en el motor fuera de borda | 95 |
Submodulo III Análisis y Diagnóstico de un sistema de inyección de gasolina3.1
Diagnosticar las fallas en el sistema de inyección de gasolina3.1.1 Autodiagnóstico
| 108 |
3.1.2 Diagnóstico con el escáner | 113 |
Glosario | 117 |
.
RESULTADO DE APRENDIZAJE
Este 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 4 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 4 tiempos con inyección de
gasolina de acuerdo a las recomendaciones y especificaciones técnicas del
fabricante.
INTRODUCCIÓN
El presente material ha sido elaborado con la finalidad de que estudiante de
mecánica naval en el módulo III: Diagnóstico y mantenimiento de los motores de 4
tiempos con inyección de gasolina, cuente con la información necesaria que le
permitirá construir 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 normas de
competencia laboral NTCL.
Este material contribuirá a la construcción de conocimientos, al desarrollo de las
habilidades y la formación de actitudes de los estudiantes de la especialidad, cuyo
propósito en este tercer Módulo es capacitar al estudiante para poder prestar el
diagnóstico y mantenimiento de los motores de 4 tiempos con inyección de
gasolina.
Los datos aquí presentados han sido recopilados de las fuentes de información
actualizadas y reconocidas en la temática tratada,
así como de las principales marcas de motores de 4 tiempos que se encuentran
actualmente en el mercado y cuyos datos aparecen en la bibliografía al final de
este manual.
Bienvenido al fantástico mundo de los motores de 4 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.
MAPA CONCEPTUAL
DIAGNOSTICO Y MANTENIMIENTO DE LOS MOTORES DE 4 TIEMPOS CON
INYECCIÓN DE GASOLINA
DIAGNOSTICO Y MANTENIMIENTO DE LOS MOTORES DE 4 TIEMPOS CON
INYECCIÓN DE GASOLINA
Implica
Implica
ANÁLISIS DE DIAGNOSTICO DE UN SISTEMA DE INYECCIÓN DE GASOLINA
ANÁLISIS DE DIAGNOSTICO DE UN SISTEMA DE INYECCIÓN DE GASOLINA
MANTENIMIENTO AL SISTEMA DE INYECCIÓN ELECTRÓNICA
MANTENIMIENTO AL SISTEMA DE INYECCIÓN ELECTRÓNICA
MANTENIMIENTO AL SISTEMA DE ENCENDIDO ELECTRÓNICO PARA
MOTORES CON INYECCIÓN DE GASOLINA
MANTENIMIENTO AL SISTEMA DE ENCENDIDO ELECTRÓNICO PARA
MOTORES CON INYECCIÓN DE GASOLINA
Consiste
Consiste
Consiste
Consiste
Consiste
Consiste
PROPORCIONAR SERVICIO DE AFINACIÓN MAYOR A DIFERENTES
SISTEMAS DE INYECCIÓN DE GASOLINA
PROPORCIONAR SERVICIO DE AFINACIÓN MAYOR A DIFERENTES
SISTEMAS DE INYECCIÓN DE GASOLINA
CONOCER LOS SISTEMAS DE ENCENDIDO SIN DISTRIBUIDOR PARA
MOTORES CON INYECCIÓN DE GASOLINA
CONOCER LOS SISTEMAS DE ENCENDIDO SIN DISTRIBUIDOR PARA
MOTORES CON INYECCIÓN DE GASOLINA
DIAGNOSTICAR LAS FALLAS EN EL SISTEMA DE INYECCIÓN DE GASOLINA
DIAGNOSTICAR
LAS FALLAS EN EL SISTEMA DE INYECCIÓN DE GASOLINA
APLICAR LA ELECTRÓNICA A LOS SISTEMAS DE INYECCIÓN DE GASOLINA
APLICAR LA ELECTRÓNICA A LOS SISTEMAS DE INYECCIÓN DE GASOLINA
Incluye
Incluye
Incluye
Incluye
Incluye
Incluye
Incluye
Incluye
SISTEMA DE INYECCIÓN TBI
SISTEMA DE INYECCIÓN TBI
SISTEMA DE ENCENDIDO DIS
SISTEMA DE ENCENDIDO DIS
ELECTRÓNICA BÁSICA
ELECTRÓNICA BÁSICA
AUTODIAGNÓSTICO
AUTODIAGNÓSTICO
SENSORES Y ACTUADORES
SENSORES Y ACTUADORES
SISTEMA INY. MULTIPORT Y MULTIPOINT
SISTEMA INY. MULTIPORT Y MULTIPOINT
ENCENDIDO TRITON
ENCENDIDO TRITON
EFECTO HALL
EFECTO HALL
SISTEMA DE INYECCIÓN P / FUERA DE BORDA
SISTEMA DE INYECCIÓN P / FUERA DE BORDA
DIAGNOSTICO CON ESCÁNER
DIAGNOSTICO CON ESCÁNER
ENCENDIDO POR LÁSER
ENCENDIDO POR LÁSER
COMPROBACIÓN Y PRUEBAS
COMPROBACIÓN Y PRUEBAS
GUÍA DEL ALUMNO
Módulo III
SUBMODULO I. MANTENIMIENTO AL SISTEMA DE ENCENDIDO PARA
MOTORES CON INYECCIÓN DE GASOLINA.
1.1 Aplicar la electrónica en los sistemas de inyección de gasolina.
1.2.1 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 2,600 a.
de C. 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 descubrimientos 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 etc. 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 y es tan importante en la electricidad 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
retener 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.
Imán, se define como un cuerpo que tiene la propiedad de la polaridad y poder
atraer al hierro y al acero.
Materiales magnéticos, son aquellos que son atraídos por el imán; pueden poseer
o no, la propiedad de la polaridad y pueden 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.
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 1.1-1.
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Fig. 1.1-1 Magnetización de una barra de acero por medio de una corriente
eléctrica. |
Imanes Permanentes y Temporales.
Imanes Permanentes. Si se endurece una pieza de acero con un tratamiento
térmico, se convierte entonces en un imán artificial, al situarla en una bobina por la
que circula corriente eléctrica, se apreciará que el acero endurecido permanece
imantado durante un largo periodo después de haber retirado la fuerza
magnetizante. Este tipo de imán se denomina imán permanente.
Imanes Temporales. Si una pieza de hiero, 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, por la que pasa una corriente
eléctrica. Ejemplos son: los generadores, motores, transformadores, timbres
eléctricos, zumbadores telegráficos, relés, etc.
Los imanes permanentes se emplean en brújulas, altavoces, aparatos de
medida, tacómetros eléctricos, etc.
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 1.1-2.
Si se sitúa una barra imantada sobre una superficie plana y se polvorea sobre ella
limaduras de hierro, la mayoría de la limadura de hierro 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 quedan adheridas al
imán, figura 1.1-3. Esta es otra forma de describir los polos del imán, o sea, se
denominan polos del imán a los dos puntos donde el magnetismo es mayor.
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Fig. 1.1-2 Barra metálica suspendida empleada como brújula. | | Fig. 1.1-3
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 1.1-4 (A)).
* Polos magnéticos contrarios se atraen. (Figura 1.1-4 (B)).
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Fig. 1.1-4 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 esta
completamente definida, figura 1.1-5.
|
Fig. 1.1-5 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 1.1-6 y 1.1-7. Estas circunferencias tienen
sus centros en el eje del
conductor y esta en un plano perpendicular a dicho eje.
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Fig. 1.1-6 Líneas de flujo alrededor de un conductor cilíndrico, corriente hacia
adentro. | | Fig. 1.1-7 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 1.1-6
y 7. El hecho de que las líneas de flujo magnético formen circunferencias de
planos perpendiculares a la dirección del conductor explica la razón de que se
invierte la dirección de la aguja magnética cuando se pasa de un punto situado
encima de aquel 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 1.1-6 y 7.
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 1.1-8.
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Fig. 1.1-8 Conductor por el que pasa una corriente eléctrica. |
Si se eleva la corriente que circula por el alambre, figura 1.1-8, de 50 a 60 A, se
apreciará que aunque las limaduras de hierro mantienen la misma forma, se ven
afectadas mayor número de limaduras de hierro. Si las brújulas se mueven,
primero acercándola al
alambre y después alejándolas de él, se apreciará que el efecto magnético se
extiende a más distancia del alambre cuando se incrementa la corriente. Esto
muestra 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
siguiente figura1.1-9.
|
Fig. 1.1-9 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 la corriente en amperes que pasa a través de ella. El
producto de los amperes por 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 substancias 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; ver figura 1.1-10, lo que aumentaría
considerablemente la potencia del campo magnético.
Pude 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 electroiman.
|
Fig. 1.1-10 Solenoide con núcleo de hierro dulce. |
Bobina solenoide succionadora.
Con respecto a la siguiente figura 1.1-11, es 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 solenoide
succionadoras tiene muchas aplicaciones en la industria, para el control eléctrico
de movimiento mecánico.
|
Fig. 1.1-11 Cuando se activa el solenoide, el núcleo es atraído hacia el centro. |
Fuentes electromagnéticas de voltaje.
El método más común par 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 esta 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 electromagnético.
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 almacenado 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 mover el imán 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 Volt de F e m. 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 atraviesa 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 de la bobina, es la relación entre la magnitud de esta 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 de C.A., utilizados en muchos sistemas electrónicos de
encendido, también emplea la inducción.
La bobina captora o de reluctancia, produce un voltaje de C.A. a medida que una
rueda del reluctor gira en medio de un campo magnético. Mientras que el reluctor
pasa a través del campo magnético, esta se distorsiona mediante una bobina de
alambre e induce un voltaje. Debido a que el reluctor esta girando, el campo
magnético se distorsiona primero en una dirección y luego en la otra. Esto
produce una señal de C.A.
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 par concentrar el campo magnético. El núcleo de 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 inyección de gasolina.
Los sistemas eléctricos han sido parte del automóvil desde que se introdujo a
finales del siglo pasado. La electricidad se utilizo 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, e limpiaparabrisas y en una amplia
variedad de accesorios de potencia. Al final de las décadas de los sesentas, la
electrónica empezó a aparecer en los automóviles. Actualmente los sistemas de
encendido electrónico, los sistemas de inyección de
combustible, 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, también se ha hecho de igual manera con las fuentes de energía
para estos componentes. Al principio de siglo, cuando el uso de la electricidad
estaba limitado solo para el encendido, el magneto era la única fuente de energía
eléctrica. Cuando se agregaron las luces, una fuente diferente al magneto de alto
voltaje fue necesario para energizarlas, así se agrego 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 de 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
por que ofrece que este 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
donde se usen. Los fundamentos de la electrónica son simplemente una extensión
de los fundamentos eléctricos.
No se puede dar servicio a ningún automóvil modernos sin encontrase 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 de la transmisión. Así como
es necesario entender los principios fundamentales de la electricidad antes de
trabajar con interruptores, circuitos de alimentación eléctrica, es necesario también
entender los principios de la electrónica antes de aplicarlos en los diferentes
sistemas.
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 son 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 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 de los
años setentas, cuando se incluyo el control electrónico en los sistemas del motor
para reducir las emisiones y mejorar la economía del combustible. La década de
los ochenta atestiguo el crecimiento de los instrumentos electrónicos de control
automotriz, y los sistemas accesorios, hasta llegar a ser más complejos. También,
en los años 80 se hicieron comunes la instrumentación electrónica y los sistemas
accesorios en el mercado de automóviles nuevos, en los últimos años de la
década de los 80, 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 llamarse 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 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.
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 electrones, la cuarta 32 electrones, la quinta un máximo
de 32. Nos e 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:
No. Atómico | Elemento | # Electrones por capa |
| | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
123567891011 |
HidrógenoHelioLitioBoroCarbonoNitrógenoOxígenoFlúorNeónSodio |
1222222222 | 13456788 | 1 | | |
Capa de Valencia. La capa externa de un átomo se llama capa de valencia y los
electrones que orbitan en esa capa se llaman capa 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 externas,
los podríamos hacer pasar a las capas externas.
Como resultado, el electrón de valencia deja su órbita al azar, pero encuentra otra
órbita de inmediato, a la que se une. Esto libera al electrón de la nueva órbita que
puede buscar una 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 se la
primera, y se les da el nombre genérico de conductor. La siguiente figura 1.1-12
letra A, muestra la estructura de un átomo de aluminio que por tener electrones de
valencia es un elemento conductor.
|
Fig. 1.1-12 Estructura de un átomo de aluminio (A) y de uno de fósforo (B). |
La sustancia con
más de cuatro electrones de valencia en el átomo tienden 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 1.1-12 letra 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 de obtención fácil y barata.
Semiconductores tipo P y N (Portador positivo y portador negativo).
Comportamiento de los semiconductores.
El átomo normal de silicio tiene cuatro electrones periféricos que son atraídos
fuertemente 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 5 o bien 3 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 5 electrones periféricos) al Silicio puro sólido, y 4 de estos electrones
periféricos formarán enlaces covalentes con los electrones de 4 átomos contiguos
de silicio, y el electrón restante quedara 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 al adicionar
una impureza al silicio o al gerrmanio, 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 una
tensión continua entre los extremos de un bloque de semiconductores del tipo N
de la figura 1.1-13, 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.
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Fig. 1.1-13 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 4 electrones periféricos de un átomo de silicio
pertenece, no solo a la capa exterior de dicho átomo, sino a la influencia de dos
átomos más bien a la de uno solo.
Si se añade por el contrario, 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, 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
rompa un enlace covalente deja tras de si 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 combinación 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, formando 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 1.1-14 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 que gana electrones,
y el lado N de la unión una pequeña carga negativa, puesto que pierde electrones.
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Fig. 1.1-14 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 1.1-15). 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 de a través de la barrera de
potencial aumentará y tendremos flujo de electrones (corriente) a través del diodo.
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Fig. 1.1-15 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 1.1-16), 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 aunque de menores
consecuencias en comparación del flujo de la mayor parte de corriente.
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Fig. 1.1-16 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 c-a. Los transistores que constituyen una parte
esencial de los circuitos electrónicos funcionan con potencia de c-c. Por lo tanto, la
corriente alterna que se dispone no puede aplicarse a la mayor parte de los
circuitos, a menos que se la convierta a c-c. 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 c-c para todos los circuitos del sistema.
Según se aprecia en la figura 1.1-17, un voltaje de onda sinusoidal se aplica a la
entrada de un rectificador; el voltaje que suministra las compañías de luz es de
115 volts 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 una salida pulsante o fluctuante de c-c
con la misma frecuencia que la de la entrada. La figura muestra como 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.
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Fig. 1.1-17 Los rectificadores de media onda eliminan la mitad de la onda de
entrada de C A, ya sea la positiva o la negativa. |
En el circuito mostrado, el rectificador convierte la potencia eléctrica de c-a a
potencia c-c fluctuante. En este caso se trata de corrientes relativamente
elevadas, pero como se verá más delante, los rectificadores también se utilizan
para cambiar voltajes de señal de c-a a los de c-c. En ambos casos la función del
rectificador es la misma, pues solo los voltajes y corrientes con que se trabaja son
diferentes.
Circuito Rectificador de Onda Completa
Los rectificadores de media onda, comos e vio anteriormente tiene 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 eficiencia mejor 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
c-c con una frecuencia que es el doble de la que tiene la onda sinusoidal de
entrada. La figura 1.1-18 muestra como se realiza este proceso, cuando la
potencia suministrada es positiva; en el caso de unja 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, solo se
aplican en los casos en que la potencia de salida requerida es relativamente
pequeña.
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Fig. 1.1-18 Un rectificador de onda completa, invierte la polaridad de una
alternancia de la onda de entrada. La onda de entrada puede ser positiva o
negativa. |
Filtro. La amplitud de la c-c pulsante que sale de
un rectificador varía entre cero y algún valor máximo. Esta c-c no es adecuada
para el funcionamiento de la mayor parte del equipo electrónico ya que requiere
una c-c plana, como la que suministran las baterías. Los circuitos que convierten
la c-c pulsante que sale de los rectificadores es una c-c 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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Fig. 1.1-19 La frecuencia de la ondulación depende del tipo de rectificador usado
(media onda u onda completa). La amplitud de la ondulación depende de la
eficiencia 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, estos constituyen una fuente
electrónica de alimentación; combinamos los dos circuitos efectúan la misma
función que una batería. En efecto a veces son las baterías las que suministran la
potencia de c-c necesaria para el funcionamiento del equipo. Sin embargo, las
baterías se usan poco, debido a las limitaciones que tiene.
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 de la
fuente. Por lo tanto el voltaje de salida de la fuente variará de acuerdo con las
cantidades de potencia que se tome 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 1.1-20, 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
ser 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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Fig. 1.1-20 El regulador evita variaciones de voltaje 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 c-a. (Figura 1.1-21).
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Fig. 1.1-21 Rectificador con regulador de voltaje de alimentación. |
Diodo Zener y Aplicaciones
La figura 1.1-22 muestra tres símbolos diferentes utilizados para representar un
diodo Zener, como ya se a explicado un diodo PN conduce cuando recibe una
polarización directa. Si la polarización es inversa, el diodo solo 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 polarizaron para provocar un notable crecimiento de corriente. Todo
ello queda puesto de manifiesto en el grafico de la figura 1.1-23, 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 emplea a menudo como estabilizador de
tensión.
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Fig. 1.1-22 Diferentes simbologías utilizadas para el diodo zener. |
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Fig. 1.1-23 Curva característica de un diodo zener. |
Obsérvese como más del 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
En la figura 1.1-24 muestra un circuito provisto de un diodo Zener, cuyo objeto es
de mantener constante la tensión en bornes de la carga aunque la tensión de
alimentación, puede experimentar fluctuaciones.
El diodo D1 esta 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, sí por un motivo cualquiera
la tensión continua de la fuente de alimentación 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, disminuye 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 ésta conectada directamente en los
bornes de D1.
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Fig. 1.1-24 Empleo de un diodo zener, como estabilizador de tensión. |
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 1.1-25 se muestra gráficamente ambos tipos y en la Figura 1.1-26 sus
símbolos. Cada transistor consta de una base, de un colector y de un emisor.
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Fig. 1.1-25 Esquemas gráficos de los transistores NPN y PNP. |
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Fig. 1.1-26 Símbolos de los transistores NPN y PNP. |
El tipo NPN tiene la base y el colector insertados al positivo, y el emisor al
negativo. El tipo PNP tiene la base y el colector conectados al negativo y el emisor
al positivo. La base debe conectarse a la misma polaridad que el colector para
proveer polarización directa. El la Figura 1.1-27 se muestran varios transistores
típicos
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, es la amplificación de una pequeña
señal para facilitar corriente suficiente para el accionamiento de un interruptor o un
relé.
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Fig. 1.1-26 Muestras físicas de transistores NPN y PNP. |
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 S.C.R. y aplicaciones (thirister)
El Rectificador controlado de Silicio (S.C.R.), consiste de cuatro semiconductores
unidos, formando una unión PNPN (Figura 1.1-27 A) comos se muestra
esquemáticamente en la figura 1.1-27 B. El esquema es similar al del diodo
exceptuando la puerta, que representa el dispositivo de control del rectificador.
Unión gráfica de los semiconductores
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Fig. 1.1-27 (A y B) Representación gráfica y esquemática de un rectificador
controlado de silicio (SCR). |
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
1.1-28 se muestran varios de estos rectificadores controlados de silicio.
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Fig. 1.1-28 Rectificador controlador de silicio. |
Diac y Triac.
Diacs. El diac es un elemento electrónico direccional que funciona en un circuito
de corriente alterna y su salida es de corriente alterna. Se trata de un interruptor
sensible al voltaje que puede funcionar en ambas mitades de la onda de corriente
alterna. 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.
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Fig. 1.1-29 Símbolos esquemáticos de un diac. |
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Fig. 1.1-30 Circuito simple con un diac. |
En la Figura 1.1-29 se muestran los dos símbolos esquemáticos de un diac y en la
Figura 1.1-30 el esquema de un diac situado en un circuito sencillo de corriente
alterna (CA). Los diacs se utilizan a menudo como interruptores o dispositivos de
control de los triacs.
Triacs. El triac es un dispositivo interruptor que conduce corriente en ambas
mitades de una onda de corriente alterna (CA). La Figura 1.1-31 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.
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Fig. 1.1-31
Símbolo esquemático de un triac. |
Los triacs están ideados para mejorar la conmutación de una corriente alterna.
Como ya se ha mencionado anteriormente, los diacs facilitan a menudo la
pulsación en la terminal de puerta de los triacs.
Termistores.
El termistor es un tipo de resistencia sensible a la temperatura (Figura 1.1-32). 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 la resistencia del termistor cuando sube la temperatura y el
termistor con coeficiente de temperatura negativo (NTC) el cual disminuye la
resistencia del termistor ante un aumento de temperatura. En la misma figura 1.1-
32 se muestra el símbolo esquemático de un termistor.
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Fig. 1.1-32 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.
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 1.1-33 se muestra un circuito en que un varistor sirve como
dispositivo para regular el voltaje.
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Fig. 1.1-33 Con la ayuda del varistor, el circuito regulado puede realizar su función.
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1.1.2 Sensores y Actuadores.
Ya que en nuestros días, uno de los factores más preocupantes para el hombre
resulta ser la conservación del medio ambiente. En otras palabras, lo
anteriormente expuesto representa la NO CONTAMINACIÓN, producida por los
gases tóxicos residuos de los escapes de automóviles, camiones, etc. es por ello
que el mismo 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, que
monitoree el correcto funcionamiento de los sistemas que lo componen. De tal
forma, que 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, 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
funcionamiento 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.
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 efectuado con anterioridad. El instructivo
debe organizarse en una secuencia, para poder producir una tarea en especial;
ver el ejemplo de la figura 1.1-34, 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.
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Fig. 1.1-34 Esquematización del proceso en un sistema con procesador. |
Una señal Analógica, es la que va de un valor mínimo a un valor 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 valor mínimo o viceversa,
pero sin reconocer puntos intermedios; en otras palabras, es una señal de entrada
o salida, un si o un no, conectado o desconectado, por ejemplo: los inyectores de
combustible.
Las ECU o ECA (computadoras) 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, este 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 diferentes fines y
estas 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:
R O M Read Only Memory. 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 o bien conocidas, como ecuaciones
matemáticas.
R A M Random Acces Memory. Acceso de memoria a parámetros, la cual solo
almacena información, mientras el motor este 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.
KAM Keep Alive Memory. Memoria viva, almacena información temporalmente y
sólo se puede borrar en algunos casos, al desconectar la batería o con el uso del
Scanner. 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 interrptor se
cierra, esto depende 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 interrptor 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),
ejemplos en la figura 1.1-35.
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Fig. 1.1-35 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. Estos 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 a 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 que 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, está señal
también 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 1.1-36. 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 pudieran 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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Fig. 1.1-36 Sensor de temperatura de carga de aire I A T. |
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 1.1-37. Los síntomas que presentan al fallar; es 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.
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Fig. 1.1-37 Sensor de temperatura del refrigerante E C T. |
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 1.1-38. Los síntomas que presenta al fallar son un mal funcionamiento y
bajo rendimiento, del motor. 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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Fig. 1.1-38 Sensor de presión absoluta del múltiple M A P. |
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 1.1-39. 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.
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Fig. 1.1-39 Sensor de masa de flujo de aire M A F |
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 1.1-40. 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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Fig. 1.1-40 Sensor del oxígeno del gas de escape E G O. |
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). Piezoeléctrico que actúa como una fuente
de voltaje y una resistencia en serie, figura 1.1-41.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 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.
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Fig. 1.1-41 Sensor de oxígeno del gas de escape precalentado H E G O. |
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.
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 al ECM
a cerca 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 1.1-42.
Las anomalías que presenta al fallar es la pérdida de chispa (no hay corriente a
las bujías) y probablemente si haya combustible; y en el caso del CMP, la pérdida
de la inyección y probablemente si 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).
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Fig. 1.1-42 Sensores de posición del cigüeñal C K P y árbol de levas C M P. |
Sensor de Detonación KS (Snock Sensor). Cuando se presentan ciertas
condiciones que causan detonación, tales como, alta temperatura del motor,
combustible de mala calidad, etc. el ECM recibe una señal del sensor de
detonación KS, con la cual el ECM retrasa el tiempo de encendido, figura 1.1-43.
La vibración del motor debida a una combustión anormal o detonación, provocan
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 acusas de falla de este
sensor. Se recomienda revisar los códigos de falla o reemplazar 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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Fig. 1.1-43 Sensor de detonación K S. |
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 juntamente con otras informaciones son utilizadas para calcular la
cantidad correcta de gases y así poder controlar la emisión de contaminantes,
figura 1.1-44. 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 por la marca.
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Fig.1.1-44 Sensor de posición de la válvula (EGR) E V P. |
Sensor de posición del acelerador TPS (Throttle Position Speed). Detector de 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 a 0.5 volts con la
placa cerrada y cerca de 5 volts con la placa completamente abierta, figura 1.1-45.
Las anomalías que presenta al fallar son una marcha mínima 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.
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Fig. 1.1-45 Sensor de posición del acelerador T P S. |
Sensor de velocidad del vehículo VSS (Vehicle Speed Sensor). Detector de la
velocidad del vehículo y provee al ECM de una señal
para los componentes de la caja de velocidades, figura 1.1-46. 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.
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Fig. 1.1-46 Sensor de velocidad del vehículo V S S en transmisión estándar y
automática. |
Sensores de temperatura del líquido de la transmisión y velocidad de la flecha de
la turbina TFT y TSS o TCC (Transmisión Fluid Temperatura Sensor y Turbina
Shaft Speed Sensor). Detector de la temperatura del líquido de la transmisión y
de la velocidad de la flecha de la turbina de cajas automáticas respectivamente,
figura 1.1-47. Su función es la de informar de la temperatura del líquido y la
velocidad de giro de la flecha de la turbina al ECM. Las anomalías que presenta al
fallar repercute 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.
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Fig. 1.1-47 Sensores de temperatura del aceite y velocidad de giro de la flecha de
la turbina en cajas de transmisión automáticas T F T y T S S 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 y es usado
para detectar alta presión en el sistema, y puede ser del tipo normalmente abierto
o normalmente cerrado, figura 1.1-48.
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Fig. 1.1-48 Interruptor de presión de la dirección hidráulica P S P S. |
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 está señal, el ECM opera a la válvula IAC
para incrementar 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 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 en base a estos 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 1.1-49. 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 el motor 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.
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Fig. 1.1-49 Válvula de control de aire I A C y Motor AIS en el cuerpo de
aceleración. |
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 1.1-50. 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 este agrietado.
Fig. 1.1-50 Válvula de recirculación de los gases de escape E G R. |
Válvula Magnética para el Depósito del carbón Activado AKF o Control de Emisión
de Vapores del Tanque de Combustible EVAP. Esta válvula estará encargada de
recircular los gases (vapores) del combustible del canister (cápsula de carbón
activado) provenientes del tanque de combustible y del sistema de admisión para
regresarlos al sistema principal, figura 1.1-51. En otras palabras, el sistema EVAP
es usado para recolectar el vapor de combustible que se genera el en tanque de
combustible. Estos vapores son almacenados en un canister relleno de carbón
activado.
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Fig. 1.1-51 Cápsula de carbón y válvula de control de emisiones E V A P. |
El sistema EVAP permite que los vapores sean drenados del canister y dirigidos al
múltiple de admisión o cuerpo de aceleración, durante ciertas condiciones de
operación. A este efecto, se le llama “Purga del Canister”, debido a que los
vapores son purgados del canister. En la mayoría de los vehículos, la purga del
canister es controlada por un solenoide controlado por el ECM.
Sus síntomas de falla pueden ser, una marcha mínima inestable, 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 1.1-52. Esto
nos permite hacernos 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.
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Fig. 1.1-52 Regulador de presión de combustible PREREG. |
Bomba eléctrica de combustible. Es un pequeño motor de C.C. de alta velocidad
que acciona a un rotor de engranajes o impulsor, que se encuentra por lo general,
adentro del tanque de combustible, figura 1.1-53. Bombea alos inyectores
combustible 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.
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 a la bomba con poco
combustible durante largos períodos o con frecuencia, por ello es importante hacer
del conocimiento al propietario, que no circule con menos de un cuarto de tanque
de combustible.
Las bombas eléctricas de combustible están libres de mantenimiento, únicamente
se recomienda observar la recomendación hecha anteriormente, manteniendo un
nivel adecuado en el tanque de combustible y reemplazar según datos del
fabricante, en caso de ser necesario.
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Fig. 1.1-53 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 1.1-
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.
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Fig. 1.1-54 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.
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 T A C (Throttle Actuator Control).
Controla la posición de la “mariposa del acelerador”, figura 1.1- 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 A P P.
* Cuerpo de aceleración, Actuador del acelerador.
* Módulo de control del actuador del acelerador T A C.
* Módulo de control del tren de potencia P C M.
Esta unidad, debe ser revisada en cada afinación, revisando los contactos por
corrosión o sulfatación, así como la continuidad de sus líneas.
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Fig. 1.1-55 Módulo de Control del Actuador del Acelerador T A C. |
Salidas de la Transmisión Automática (Típica). Estas salidas incluyen a los
siguientes solenoides:
* Solenoide de cambios “A” 1-2.
* Solenoide de cambios “B” 2-3.
* Solenoide T C C .
* Solenoide P W M.
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 1.1-56.
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
(eviten 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).
*
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Fig. 1.1-56 Salidas de la Transmisión Automática (típica). |
El Embrague del Convertidor de Par T C C (Torque Converter Clutch), figura 1.1-
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.
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 P W M. En algunos transejes se
incorpora este solenoide con el objetivo de hacer el TCC se acople suavemente,
figura 1.1-56. El PCM modula al solenoide PWM a una frecuencia de 32 Hertz y el
ciclo de trabajo en un rango de 0% al 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, se recomienda ver el diagrama
de la figura 1.1-57. 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:
* En marcha mínima, el ECM controla primero a 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.
En algunas aplicaciones, los ventiladores eléctricos son controlados a través de un
relevador, se recomienda ver el diagrama de la figura 1.1-57. 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 ON y la velocidad del vehículo debajo de un determinado valor.
* La presión del lado de alta presión del sistema de A/C arriba de un determinado
valor.
Además los ventiladores pueden activarse bajo las siguientes condiciones de falla:
* Cuando el sensor IAT este arriba de un valor calibrado (algunas aplicaciones).
* Cuando estén presentes los DTC’s relacionados con el sensor ECT.
* Cuando el sistema este en algún modo de diagnóstico (algunas aplicaciones).
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Fig. 1.1-57 Circuito de Control para dos ventiladores 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. Ellos
pueden incluir una señal del ECT ligeramente alta, alta presión en el sistema de
A/C y velocidad del vehículo ligeramente baja.
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 acondicionado 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 1.1-58.
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 esto, 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.
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Fig. 1.1-58 Circuito del interruptor de entrada del sistema de A/C. |
Dependiendo del sistema de control y las condiciones de operación del motor, el
ECM realiza lo siguiente:
* Demora la aplicación del embrague de A/C, después de que es requerido el
A/C.
* 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, estar pendientes de código. Este interruptor se encuentra en la línea de carga
del sistema de A/C.
1.1.3 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 perpendicular 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 de efecto Hall se utilizan para medir la velocidad y posición de la
flecha del distribuidor, así como del cigüeñal y del árbol de levas y 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 de 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 los años 70. Bosch introdujo esos sistemas a mediados de los 70. Uno
de los principales usuarios estadounidenses del sistema fue la Cía. Chrysler con
los modelos Omni y Horizon en 1978. Su uso a 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 es 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 ángulo recto a la superficie de dicho semiconductor,
figura 1.1-59. 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.
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Fig. 1.1- 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, de la figura 1.1-60, y Chrysler. O bien, pueden estar en un
anillo separado sobre
el eje, como en los distribuidores Ford y GM, de la figura 1.1-61.
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 cambia 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 1.1-62 , con el cuadro y la gráfica resumen 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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Fig. 1.1-60 Aspecto del efecto Hall. |
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1.1-61 Conmutador de efecto Hall con aspas y aspas y ventanas. |
| Aspa | Campo Magnético (B) | Voltaje Hall | Salida del generador de voltaje de
señal al módulo | Transistores del módulo de ignición |
Fuera del espacio de aireEntra al espacio de aireEn el espacio de aireDeja el
espacio de aire | Pasa a través de la capa HallSe desvía alejándose de la capa
HallMuy débil en la capa HallPasa cada vez más a través de la capa Hall |
MáximoDecreceMínimoAumenta | MínimoAumenta
abruptamenteMáximoCae abruptamente | DesconectadosSe conectanConectados
(almacenamiento de energía)Se desconectan (punto de ignición) |
|
Fig. 1.1-62 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, su voltaje 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 a 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 llamo “Descarga Inductiva
sin Platinos” (BID). Los motores a gasolina Internacional Harvester de trabajo
liviano, de los últimos años 70, tienen una variante del mismo sistema. En el
distribuidor AMC Prestolite la rueda de disparo tiene dientes en “U” invertida, figura
1.1-63, 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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Fig. 1.1-63 Volante de disparo por detección de metal (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 si
cuenta con un osciloscopio, conecte éste 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, ver el diagrama de la figura
1.1-62.
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 está 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.
1.1.4 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 a su forma de operación.
Para todos los sensores el ECM provee un voltaje de referencia (Vref) equivalente
a los 5.0 V 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 el recibe el voltaje de referencia de la
computadora y a que tipo de sensor pertenece el que habríamos de comprobar.
Veamos el siguiente ejemplo de recomendación de Cía. Ford:
Sensores con entrada digital, como ejemplo de estos sensores tenemos a un
sensor MAF y al buffer del sensor VSS. Estos reciben una señal ON/OFF, similar a
la del interruptor, estos 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 donde más aire este fluyendo
por el medidor a mayor distancia se desplazará el alabe. El pivote del alabe 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, producirá una salida de voltaje mayor. En el medidor del alabe se utiliza
un pasaje interno de derivación, para permitir que pase aire para el período de
arranque del motor.
Para poder comprobar de manera práctica al sensor MAF y aprovechando de 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 ó 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
Scanner o un voltímetro, como se muestra en la figura 1.1-64 , y la ayuda de la
tabla de la figura 1.1-65, 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 al 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.
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Fig. 1.1-64 Conexiones del ECM con tierra para verificar el funcionamiento del
MAF. |
Condiciones del motorMarcha en vacío32 Km/h65 Km/h96 Km/h | Voltaje de señal
MAF (voltios)0.81.11.72.1 |
Fig. 1.1-65 Tabla comparativa del voltaje de salida del MAF (Ford). |
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 1.1-66. Compare la figura
anterior con la tabla de la figura 1.1-67, donde nos señala las especificaciones
del sensor de posición de la válvula EGR.
|
Fig. 1.1-66 Comprobación del voltaje del sensor EVP. |
Abertura de la válvula EGR (porcentaje)0102030405060708090100 | Voltaje
(voltios)0.40.751.11.451.82.152.52.853.23.553.9 |
Fig. 1.1-67 Tabla del sensor de posición de la válvula 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 el
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
1.1-68, donde está conectado al ECM. Se colocará el tacómetro para que pueda
ser visto fácilmente para que pueda ser visto 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 frecuencia completamente a 0? Si lo hace revise el arnés de cables
detenidamente (conectores sucios, falsos contactos, cables cortados, etc.). Si la
frecuencia no cae al sacudir los cables pero se queda bajo al conducir el auto,
reemplace el sensor MAP. Si la frecuencia fluctúa al mover los cables, repare el
cable dañado.
Normalmente si el sensor MAP pasa la prueba rápida, éste está en buenas
condiciones defectos momentáneos o intermitentes no siempre pueden ser
detectados por el sistema de diagnóstico del ECM. Si persisten los problemas de
jaloneo o vacilaciones, habrá que usar una bomba de vacío manual y compara las
lecturas con las de la siguiente tabla de la figura 1.1-69.
|
Fig. 1.1-68 Uso del osciloscopio para comprobar la frecuencia del sensor MAP. |
Vacío (pulgadas)302724211815129630 | Frecuencia
(hertz)808895102109117125133141150159 |
Fig. 1.1-69 Tabla de la frecuencia del MAP (Ford). |
Con respecta 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 las cuales nos indican como el ejemplo de la
figura 1.1-70, las referencias del sensor de temperatura del refrigerante de la
máquina, se nos muestran en la tabla de ejemplo de la figura 1.1-71.
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Fig. 1.1-70 Comprobación de la resistencia de un sensor de dos terminales. |
ºC Ohms de resistencia |
1009080706050454035302520151050-5-10 |
177241332467667973118814591802223827963520445056707280942012300161
80 |
Fig. 1.1-71 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
1.1-72. 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.
|
Fig. 1.1-72 Prueba del voltaje de referencia a un sensor 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, debido a que es un resistencia
variable, tres cosas deben probarse con relación al sensor TPS.: voltaje con el
estrangulador cerrado; voltaje de estrangulador totalmente abierto y voltajes de
transición, figura 1.1-73.
| |
Fig. 1.1-73 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.
Si al comprobar con la ayuda de un Óhmetro el valor de la continuidad de la
resistencia, ya que esta me debe dar una señal analógica, esto es que conforme
se mueva el mecanismo del acelerador el valor de la resistencia en el Óhmetro de
variar y no cortarse en ningún momento, ya que de lo contrario la resistencia
estaría abierta en algún punto, ver la figura 1.1-74.
|
Fig. 1.1-74 Comprobación de la resistencia del TPS con 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 se deberá apagar. Si se alcaza 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 1.1-75.
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Fig. 1.1-75 Conexión del manómetro de presión para medir la presión de la bomba
de combustible. |
La diferencia de presión en el riel de inyectores varía dependiendo del sistema y la
marca, prácticamente podemos recomendar que los sistemas TBI, utilizan una
presión entre los 10 y 15 PSI. Mientras que 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 al motor y con la ayuda del estetoscopio
compruebe uno por uno el funcionamiento de cada inyector. si no se dispone de
uno, bastará un tramo de manguera de aproximadamente ½” , que sostenida entre
la oreja y cerca del inyector, permitirá escuchar que éste abra y cierre.
Si un inyector no hace “click” habrá que comprobar el voltaje en el cable
rosa/negro que lo suministra a los mismos. También pude ayudarse con un LED
fotovoltaico, el cual puede ser de patente (cualquier marca) o podemos utilizar uno
como se muestra en la figura 1.1-76.
|
Fig. 1.1-76 Comprobación del funcionamiento del inyector con un LED. |
Al poner en funcionamiento al 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 que cilindro es el que no esta
funcionando. También está prueba la podemos hacer con la ayuda de un
tacómetro, como se comprobaba el funcionamiento en el sistema de encendido. El
tacómetro nos indicará que cilindro no modifica las RPM del motor y daremos con
el cilindro en mal funcionamiento.
Si está comprobado cual es el cilindro que no funciona y ya checamos que no es
la bujía, los anillos o una de las válvulas la que ocasiona
el defecto, entonces tendremos que desmontar al riel de inyectores junto con los
mismos.
Con la ayuda de 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 comenzará a trabajar (la limpieza y lavado de inyectores es un
tema que abordaremos cuando veamos sistemas de inyección).
Para poder comprobar el correcto funcionamiento de los inyectores, en el caso del
sistema TBI o CFI, podemos con la ayuda de una lámpara de tiempo
(estroboscópica), y aprovechando que el tiempo 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 poder
determinar las condiciones de
cada uno de los mismos.
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 1.1-77; incluso en
ocasiones es tanto el combustible que pasa que al desconectar la línea el
combustible escurre.
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Fig. 1.1-77 Conexiones del regulador de presión con el múltiple de admisión. |
En otros casos, el paso de combustible al sistema de la admisión la peste 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 donde 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:
a) 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 a 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.
b) Aire falso especialmente entre el sensor MAF y el ensamble 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.
c) 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.
d) 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.
e) 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 a la válvula y comprobar que su asiento este libre de carbón. Si la
válvula se haya defectuosa en su diafragma, deberá ser reemplazada.
f) La válvula EVAP se abre prematuramente, con un ahorcador de mangueras y
comprima la línea del EVAP. Haga una conducción de prueba. Si el síntoma
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 Scanner 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, etc.) el problema estará directamente relacionado con el sensor, y no
con la línea de alimentación.
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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.
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1.2 Conocer los sistemas de encendido sin distribuidor para motores con
inyección de gasolina.
1.2.1 Sistemas de encendido DIS.
Este sistema de encendido sin distribuidor, en general, esto 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 particular
donde el ECA controla la sincronización del disparo de la chispa.
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 de encendido sin distribuidor muy particular,
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 cual 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
genera 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 como opera este sistema utilizado por la Cía. 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 alabes, componente con forma de taza con dientes o alabes, los cuales
están conformados de tal manera que generan una señal que puede ser leída por
el dispositivo Hall, módulo DIS y el ECA, ver la figura 1.2-78.
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Fig. 1.2-78 Efecto Hall y rotor con alabes utilizado por Ford. |
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 alabes y los espacios (ventanas) del rotor pasen entre ellos
provocando un cambio en el flujo magnético que alcanza al dispositivo Hall, figura
1.2-79.
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Fig. 1.2-79 Dispositivo de efecto Hall y flujo del campo magnético. |
Señal de identificación de cilindro CID, 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 No. 1 hacia el ECA. La señal pude estar en posición
alta o baja conforme el alabe 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 alabe alcanza un
segundo principio (punto de operación), esta forma de interruptor genera una onda
cuadrada, figura 1.2-80.
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Fig. 1.2-80 Respuesta del dispositivo de efecto Hall al alabe. |
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
alabes y los espacios (ventanas), entre los alabes 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 bujía enciende durante la carrera de compresión y la otra bujía enciende
durante la carrera de escape. Al siguiente disparo de la bobina, la bujía 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 de bobinas, consta de tres bobinas, como se puede apreciar
en la figura 1.2-81.
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Fig. 1.2-81 Conjunto de bobinas DIS de la Cía. Ford y Chrysler, respectivamente. |
Y 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, está 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 alabes, instalado en el damper del cigüeñal,
figura 1.2-82.
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Fig. 1.2-82 Sensor del cigüeñal y rueda dentada en el 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, 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 está 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 al arranque.
Puede ser necesario tratar varias veces hasta que la bobina adecuada sea
seleccionada permitiendo 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 bobina. El disparo efectivo y el desperdiciado para un par
de cilindros compañeros ocurre simultáneamente y tiene polaridades opuestas,
pero la polaridad no alterna, figura 1.2-83.
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Fig. 1.2-83 Flujo de la corriente para una bobina y dos bujías. |
Aunque la polaridad para las dos bujías que están encendiendo son diferentes 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, solo es necesario el potencial, por 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 carcaza, de tal forma que el fondo del módulo
es metálico, figura 1.2-84. Por lo tanto, es imperativo que la carcasa del módulo
DIS y el soporte de montaje estén asegurados entre si. 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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Fig. 1.2-84 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 en la siguiente figura 1.2-85, 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 alabes (puntos altos)
del rotor de efecto Hall. Las ventanas y los alabes están equiespaciados a 60º una
de otra, en los motores 3.0 L SHO y 3.8 L SC. Es fácil ver como se genera la señal
conforme las ventanas y los alabes 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 alabe
(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 No. 1 para el ECA, durante arranques. También note que cuando ambos
segmentos (PIP y CID) están altos, se dispara la bobina No. 1.
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Fig. 1.2-85 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 menciono 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 estado 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 este funcionando.
El monitor de diagnóstico de encendido (IDM), como su nombre lo implica, es un
circuito para propósitos de diagnóstico. En otras palabras, la señal IDM copia e
imita a 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 las bobinas. Si una bobina no dispara cuando se
supone que debe disparar, 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 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 este 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 CKP (Sensor de
Posición del Cigüeñal), instalado de tal forma que registre la posición del eje
cigüeñal, y en base a estas señales la ECM determina a que bujía (cilindro)
corresponde el impulso de alto voltaje, que se encargara de hacer explotar la
mezcla previamente comprimida. Manteniendo así un encendido correcto y 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 la bobina. 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 y poder 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). Y 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 siguiente
figura 1.2-86.
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Fig. 1.2-86 Componentes del sistema de encendido electrónico de la GMC. |
Estos sistemas de la GMC abordan 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.
* 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 una señal de referencia
a la ECM Engine Control Module (módulo de control del motor), así el
encendido correcto y control del inyector de combustible puede ser mantenido
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 habilitar 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 en la
figura 1.2-80.
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 1.2-80. 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 períodos 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 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 a 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 le monoblock del motor,
este sensor usa un anillo reluctor que forma parte del cigüeñal; con siete ranuras
maquinadas en él, figura 1.2-87.
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Fig. 1.2-87 Sensor del cigüeñal y anillo reluctor usado por GMC. |
Seis de las ranuras del anillo reluctor, están igualmente espaciadas a 60º; ejemplo
de un motor V-6 y corresponde a la figura 1.2-88. 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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Fig. 1.2-88 Componentes del sistema DIS en un motor V-6 de GMC. |
El sensor produce una señal de CA (corriente alterna) 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 a 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 a la bobina de encendido que corresponde a los cilindros 3 y 6, el quinto
pulso lo usa como referencia y con el sexto pulso dispara a la bobina de
encendido correspondiente a los cilindros 1 y 4.
El módulo DIS también envía pulsos de referencia al ECM, el cual energiza a los
inyectores y controla el tiempo de encendido, basándose en está 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 1.2-89 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, que está localizado en el balanceador armónico. Este
balanceador, figura 1.2-90, tiene montado en la parte posterior una pieza de
acero que está compuesta por anillos concéntricos.
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Fig. 1.2-89 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 3 aletas y 3 ventanas con diferente ancho y diferente separación, figura 1.2-
90.
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Fig. 1.2-90 Balanceador armónico y sensor de posición 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 a la bobina de encendido correcta.
El módulo de encendido determina la posición del cigüeñal contando cuantas
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 1.2-91.
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.
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Fig. 1.2-91 Ubicación del sensor de árbol de levas GMC. |
El conjunto de bobinas está formado por tres bobinas de encendido (para un motor
V-6), ver la figura 1.2-80. 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.
1.2.2 Sistema de encendido TRITON.
Designación dada al motor fabricado por la Cía. Ford Motor Company, en su motor
V-8 SHO de 3.4 L (ejemplo tomado del TAURUS/SABLE 1997), el cual utiliza 8
unidades de bujía por bobina separadas. Cada unidad de bujía por bobina es
controlada por el módulo de control del tren motriz (PCM).
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 1.2-92. 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.
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Fig. 1.2-92 Sensor de posición del cigüeñal y ubicación. |
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 1.2-93.
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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Fig. 1.2-93 Sensor de posición del árbol de levas y ubicación. |
Como se menciono al principio de está sección, el motor SHO 3.4 L de Ford usa
una unidad de bujía por bobina separadas, figura 1.2-94. 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, en base al 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.
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Fig. 1.2-94 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, ver la figura 1.2-95.
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Fig. 1.2-95 Módulo de control del tren motriz PCM de Ford. |
1.2.3 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 Cía. GMC, en su motor LT1 de 5.7 L, el cual tiene incorporado otra
versión del sistema de encendido EI (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.
El sensor Óptico es impulsado por la flecha del árbol de levas y se ubica en el
distribuidor al frente del motor, como se muestra en la figura 1.2-96.
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Fig. 1.2-96 Ubicación del distribuidor Ópti-Spark en el motor 5.7 L de GMC. |
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 las pistas opera con un par de diodos, receptor y emisor, como se muestra
en la figura 1.2-97.
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 8 ranuras de ancho variable que le proporcionan
al ECM una señal de tiempo que consiste
en 8 pulsos por revolución del árbol de levas. Los pulsos están espaciados a 45
grados. 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.
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Fig. 1.2-97 Componentes en el distribuidor del sistema de encendido Ópti-Spark
de GMC. |
La señal de baja resolución es usada por el ECM para activar a 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 compara con la señal de
referencia del distribuidor con módulo HVS (encendido con interruptor de alto
voltaje), como se demuestra en la gráfica de la figura 1.2-98.
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Fig. 1.2-98 Señales de referencia comparativos de los sistemas de encendido HVS
y Ópti-Spark utilizados por la Cía. GMC. |
Submódulo II. Proporcionar Mantenimiento al sistema de inyección de gasolina.
ENCUADRE:
El profesor informará a los alumnos sobre:
* El submódulo II “ Mantenimiento al sistema de inyección de gasolina”
* El submódulo III “Análisis y Diagnostico de un sistema de inyección de gasolina”
* Prácticas extramuros en diferentes talleres de la localidad
* Instrumentos de evaluación
* Períodos de evaluación
* Porcentajes de los rasgos
a evaluar
* Fuentes de información e investigación
2.1 Proporcionar servicio de afinación mayor a diferentes sistemas de inyección de
gasolina.
La inyección de combustible electrónica ofrece mayor economía de combustible,
rendimiento, manejabilidad y reducción de emisiones, en comparación con los
carburados. Las líneas de combustible, conducen al combustible entre el tanque y
los inyectores.
A principios de los años 80, 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 se introdujo la inyección de combustible, al sistema
automotriz y aunados a estos, los fabricantes de motores de dos y cuatro tiempos
en fuera de borda, para mejorar el control de los sistemas de combustible, dando
como resultado 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 a 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 a 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 vapores.
- Bomba eléctrica de combustible.
- Inyectores.
- Regulador de la presión del combustible.
2.1.1 Sistema de inyección TBI.
En el sistema de inyección de combustible al cuerpo del acelerador TBI, el
combustible es inyectado por uno o dos inyectores en el cuerpo de aceleración, y
distribuido al motor a través del múltiple de admisión, figura 2.1-1. El sistema TBI
usa comúnmente una bomba eléctrica de combustible de turbina doble.
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Fig. 2.1-1 Sistema de inyección de combustible al cuerpo 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. Ejemplo de esas ventajas:
* 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 mejorando la
economía de combustible
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 2.1-2; o doble garganta (venturas) y dos inyectores, figura 2.1-3.
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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Fig. 2.1-2 Sistema de inyección de combustible TBI de una garganta. |
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Fig. 2.1-3 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 2.1-4, 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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Fig. 2.1-4 Unidad TBI equipada con sistema de gobernador 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 2.1-5. El exceso de combustible pasa a través del regulador de
presión, entra a la línea de retorno y regresa al tanque de combustible.
|
Fig. 2.1-5 Flujo del combustible a través de un sistema 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. Más sin embargo en algunos
motores, la presión en la línea puede ser mayor, por el orden de 25 a 32 PSI. Está
alta presión obedece a tratar de evitar 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 actuando en el otro lado del
diafragma, figura 2.1-6.
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Fig. 2.1-6 Regulador de la presión del combustible en unidad TBI. |
Como se menciono 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
2.1-7. 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.
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Fig. 2.1-7 Circuito del orificio de purga constante en unidades TBI. |
El inyector TBI es un solenoide, cuando el ECM energiza a 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, figura 2.1-8, en esta, se presentan dos
tipos de inyectores TBI.
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Fig. 2.1-8 Inyectores para
unidad TBI marca AC Rochester y Multec. |
2.1.2 Sistema de inyección Multiport y Multipoint.
En sistemas de inyección múltiple a los puertos MFI, se han diseñado 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 un cono estrecho dentro del
múltiple de admisión, a tres o cuatro pulgadas de la válvula de admisión, figura
2.1-2. Los sistemas de inyección de puertos múltiples usan comúnmente una
bomba eléctrica de combustible de paletas.
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Fig. 2.1-9 Sistema de inyección múltiple a los puertos 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, proporciona 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 2.1-10.
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Fig. 2.1-10 Cuerpo de aceleración utilizado en el sistema 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 fijo en su posición a 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 al 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 2.1-11.
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Fig. 2.1-11 Diferentes tipos de riel de inyectores utilizados en sistemas MFI. |
El regulador de presión del combustible es actuado 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,
por la presión de combustible, actuando en el lado inferior del diafragma,
trabajando contra la presión del resorte en el lado superior, figura 2.1-12. 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.
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Fig. 2.1-12 Regulador de presión de combustible actuando 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 así
poder dirigir el combustible. 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 2.1-13
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Fig. 2.1-13 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 de inyectores Bosch más recientes tienen una boquilla “chimenea”
alrededor del vástago, para reducir el acumulamiento de barniz, en el vástago y el
asiento, figura 2.1-14.
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Fig. 2.1-14 Inyector Bosch y boquilla tipo “chimenea”. |
Otro tipo de inyectores utilizados en los sistemas MFI, son los inyectores con
alimentación inferior. En estos, el combustible entra por la parte inferior del
inyector y no por la parte superior, como es típico, figura 2.1-15. En estos casos, el
múltiple de admisión tiene un pasaje de combustible longitudinal con intersección
en los orificios de los inyectores.
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Fig. 2.1-15 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
simultanea, 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 2.1-16. 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).
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Fig. 2.1-16 Sistema de inyección simultanea. |
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 2.1-17. 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: #1 con #4 y #2 con #3. El ciclo de cuatro tiempos y la
doble inyección de combustible aseguran que cada uno de los cilindros reciba el
combustible necesario para la combustión.
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Fig. 2.1-17 Sistema de inyección alternada de doble disparo. |
En algunos motores V-8 se utiliza un sistema de inyección de combustible
sincronizada en grupo, figura 2.1-18. Un 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 a cada uno
de los bancos de cilindros separadamente para obtener un mejor rendimiento,
economía de combustible y control de emisiones.
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Fig. 2.1-18 Sistema de inyección sincronizada en grupo. |
En el caso de la inyección secuencial
SFI, su principal característica estriba en que cada uno de los inyectores es
energizado secuencial mente (uno después de otro) en el orden de encendido de
los cilindros, ejemplo de 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 2.1-19.
El sistema SFI está sincronizado por los pulsos de referencia que provienen del
sensor CKP y energizados secuencial mente en base a la señal del sensor CMP.
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Fig. 2.1-19 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 2.1-20. 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 nylón, las válvulas entregan
simultáneamente combustible a cada uno de los cilindros.
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Fig. 2.1-20 Sistema de inyección central múltiple a los puertos CMFI. |
El control del flujo de combustible en el sistema está gobernado por tres factores:
1- La presión del combustible en el solenoide del inyector (controlada por el
regulador).
2- La activación (ancho de pulso) del solenoide controlado por el ECM.
3- La caída de presión constante a través de cada una de las válvulas de
movimiento vertical.
En el sistema de inyección central múltiple a los puertos CMFI, el ECM controla al
maxi inyector CMFI por medio de un voltaje modulado por 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 nylón de
las válvulas de movimiento vertical, figura 2.1-21.
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Fig. 2.1-21 Maxi inyector utilizado en el sistema de 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
retensión 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 2.1-
22.
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Fig. 2.1-22 Válvula de movimiento vertical utilizada 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, cortando 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. Este también
incluye a las líneas de alimentación y retorno de combustible, el regulador de
presión y el conector eléctrico de los inyectores, figura 2.1-23.
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Fig. 2.1-23 Cuerpo de dosificación de un
sistema de inyección CSFI. |
Dentro del cuerpo de dosificación de combustible, los inyectores de combustible
están rodeados por combustible excepto, en la parte superior e inferior. Estos son
similares a los inyectores de alimentación inferior.
Cuando se energiza a 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.
2.1.3 Inyección de combustible en el motor fuera de borda.
La inyección de combustible a revolucionado a 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 2.1-24. 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 de crearon un motor que
ofrece la velocidad, la potencia y la aceleración que 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, de aquel entonces, y durante los últimos años han
elevado aún 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
2.1-24.
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Fig. 2.1-24 Inyector Ficht Ram, utilizado en los motores 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 antes no
haberse quemado. Así, se reduce notablemente la emisión de gases de escape
contaminantes y se mejora notablemente, la 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 de pulverización perfectos garantizan un funcionamiento del motor aún
más suave, a cualquier velocidad, ya que la inyección del combustible es
directamente a la cámara de combustión y sobre la bujía, como se muestra en la
figura 2.1-25.
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Fig. 2.1-25 Efecto de la pulverización del combustible, en la cámara de
combustión. |
El
E M M (Engine Management Module) o módulo de manejo de la máquina
(computadora), figura 2.1-26. Controla las funciones críticas del motor y las
condiciones atmosféricas, y así controlar, las cantidades precisas de combustible
a las cámaras de combustión y poder obtener una transición suave de potencia
desde velocidad a ralentí a 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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Fig. 2.1-26 Módulo de manejo de la máquina, utilizado en el sistema Ficht Ram. |
Un nuevo sistema
de enfriamiento, incorporado al motor, garantiza un caudal de agua homogéneo
entre los cilindros y así, obtener 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 2.1-27.
El aceite no solo lubrica las paredes de los cilindros y los anillos del pistón, sino
también una lumbrera especial, tallada en la falda del pistón 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.
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Fig. 2.1-27 Sistema de lubricación por cilindro, utilizado por la Evinrude. |
Mantenimiento al sistema de inyección de combustible.
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, 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:
1- Circuito de presión. Dividido en: caudal y eléctrico.
2- 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
2.1-28.
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Fig. 2.1-28 Circuito de caudal o fluido para un sistema 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 su análisis (funcionamiento, fallas,
síntomas y comprobación), en los temas 1.1, 1.1.2 y 2.1. Únicamente a manera de
recordatorio, se los mencionamos a continuación:
a) Depósito de combustible (tanque).
b) Bomba eléctrica de combustible.
c) Línea de alimentación de combustible.
d) Filtro de combustible.
e) Riel de inyectores (en sistemas MPFI).
f) Inyectores de combustible (para sistema TBI o MPFI).
g) Regulador de presión del combustible.
h) Línea de retorno de combustible.
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 a las cavidades 37 y
57 de la computadora y a un extremo del embobinado del relevador de la bomba,
en el caso por ejemplo, del motor Ford Topaz 2.3 Lts. y el cual tomaremos como
ejemplo y cuyo diagrama aparece en la figura 2.1-29.
La corriente sale del relevador de la bomba hacia la cavidad 22 de la
computadora, la cual al recibir la corriente por las cavidades 37 y 57 activan una
memoria la cual se encargara de derivar a tierra, la corriente por la cavidad 22 por
dos segundos, como mencionamos anteriormente. De esta forma se energiza al
relevador y la bomba de combustible y en cuanto se pone en marcha el motor, la
tierra de la cavidad 22 es constante.
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Fig. 2.1-29 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 2.1-30,
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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Fig. 2.1-30 Conector múltiple de la computadora (ECA) 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 ésta 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*.
7. Con una lámpara de continuidad colocada a tierra, se coloca 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.
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 Cía. Ford en
sus unidades, tiene como propósito el de 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.
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* NO DEBE OLVIDAR QUE ANTES DE DESCONECTAR O RECONECTAR
CUALQUIER CONECTOR DE CUALQUIER COMPONENTE DEL SISTEMA, EL
SWITCH DEBERÁ ESTAR EN LA POSICIÓN DE APAGADO.
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 2.1-31. 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 figurado 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.
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Fig. 2.1-31 Muestra de un inyector típico para sistema MPFI
con sus respectivos “O-ring”. |
Las fallas más comunes de los inyectores, síntomas y posibles soluciones, se
presentan a continuación:
a) Menor suministro de combustible al motor por encontrarse tapados con
impurezas de carbón u otros sedimentos del combustible.
b) Mayor entrega de combustible al motor por condición de desgaste.
c) Derrame o escurrimiento (goteo), cuando el motor se encuentra apagado debido
al desgaste interno.
Estas fallas provocarían algunos síntomas notorios en el funcionamiento del
motor, tales como:
a) Pérdida de potencia.
b) Tironeo o jaloneo.
c) Marcha mínima inestable.
d) Consumo de combustible.
e) Emisiones contaminantes.
Para los sistemas de inyección de Ford, los fabricantes recomiendan efectuar las
siguientes pruebas:
1- Resistencia. La resistencia del embobinado de los inyectores deberá ser de 14
a 16 máximo 21.
2- Hermeticidad. Esta prueba se realiza checando 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, que ningún inyector gotee en ese momento, como se muestra en la
figura 2.1-32.
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Fig. 2.1-32 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- Desmonte 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,
siendo aceptable, una tolerancia de 10 ml, figura 2.1-33.
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Fig. 2.1-33 Banco de pruebas para el balance de inyectores. |
7- Si el volumen de entrega de un inyector es menor, se deberá proceder a limpiar
a los inyectores, con un líquido solvente para lavado de inyectores.
El procedimiento de lavado de inyectores se puede efectuar de dos formas:
a) Con los inyectores instalados en el motor (abordo).
b) 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 encuentran desgastados. Es muy probable que
él o los inyectores gastados presenten goteo (ejemplo de la figura 21.-32), y por lo
tanto habrá que reemplazarlos.
Para lavar los inyectores a bordo (en el vehículo) se requiere de hacer la siguiente
instalación:
1- Encender el motor hasta que adquiera su temperatura normal de
funcionamiento.
2- Desactivar a 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, quitando el relevador de alimentación de la misma. Consulte para ello
el Manual de propietario donde aparecerá el diagrama correspondiente.
3- Clausurar la línea de retorno al riel de inyectores.
4- 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, vea el ejemplo de la
figura 2.1-34.
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Fig. 2.1-34 Servicio de lavado de inyectores con la boya. |
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 la de
tener que contar con el conductor adaptador para el caso, figura 2.1-35.
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Fig. 2.1-35 Servicio de lavado de inyectores con bote de líquido presurizado. |
5- Encender el motor y dejarlo funcionar en marcha mínima, hasta que el líquido
se haya consumido.
6- Apagar el motor y retirar el equipo de limpieza. No se olvide de reconectar la o
las líneas de alimentación y retorno del combustible.
7- Como el líquido para el lavado de inyectores es muy volátil, cada vez que se
efectúe el servicio de limpieza abordo, los fabricantes recomiendan reemplazar a
las bujías, el filtro y el aceite del motor y los filtros de aire
y combustible
8- En la mayoría de los sistemas de inyección de combustible, se utilizan
conectores o “racores” como también suelen llamarse, estos son por lo general de
cambio rápido y en ocasiones no se requiere de herramienta alguna para
desconectarlos, en la figura 2.1-36 se presentan algunos ejemplos de estos
conectores.
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Fig. 2.1-36 Ejemplos de conectores o racores utilizados en los sistemas de
inyección de gasolina. |
9- 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, ejemplo de esto aparece en la figura 2.1-37.
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Fig. 2.1-37 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:
a) Se desconecta el conector del PCM y se comprueban las alimentaciones de
corriente y tierra (corriente constante en la cavidad No. 1; corriente de ignición en
cavidades No. 37 y 57; tierras en las cavidades No. 16, 20, 40 y 60.
b) 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.
c) 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 59 de la computadora. Estas líneas son las que van a ser el
negativo de los inyectores, ver el diagrama de la figura 2.1-38; 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.
d) 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
existan a tierra las cavidades 58 y 59, ver la figura 2.1-39; el fotoled deberá
parpadear. Si no parpadea, el problema pudiera estar en:
* Líneas abiertas o falsos contactos.
* Que no llegue corriente al inyector.
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Fig. 2.1-38 Diagrama eléctrico del sistema de inyección para el motor Ford 5.0 y
5.8 L EFI. |
e) 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 No. 56 de la computadora.
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Fig. 2.1-39 Comprobación de corriente y tierra en el conector de un inyector con
un LED: |
RECUERDE: al colocar al 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.
Submodulo III. Análisis y Diagnóstico de un sistema de inyección de gasolina.
ENCUADRE:
El profesor informará a los alumnos sobre:
* El submodulo III “Análisis y Diagnostico de un sistema de inyección de gasolina”
* Prácticas extramuros en diferentes talleres de la localidad
* Instrumentos de evaluación
* Períodos de evaluación
* Porcentajes de los rasgos a evaluar
* Fuentes de información e investigación
3.1 Diagnosticar las fallas en el sistema de inyección de gasolina.
En los sistemas de inyección de gasolina, existen varios tipos de códigos de fallas
llamados “códigos en demanda” y “códigos en memoria”, existiendo entre ellos 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 (Mal
Function Indicador Ligth) o Luz Indicadora de Mal Funcionamiento, figura 3.1-1.
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Fig. 3.1-1 Símbolos del motor del estándar ISO o luz de Check Engine, Service
Engine Soon. |
3.1.1 Autodiagnóstico.
Los códigos en memoria son aquellos que fueran gravados o detectados en la
memoria de la computadora,
cuando existe una falla constante o intermitente.
Para poder 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)
y cuyas cavidades proceden directamente de la computadora del sistema, en la
figura 3.1-2 presentamos algunos conectores DLC, utilizados por diferentes
marcas automotrices.
Este procedimiento de identificar a los códigos presentes, se puede llevar a cabo
de dos formas:
1- Autodiagnóstico, o diagnóstico por rescate directo.
2- Diagnóstico con Scanner.
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Fig. 3.1-2 Conectores de diagnóstico DLC de diferentes marcas, para sistemas
OBD – I. |
La interpretación de los códigos de falla se puede realizar, de acuerdo al siguiente
procedimiento:
1- Ubique el conector de diagnóstico, él cual puede estar ubicado en el
compartimiento del motor o debajo del volante (guía del vehículo).
2- 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
3.1-3; y unir con un cable puente el cable suelto que viene de la cavidad No. 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.
| |
Fig. 3.1-3 Conexiones al conector de diagnóstico para rescatar códigos de falla |
3- 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 encendera indicando
un número. Esta númeración va a tener una leyenda relacionada con los códigos
existentes relacionados con él o los problemas presentes en el sistema.
4- Al colocar el switch a la posición de ignición, después de haber efectuado los
pasos anteriores, habrá un pequeño flasheo en la lámpara o foco del check que
significará el rastreo de los posibles fallos, así como también se escuchará la
activación de los relevadores, provocando que funcione por un momento la bomba
de combustible.
5- Seguidamente empezaran 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 surgira 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 poner de su conocimiento que en
la Cía. 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, ver el ejemplo de la figura 3.1-4.
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Fig. 3.1-4 Ejemplo del parpadeo de la luz MIL o lámpara 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
auto diagnóstico.
Ahora veamos el ejemplo siguiente de la figura 3.1-5.
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Fig. 3.1-5 Ejemplo del parpadeo de la luz MIL o lámpara de prueba, en sistemas
con códigos con dos dígitos. |
6- 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 a las decenas (sería
el el 10, 20, 30 etc.), y el segundo destello sería la unidad (un parpadeo = 1; dos
parpadeos = 2; cinco parpadeos = 5 etc.). Ahora, cuando se trate de códigos con
tres dígitos, utilizados por la Cía Ford en sus modelos 92 y 93; el primer destello
representa a las centenas, el segundo a las decenas y el tercer destello a las
unidades, veamos el ejemplo siguiente de la figura 3.1-6.
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Fig. 3.1-6 Ejemplo del parpadeo de la luz MIL o lámpara de prueba, en sistemas
con códigos de tres dígitos. |
Para finalizar, le 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 registran
cualquiera de los códigos 11 o 111, el sistema pasa y que no existe ningun otro
código.
La compañía Chrysler utilizo un sistemas más sencillo de autodiagnóstico. Este
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 3.1-7.
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Fig. 3.1-7 Meétodo de llaveado o autodiagnóstico
de la Cía. Chrysler. |
Cabe mencionar que la luz MIL se debe encender cada vez que el switch sea
puesto en la posición de ON, esto es lo que aprovecho 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 entoces la luz MIL
empezara a destellar arrojando según el número de destellos, los códigos en
demanda y contando los destellos como se expuso anteriormente se llegará a
rescatar los códigos de mal funcionamiento, veamos el ejemplo de la siguiente
figura 3.1-8.
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Fig. 3.1-8 Ejemplo del destello de la luz MIL en el llaveado de unidades Chrysler. |
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Los ejemplos de las compañías anteriormente vistos, pueden borrar los códigos en
memoria, con solo 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 volvera 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.
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El procedimiento de Ford consiste en arrancar la máquina y mover la unidad a
más de 70 Km/h, por tiempo prudente. Posteriormente, se detiene la unidad y se
apaga el motor. De nueva cuenta se vuelve
a arrancar y mover bajo las mismas condiciones y el procedimiento se repite tres
veces.
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Si la corrección de los problemas quedo a satisfacción, la luz indicadora de mal
funcionamiento, se apagara por completo. Lo contrario, indicara una mala
corrección o un mal procedimiento de autodiagnóstico.
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3.1.2 Diagnóstico con el Escáner.
Para poder realizar un diagnóstico con la ayuda del equipo complementario
(Scanner), es necesario conocer el “Número de Identificación del Vehículo” (VIN
Vehicle Identification Number), el cual viene gravado en una placa ubicada en la
parte superior del tablero, del lado del conductor, en una placa de registro en la
puertezuela o la tarjeta de circulación, como aparece en la figura 3.1-9.
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Fig. 3.1-9 Identificación del vehículo VIN’S y su ubicación. |
Si observamos con atención la figura anterior, los VIN’S forman una serie de
dígitos los cuales suman 17 en total, estos se leen de izquierda a derecha y esa 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
3.1-9, veamos a continuación lo que nos quiere indicar el fabricante, en cada
dígito:
1- Nación de origen (ejemplo: 1 = U.S.A.; 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 ensamblo (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 ’79, las compañías
fabricantes de automotores utilizaron la designación con los VIN’S y cada una
utilizo 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 con la figura 3.1-2.
Para mediados del año ’95, algunas de las marcas más importantes y de prestigio
mundial adoptaron el sistema OBD II (Diagnóstico abordo), más sencillo y con un
conector compatible entre todos. Este conector DLC utilizado en los sistemas OBD
II se muestra en la figura 3.1-10.
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Fig. 3.1-10 Conector enlace de datos DLC, utilizados en los sistemas de
diagnóstico abordo OBD II. |
Como vimos en el tema anterior cuando se realizo el autodiagnóstico, y se trataron
códigos de falla con dos y tres dígitos, en los sistemas OBD II la nomenclatura
cambia. Por regla general, podemos decir que una unidad con modelo ’95 hacia
abajo, pertenece al sistema OBD I ; por consiguiente habrá que localizar al
conector de enlace,
como se describio, ya sea en el compartimiento del motor o debajo de la guía.
A manera de que usted logre comprender más a fondo, veamos la descripción de
algunos códigos de dos y tres dígitos en sistemas OBD I, para diferentes marcas:
Descrpción de códigos General Motors |
Código: | Descripción: |
13 | Sensor de óxigeno, circuito abierto. |
21 | T P S 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 corto el voltaje de la memoria recientemente. |
17 Andando | CFI y Carb. | Bajas RPM en marcha mínima con el ISC retraido. |
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 #2 en KOEO |
818 | Sensor de posición del árbol de levas (CMP) inactivo. |
Descripción de códigos Chrysler |
11 | No hay referencia del distribuidor o cigüeñal, desde que la memoria fué
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
Scanner (guiada 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 procedimiento, valores y métodos, recomendados por el fabricante
de la unidad; en el caso de no encontrar la descripción de algún código, diríjase al
Manual del vehículo en prueba o algunos Scanner (marca OTC) pueden describir
los códigos arrojados por el sistema.
En los sistemas de diagnóstico abordo 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 comience una verificación, leyendo los códigos de
diagnóstico de fallos, los cuales se pueden dividir en:
Código permanente, es un 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, es un 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 desaparecio durante el mismo ciclo de trabajo.
Los sistemas OBD II registran a los códigos de diagnóstico de fallo, bajo otra
nomenclatura, veamos en la figura 3.1-11 cual es la nomenclatura.
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Fig. 3.1-11 Nomenclatura utilizada en los códigos de diagnóstico de sistemas OBD
II. |
Con la figura 3.1-11, queda establecido que las computadoras a bordo de los
sistemas OBD II, no solo controlan el motor, sino a 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 ACM (Módulo de Control de Aire Acondicionado).
En estos sistemas, los sensores proporcionan información a la computadora, a
cerca 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 auto prueba, 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 es 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 3.1-12, por ejemplo y poder obtener los códigos de error.
|
Fig. 3.1-12 Sacanner para diagnosticar los códigos de falla en sistemas OBD II. |
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RECUERDE QUE: el Scanner es una herramienta que nos orienta acerca de los
fallos en el sistema, NO CORRIEGE dichos fallos. La interpretación y corrección
de los códigos arrojados depende de las habilidades del técnico competente, por
esta sencilla razón te invitamos a permanecer en capacitación y actualización
constante.
GLOSARIO DE TÉRMINOS TÉCNICOS
(Datos importantes sobre inyección de combustible y por orden alfabético)
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 puede 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. |
A M - 1 | Solenoide
# 1 de manejo de aire. Llamado también solenoide TAP. |
A M - 2 | Solenoide # 2 de manejo de aire. Llamado también solenoide TAD. |
Autoverificación (Self-Test) | Llamado algunas veces “prueba rápida”, son 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
cuando se están aplicando los frenos. |
BP | Sensor de presión barométrica. |
CANP | Solenoide de pruga 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. 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 montados en un cuerpo de acelerador montado
centralmente. |
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 voltios o
mayor). De esta manera la computadora puede obtener, de un activador
controlado por vacío 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 | Un interruptor de transistor dentro del ECA usado para aplicar
potencia a un dispositivo extremo. Esto permite que el ECA controle los reles,
solenoides y motores pequeños. |
Conector de Self-Test | Conector alque el lector de códigos se conecta para
propósito de prueba. El conector está unido por cables al ECA y está ubicado en el
compartimiento del motor. Algunas veces a este conector le llaman VIP (Vehículo
en proceso). |
Continuidad | Un circuito ininterrumpido, 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, esto 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
mostrar valores de voltaje medidos, al contrario de los cuadrantes con una aguja
movible. Podría ser llamado DMM (multímetro digital). |
ECA | Montaje de control electrónico. Llamado cerebro del sistema de contol 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. |
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
t5écnicos 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 contro electrónico del motor, versión 4. Nombre para el
sistema Ford computarizado de control del motor usado en vehículos comenzando
en 1983. |
EFI | Inyección electrónica de combustible. En general, este término es 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 roscado dentro del múltiple de
escape, directamente dentro 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 a 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
límites. |
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
aiore/combustible. |
FCS | Solenoide de control de realimentación, usado en carburadores de
realimentación aquellos 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, este es un cable entre el
ECA y la terminalde potencia del motor de la bomba de combustible. |
Frecuencia | Señal electrónica o medida de cuan a menudo la señal repite un
patrón de voltaje en un intervalo de un segundo. |
HEDF | Relé de alta velocidad del ventilador eléctrico. El ECA activa este relé
cuando determina que es necesario 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 normalmente cerrados. Se utilizan en
sistemas MCU. |
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 sólo 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 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. Este 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 aún 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, el cual 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. |
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 stado 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 (4º 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 de 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 cuando 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
diagnóstico. Generalmente esto significa la ejecución de una acción breve de
acelerador completamente abierto durante el Self-Test del motor funcionando. |
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 (s) 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 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 contro 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 #1, ubicado en ciertas transmisiones controladas
electrónicamente junto con el solenoide cambio #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 apliacar vacío y así activar la válvula TAB. |
TAD | Solenoidel 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. |
Termistor | Resistencia cuyo valor cambia la temperatura. Se usan como sensores
para la temperatura del refrigerante del motor y del múltiple de admisión. |
TFI - IV | Sistema de ecendido 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, usados 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 dispardor del acelerador. El ECA usa este solenoide para
aplicar vacío y así activar al activador del disparador del acelerador. |
TOT | Sensor de temperatura del aceite de transmisión. Esta 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 contro 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, etc. |
VRS | Sensor de reluctancia variable. Montado en el cigüeñal y envía una señal de
tipo de frecuencia al ECA. Esta información es a cerca de la posición y velocidad
del cigüeñal. |
VSS | Sensor de la velocidad del vehículo. Montado en la transmisión y envía una
señal de frecuencia al ECA. La frecuencia aumenta a medida que el vehícul