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INYECCIÓNELECTRÓNICA DE

GASOLINAENVIO 1

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INYECCION ELECTRONICA DE GASOLINA

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SISTEMAS DE INYECCIÓN ELECTRÓNICADE GASOLINA

Desde que se inventaron los primeros motores a combustión interna a principios de este siglo, lo que sinduda constituyó un gran acontecimiento, y sin darle importancia en ese entonces, estos motores ya empeza-ban a contaminar, claro está que por aquellos tiempos no era de mucha importancia. Así fue como se empe-zaron a fabricar cada vez más vehículos equipados con estos motores, quizás por muchos años el objetivo fuela de fabricar motores mas potentes, sin importar el consumo y la contaminación.

En los años 60-70 los fabricantes empezaron a darle importancia al consumo de combustible debido a lacrisis y por consiguiente el costo de los derivados del petróleo. Esto motivó muchos cambios y constantesadelantos en los distintos sistemas que conforman el motor, como por ejemplo: carburadores, distribuidores,sistemas de distribución, etc.

En los años 80-90 y debido a la gran cantidad de vehículos existentes en el mundo, el problema fundamentalfue la contaminación, en efecto, estos motores para poder funcionar necesitan quemar combustible que de nohacerlo en forma adecuada, estarían enviando a través del tubo de escape una cantidad de gases nocivospara la salud del ser humano.

Estos gases tienen la característica de ser: incoloros, inoloros e insípidos, como el monóxido de carbono(C.O), los hidrocarburos (H.C) ,los óxidos de nitrógeno (N.ox), etc.

Por lo tanto a simple vista un motor que no parece contaminar en realidad puede hacerlo y en gran propor-ción.

Siempre se habló del monóxido de carbono( CO) como si este fuera el único gas nocivo que sale del tubo deescape mientras un motor funciona. Actualmente se considera el (HC), hidrocarburos como parte de uncontrol de gases junto al monóxido de carbono. En las plantas de revisión técnica se controlan los dos gases,inclusive un vehículo puede verse impedido de circular (no aprobar la revisión técnica), por estar fuera de loslimites aceptables, tanto el (CO) como el (HC) emitido por éste.También es importante señalar que existenotros gases que son emanados por el tubo de escape de un vehículo mientras este funciona, pero en laactualidad no son motivo de análisis ni de mediciones, mas adelante serán estudiados con mayor profundidad.

La necesidad imperiosa de controlar los contaminantes emitidos por el motor de combustión interna, hallevado a la creación de múltiples sistemas que ingresan la cantidad precisa de combustible y realizan sucombustión en los instantes más adecuados de acuerdo al aire aspirado por el motor, como también a sucarga, régimen y temperatura entre otras variables.

Además de lograr la menor contaminación posible, actualmente los esfuerzos se concentran en obtener elmenor consumo de combustible y una mayor potencia. Para lograr dichas mejoras, fue necesario implementarun computador a bordo del vehículo, que se encargara de controlar el ingreso de combustible hacia el motora través de un sistema de control electrónico. La instalación de este computador así como muchos otrosinstrumentos electrónicos, tanto en el sistema de alimentación como en el sistema de encendido, ha provoca-do una verdadera innovación “revolucionaria” en la mecánica automotriz moderna.


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Los distintos sistemas de control electrónico de combustible que se han implementado en los automóviles,desde los años ´70, son en general los siguientes.:

Carburador controlado. Inyección monopunto. Flujo continuo ( E.F.I.). Flujo intermitente ( T. B. I. ). Inyección multipunto. Flujo continuo ( C.I.S.). Flujo intermitente ( M.P.I.).

Actualmente los diferentes sistemas de inyección de combustible, por lo general, son de control electróni-co, del tipo de flujo intermitente monopunto (T.B.I.) y multipunto (M.P.I.).

IMPLEMENTACION TIPICA DE UN SISTEMA DE INYECCION MONOPUNTO

Es importante recordar que en ambos sistemas de inyección, el vehículo tiene un computador a bordo conel fin de controlar más efectivamente el combustible enviado hacia el motor, el objetivo es lograr una combus-tión perfecta y por ende muy poco o nada de contaminación. La diferencia sustancial está en que el sistemamonopunto posee un solo inyector para todos los cilindros del motor, lo que somete a este a un arduo trabajo,que lógicamente permitirá una duración mucho menor. En cambio el sistema multipunto tiene un inyector porcada cilindro que tenga el motor, lo que permite varias ventajas, por ejemplo que el inyector de un cilindro


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tenga un régimen de trabajo mucho mas aliviado y por lo tanto una mayor duración y un control más efectivodel combustible enviado a los cilindros del motor entre otros.

La inyección monopunto también es llamada T.B.I., porque el combustible se inyecta en el cuerpo de lamariposa de aceleración (Throttle Body Injection). Disponer de varios inyectores en el sistema multipunto escontar con múltiples puntos de inyección, esto da al sistema la denominación M.P.I. (Multi Point Injection).

El hecho de que existan muchos elementos electrónicos en el automóvil, obliga a los mecánicos no solo acapacitarse para poder desenvolverse adecuadamente, sino que además existe la necesidad de adquirir ins-trumentos sofisticados que permitan realizar los chequeos de estos elementos para poder realizar un diagnós-tico certero y así poder solucionar las distintas fallas que pudiera presentar un motor.

Los sistemas de inyección de gasolina, tanto monopunto como multipunto, inyectan el combustible en elmúltiple de admisión, es decir, fuera de la cámara de combustión, contraria a los motores Diesel donde lainyección es realizada dentro de la cámara de combustión. Sin embargo, actualmente ya se fabrican motoresa gasolina MPI con inyección dentro de la cámara de combustión que aun así difieren bastante de los Diesel.

IMPLEMENTACION TIPICA DE UN SISTEMA DE INYECCION MULTIPUNTO


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El diagrama de bloques que determina el funcionamiento de todo sistema de inyección electrónica de gaso-lina es el siguiente:

SENSORES → E.C.M. → ACTUADORES

1.- TPS. 1.- inyector2.- MAP. 2.- encendido3.- RPM. 3.- bomba de Combustible4.- VSS. 4.- electroventilador5.- CTS. 5.- control de ralenti6.- O2 6.- Etc.7.- Etc.

DISTRIBUCION DE COMPONENTES DE UN SISTEMA DE INYECCION DE GASOLINA TIPICO

Debido a la complejidad de los sistemas de inyección y a sus múltiples componentes, se hace necesariodividir éste en subsistemas para un mejor y más fácil entendimiento. Estos subsistemas son:

1.- Control electrónico de inyección ( E.C.M. )2.- Sistema de flujo de aire3.- Sistema de alimentación de combustible4.- Sistema de encendido5.- Sensores6.- Actuadores7.- Sistema de control de contaminantes


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CONTROL ELECTRÓNICO DE INYECCIÓN (E.C.M.).

El computador que controla la inyección de combustible es llamado comúnmente módulo o unidad decontrol electrónica (E.C.M o E.C.U.) y controla las emisiones de gases del tubo de escape, para lograr laeconomía de combustible entre otros factores, ya que se encarga de monitorear constantemente las emana-ciones de los gases, esto permite que si en un momento el motor trabaja por ejemplo con mezcla rica, estaseñal será enviada a través de un sensor al E.C.M, éste variará el ingreso de combustible al motor, lograndoque la mezcla se normalice (14,7:1), de la misma forma si la mezcla se empobrece, el E.C.M. recibirá la señaly variará nuevamente el ingreso de combustible al motor permitiendo así que la mezcla nuevamente senormalice.

El constante monitoreo de los gases del tubo de escape es lo que permite al E.C.M variar constantementela cantidad de combustible enviada al motor, consiguiendo que la mezcla de aire combustible sea permanen-temente la ideal 14,7:1 de esta forma se obtiene un quemado de la mezcla prácticamente por completo,consiguiendo más potencia, mayor rendimiento y menor contaminación. Si a esto agregamos un catalizadorencargado de transformar ( cambiar químicamente ) el contenido de los gases antes que salgan al medioambiente se puede disponer de una máquina cómoda, segura y ecológicamente diseñada.

Además del combustible, el E.C.M controla aún el ángulo de avance y punto del encendido, el funciona-miento de la bomba eléctrica de combustible entre otras. También posee una luz “ ( check engine )” ubicadaen el tablero del vehículo y que tiene por misión indicar al conductor cuando se produce una falla en elsistema que a su vez ha sido detectada por el E.C.M.

En efecto el E.C.M posee un sistema de diagnóstico interior que reconoce e identifica posibles problemasoperacionales y advierte al conductor encendiendo esta luz en el tablero. Si la luz se enciende, esto nosignifica que el motor sea detenido inmediatamente, pero se aconseja que este sea revisado a la brevedad. Yaque el motor no funciona adecuadamente, sino con algunas alteraciones que permiten llevar el vehículo hastael taller mas próximo.

El E.C.M. se ubica generalmente debajo del tablero de instrumentos y junto a él o en la caja de fusibles o enel compartimiento del motor, se encuentra el conector de diagnóstico que permite realizar una inspeccióncomputarizada del sistema mediante la conexión de otro computador (Scanner) Esta conexión se usa duranteel mantenimiento y en algunas reparaciones para ayudar al diagnóstico de un problema detectado en elsistema, ayudando al mecánico a efectuar reparaciones más efectivas.

El módulo de control electrónico ( E.C.M.) está formado por :

UNIDAD DE CONTROL (CPU, CENTRAL PROCESSING UNIT):

En su calidad de unidad central, la unidad de control analiza los datos proporcionados por los sensores,relativos al estado de servicio del motor. A partir de estos datos se forman los impulsos de control para lasválvulas de inyección, de forma que el caudal del combustible a inyectar es determinado por la duración de laapertura de las válvulas de inyección.


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MEMORIA DE SÓLO LECTURA (ROM, READ ONLY MEMORY):

Es una memoria permanente que es soldada físicamente a las placas del circuito, hacia adentro del E.C.M.la ROM contiene los algoritmos de control general, una vez programada no se puede cambiar. La memoriaROM es permanente y no necesita alimentación para ser retenida.

MEMORIA DE ACCESO ALEATORIO (RAM, RANDOM ACCESSMEMORY):

Esta memoria es temporal y necesita de voltaje para ser retenida caso contrario todos los códigos almace-nados y valores grabados se borrarán. En la RAM se puede leer y escribir información, esto permite retener-la para verificarla y actualizarla mientras varían las señales de los sensores. Además cuando la señal de unoo más sensores sale de los márgenes de referencia del ECM la RAM detecta la falla y la retiene como códigonumérico e informa por la luz testigo y por el terminal de diagnóstico.

MEMORIA DE SÓLO LECTURA PROGRAMABLE (PROM):

Es la parte del E.C.M que contiene las informaciones sobre calibrado del motor que es especifica al año, almodelo y a las emisiones. La PROM es una memoria permanente que se puede leer solamente a través delE.C.M.

El computador no es más que una máquina que recibe información, la que se emplea para tomar una seriede decisiones. Esta información es recibida en el computador por intermedio de pulsaciones de voltaje querepresentan combinaciones numéricas. Las combinaciones de números pueden representar una amplia gamade información; por ejemplo: sensores de tº, velocidad del vehículo, presión del múltiple de admisión, sensorde R.P.M, sensor de la posición de la mariposa de aceleración, sensor de oxígeno.

Alimentación del ECM. la unidad de control se energiza de 2 maneras :

a.- DIRECTO Y PERMANENTE: Por positivo desde la batería a través de un fusible y por negativodesde masa . Ambos acoplados al conector del ECM.

b.- POR INTERRUPTOR Y TEMPORAL:Por positivo desde el interruptor de encendido a travésde un fusible hasta el conector del ECM.

Accionamiento del ECM. El computador tiene 3 estados de accionamiento :

1.- DE INICIO: El sistema entra en funcionamiento. Pasa del reposo a la actividad. En este estadopueden ocurrir 2 situaciones:

1a.- Interruptor de encendido con contacto, sin arranque. Se energiza el sistema y se mantiene en espera:


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La bomba de bencina presuriza el canal del combustible de 3 a 5 seg. y se desactiva. Los inyectores se mantienen cerrados. El conector de diagnóstico puede mostrar el estado del sistema mediante códigos de deste- llos luminosos en la luz testigo preparando previamente el terminal de diagnóstico.

1b.- Interruptor de encendido da arranque. Se activan la bomba de bencina y los inyectores. ElECM activa el terminal de rastreo en el conector de diagnóstico para verificar el sistema porcomputador externo(Scanner).

2.- DE PARADA : El sistema se desactiva. Pasa de la actividad al reposo. Interruptor de encendido sincontacto. Se desenergiza el sistema y el control externo del ECM detiene el motor. La bomba debencina se detiene de 1 a 2 seg. después para mantener presurizado el canal del combustible. Elcontrol interno del ECM se mantiene energizado para sostener los archivos de la RAM.

3.- ACTIVO: El sistema permanece en funcionamiento por sí mismo. Cuando el interruptor de encendidoestá con contacto y el motor gira por sí mismo el ECM puede trabajar en 4 modalidades distintas:

3.1.- De lazo abierto.3.2.- De lazo cerrado o realimentado.3.3.- Autónoma.3.4.- Retenida.

3.1.- Lazo abierto. En esta modalidad el ECM no rastrea la emisión de contaminantes (sensor de oxígeno)y dosifica la mezcla en función de los sensores del motor y los archivos RAM, entregando general-mente mezcla rica. Esta modalidad se activa en 5 situaciones de trabajo del motor : Arranque, frío,revolucionado, cargado, autónomo (marcha mínima y desaceleración ocasionalmente).

3.2.- Lazo cerrado. En la modalidad realimentada el ECM dosifica la mezcla en función de los sensoresdel motor, pero corrige esta dosificación mediante la señal del sensor de oxígeno. Equivale a la mar-cha económica del automóvil y se activa sólo cuando el motor ha alcanzado, por lo menos, su tempe-ratura normal de trabajo.

3.3.- Modalidad autónoma. Se activa cuando algún sensor o el propio ECM trabajan fuera de rango. Estopuede ocurrir, según el vehículo, básicamente en 5 situaciones de fallas: CPU, TPS, MAF, MAP yCTS. La autonomía se refiere a una modalidad automática, restringida y de seguridad que permite elfuncionamiento limitado del motor. En esta modalidad el ECM desconoce la información entregadapor los sensores y acciona el motor según referencias internas archivadas en su memoria permanente.

3.4.- Modalidad retenida. Se refiere al trabajo de la RAM ya sea en lazo abierto o cerrado y permaneceactiva durante los 3 estados de accionamiento del ECM. Permite al computador tomar decisionesoperativas según los datos archivados en la RAM los que se pueden actualizar periódicamente (modoBLM), además realiza el archivo de los códigos de fallas detectados durante el funcionamiento delmotor.

Si durante el estado activo del ECM el terminal de prueba del conector de diagnóstico está conectado, la luztestigo podrá indicar modalidad de lazo abierto o cerrado o la actividad del sensor de oxígeno mediantedestellos definidos por el fabricante.


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Durante el estado activo el ECM monitorea los sensores y toma decisiones sobre 5 condiciones de trabajoprincipalmente :

1.- Tiempo de inyección.2.- Tiempo de encendido.3.- Estabilidad de marcha mínima.4.- Caudal de combustible.5.- Temperatura del motor.

La información que llega desde los sensores al computador permite que éste tome decisiones principalmen-te en cuanto al tiempo de inyección, logrando que el inyector permanezca más o menos tiempo abierto (mayoro menor amplitud de pulso sobre el inyector). Además esta información permite al computador seleccionar eltiempo exacto de la chispa del encendido, de acuerdo a la condiciones de funcionamiento del motor, porejemplo: si éste está frío, con carga o sin ella, etc.


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SISTEMA DE FLUJO DE AIRE

El sistema de flujo de aire es un conducto o canalización que tiene por función dirigir el aire hacia loscilindros. Este sistema es el encargado de filtrar el aire antes que ingrese al motor, medir la cantidad y latemperatura de éste, además de regular el flujo de aire que ingresa al motor.

Sobre el sistema de flujo de aire se encuentran instalados los principales sensores que determinan la rela-ción básica de aire-gasolina. Estos sensores son los más importantes en la calidad de la mezcla, debido a quemiden cuánto aire y en qué condiciones ingresa al motor.Sobre esta base el ECM decide cuánto combustibledebe ser inyectado. Los demás sensores (instalados sobre los otros sistemas en el motor), sólo corrigen estarelación básica.

Todo sistema de flujo de aire, generalmante está compuesto por los mismos elementos básicos:Filtro de aireCuerpo de la mariposa de aceleraciónInyectoresMúltiple de admisiónSensores y actuadores

Sin embargo, existen grandes diferencias de estructura entre los sistemas de flujo de aire monopunto ymultipunto, aun cuando la función de cada elemento sea la misma. Debido a esto se hace necesario el estudioindividual de cada sistema.

SISTEMA DE FLUJO DE AIRE MONOPUNTO

La canalización del aire en un motor monopunto tiene la misma distribución que en un motor convencional.La principal modificación se aprecia en la instalación de los múltiples de escape y admisión.

a) Filtro de Aire:

Es el encargado de fil-trar o “limpiar” el aire queingresa al motor, se ubicasobre la unidad T.B.I.


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El filtrado del aire en una unidad TBI adopta diversas formas, aunque por lo general tiene la misma formay cumple la misma función que en un motor convencional, por lo tanto la mantención y/o cambio se realizabajo las mismas condiciones de cualquier motor a gasolina. Es importante señalar que cuando éste seencuentra sucio (semiobstruido) afecta drásticamente el rendimiento y potencia del motor.

Es común encontrar en la boca de entrada de aire del recipiente del filtro, una válvula térmica que seleccio-na la temperatura del aire de entrada (frío o caliente), para evitar la aparición de hielo en la mariposa deaceleración o para facilitar la mezcla aire/combustible cuando el vehículo se encuentra en ambientes muyfríos. Esta válvula puede ser comandada por un mando termostático o por el vacío del múltiple de admisión.

b) Unidad de Inyección (T.B.I.):Esta unidad se instala sobre el múltiple de admisión y tiene el mismo aspecto de un carburador convencio-

nal, tanto en su forma como en su instalación. Está conformado por 2 conjuntos principales :

1.- El cuerpo de la mariposa de aceleración integrada por la garganta o venturi, en cuya base está la válvulao mariposa de aceleración típica y un dispositivo que controla la velocidad de ralentí.

2.- El conjunto de control de combustible formado por un regulador de presión de combustible y un inyectorcentral accionado electrónicamente, para suministrar el combustible deseado.

En este sistema la mariposa de aceleración se ubica después del inyector (debajo).

Las unidades TBI pueden ser simples (1 inyector) o dobles (2 inyectores en motores en “V”).En la unidad TBI también se encuentran las tomas de vacío que permiten la conexión de la válvula EGR,


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sensor MAP, canister, los conductos de entrada y retorno del combustible y los diferentes sensores y conectoreseléctricos.

NOTA : Si existen filtraciones de aire por algún punto bajo la mariposa de aceleración, se producen altera-ciones en el funcionamiento del motor, pues este aire no será sensado (registrado) por el E.C.M. causandoproblemas en la correcta proporción de mezcla aire-combustible (14,7:1 ). Esta unidad también perteneceal sistema de alimentación de combustible, oportunidad en que será analizada detalladamente.

c) Múltiple de Admisión :Es el encargado de dirigir la mezcla de aire y combustible hacia cada uno de los cilindros del motor, además

permite aumentar la temperatura de ésta, logrando un mejor rendimiento del motor. En los motores modernoslos múltiples de admisión yescape se encuentran sepa-rados (uno a cada lado dela culata),así cuando el mo-tor está a su temperaturanormal de trabajo, el múlti-ple de admisión mantieneuna temperatura adecuadapara evitar la aparición deburbujas de aire en el inyec-tor, debido al excesivo ca-lor que pueda aparecer antela cercanía del múltiple deescape.

ASPECTO FISICO DE UNA UNIDAD DE INYECCION T.B.I.


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d) Sensores y actuadores:En este sistema podemos encontrar los sensores TPS, MAT, MAP y el control de ralentí. Estos sensores

y actuadores serán analizados más adelante en un capítulo destinado para ello.

SISTEMA DEFLUJO DE AIREMULTIPUNTO

Un sistema multipunto viene aser la verdadera innovación téc-nica en automovilismo y su siste-ma de flujo de aire es el reflejode este cambio, donde la estruc-tura y disposición de lo distintoscomponentes resulta verdadera-mente diferente a los sistemasconvencionales.

a) Filtro de Aire:Realiza la misma función que en

el motor monopunto, sólo se vemodificada su forma y posición.

DISPOSICION TIPICA DEL SISTEMA DE FLUJO DE AIRE M.P.I.


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Los resonadores de entrada anulan el zumbido creado por el aire al entrar en el conducto.

b) Resonador:En lugar de la unidad T.B.I. en estos motores encontramos un tubo llamado cámara de aceleración o

resonador, el que en esencia es un colector sincronizado, donde el aire es puesto en vibración para impulsaruna mayor cantidad de mezcla hacia el cilindro. En un extremo encontramos instalado el filtro de aire, acontinuación los sensores MAT, MAF, BPS, entre otros y posteriormente la válvula de aceleración, enalgunos casos el tornillo de marcha mínima o en otros el control de ralentí . El otro extremo está unido almúltiple de admisión.

En este sistema la mariposa de aceleración se ubica antes de los inyectores, exactamente en la boca deentrada del resonador.

c) Múltiple de admisión:Cumple la misma función que en un motor monopunto, comúnmente tiene una mayor longitud para permitir

un mejor llenado de los cilindros en el régimen óptimo del motor y obtener una mezcla más intima entre el airey la gasolina en la zona del inyector.

d) Sensores y actuadores:Como ya se mencionó son similares en estructura y función a los sensores y actuadores del sistema

monopunto por lo que serán analizados más adelante, en un capítulo destinado para ello.

ESTRUCTURA TIPICA DE UN CONJUNTO MULTIPLE DE ADMISION DE UNSISTEMA DE FLUJO DE AIRE M.P.I.


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SISTEMA DE ALIMENTACIÓN DE COMBUSTIBLE

Este sistema tiene por función entregar la cantidad correcta de combustible al motor a través de los inyectoresinstalados sobre el múltiple de admisión.

Es importante señalar que la cantidad de combustible que necesita el motor constantemente varía, por lasdiferentes condiciones de funcionamiento del motor, lo que hace muy complejo lograr el objetivo. Para queeste sistema pueda cumplir esta importante función, es necesario que cuente con diversos componentes, losque se disponen básicamente en las siguientes unidades:

unidad del depósito de combustible.unidad de bombeo.unidad de filtrado.unidad de inyección.

Cada unidad puede estar formada por uno o más componentes, generalmente distribuidos de la siguienteforma:

Unidad del Depósito de Combustiblea) tanque de combustibleb) flotador indicador de nivel de combustible

Unidad de Bombeoa) bomba de combustibleb) pre filtroc) relé de mando

Unidad de Filtradoa) filtro de combustibleb) flexibles y conductos

Unidad de Inyeccióna) conductos de alimentación y retornob) regulador de presión de combustiblec) inyectores

La unidad de inyección marca la gran diferencia entre los sistemas de alimentación de combustible monopuntoy multipunto, tanto en el aspecto físico como en los valores de calibrado. Los componentes de las 3 primerasunidades normalmente son similares en ambos sistemas de alimentación de combustible, sólo difieren princi-palmente en la presión de trabajo.

Los sistemas de alimentación de combustible de los motores con inyección electrónica de gasolina puedenser divididos en dos grupos: los de baja presión ( 9 a 15 P.S.I.) y los de alta presión ( 35 a 60 P.S.I.)


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UNIDAD DEL DEPÓSITO DE COMBUSTIBLE

a) tanque de combustible: Los tanques de combustibles actualmente son del tipo sellado y tienen básica-mente la siguiente disposición:

Para controlar la emisión de vapores de combustible producto de las temperaturas está instalado el tubo decontrol de vapores. Para equilibrar las diferencias de presión en el aire interior existe el tubo compensador.Además de estos tubos se encuentran los convencionales de alimentación y retorno de combustible.

En estos tanques la tapa de cierre sella el depósito de combustible y mediante una válvula unidireccionalque posee, solo permite la entrada de aire para equilibrar la baja de presión interna cuando disminuye latemperatura.

b) flotador del indicador de nivel de combustible: Tiene por función indicar en forma aproximada lacantidad de combustible existente en el tanque. Trabaja en conjunto con el reóstato del medidor de nivel.

UNIDAD DE BOMBEO

Esta unidad está generalmente integrada por 3 elementos:

a) bomba de combustible : Generalmente la bomba de combustible es una pieza única como unidad debombeo y se ubica dentro del tanque. En algunos casos esta unidad de bombeo está dividida en 2 partes :bomba de prealimentación dentro del tanque y bomba principal fuera de él. En otros casos ésta mismadivisión está montada como conjunto único dentro del Tanque.

ORGANIZACION GENERAL DEL TANQUE DE COMBUSTIBLEDE UN SISTEMA DE INYECCION DE GASOLINA


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La bomba de combustible tiene internamente 2 válvulas: una de sobrepresión y una de retención. La válvulade sobrepresión protege el conjunto de bombeo produciendo el retorno de combustible, en el caso de taparseel filtro de bencina o existir alguna obstrucción en el sistema que haga aumentar peligrosamente la presión delcombustible, la válvula de retención tiene por misión mantener presurizado el sistema.

Es importante señalar quereferirse a bombas de bajay alta presión no es muyexacto pues no crean real-mente presión. Sólo sumi-nistra un volumen de com-bustible. Es el regulador depresión el que restringe elvolumen del combustiblepara regresarlo al tanque ypor consiguiente crear lapresión.

El caudal de combustible enviado por la bomba es de 80 a 100 L/H. Este caudal puede variar de un motora otro. Esto es mucho más de, lo que el motor requiere para su normal funcionamiento.

Otro detalle importante de mencionar es que el combustible pasa a través de la bomba bañando completa-mente sus partes internas, actuando como refrigerante y lubricante para ésta.

b) prefiltro: Consiste en una fina malla instalada en el conducto de entrada de la bomba y ubicada cercadel fondo del tanque para permitir una continua entrada de combustible en los distintos niveles de llenado.Tiene por función evitar que llegue hasta la bomba, el lodo que se deposita por decantación en el fondo deltanque.

ESQUEMA INTERNO DE UNA BOMBA DE COMBUSTIBLE TIPICA


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c) relé de mando: El motor eléctrico de la bomba de combustible tiene valores nominales de trabajo de 12volts y de 5 a 8 amp. aproximadamente, recibe energía desde la batería para su funcionamiento y es coman-dada por el E.C.M. Para evitar sobrecargar el E.C.M. y disponer de acceso directo a la bomba durante eldiagnóstico o la mantención se instala entre ambos componentes un relé de mando que tiene normalmente ladisposición clásica de 4 terminales y que se conecta básicamente de la siguiente manera :

UNIDAD DE FILTRADO

a) filtro de combustible: Está instalado en la cañería de combustible, entre el tanque y la unidad deinyección con el objeto de retener las impurezas contenidas en el combustible, para evitar la obturación en elflujo de combustible que se dirige a los inyectores.

Es importante destacar que enel recambio del filtro se debeconsiderar la dirección del flujodel combustible, el cual está in-dicado por la dirección de la fle-cha, la que debe apuntar haciala unidad de inyección. Una ca-racterística propia de los filtrosempleados en sistemas de in-yección es su cubierta, la quees metálica.

DIAGRAMA BASICO DE CONEXION DEL RELE DE MANDO

ESTRUCTURA DE UN FILTRO DE COMBUSTIBLEDE UN SISTEMA DE INYECCION DE GASOLINA


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b) flexibles y conductos: Tienen por finalidad canalizar el combustible desde el tanque hasta la unidad deinyección. El conjunto consiste en una tubería formada por secciones de tubo metálico rígido y manguera decaucho reforzada con capas de tela sintética para soportar las altas presiones del combustible. La flexibilidadde las mangueras es necesaria para absorber las vibraciones que existen entre chasis y motor entre otros.Completan el conjunto la canalización de retorno que devuelve al tanque el combustible excedente en launidad de inyección.

UNIDAD DE INYECCIÓN

Unidad T.B.I.

Está ubicada en el centro del múltiple deadmisión. Básicamente la unidad TBI sustitu-ye al carburador convencional, encontrándoseen ella el único inyector, el regulador de pre-sión de combustible y la mariposa de acelera-ción.

El inyector está montado enla posición que ocuparía elsurtidor principal en un car-burador, es decir, en el centrode la garganta y a la altura delestrechamiento (venturi) demanera que inyecta el com-bustible en la corriente de aireque pasa a su alrededor endirección a los cilindros. Elcaudal de la mezcla formadaaquí es regulada por la mari-posa de aceleración, la que esgobernada por el acelerador.

UNIDAD DE INYECCION T.B.I.


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El combustible es enviado por la bomba, llega hasta la unidad TBI donde se encuentra el inyector por unlado y en paralelo el regulador de presión cuya membrana queda sometida a la presión de envío del combus-tible , de manera que cuando se supera el valor de presión del resorte y la membrana del regulador, éstepermite el retorno del combustible sobrante hacia el depósito, efectuando así la regulación de presión.

El inyector de este sistema está constantemente alimentado con combustible “fresco” que circula por suinterior desde el conducto de entrada.

El caudal de aire es medido por el ángulo de apertura de la mariposa de aceleración, lo cual es detectadopor un potenciómetro acoplado al eje de la misma ( sensor TPS ). De esta manera el caudal de aire admitidoes definido por la posición de la mariposa y el régimen del motor y la información es enviada al ECM porintermedio del sensor.

En esta unidad también se encuentra un actuador que tiene por misión controlar y mantener la velocidad degiro del motor en ralentí. Este actuador trabaja sobre un pasaje de aire (válvula IAC) diseñado para esteefecto en la unidad TBI, aunque a veces actúa directamente sobre la mariposa de aceleración (posicionadorde la mariposa). El objetivo es mantener estable la velocidad de giro del motor en ralentí. Esta válvula recibeuna señal desde el ECM, la señal varía de acuerdo a condiciones de temperatura de funcionamiento del motoro cuando se producen variaciones del régimen de giro.


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a) regulador de presión de combustible: Como ya se explicó anteriormente la bomba de bencina noenvía presión de combustible, sino más bien volumen, es el regulador de presión de combustible el que pre-senta la restricción para la circulación de bencina y por lo tanto crea la presión.

Generalmente la inyección T.B.I., es un sistema de baja presión, sin embargo hay algunos automóviles queusan T.B.I., a alta presión.

La presión de combustible adecuada es crítica para mantener la correcta relación aire-combustible. Si lapresión del combustible es incorrecta, entonces los controles y sensores electrónicos encontrarán difícil oimposible medir la cantidad correcta de combustible para proporcionar la mezcla adecuada.

Un regulador de presión en un sistema monopunto generalmente tiene como misión mantener constante lapresión del combustible, por lo tanto se le conoce como regulador de presión constante.

Un regulador de presión constante está formado básicamente por 2 cámaras divididas por una membrana.En la cámara superior encontramos una membrana que es presionada por un resorte, la tensión de esteresorte junto a la membrana será la que determine la presión del combustible. En la cámara inferior encon-tramos un conducto de entrada de combustible , éste ingresará a la cámara acumulándose y elevando lapresión , cuando ésta logre vencer la tensión del resorte la membrana se levantará abriendo una válvula y unconducto por donde la gasolina retornará al depósito.

b) inyector: En los motores monopunto el inyector está ubicado en la unidad TBI, en el centro de lagarganta y a la altura del estrechamiento llamado venturi, posición similar al surtidor principal en un carbura-dor.

El inyector es del tipo electromagnético y su apertura es gobernada por el ECM, el que al recibir señalesdesde los distintos sensores determina el tiempo y la duración de su apertura, tiempos que son inferiores a 1milisegundo.

El inyector está sometido a una presión de combustible constante , función que cumple tanto la bomba comoel regulador de presión.


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En motores con unidad TBI se utilizan normalmente inyectores de baja presión de combustible ( 9 a 15psi.). Sólo 1 de estos inyectores se utiliza para abastecer de combustible a todo un motor de cilindros dispues-tos en línea y se utilizan 2 en los motores V-6 y V-8 equipados con sistema TBI.

En estos motores el inyector se abre cada vez que existe un pulso del encendido primario. Esto significa queen un inyector TBI éste se abre cada vez que se enciende una bujía. En modelos con 2 inyectores, éstos sealternan de modo que cada uno se abre cada vez que se enciende una bujía.

Unidad M.P.I.

En los motores multipunto la unidad de inyección está formada por 3 elementos típicos :

Tubo distribuidorRegulador de presión variableInyectores (1 por cada cilindro del motor).

Además de la diferencia de estructura física, la inyección multipunto es un sistema que trabaja con unapresión de combustible de 35 a 60 p.s.i. aproximadamente, siendo considerado, por lo tanto,como un sistemade alta presión.

El tubo distribuidor es un conducto con tantas derivaciones como inyectores tenga el motor y su finalidades la de proporcionar combustible a cada uno de los inyectores con la presión adecuada.

En uno de los extremos del tubo distribuidor se encuentra instalado el regulador de presión de combustibleque en este caso es del tipo de presión variable. En estos reguladores la presión del combustible tiene unvalor mientras el motor funciona en baja velocidad y sin carga y un valor mayor cuando el motor funciona aalta velocidad con o sin carga.

DISPOSICION TIPICA DE UNA UNIDAD DE INYECCION MPI (MOTOR DE 4 CILINDROS)


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La estructura general del regulador de presión variable es similar a la de un regulador de presión constante,con la única diferencia de que la cámara superior, donde se encuentra el resorte que determina la presión detrabajo, se conecta por medio de una toma al vacío del múltiple de admisión.

Los inyectores del sistema MPI son similares a los del TBI en cuanto a principio de funcionamiento, solodifieren en el aspecto físico (son más pequeños) y en la presión con que trabajan, que además de ser mayores variable.

Los inyectores se agrupan dentro de los actuadores, por lo que serán estudiados detalladamente en uncapítulo posterior.

REGULADOR DE PRESION VARIABLE MPI


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SISTEMA DE ENCENDIDO

Los sistemas de inyección de gasolina aseguran la preparación óptima de la mezcla aire/combustible, noobstante, esto es sólo la preparación para el proceso de combustión. Para mejorar el proceso completo esnecesario también adaptar óptimamente el momento de encendido a las condiciones de servicio. Como elcontrol de la inyección de gasolina exige registrar una serie de datos de servicio para que los procese launidad de control, resulta evidente la conveniencia de incorporar el encendido dentro del sistema de control.

En algunos casos, en el sistema de encendido electrónico se ha eliminado el amplificador o es incorporadodentro del computador. Este sistema determina el punto de encendido óptimo del motor, utilizando componen-tes electrónicos que sustituyen los utilizados comúnmente en el distribuidor de encendido. Este sistema notiene avances mecánicos (centrífugo o vacío), considerándose un sistema electrónico.

El número de revoluciones del cigueñal se mide directamente por medio de sensores, que trabajan a travésde las variaciones del volante del motor o de la polea del mismo. En algunos casos se encuentran uno o dossensores; si es uno él se encarga de medir tanto las R.P.M. como también la posición de los P.M.S. (Posicióndel cigüeñal : TDC o CKP). Si fuesen dos, uno de ellos mide las R.P.M. mientras el otro mide las posicionesde P.M.S. En este sistema el distribuidor cumple únicamente la función de distribuir la alta tensión.

Los encendidos convencionales (y en parte los transistorizados), tienen un margen de trabajo muy estrecho,lo que acarrea una serie de inconvenientes debido a las grandes variaciones de trabajo del motor. Esta

DISPOSICION TIPICA DE UN ENCENDIDO ELECTRONICO


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condición genera graves deficiencias en el desempeño de la máquina lo que se traduce en pérdida de poten-cia, mayor consumo de combustible, recalentamiento, desgaste prematuro del motor, mayor emisión de con-taminantes, entre otras.

Las principales limitaciones, que restringen el margen de trabajo de los encendidos convencionales, son detipo mecánico y se encuentran principalmente en los platinos y los mecanismos de avance al encendido,siendo también limitaciones, aunque de menor importancia, las que imponen la tapa y el rotor del distribuidor.Las limitaciones de estos componentes se reflejan en las sgtes. condiciones de trabajo :

a. Platinos Cierre defectuoso Tiempo de carga variable Energía de encendido baja Desajuste permanente

b. Mecanismos de avance Avance restringido Desgaste y desajuste

c. Tapa y rotor Mayor tensión de encendido Menor tensión de quemado disponible

La evolución de los sistemas de encendido sólo superó sus limitaciones mecánicas con la incorporación dela electrónica. Por esto los encendidos actuales son del tipo totalmente electrónicos.

Para llegar a la óptima condición actual los encendidos debieron superar sus defectos gradualmente ydesde el encendido convencional, totalmente mecánico, se crearon variados sistemas de encendido, los quese pueden resumir de la sgte. manera:

Encendido convencional: por platinos con ayuda transistorizada

Encendido transistorizado: discreto integrado

Encendido electrónico: con distribuidor sin distribuidor

De esta clasificación, los motores con inyección electrónica de gasolina, utilizan solamente los encendidostransistorizado y electrónico.

El encendido transistorizado se utilizó en los motores con inyección de gasolina antiguos (años 70-80) y secaracteriza porque realiza el avance al encendido por medios mecánicos similares a los del encendido con-vencional, en cambio el encendido electrónico no tiene instalados estos mecanismos ya que el avance serealiza por medios electrónicos en el E.C.M.


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ENCENDIDO TRANSISTORIZADO

Este sistema de encendido se caracteriza por no tener platinos como elemento de control de chispa, perotiene incluidos los mismos mecanismos de avance centrífugo y de vacío en el distribuidor.

La ventaja de este sistema respecto al que tiene platinos es que mejora las imperfecciones de éste: Rebotede platinos, diferencia de la chispa a altas RPM, baja potencia de la chispa, desajuste permanente.

La mayoría de las veces los elementos de control de chispa (es decir, los componentes que reemplazan a losplatinos), son dispositivos electromagnéticos de estructura muy variada, que son asistidos en su trabajo porcircuitos electrónicos. No obstante, un sistema de encendido transistorizado, básicamente tiene la sgte. dis-posición:

DESPIECE DE DISTRIBUIDORES DE ENCENDIDOS TRANSISTORIZADOS TIPICOS


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Excluyendo los mecanismos de avance y el rotor y tapa del distribuidor, el control de la chispa de encendidose puede dividir en 2 partes :

1.- Generador de pulsos (Señal de Encendido)2.- Control de pulsos (Circuito Electrónico de Comando)

Los encendidos transistorizados pueden ser discretos o integrados. Se dice que un encendido es discretocuando el generador de pulsos se construye separado del circuito electrónico de comando (Módulo de encen-dido) y se llama integrado cuando generador y control de pulsos forman una sola pieza. Comúnmente lasdisposiciones discreta e integrada tienen variados ordenamientos, cuyas variaciones afectan principalmenteal circuito electrónico de comando.

DIAGRAMA GENERAL DE CONEXIONES DE UN ENCENDIDO TRANSISTORIZADO


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1.- Generador de pulsos

El generador de pulsos es un dispositivo eléctrico o electrónico que produce un voltaje con forma de pulsa-ción, cada vez que un pistón se encuentra al final de la carrera de compresión. Este dispositivo, como todogenerador, está formado por 2 partes : Un inductor y un inducido; Los que pueden funcionar según distintosefectos físicos.

En todo sistema de encendido transistorizado el generador de pulsos está instalado al interior del distribui-dor. El inducido siempre se ubica sobre la placa que, en los encendidos convencionales, era llamada porta-platinos (por lo tanto, recibe movimiento angular desde el mecanismo de avance por vacío) y el inductor sefija al eje del distribuidor (tomando desplazamiento angular desde el avance centrífugo).

De acuerdo al tipo de generador de pulsos instalado, el encendido transistorizado recibe distintos nombresy en todos los casos el efecto físico o eléctrico, empleado en reemplazo de los platinos, determina las diferen-cias básicas de implementación y medición del circuito. Estos efectos en general son de 3 tipos :

a. Efecto inductivo b. Efecto Hall c. Efecto óptico

a.- Generador de pulsos por efecto inductivo

Este generador de pulsos es el control de chispa más empleado (90% aproximadamente), en los encendidostransistorizados.

En este sistema de encendido se reemplazan los platinos por una bobina generadora de pulsos (Bobinacaptadora), la que al ser activada por una rueda dentada, llamada reluctor o armadura, genera una señal devoltaje pulsante que es enviada al módulo de encendido. La placa rotora o reluctor y la bobina generadoratienen diversas formas, aunque el principio de funcionamiento es el mismo.

DISTINTOS TIPOS DE GENERADORES DE PULSOS INDUCTIVOS


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En esencia el generador de pulsos inductivo funciona de igual manera que un generador eléctrico (dínamoo alternador), es decir, cuando un conductor eléctrico se enfrenta a un campo magnético variable, segúndistintas condiciones, en dicho conductor se genera un voltaje de determinadas características. En el genera-dor de pulsos inductivo el conductor es la bobina captadora (que está instalada sobre la placa porta-platinos),en cuyo centro se encuentra un núcleo ferromagnético imantado o magnetizado; Este núcleo enfrenta a losdientes del reluctor (que está fijado al eje del distribuidor) y cada vez que uno de estos dientes pasa frente alnúcleo de la bobina el campo magnético de éste variará generando un voltaje alterno. Este voltaje puede estarcomprendido entre 0,5V y 1,5V.

La mayoría de las veces el encendido por efecto inductivo es del tipo discreto, lo que permite realizarpruebas y diagnóstico al circuito con relativa facilidad ya que el generador de pulsos se puede medir como unsimple circuito eléctrico, en condiciones estáticas o dinámicas.

b.- Generador de pulsos por efecto Hall

El efecto Hall se manifiesta en todo conductor que, recorrido por una corriente eléctrica, es atravesadoperpendicularmente por un campo magnético. En estas condiciones aparece un voltaje transversal al sentidode la corriente y del campo magnético, denominado tensión Hall, que es empleado como pulso de referenciapara el control de la chispa del encendido. Este efecto se hace más notable cuando el material recorrido porla corriente eléctrica es un semiconductor.

En este generador se debe disponer de energía eléctrica para crear la corriente que será atravesada por elcampo magnético. Además la señal producida es muy débil para realizar un control directo, por lo que sehace obligado integrar al generador Hall un pequeño circuito electrónico que refuerza y conforma la señalgenerada antes de salir del distribuidor. Por esto el generador de pulsos por efecto Hall debe ser tratadocomo un circuito electrónico y en su revisión no solamente se verificará el pulso generado, sino también latensión de polarización. Generalmente los cables asociados a este generador son 3 : Polarización, pulso ymasa.

ESTRUCTURA TIPICA DE UN GENERADORDE PULSOS HALL


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c.- Generador de pulsos por efecto óptico

En este encendido se emplea la variación de corriente que se produce en un componente semiconductorcuando es iluminado por una fuente de luz infrarroja, para generar la señal de comando de la bobina deencendido.

Además de producir una señal muy débil ( al igual que el efecto Hall ), en este generador se debe crear unafuente luminosa, por lo que también este dispositivo tiene siempre incluido un circuito electrónico integrado algenerador. Debido a esto la verificación al interior del distribuidor es similar a la del generador por efectoHall.

2.- Control de pulsos

El control de pulsos es un circuito electrónico de comando, comúnmente llamado módulo de encendido,que activa la bobina de encendido partiendo del voltaje pulsante que recibe del generador de pulsos. Enesencia el módulo de encendido recibe la señal del generador de pulsos, la refuerza, la conforma y la potenciapara controlar la generación de alto voltaje de la bobina de encendido.

En la práctica se pueden encontrar 2 tipos de módulos : Los compactos y los seccionados. En los móduloscompactos habitualmente se tiene un encendido transistorizado discreto con generador de pulsos inductivo(disposición clásica de 5 terminales). En este caso el módulo está formado por 3 circuitos internos : Elreforzador (pre-amplificador), el conformador (corrector de pulso) y el de potencia (etapa de salida o “tran-sistor de potencia”). Ocasionalmente este encendido puede ser del tipo integrado.

Los módulos seccionados normalmente trabajan con generadores de pulsos por efectos Hall y óptico, por loque los circuitos reforzador y conformador del módulo de encendido están integrados al generador de pulsos(en el distribuidor) y el transistor de potencia es externo.

En general los módulos de encendido son muy semejantes, sólo difieren en la forma de procesar el pulso de

ORGANIZACION TIPICA DE UN GENERADOR DE PULSOS POR EFECTO OPTICO


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acuerdo al tipo de generador y a la implementación de sus circuitos. Comúnmente tienen como mínimo 5cables de conexión, de los cuales 2 son de alimentación, 2 son para recibir la señal del generador de pulsos y1 es para conmutar o accionar el primario de la bobina de encendido. No obstante, hay módulos de encendidoque pueden tener más o menos cables de conexión.

Para comprender la función de cada cable se debe tener claro qué funciones anexas controla el módulo,aunque esta situación más bien se manifiesta en los encendidos electrónicos, las causas que generalmentemodifican el número de cables del módulo son :

Implementación del generador de pulsos Conexión del negativo Alimentación en la partida

La verificación de un sistema de encendido se puede realizar considerando primeramente el tipo de gene-rador de pulsos y módulo de encendido que integran el circuito. La secuencia común en el procedimiento de


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verificación, cuando no hay chispa, se puede resumir en el siguiente esquema :

REVISAR:SI

Chispa en OKlas bujías

NO

Chispa en la SIBobina de Verificar : Tapa, Rotor,Encendido Cables de Bujías.

NO

Pulso Primario SI Cambiar la Bobina dede la Bobina de Encendido.

Encendido

NO

Alimentación delPrimario de la NO Revisar conexión del Encendido

Bobina de desde la Chapa de Contacto.Encendido

SI

Señal del NO Cambiar GeneradorGenerador de Pulsos.de Pulsos

SI

Señales NO Cambiar Módulo dedel Módulo de Encendido.

Encendido

SI

OK

Comúnmente la verificación se puede hacer sobre la base de 2 disposiciones típicas de circuitos de encen-dido: Los circuitos discretos (Módulos compactos) y los integrados (Módulos seccionados). Encendido

Fin de laOperación.


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ENCENDIDO ELECTRÓNICO

Este sistema se caracteriza por superar todas las limitaciones del encendido convencional y transistorizadoen lo que se refiere al desempeño de los platinos, el avance al encendido y el par tapa-rotor del distribuidor.

PUNTOS DE PRUEBA COMUNES DE UN CIRCUITO DE ENCENDIDO INTEGRADO

PUNTOS DE PRUEBA COMUNES DE UN CIRCUITO DE ENCENDIDO DISCRETO


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Para corregir estas limitaciones el encendido es controlado electrónicamente en forma integral mediante elECM.

En estos sistemas ya no se utiliza la señal de un generador de pulsos para controlar la chispa en la bujía ydetectar el PMS sino que encontramos sensores: Un sensor de PMS y un sensor de RPM para realizar lasfunciones del antiguo generador de pulsos y además determinar el inicio de la inyección. En algunos casossólo se instala el sensor de PMS o posición del cigüeñal (CKP), que le permite al ECM determinar el encen-dido y la inyección por cálculos asociados a la información de los demás sensores. Estos sensores le permitenal E.C.M. controlar en forma mas exacta la chispa y la inyección debido a que la información de estos es masprecisa en cuanto a la posición del cigüeñal y el régimen de trabajo del motor.

El ángulo dwell y el avance de la chispa ahora son controlados íntegramente por el E.C.M. en formaindependiente cada uno de ellos, lográndose que sea el adecuado aún a distintos regímenes de trabajo delmotor. Importante es considerar que el avance de la chispa no siempre es proporcional a las R.P.M. delmotor, sino que también depende de la carga, la temperatura, etc.

Encendido Electrónico con Distribuidor

La diferencia está en que el distribuidor no posee los de avances convencionales (centrífugo y vacío), puesson controlados por el E.C.M. Además en algunos casos el módulo de encendido también es incorporadodentro del E.C.M. En este sistema el distribuidor cumple la función únicamente de distribuir la alta tensión(tapa de distribuidor, rotor).

Encendido Electrónico sin Distribuidor (Sistema DIS)

En este sistema el distribuidor es sustituido por bobinas de doble chispa. Estas bobinas son comandadas demanera alternada. En el momento de la ignición una bobina genera dos chispas de encendido a la vez y en el


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momento siguiente trabaja otra bobina generando otras dos chispas (esta situación es la de un motor de 4cilindros).

Las dos chispas generadas por cada bobina deben ser distribuidas a través de los cables de alta tensión deforma que una de ellas llegue a una bujía cuyo cilindro esté al final de escape y la otra a un cilindro al final decompresión (pares de pistón).

Las bujías de encendido en las cuales se generan las chispas están conectados en serie con la bobina deencendido, de tal forma que en cada salida de alta tensión de la bobina hay una bujía. Este sistema esempleado únicamente en motores con número par de cilindros.

Este sistema de encendido tiene ligeramente modificado el control de los sensores, ya que en algunos casosse emplean 2 sensores para control de chispa e inyección y en la mayoría de los sistemas modernos seemplean 3 sensores: CKP, RPM y ángulo del eje de levas.

El encendido DIS se creo para superar las limitaciones que existen en la separación que hay entre el rotory la tapa del distribuidor, lo que provoca una caída de voltaje que resta energía a la chispa de la bujía.

DISPOSICION BASICA DE UN ENCENDIDO ELECTRONICO DIS


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SENSORES

En un sistema de inyección electrónica de combustible se puede mezclar la cantidad exacta de aire ygasolina, verificando previamente el estado de funcionamiento del motor mediante sensores, los que tienenpor finalidad informar al ECM las variaciones de trabajo para que realice las correcciones en los distintosactuadores.

Cada sensor tiene por función transformar una magnitud física en un valor eléctrico determinado.

Las magnitudes físicas que transforman los sensores son:

Temperatura Velocidad Presión Posición Caudal o Flujo Vibración Aceleración

Los sensores son dispositivos eléctricos o electrónicos que cuando son accionados por una magnitud físicaproducen una variación o generación de voltaje.

El voltaje asociado al trabajo de un sensor es llamado señal eléctrica o simplemente señal del sensor.

Las señales que se pueden medir en los sensores pueden ser básicamente las siguientes :

Voltaje mínimo Voltaje máximo Voltaje de variación continua Voltaje de variación alterna Voltaje pulsatorio

Los dispositivos eléctricos o electrónicos que se emplean como sensores en general son los siguientes :

Variadores de señal Generadores de señal

Interruptores Inductivos Potenciómetros Ópticos Resistencias variables Magnéticos

Piezoeléctricos Termo-Químicos

En un motor de combustión interna controlado electrónicamente, los sensores son instalados sobre 3 estruc-turas principalmente :

La del sistema de flujo de aire La del motor La del canal de escape o contaminantes


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Sensores del Sistema de Flujo de Aire

En este sistema los sensores miden :

Caudal o flujo de aire (MAF) Presión en el múltiple de admisión (MAP) Posición de la mariposa de aceleración (TPS) Temperatura del aire (MAT) Presión barométrica (BPS)

Sensores del Motor

Estos sensores verifican :

El PMS (TDC) Las R.P.M. (ESS) La temperatura del motor (CTS) La detonación o avance excesivo del encendido (KNOCK) La velocidad del vehículo (VSS) Las marchas o cambios en T/A (P/N)

Sensores del canal de escape o contaminantes

Sensor de oxígeno

SENSORES DEL SISTEMA DE FLUJO DE AIRE

SENSOR DE CAUDAL O FLUJO DE AIRE (MAF):

Este sensor mide la cantidad de aire que ingresan al motor. Es un sensor que utilizan preferentemente losmotores con inyección múltiple.

Generalmente se encuentra ubicado a la entrada del canal de admisión, después del filtro de aire.

Los MAF más utilizados son 4 :

Aleta-sonda Hilo caliente Lámina caliente Vórtex karman


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MAF DE ALETA-SONDA:

Los elementos que componen este tipo de sensores son el plato de medición, el resorte y un potenciómetro,una cámara de amortiguación, un plato de compensación y un tope de carga plena. Además incluye un tornillode ajuste de mezcla de ralentí.

Este sensor entrega una señal de voltaje de variación contínua.

1.- Sensor de Temperatura del aire2.- Plato de medición3.- Tornillo de ajuste de mezcla

de ralentí4.- Plato de compensación5.- Cámara de amortiguación6.- Potenciómetro


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MAF DE HILO CALIENTE:

Este sensor está formado por un anillo en el que se monta un hilo de platino muy delgado a través del cualpasa el aire aspirado. Junto a estos elementos se encuentran resistencias de compensación térmica y uncircuito electrónico de control, formando todo un solo conjunto.

La señal que produce este sensor es de voltaje de variación contínua.

MEDIDOR DE MASA DE AIRE POR HILO CALIENTE

1.- Placa de circuito impreso2.- circuito híbrido. Este contiene además de las resistencias del circuito puente, el circuito de regulación destinado a mantener constante la temperatura y el circuito de autolimpieza3.- Tubo interior4.- Resistencia de medición de precisión5.- Elemento de hilo caliente6.- Resistencia de compensación térmica7.- Parrilla de protección8.- Cuerpo


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MAF DE LÁMINA CALIENTE

En este sensor se emplea una lámina calentada por un hilo que la rodea. Consta de elementos similares alMAF de hilo caliente, pero en este caso el circuito electrónico de control genera una señal de voltaje pulsatorioy de frecuencia variable.

MAF DE VÓRTEX KARMAN:

Para medir el caudal en este sensor es necesario crear un torbellino en la corriente del aire de admisión.Por esto se instala una columna en la garganta de admisión donde se ubica el MAF y un tranceptor infrarrojoque calcula la cantidad de aire admitido en función del torbellino creado tras la columna. El circuito electró-nico asociado al tranceptor infrarrojo genera un voltaje de frecuencia variable.

SENSOR DE PRESIÓN ABSOLUTA DEL MÚLTIPLE (MAP):

El MAP se emplea para captar la presión del múltiple de admisión por medio de un circuito integradoconectado a una placa semiconductora instalada dentro de una pequeña cámara de vacío. Esta cámara tieneun valor de vacío predeterminado que al compararse con el vacío del múltiple (presión del múltiple) permiteal sensor determinar la cantidad de aire ingresado.


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El circuito integrado en algunos motores entrega una señal de voltaje de variación continua y en otros unvoltaje pulsatorio de frecuencia variable.

En todo motor que no posea sensor MAF siempre existe un sensor MAP en su reemplazo.

Según lo anterior el MAP es un traductor de presión que mide las variaciones de presión del múltiple deadmisión. La presión varía según la carga del motor y las alteraciones de velocidad, y el sensor MAP con-vierte estas informaciones en salida de voltaje.

La presión absoluta en el múltiple (MAP) es lo opuesto, a lo que puede ser medido con el vacuómetro.Cuando la presión del múltiple es alta, el vacío es bajo (acelerador totalmente abierto) y cuando la presión delmúltiple es baja, el vacío es alto (acelerador cerrado). El MAP también es usado para medir la presiónbarométrica lo que permite al E.C.M ajustarse automáticamente a las diferentes alturas.


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SENSOR DE POSICIÓN DE LA MARIPOSA DE ACELERACIÓN ( TPS ):

Este sensor es un potenciómetro que se conecta al eje de la mariposa, posee tres alambres, generalmenteuno de ellos tiene la referencia de 5 volt enviado por el E.C.M. El otro se conecta a masa y el tercero queactúa como sensor se conecta a un contacto movible del T.P.S. que permite variar el voltaje aplicado deacuerdo a la posición de la mariposa de aceleración.

Este sensor proporciona una de las señales más importantes, para el control de combustible. El potenciómetroen el interior de la TPS varia su resistencia en proporción al movimiento del acelerador. Esta informacióncambia la señal de voltaje de 0,5 V. aumentando a medida que se abre el acelerador hasta que en aperturatotal alcanza un voltaje aproximado de 5v.

Esta señal de voltaje de salida, le permite al E.C.M. conocer la posición de la mariposa, para generar elpulso que controla la inyección.


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SENSOR DE TEMPERATURA DE AIRE (MAT):

Tiene por función medir la Tº del aire que ingresa al motor, con el objeto de determinar con mayor precisiónel tiempo de la inyección de combustible.

Este sensor se instala en el filtro de aire, es del tipo termistor y varía su resistencia de acuerdo a lasvariaciones de temperatura, a menor tº mayor resistencia y a mayor tº menor resistencia, por esto es unaresistencia variable que de acuerdo a las temperaturas de entrada del aire produce una señal de voltaje devariación contínua.

Recibe una señal de voltaje del E.C.M. y mide los cambios en este voltaje para determinar la tº del aire queentra al motor, por medición de este voltaje el E.C.M. conoce la tº del aire de la admisión.

Este sensor es usado por el E.C.M. para ajustar la entrega de combustble y la sincronización del encendido.

Se utiliza comúnmente en los motores con inyección multipunto, generalmente esta unido al sensor MAF.

SENSOR DE PRESIÓN BAROMÉTRICA (BPS):

Verifica la presión atmosférica a diferentes altitudes sobre el nivel del mar. Está formado por resistenciassemiconductoras que varían su valor cuando las afectan diferentes presiones. Estas variaciones ingresan aun circuito electrónico, que forma parte del sensor y entrega un voltaje de variación continua.

Generalmente este sensor es reemplazado por el sensor MAP ya que su trabajo y su estructura son simila-res. La principal diferencia entre BPS y MAP es la ubicación que tienen con respecto al TPS en el canal de


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admisión: El BPS se ubica antes del TPS junto al MAF y el MAP está después o bajo el TPS en el múltiplede admisión.

SENSORES DEL MOTOR

SENSORES DE PMS Y RPM ( TDC Y ESS ) :

Es un detector de señal básica para todo el sistema. Comprueba la velocidad del motor y la posición de lospistones ( PMS ), y envía señales al ECM.

El sensor de PMS también es conocido como sensor de posición o de ángulo del cigueñal.

Estos sensores se pueden encontrar tanto en el distribuidor, tapa de distribución, volante de inercia o poleadel cigueñal.

Aunque son 2 sensores que cumplen distintas funciones, están estrechamente relacionados encontrándosemuchas veces instalados dentro de la misma unidad. En otros casos se emplea sólo un sensor ( el de PMS )para desarrollar las 2 funciones.

Las señales de PMS y RPM son muy importantes para la inyección del combustible y el tiempo de encen-dido.

La señal de PMS informa al ECM el ángulo estándar del cigueñal, el que se utiliza para determinar ladistribución del encendido y la distribución de la inyección en relación al PMS de cada cilindro. La señal deRPM la emplea el ECM para detectar la velocidad del motor.


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Cuando estos sensores son instalados en el volante de inercia son llamados generalmente transmisores derégimen y de referencia ángular. En este caso se tiene 2 transmisores inductivos : Uno de régimen ( marchadel motor ) y otro de referencia ángular del cigueñal ( ángulo de posición del cigueñal ).

Los transmisores (sensores ) están formados por las siguientes partes:

1.- Imán permanente2.- Cuerpo3.- Bloque del motor4.- núcleo de hierro5.- Devanado6.- Corona dentada7.- Marca de referencia


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SENSOR DE Tº DEL MOTOR (C.T.S):

Este sensor mide la tº del motor. Está instalado directamente en el sistema de refrigeración del motor encontacto directo con el agua, es del tipo termistor, el cual varía su valor ohmico de acuerdo a la tº del liquidorefrigerante. La baja tº del liquido de refrigeración produce alta resistencia, mientras que la alta tº causa unabaja resistencia.

Este sensor funciona en base a una señal (de voltaje que le envía la E.C.M.) Esta señal pasa a través dela resistencia del C.T.S. y dependiendo de la tº del refrigerante el voltaje varía.

Cuando el sensor esta frío con alta resistencia interna, el E.C.M. monitorea una señal de voltaje alto, lo queinterpreta como un motor frío, cuando el liquido refrigerante alcanza una tº más elevada, el sensor se calienta,la resistencia interna disminuye, la señal de voltaje disminuirá y el E.C.M. interpretará el bajo voltaje como unmotor caliente.

SENSOR DE GOLPETEO O DETONACIÓN (SENSOR KNOCK):

Está montado en el bloque de cilindros y detecta los golpeteos de este. Cuando hay golpeteo (detonacio-nes), el sensor envía una señal (voltaje), a la E.C.M. y ésta retarda el tiempo de chispa para evitar los


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golpeteos. Cuando estos cesan es avanzado el tiempo a un periodo predeterminado, según lo determine laE.C.M.

Existen dos tipos de sensores KNOCK, uno genera o produce una tensión alta sobre un estrecho margende frecuencias de vibración, mientras que el otro tipo genera o produce una tensión alta sobre un ampliomargen de frecuencias de vibración.

SENSOR (INTERRUPTOR) DE POSICIÓN DE PALANCA DE CAMBIOS:

El interruptor P/N ( P=Park=Estacionamiento, N=Neutral=Neutro ), indica al ECM cuando la trasmisiónestá en posición P ó N. Esta información es usada para la puesta en marcha del motor ( elemento de seguri-dad ), operación del embrague del convertidor de torque y la válvula IAC.


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Importante :

El vehículo no debe ser conducido con el interruptor P/N desconectado, se verá afectado el ralentí eindicará un falso código.

El motor sólo debe arrancar si la palanca de cambios está en la posición P ó N, si parte en cualquier otraposición, es necesario ajustar el interruptor.

SENSOR DE VELOCIDAD DEL VEHICULO (V.S.S.):

La señal del V.S.S. le permite a la computadora informar qué tan rápido se mueve el vehículo. Le indicaademás si se está moviendo hacia adelante o en reversa.

Este sensor puede ser de distintos tipos siendo el más común el de efecto inductivo que está instaladogeneralmente en el eje secundario de la caja de cambios, generando un voltaje de corriente alterna. Tambiénpuede ser un interruptor de láminas o un sensor por efecto óptico que está instalado en el velocímetro ytransforma la velocidad del vehículo en una señal de pulso.


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SENSORES DEL CANAL DE ESCAPE O CONTAMINANTES:

SENSOR DE OXÍGENO (O2):

Este sensor está instalado en el múltiple de escape para monitorear el oxígeno contenido en los gases deeste, e informar al E.C.M a través de una señal de voltaje.

Mide la cantidad de oxígeno que se encuentra en los gases de escape para determinar la relación aire/combustible. Cuando el contenido del aire es alto (mezcla pobre) el sensor de oxigeno envía un voltaje de 100a 400 milivoltios hacia la E.C.M, si el contenido del aire es bajo (mezcla rica) el sensor de oxigeno envía unvoltaje de 450 a 900 milivoltios hacia la E.C.M, ésta utiliza los mensajes de mezcla rica o pobre para determi-nar la amplitud del pulso de inyección, permitiendo así una relación estequiométrica de aire combustible de14,7: 1 conocido comúnmente como factor lambda = 1.


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ACTUADORES

El ECM controla el funcionamiento del motor en un sistema con inyección electrónica de combustible deacuerdo al siguiente esquema básico :

SENSOR ECM ACTUADOR

Según hemos estudiado hasta ahora, el sensor tiene la misión de informar al ECM el estado de trabajo delmotor. El ECM procesa esta información y envía una señal de comando al actuador, el que modifica el estadode trabajo del motor. Este ciclo de trabajo se repite permanentemente durante el funcionamiento del motor.

A la inversa de los sensores, un actuador tiene por función transformar un valor eléctrico determinado enuna magnitud física modificada.

Las magnitudes físicas que modifican los actuadores son en general :

Temperatura Caudal o flujo Estado del combustible

Al igual que los sensores, un actuador trabaja con señales eléctricas, las que generalmente son las siguien-tes :

Voltaje mínimo Voltaje máximo Voltaje pulsatorio

Estas señales son las que el actuador recibe desde el ECM para ejecutar su trabajo.

Los dispositivos eléctricos o electrónicos que se emplean como actuadores en general son los siguientes :

Bobinas ( electroimanes, válvulas electromagnéticas ) Transformadores Motores

El ECM toma decisiones sobre 5 condiciones durante el funcionamiento del motor :

1.- Caudal de alimentación de combustible (bomba de combustible)2.- Inyección de combustible (inyector)3.- Estado de la mezcla combustible (circuito electrónico y bobina de encendido)4.- Estabilidad de marcha mínima (válvula IAC o posicionador de mariposa de aceleración)5.- Temperatura del motor (electroventilador)


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Todo motor con inyección electrónica de combustible tiene 5 actuadores instalados en distintos lugares delautomóvil y el motor.

El inyector y el actuador de marcha mínima se ubican en el motor, exactamente en el sistema de flujo deaire. El electroventilador está instalado siempre junto al radiador del sistema de enfriamiento del motor. Labomba de combustible y el circuito electrónico de encendido junto con la bobina de encendido se instalangeneralmente fuera del motor como ya se ha estudiado.

ACTUADORES DEL MOTOR

EL INYECTOR:

El inyector es una válvula electromagnética, instalada en el múltiple de admisión al final del conducto dealta presión del sistema de alimentación de combustible. Tiene por función permitir la sallida sincronizada delcombustible ( inyección ) que ingresa a los cilindros.

Los inyectores pueden ser de distintos tipos, los que se pueden distinguir de la siguiente manera :

1.- Monopunto ( inyección centralizada )

2.- Multipunto : a) Forma de la boquilla de inyecciónb) Resistencia eléctrica de su bobinac) Forma del conector

Generalmente el inyector monopunto es más robusto que el múltiple, y tiene una boquilla más ancha.

El combustible inyectado es controlado en su sincronismo y cantidad por el ECM.La cantidad de combustible que entra a los cilíndros se controla por el tiempo que el inyector permanece

abierto cuando su bobina recibe energía eléctrica desde el ECM : menor tiempo abierto el inyector significaempobrecimiento de la mezcla y mayor tiempo de apertura, riqueza de la misma.


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El sincronismo de la inyección del combustible se puede realizar de 3 maneras en su sistema multipunto :

A) INYECCIÓN SIMULTÁNEA : La característica de este tipo de inyección es que todos los inyectoresinyectan el combustible al mismo tiempo cada vez que el cigüeñal gira 1 vuelta.

Inyección simultánea

B) INYECCIÓN DE GRUPO : la característica de este tipo de inyección es que existen 2 grupos deinyectores de combustible, por ejemplo: cilindro 1, 2 y 3 pertenecen a un grupo y el cilindro 4, 5 y 6 al otro,cada grupo de inyectores, inyecta una vez por cada ciclo del motor, es decir, por cada 2 vueltas de giro del ejecigüeñal. Para compensar la falta de combustible respecto de la modalidad anterior, la amplitud de pulsoaumenta al doble (inyector permanece más tiempo abierto). La inyección total de combustible es práctica-mente igual a la inyección simultánea.

Inyección de grupo


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C) INYECCIÓN SECUENCIAL : La característica de esta inyección es que el combustible es inyecta-do a los cilindros en el mismo orden de encendido. Generalmente se utiliza en motores pequeños y durante lamarcha económica

Inyección secuencial

Con el objeto de mejorar el funcionamiento del motor, en los sistemas multipuntos encontramos sensores ysistemas, que no son típicos del motor monopunto.

El sincronismo de la inyección en un sistema monopunto se realiza en función de la señal del sensor dePMS.


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VÁLVULA DE CONTROL DE AIRE EN RALENTI (I.A.C) IDLE AIR CON-TROL

La velocidad de ralenti del motor es controlada por el E.C.M. a través de la válvula I.A.C., montada en elcuerpo del acelerador. El E.C.M. envía pulsos de voltaje a los bobinados del motor de la válvula I.A.C.,provocando el movimiento de la válvula, hacia dentro o hacia afuera, según corresponda.

Cuando el motor esta frío o es sometido a carga, la válvula se contrae permitiendo un paso adicional de aire(by pass) que permite variar el ralenti según la necesidad. A demás reduce las emisiones de hidrocarburos(H.C.) y monóxido de carbono (C.O.) que ocurren durante el cierre rápido de la mariposa de aceleración.

POSICIONADOR DE LAMARIPOSA DE ACELE-RACIÓN

Este método para controlar velocidadde marcha mínima del motor acciona lamariposa de aceleración por medio de unpequeño motor eléctrico. En este caso noexiste el paso de aire lateral a la maripo-sa de los gases y el ralentí se controlapor la apertura o cierre de ésta.

El motor de control de marcha mínimatiene restringido su movimiento desde elmínimo común de apertura (motor calien-te sin carga) hasta el máximo de acele-ración de ralentí (motor frío con carga).

1.- Terminales2.- Rodamiento3.- Estator4.- Rotor

5.- Resorte6.- Válvula de aguja7.- Tornillo guía


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EL ELECTROVENTILADOR

Este es un motor con turbina de aspas que fuerza el paso de aire a través del radiador de temperatura delmotor para enfriar el agua que circula por el sistema de enfriamiento del mismo. Puede trabajar básicamentede 2 maneras:

1.- Por sensor2.- Por acción térmica combinada

Cuando el electroventilador es accionado por sensor el control lo realiza completamente el ECM. Cuando elaccionamiento es combinado se realiza el mismo control por sensor, pero el circuito de mando delelectroventilador tiene un Termo-Switch que es accionado por la temperatura del agua de enfriamiento delmotor generalmente instalado en el radiador de temperatura.

El Termo-Switch trabaja con temperaturas que fluctúan entre 70º y 90º C generalmente.

MANDO POR SENSORASISTIDO POR RELE

MANDO POR SENSORY TERMOSWITCH


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SISTEMA DE CONTROL DE CONTAMINANTES

Todo motor de combustión interna emite contaminantes de distintos tipos y con distinto poder contaminan-te, es decir, en estos motores se producen sustancias (gaseosas) que son más contaminantes queotras y por lo tanto, con mayor o menor importancia en el efecto contaminante ambiental; Situación queperjudica, además del medio ambiente (la atmósfera), la salud humana y animal, como también a la vegeta-ción.

Los contaminantes más perjudiciales pueden ser de dos tipos en el automóvil:

1.- gases quemados: monóxido de carbono (CO.) hidrocarburos (HC) óxidos de nitrógeno (NOx) dióxido de carbono (CO2)

2.-gases crudos: gases del cárter vapores del tanque de combustible

Todos los gases quemados son productos de la combustión del ciclo del motor. Teóricamente no deberíanproducirse el CO, el HC y los NOx en una combustión perfecta, pero las limitaciones de todo motor decombustión interna debido a imperfecciones mecánicas, esfuerzos y variaciones de trabajo, como tambiéncalidad de combustibles y lubricantes hacen imposible anular la emisión de estos gases, quedando solo laposibilidad de disminuirlos.

Los llamados contaminantes crudos son de variada naturaleza tales como: aceite lubricante vaporizadodel motor y combustible crudo y quemado y desechos de la combustión.

El control de la emisión de estos contaminantes emplea variados métodos y dispositivos, siendo los máscomunes los siguientes:

a) control de emisión de gases quemados Recirculación de gases de escape. Conversión catalítica de contaminantes

b) control de emisión de gases crudos ventilación del cárter vaciado de vapores del tanque de combustible.


57

CONTROL DE EMISIÓN DE GASES QUEMADOS

Recirculacion de Gases de Escape(EGR)

La Recirculación de gases tiene por misión disminuir los NOx producidos por la combustión en el motor.este método de control consiste en tomar una pequeña porción de los gases de escape para volver a introdu-cirlos en el múltiple de admisión.

La Recirculación de gases tiene aplicación restringida en el motor, debido a que su objetivo es empobrecerparcialmente la mezcla, por esto para no restar excesiva potencia al motor el control de los gases de escapese activa solo cuando se imponen cargas parciales al motor, visto de otra manera la Recirculación de gasesdesactiva cuando el motor esta en ralentí a plena carga o frío.

Para recircular los gases del escape a la admisión es necesario emplear una válvula que corte o de paso alos gases en los regímenes indicados, este componente es llamado válvula EGR y es comandada por el vacíodel múltiple de admisión.

Cuando aumenta la carga del motor, aumentan también los NOx y el método de control EGR por vacíopierde eficiencia.

En la actualidad se emplea un método de control EGR accionado por 3 condiciones distintas:

a) por vacío(válvula EGR)b) por presión de los gases de escape (válvula BPT)c) por control electrónico desde el ECM(válvula solenoide)

a) válvula EGR a) vacío del múltiple de admisiónb) limitador de vacío b) membranac) deposito de control c) salida hacia el múltiple de admisiónd) termoválvula d) entrada desde el múltiple de escape

e) válvula


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La disposición general es la siguiente:

Conversión Catalítica de Contaminantes

Este método de control permite convertir los contaminantes quemados, como los HC, CO y NOx enproductos inofensivos como el agua, el CO

2 y el N

2. Es un método de conversión autónomo y emplea como

elemento característico un filtro térmico llamado convertidor catalítico el que actualmente es por lo generalde 3 vías.

catalizador de tres vías:

El sistema catalizador de tres vías oxida simultáneamente monóxido de carbono (CO) e hidrocarburos (HC)y reduce el óxido de nitrógeno (NOx). Usando un catalizador, este cambia estas emisiones de gas nocivo enelementos no dañino, tales como dioxido de carbono (CO

2), agua (H

2O) y dióxido de nitrógeno (N

2).

Cuando se purifican emisiones usando un catalizador de tres vías, las características de la purificaciónvarían ampliamente de acuerdo a la proporción del aire/combustible del motor. Cuando la mezcla se aproximaa la proporción 14.7 : 1, la oxidación y la reducción están bien equilibradas.

El catalizador trasforma aproximadamente el 95% de los gases nocivos (CO), (HC) y (NOx), en gasesinocuos. Nitrógeno, dióxido de carbono y agua.

SISTEMA DE CONTROL DEEMISIONES Y MOTOR


59

Es necesario seleccionar las condiciones de uso de un catalizador para que actúe efectivamente. Por estarazón, la posición de montaje, el tamaño y la cantidad de catalizador deben ser diseñados individualmentepara cada sistema.

La estructura interna de un catalizador generalmente es la de un filtro con forma de panal fino. Tambiénhay otros catalizadores granulados, en ambos casos el catalizador está contenido en un recipiente metálicoaislado térmicamente, en mayor o menor grado, del exterior.

Precauciones para el Catalizador

Si una gran cantidad de combustible no quemado fluye al convertidor, la temperatura del convertidor sehará excesivamente alta. Para evitar dañarlo, tenga en cuenta las siguientes precauciones:

1.- Use únicamente gasolina sin plomo. La gasolina con plomo envenena la capa de metal noble del catali-zador y anula en un tiempo brevísimo la funcionalidad del sistema.

2.- Cuando compruebe la chispa de encendido o mida la compresión del motor, haga las pruebas rápida-mente y únicamente cuando sea necesario.

3.- No ponga el vehículo sobre material inflamable.

Para conseguir la proporción optima de aire para el proceso de transformación en el catalizador, habría queregular exactamente la mezcla aire/combustible al punto estequiométrico 14,7 : 1 ë=1, por medio de unsensor de oxigeno o “sonda lambda”. La sonda lambda va montada en el tubo de escape entre el motor y elcatalizador. La superficie exterior del tubo cerámico esta sometida a los gases de escape y la superficieinterior esta en contacto con el aire atmosférico. En la superficie limite aparece una tensión eléctrica quepuede tomarse como medida de la proporción de oxigeno que hay en los gases de escape. La sonda lambdase caracteriza por indicar, mediante variaciones bruscas de tensión, las variaciones en la composición de lamezcla.

1.- fijador del conjunto2.- recipiente3.- aislante térmico4.- catalizador


60

Si la composición de la mezcla se desvía del valor prefijado, la sonda lo detecta por el contenido de oxígenoresidual en los gases de escape e informa de ello al dispositivo electrónico de control de la preparación de lamezcla, es decir, a la inyección, por medio del valor de la tensión correspondiente, el dispositivo de controlcorrige, la dosificación de combustible al valor debido. Dentro del circuito de regulación lambda, los trescomponentes de los gases de escape (CO, HC, NOx), se encuentran prácticamente en el mínimo.

El convertidor catalítico tiene por función generar bastante calor para terminar de quemar los HC y CO,para esto el convertidor se calienta con los mismos gases de escape por medio de reacciones químicas. Aligual que en la sonda lambda, también en el catalizador desempeña un papel muy importante la temperaturade funcionamiento. No hay una conversión de las sustancias nocivas dignas de mención hasta que la tempe-ratura ha superado los 300 ºC aprox. Las condiciones ideales de funcionamiento, en que los porcentajes detransformación son altos y la duración del sistema prolongada, se encuentran en el intervalo de temperaturacomprendido entre 400 y 800 ºC en el que el envejecimiento térmico es escaso al variar la temperatura. Sobrelos 900º C el convertidor empieza a dañarse severamente. El exceso de temperatura puede aparecer cuandose tienen mezclas ricas o fallas de encendido entre otras.

Una vez que ha arrancado el motor, debe alcanzarse lo mas rápidamente posible la temperatura de régimenpara mantener baja la emisión de sustancias nocivas. Por ello el convertidor se instala lo más cerca posibledel motor. En estas condiciones la vida útil del catalizador podrá llegar a los 100.000 Kms.

CONTROL DE EMISIÓN DE GASES CRUDOS

Ventilación del Cárter ( PCV)

Durante el funcionamiento del motor se encuentra, en la zona del cárter una niebla formada por vapores delaceite, agua y combustible y gases de la combustión acumulados debido a las fases de compresión y combus-tión y al movimiento de las distintas piezas del motor.

Si estos vapores y gases se mantienen en el cárter reducirán la eficiencia del lubricante y aumentarán eldesgaste del motor por diversos motivos. Para evitar esto se evacuan estos vapores y gases y se reutilizaningresándolos al caudal de admisión, mejorando la lubricación de la parte alta del cilindro y la combustión delos gases en la explosión.

Este sistema de control se llama ventilación positiva del cárter (PCV) y actualmente se tiene la tendenciaa restringir su trabajo a determinados regímenes del motor con el empleo de una válvula.

Las disposiciones más comunes son las sgtes. :


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Vaciado de Vapores del Tanque de Combustible

Los vapores generados en el tanque de combustible son altamente contaminantes, ya que es un concentra-do de HC.

El control de estos vapores se realiza mediante un sistema formado por un recipiente, que contiene tem-poralmente estos vapores, una válvula de control y ocasionalmente una válvula de retención.

El propósito de este conjunto de elementos, unidos por tuberías, es el de vaciar los vapores de combustibleen el canal de admisión de modo que se quemen junto a la mezcla en la explosión.

El elemento más importante de este sistema es el recipiente, llamado cánister, que contiene un relleno decarbón activo capaz de absorber los gases en un momento determinado y devolverlos al sistema de alimenta-ción bajo ciertas condiciones.

El cánister contiene además la válvula de control accionada por vacío.


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Cuando se emplea la válvula de retención, se instala entre el tanque del combustible y el cánister paraevitar el reflujo de los vapores y poder tener un mejor control del vaciado de los vapores. En este caso ladisposición del sistema es básicamente la sgte. :


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En muchos motores se combina el vaciado de vapores con la ventilación del cárter o con la EGR.

OBD

OBD “on board diagnostic” (diagnóstico a bordo):

Desde que se inventaron los sistemas de inyección de combustible fue necesario crear un sistema dediagnóstico a bordo, que le permitiera al conductor advertir que alguna falla o defecto se estaba produciendoen el sistema. El sistema utilizado fue un indicador (check engine ) que se encendía cuando había problemascon el sistema de control del motor. Este sistema permitirá además ayudar al técnico a diagnosticar fallas enel sistema a través de códigos emitidos por el destello de la luz check engine

OBD I

En 1988 entro en vigor la regulación OBD-1 que requería que todo auto tuviese un sistema de aviso alconductor que cuando el auto presentara problemas con el sistema de inyección encendiera un indicador enpanel de instrumentos (check engine) y un procesador electrónico (engine control unit), almacenará el pro-blema.

El sistema también le facilitaría al técnico el rastreo de donde posiblemente se encontraba el problemaporque almacenaba los problemas en el procesador electrónico y le asignaba un código a cada sensor (INPUT)ó (OUPUT). Pero estos sistemas de diagnóstico sólo determinaban si el componente estaba dañado, o sucircuito tenía problemas.


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Para mejorar más el sistema, algunos fabricantes dejaron un conector (A.L.D.L), para permitir la conexiónde un computador (scanner) que permite realizar un sondeo por todo el sistema de inyección, mostrando en lapantalla el elemento que podría estar fallando, además de indicarnos los valores de funcionamiento adecuadode los distintos sensores.

Una de las características es que cada fabricante crea un código y nombre distinto para cada elemento quecumple la misma función en otro automóvil. Además el scanner no sirve para los distintos automóviles sino,que existe un scanner distinto para cada marca de automóvil, por ejemplo el CONSUL utilizado en los vehí-culos Nissan.

El técnico que trabaja directamente con los distribuidores (concesionario). Le es más fácil el acceso a lainformación y al scanner necesario para trabajar en una marca de automóvil determinado. En cambio eltécnico que desea trabajar en distintas marcas de vehículo, tiene los graves problemas de no contar con lainformación necesaria para la reparación, además de no poder acceder al scanner de una marca determinadapor no ser concesionario. Por supuesto que esto ocasionó grandes problemas en todo el mundo.

OBD II

En 1990 se firmo el acta de aire limpio ( clean air ACT),en los Estados Unidos donde requería un sistemamás eficaz en cuanto a las emisiones se refiere. La sección 202 del acta establece a partir de 1994, que todoslos automóviles y camiones de carga liviana nuevos, tuvieran un sistema de diagnóstico a bordo universal(OBD II) que tenga como función primordial disminuir las emisiones de gases de estos vehículos. Además deposeer un lenguaje universal facilitando la labor del técnico.

Esta regulación establece entre otras cosas que el monitor (scanner) tenga una función universal, o seagenérico para todos los automóviles, esto quiere decir que el monitor de un fabricante X debe leer códigos deotros fabricantes sin importar, marca modelo o año. Esta función genérica que es como se llama “genericfunction”. Estos monitores son capaces de identificar los datos del procesador y leer códigos.

Los monitores de emisiones son una serie de pruebas que tiene que hacer el procesador cada vez que seenciende el auto y completar un “drive cicle”(ciclo de manejo), para comprobar si el auto está cumpliendocon la regulación de emisiones. Si el sistema excede una y media ves las especificaciones de emisiones seenciende el ( MIL) o sea el nuevo nombre que por regulación se llama ahora, lo que se conocía como “checkengine”. Se almacenará un código de acuerdo al área que halla fallado. El límite de emisiones ya esta progra-mado en el procesador según las especificaciones del año.

NOTA: Es importante aclarar que la regulación entró en vigor a partir del 20 de mayo de 1993 y se aplicaa los autos del año 94, culminando con todos en 1996.


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CÓDIGOS:

También está regulación establece que los códigos sean alfanuméricos de cinco dígitos. Estos se dividen endos grupos, los códigos de la regulación y los códigos del fabricante. También se indica el área al cualpertenece y el sistema.

x x x x x

EL CUARTO Y QUINTO DÍGITO ESPECIFICAEL ÁREA ESPECÍFICA (elemento)

EL TERCER DÍGITO INDICA EL SUBGRUPO

1.- fuel/air metering = combustible/dosificación de aire y combustible2.- fuel/airmetering = combustible/dosificación de aire y combustible3.- ignition system/misfire = sistema de encendido/chispa perdida4.- auxiliar emission controls = controles de emisión auxiliares5.- idle/vehicle speed/auxiliary inputs = marcha lenta/velocidad del vehículo/entradas auxiliares6.- computer/auxiliary outputs = computadora/salidas auxiliares7.- transmission = transmisión8.- transmission = transmsión

EL SEGUNDO DÍGITO INDICA QUIEN FUE RESPONSABLE DE LA DEFINICIÓN

0.- s.a.e. = sociedad de ingenieros automotrices1.- fabricante

EL PRIMER DÍGITO INDICA EL PREFIJO (letra) INDICA LA FUNCIÓN DEL D.T.C. (código)

p = powertrain = tren mecánicob = body = cuerpo, carroceríac = chassis = chasis

EJEMPLO: P 1402

P = POWERTRAIN DTC = descripción del código (1er dígito)1 = FABRICANTE = (2do dígito)4 = SUBGRUPO AUXILIAR DE EMISIONES = (3er dígito)02 = SENSOR DE POSICION DEL EGR ABIERTO O CORTOCIRCUITADO = (4to y 5to dígito)

La S.A.E. ( sociedad de ingenieros automotrices) fué la encargada de hacer la definición de muchos aspec-tos logísticos de la regulación OBD II.

Es importante señalar que el sistema OBD II Incorpora más sensores y sistemas, por ej: sistema EGR, yCanister al monitoreo y por consiguiente al control permanente dentro del sistema general.

En vehículos con sistema OBDI, por ejemplo estos sistemas existían pero no eran controlados por la E.C.M.


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Sistema EEC-IV / CFI1- Módulo de control. (PCM)2- Sensor temperatura de aire. (ACT)3- Sensor presión del aire. (MAP)

4- Sensor posición de mariposa. (TPS)5- Sensor temperatura de agua. (ECT)6- Sensor velocidad del vehículo. (VSS)7- Sensor de oxígeno de los gases de escape. (Hego)8- Sensor dirección hidráulica. (PSPS)9- Distribuidor (Hall)10- Rele bomba de combustible. (FPR)11- Bomba de combustible. (FP)

12- Electroinyector.13- Válvula de purga Canister. (CANP)14- Conector de autoprueba. (VIP)15- Modulo TFI.16- Bobina de encendido.17- Motor paso a paso.18- Bateria.19- Llave de contacto.20- Rele de potencia.


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SENSOR DETEMPERATURADE AIRE (ACT)

El sensor ACT es un termistor con un coeficientenegativo de temperatura (NTC). Cuando aumentala temperatura, su resistencia disminuye. El ACTes alimentado con un voltaje de 5 V por el móduloPCM.

El termistor usado, no solamente en el arranqueen frío y en la fase de calentamiento dle motor, sinotambién durant todo el funcionamiento del motor. Elsensor ACT está ubicado en la parte superior delcuerpo de mariposa.

La temperatura del aire es necesaria, para deter-minar la cantidad de combustible a ser inyectada.

El termistor NTC está construído de materialsemiconductor de alta resistencia a baja temperatu-ra y baja resistencia a alta temperatura. El móduloaplica el voltaje de referencia a uno de los termina-les del termistor y recibe el voltaje de retorno delotro terminal.

Cuando el termistor se caliente, el voltaje de re-torno aumenta.

Fig. 1: Sensor de temperatura del aire (ACT).

Fig. 2: Diagrama del circuito


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SENSOR DE LIQUIDODE ENFRIAMIENTOMOTOR (ECT)

El sensor ECT se encuentra colocado en el blo-que dle motor y tiene el mismo principio de funcio-namiento del ACT.

El módulo PCM necesita de esta información paraalterar las características de los mapas de funcio-namiento del motor en las fases de frío y caliente.

La temperatura del líquido enfriador del motor esnecesaria para efectuar los siguientes cálculos:

- Rotaciones en marcha lenta.- Avance del encendido.- Cantiad de combustibler a ser inyectada.

Fig. 3: Sensor del líquido de Enfriamiento (ECT).

Fig. 4: Diagrama del Circuito.

Fig. 5: Termistor.


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Fig. 7: Diagrama del Circuito.

Fig. 6: Sensor de Presión del Aire.

El PCM usa la información del MAP para deter-minar, cuanto aire está pasando a través del Múlti-ple de Admisión a los cilindros.

Con una Presión Barométrica alta (nivel del mar)cada pie cúbico de Aire contiene más oxígeno.

Con una baja Presión Barométrica (grandes alti-tudes) cada pie cúbico de Aire contiene menos Oxí-geno.

La Presión Barométrica es determinada al Micro-computador, cuando se activa la llave de contacto yen condiciones de carga pesada del motor.

Además, la información de la Presión Barométri-ca es puesta al día regularmente, durante la opera-ción normal del vehículo.

Esta información de BP es guardada en la memo-ria RAM (Random-Acces-Memory) y el PCM serefiere a ella cuando calcula el flujo de Aire.

SENSOR DE PRESIONDEL AIRE EN MULTIPLEADMISION (MAP)

El sensor de la presión del aire en el múltiple deadmisión se halla conectado al vacío del motor porun tubo. Recibe también por parte del módulo PCM,una tensión de referencia de 5 V, la cual es propor-cionalmente convertida en frecuencia, entre 80.9 Hzy 162 Hz, que es leída por el módulo PCM.

Partiendo de la señal suministrada por los senso-res MAP y ACT, el módulo PCM, calcula la masade flujo de aire aspirada por el motor.

Cuando la mariposa está totalmente abierta (WOT)o cuando se conecta la llave de encendido a la fun-ción de arranque (motor parado), el sensor MAPmide la presión interna en el múltiple o colector deadmisión, la cual es inmediatamente almacenada enla memoria de mantenimiento (KAM) del móduloPCM.

El módulo PCM utiliza los valores de los sensoresMAP y ECT para calcular la cantidad de combusti-ble y el avance del encendido.

Con la mariposa en posición WOT, el valor de lapresión en el interior del múltiple, es enviada al mó-dulo PCM junto con la diferencia de presión atmos-férica (que cambia con la altitud), para la memoriaKAM.

El módulo PCM necesita conocer la presión paraefectuar los siguientes cálculos:

- rotaciones en marcha lenta.- avance del encendido.- cantidad de combustible a ser inyectada.

Presión absoluta en múltiple de admisión

El sensor MAP, monitorea la presión del aire, den-tro del múltiple de Admisión. Alta Presión Absolutadel Múltiple, ocurre típicamente, durante las condi-ciones de aceleración o mariposa plenamente abierta.

Baja Presión Absoluta del Múltiple, (bajo MAP)típicamente ocurre cuando el motor está moderan-do en marcha lenta, velocidad de crucero o endesaceleración.


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SENSOR DE POSICIONDE MARIPOSA (TPS)

El sensor de la posición de la mariposa es unpotenciómetro rotativo.

Este potenciómetro, está unido al eje de la mari-posa por un dispositivo que lo alimenta y lo coman-da. La mariposa hace accionar un contacto desli-zante en el TPS, que es desplazado a lo largo deuna resistencia. La tensión de referencia, que es de5 V, varía de acuerdo con la posición de la mariposade aceleración.

Es necesario, conocer la posición de la mariposade aceleración, para efectuar los siguientes cálcu-los:

Rotación en marcha lenta. Avance del encendido. Cantidad de combustible.

El módulo PCM detecta las siguientes posicionesde la mariposa, en base a la variación de la tensión(de 0 a 5 V) del TPS:

Mariposa cerrada (marcha lenta) (CT). Mariposa parcialmente abierta (PT). Mariposa totalmente abierta (WOT).

La gama de acción del TPS está dividida en trespartes de control.

Las gamas entre CT, PT, y WOT son ordenadascon histéresis, para evitar constantes reajustes delmódulo, durante el cambio de gama.

Durante el estado en que la mariposa está total-mente cerrada, el módulo PCM controla:

Marcha lenta. Desaceleración.

Fig. 8: Diagrama Circuito del TPC.

Cuando la mariposa está parcialmente abierta(WOT):

Comienza cuando la mariposa está, aproximada-mente 70 %, abierta.

Sistema en circuito abierto.

Atención!

Los valores de tensión en las posiciones CT, PTy WOT pueden variar de un motor a otro motor.

Nota: La tensión de salida del TPS es de 0.5 V a 4.8 V.

Si la tensión aumentara por encima de 4.8 V o ca-yera por debajo de 0.5 V, el funcionamiento del TPSdebe ser verificado.


72

Funcionamiento del Potenciómetro

Figura 10: Esquema de un Potenciómetro Rotatorio.

Figura 9: El Potenciómetro es un resistor variable con tres terminales.El voltaje de señal se toma del contacto móvil.


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