trabajo previo a la obtenciÓn del tÍtulo de ingeniero

122
111111111 UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA E INDUSTRIAS CARRERA DE INGENIERÍA AUTOMOTRIZ ANÁLISIS, IMPLEMENTACIÓN Y MODIFICACIÓN DE UN SISTEMA ELÉCTRICO ELECTRÓNICO PARA UN VEHÍCULO DE COMPETENCIA EN CIRCUITO TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO AUTOMOTRIZ WASHINGTON FERNANDO FÉLIX ZAPATA DIRECTOR: ING. JUAN CARLOS LUCERO Quito, junio, 2016

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Page 1: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

111111111

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL

FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA E

INDUSTRIAS

CARRERA DE INGENIERÍA AUTOMOTRIZ

ANÁLISIS, IMPLEMENTACIÓN Y MODIFICACIÓN DE UN

SISTEMA ELÉCTRICO – ELECTRÓNICO PARA UN VEHÍCULO

DE COMPETENCIA EN CIRCUITO

TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO

DE INGENIERO AUTOMOTRIZ

WASHINGTON FERNANDO FÉLIX ZAPATA

DIRECTOR: ING. JUAN CARLOS LUCERO

Quito, junio, 2016

Page 2: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

© Universidad Tecnológica Equinoccial. 2016

Reservados todos los derechos de reproducción

Page 3: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

FORMULARIO DE REGISTRO BIBLIOGRÁFICO

PROYECTO DE TITULACIÓN

DATOS DE CONTACTO

CÉDULA DE IDENTIDAD: 1721536264

APELLIDO Y NOMBRES: Félix Zapata Washington Fernando

DIRECCIÓN: El Arenal casa 135 y Panamericana norte

EMAIL: [email protected]

TELÉFONO FIJO: 023811556

TELÉFONO MÓVIL: 0969672325

DATOS DE LA OBRA

TITULO: Análisis, implementación y modificación de

un sistema eléctrico – electrónico para un

vehículo de competencia en circuito

AUTOR O AUTORES: Félix Zapata Washington Fernando

FECHA DE ENTREGA DEL PROYECTO

DE TITULACIÓN:

junio del 2016

DIRECTOR DEL PROYECTO DE

TITULACIÓN:

Ing. Juan Carlos Lucero

PROGRAMA

PREGRADO POSGRADO

TITULO POR EL QUE OPTA: Ingeniera Automotriz

RESUMEN: Mínimo 250 palabras

El presente proyecto tuvo la finalidad de

analizar, implementar y modificar el sistema

eléctrico - electrónico de una vehículo marca

Chevrolet Corsa 3 puertas cilindrada

1300cc, además este proyecto busca

compartir con los alumnos de Facultad de

x

Page 4: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

Ingeniería Automotriz información sobre las

modificaciones para competencia

automovilísticas. Se investigó sobre el

funcionamiento de los sistemas eléctricos y

electrónicos para obtener conceptos y emitir

un criterio sobre los cambios y mejoras a

realizarse en el automóvil, además se

consultó el reglamento de la Federación de

Automovilismo y Kartismo del Ecuador, las

exigencias mínimas en el área de

electricidad para calificar como competidor y

la categoría a la que calificaría el Chevrolet

Corsa fue a la de Turismo Nacional. Se

realizaron pruebas del desempeño del

vehículo antes de las modificaciones, en el

dinamómetro se obtenía una potencia de

35.57 hp a 6200 rpm, en las pruebas de

carretera el auto tardaba 21.26 segundos en

llegar de 0km/h a 100km/h. y en el

Autódromo Internacional de Yahuarcocha el

auto tardo 3 minutos y 50 segundos.

Durante las modificaciones del sistema

eléctrico se instalaron instrumentos que

proporcionan información del vehículo al

conductor, se modificó el tablero de

instrumentos, se reemplazó piezas por su

desgaste. En el sistema electrónico se

instaló una memoria flash que modificó la

cartografía de la unidad de control para

mejorar el desempeño del vehículo, se

calculó la aceleración y la distancia recorrida

por el vehículo en un determinado tramo

para conocer las mejorías producto de las

modificaciones del vehículo. Después de las

modificaciones en el sistema eléctrico

electrónico, en el dinamómetro se obtenía

una potencia de 45.17 hp a 5700 rpm, y el

auto tardaba 13.6 segundos en llegar de

0km/h a 100km/h, esto representa un

Page 5: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

aumento del 26.98% en la potencia del

automóvil y una disminución de 7.66

segundos en llegar de 0km/h a 100km/h.

PALABRAS CLAVES:

Modificaciones eléctricas.

Modificaciones electrónicas.

Mapeo Unidad de control.

Mejorar rendimiento del automóvil.

Preparar auto para competencias.

ABSTRACT:

The present project had the purpose of

analyzing, of helping and modifying the

electrical system - electronic with one

vehicle marks Chevrolet Corsa 3 doors

cylinder capacity 1300cc, in addition this

project seeks to share with the pupils of

Faculty of Self-propelling Engineering

information about the modifications for

competition car. It was investigated on the

functioning of the electrical and electronic

systems to obtain concepts and to issue a

criterion on the changes and improvements

to realize in the car, in addition there

consulted the regulation of the Federation of

Driving and Kartismo of the Ecuador, the

minimal requirements in the area of

electricity to qualify as competitor and the

category to the one that would qualify the

Chevrolet Corsa went to that of National

Tourism. There were realized tests of the

performance of the vehicle before the

modifications, in the dynamometer a power

of 35.57 was obtained hp to 6200 rpm, in the

tests of road the car was late 21.26 seconds

in coming of 0km/h to 100km/h. And in

Page 6: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

Yahuarcocha's International Car-racing track

the slow car 3 minutes and 50 seconds.

Durante las modificaciones del sistema

eléctrico se instalaron instrumentos que

proporcionan información del vehículo al

conductor, se modificó el tablero de

instrumentos, se reemplazó piezas por su

desgaste. In the electronic system one

installed a flash memory that modified the

cartography of the unit of control to improve

the performance of the vehicle, there was

calculated the acceleration and the distance

crossed by the vehicle in a certain section to

know the improvements product of the

modifications of the vehicle. After the

modifications in the electrical electronic

system, in the dynamometer a power of

45.17 was obtained hp to 5700 rpm, and the

car was late 13.6 seconds in coming of

0km/h to 100km/h, this represents an

increase of 26.98 % in the power of the car

and a decrease of 7.66 seconds in coming of

0km/h to 100km/h.

KEYWORDS

Electrical modifications.

Electronic modifications.

Unit of control mapping.

To improve performance of the car.

To prepare car for competitions.

Se autoriza la publicación de este Proyecto de Titulación en el Repositorio

Digital de la Institución.

Page 7: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

DECLARACIÓN Y AUTORIZACIÓN

Yo, FÉLIX ZAPATA WASHINGTON FERNANDO, CI: 1721536264 autor del

proyecto titulado: Análisis, implementación y modificación de un sistema

eléctrico – electrónico para un vehículo de competencia en circuito

previo a la obtención del título de INGENIERO AUTOMOTRIZ en la

Universidad Tecnológica Equinoccial.

1. Declaro tener pleno conocimiento de la obligación que tienen las

Instituciones de Educación Superior, de conformidad con el Artículo

144 de la Ley Orgánica de Educación Superior, de entregar a la

SENESCYT en formato digital una copia del referido trabajo de

graduación para que sea integrado al Sistema Nacional de

información de la Educación Superior del Ecuador para su difusión

pública respetando los derechos de autor.

2. Autorizo a la BIBLIOTECA de la Universidad Tecnológica Equinoccial

a tener una copia del referido trabajo de graduación con el propósito

de generar un Repositorio que democratice la información,

respetando las políticas de propiedad intelectual vigentes.

Quito, junio del 2016.

Page 8: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

DECLARACIÓN

Yo, WASHINGTON FERNANDO FÉLIX ZAPATA con CI 1721536264,

declaro que el trabajo descrito es de mi autoría, que ha sido redactado por

mi persona y con las citas de las referencias bibliográficas que se incluyen

en este documento.

La Universidad Tecnológica Equinoccial puede hacer uso de los derechos

correspondientes a este trabajo, según lo establecido por la Ley de

Propiedad Intelectual, por su Reglamento y por la normativa institucional

vigente.

Page 9: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

CERTIFICACIÓN

Certifico que el presente trabajo que lleva por título “Análisis,

implementación y modificación de un sistema eléctrico – electrónico

para un vehículo de competencia en circuito”, que, para aspirar al título

de Ingeniero Automotriz fue desarrollado por Washington Fernando

Félix Zapata, bajo mi dirección y supervisión, en la Facultad de Ciencias de

la Ingeniería e Industrias; y cumple con las condiciones requeridas por el

reglamento de Trabajos de Titulación artículos 19, 27 y 28.

Page 10: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

DEDICATORIA

El presente proyecto de titulación lo dedico a mi madre Yessenia Zapata, a

mi abuelita Zoila Pozo y a mi Bisabuelita Natividad Sampedro por ser mi

ejemplo de vida y darme su apoyo incondicional en todo momento.

Además quiero dedicar a todos mis amigos y familiares que estuvieron

conmigo durante mi vida. “El hombre se hace viejo muy pronto y sabio

demasiado tarde”. (Jorge Luis Borges)

Page 11: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

AGRADECIMIENTOS

Agradezco a mi madre por toda la confianza depositada en mí.

Agradezco a todos los lugares por los que he viajado porque son la fuente

de inspiración para mi alma y agradezco a todo los sueños que no he

logrado porque son los anhelos que me mantienen vivo. Agradezco al sol, la

lluvia, la luna, las estrellas, los mares, los ríos, los páramos, los glaciares, los

bosques, la selva, los días y las noches porque son el complemento de mi

alma.

Agradezco a la Universidad Tecnológica Equinoccial por darme la

oportunidad de educarme y formarme profesionalmente en sus aulas.

Agradezco el esfuerzo conjunto de todos los que formamos el grupo de

trabajo, Paúl Guerrero, Diego Serrano, Andrés Tasigchana, Cesar Guano,

Erick Estévez, Juan Carlos Sigcha.

Mis sinceros agradecimientos están dirigidos hacia Señor Marco Samueza

por su apoyo incondicional que brindo al proyecto ayudándonos

información relevante y asesoría técnica.

Page 12: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

i

ÍNDICE DE CONTENIDOS

PÁGINA

RESUMEN ...................................................................................................... 1

ABSTRACT .................................................................................................... 3

1. INTRODUCCIÓN ..................................................................................... 5

2. MARCO TEÓRICO .................................................................................. 7

2.1. AUTOMOVIL ...................................................................................... 7

2.2. SISTEMAS DEL AUTOMOVIL ........................................................... 7

2.2.1. SISTEMA DE SUSPENSIÓN ...................................................... 7

2.2.2. SISTEMA DE DIRECCIÓN ......................................................... 7

2.2.3. SISTEMA DE FRENOS ............................................................... 7

2.2.4. SISTEMA DE INYECCIÓN .......................................................... 8

2.2.5. SISTEMA ELÉCTRICO ............................................................... 8

2.2.6. SISTEMA DE LUBRICACIÓN ..................................................... 8

2.2.7. SISTEMA DE REFRIGERACIÓN ................................................ 8

2.2.8. SISTEMA DE ESCAPE ............................................................... 8

2.3. AUTOMOVILES DE COMPETENCIA ................................................ 9

2.4. ELECTRICIDAD ................................................................................. 9

2.4.1. FLUJO DE CORRIENTE ............................................................. 9

2.4.1.1. Corriente continua (DC) ....................................................... 10

2.4.1.2. Corriente alterna (AC).......................................................... 10

2.4.1.3. Tensión ................................................................................ 11

2.4.1.4. Intensidad ............................................................................ 11

Page 13: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

ii

2.4.1.5. Resistencia .......................................................................... 11

2.4.1.6. Aisladores ............................................................................ 12

2.4.1.7. Semiconductores ................................................................. 12

2.4.2. CIRCUITOS ELÉCTRICOS ....................................................... 12

2.4.2.1. Circuito en serie ................................................................... 13

2.4.2.2. Circuito en paralelo .............................................................. 13

2.5. SISTEMA ELÉCTRICO DEL VEHÍCULO ......................................... 14

2.5.1. ELEMENTOS ELÉCTRICOS DEL VEHÍCULO ......................... 14

2.5.1.1. Fusibles ............................................................................... 15

2.5.1.2. Caja de fusibles ................................................................... 16

2.5.1.3. Relevador ............................................................................ 16

2.5.1.4. Batería ................................................................................. 17

2.5.1.5. Cables ................................................................................. 17

2.5.1.6. Bujía .................................................................................... 18

2.5.1.7. Cables de bujía .................................................................... 19

2.5.1.8. Relevador de la bomba........................................................ 19

2.5.1.9. Bomba de gasolina .............................................................. 20

2.5.1.10. Relevador del moto ventilador ............................................. 20

2.5.2. SISTEMA DE ARRANQUE ....................................................... 20

2.5.3. SISTEMA DE ILUMINACIÓN .................................................... 21

2.5.4. SISTEMA DE ALARMA ............................................................. 22

2.6. SISTEMA ELECTRÓNICO DEL VEHÍCULO ................................... 22

2.6.1. UNIDAD DE CONTROL ............................................................ 22

2.6.1.1. Memoria RAM ...................................................................... 23

2.6.1.2. Memoria ROM ..................................................................... 23

2.6.1.3. Memoria EPROM ................................................................ 24

Page 14: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

iii

2.6.2. SISTEMA DE ENCENDIDO DEL VEHÍCULO ........................... 24

2.6.2.1. Bobina de encendido ........................................................... 24

2.6.2.2. Encendido DIS ..................................................................... 24

2.6.3. SISTEMA DE INYECCIÓN DEL VEHÍCULO ............................ 25

2.6.3.1. INYECTOR .......................................................................... 26

2.6.4. SENSORES .............................................................................. 27

2.6.4.1. Sensor de detonación .......................................................... 27

2.6.4.2. Sensor de oxígeno .............................................................. 27

2.6.4.3. Sensor de posición de árbol de levas .................................. 28

2.6.4.4. Sensor de la masa del aire .................................................. 28

2.6.4.5. Sensor de temperatura del refrigerante del motor .............. 29

2.6.4.6. Sensor de posición del cigüeñal .......................................... 30

2.6.4.7. Sensor de temperatura del aire de admisión ....................... 30

2.6.4.8. Sensor de posición de la aleta de aceleración .................... 30

2.7. MODIFICACIÓN DEL SISTEMA ELECTRÓNICO. .......................... 31

2.8. REGLAMENTO DE LA FEDAK EN EL ÁREA ELÉCTRICO

ELECTRÓNICA ................................................................................ 32

2.8.1. FEDAK ...................................................................................... 32

2.8.2. TURISMO NACIONAL (TN) ...................................................... 32

3. METODOLOGÍA .................................................................................... 34

4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN .............................................................. 36

4.1. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DEL VEHÍCULO

CHEVROLET CORSA 3 PUERTAS AÑO 1996 .............................. 36

4.2. ANÁLISIS ELÉCTRICO DEL CHEVROLET CORSA 3

PUERTAS. ....................................................................................... 36

Page 15: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

iv

4.2.1. SISTEMA ELÉCTRICO DEL MOTOR ....................................... 36

4.2.2. SISTEMA ELÉCTRICO DEL TABLERO DE

INSTRUMENTOS .................................................................... 38

4.3. ANÁLISIS ELECTRÓNICO DEL CHEVROLET CORSA 3

PUERTAS ........................................................................................ 41

4.3.1. ESPECIFICACIONES DE LA UNIDAD DE

CONTROL ............................................................................... 41

4.3.2. COMUNICACIÓN DE SENSORES-UNIDAD DE

CONTROL-ACTUADORES ..................................................... 41

4.3.3. CIRCUITO DE ALIMENTACIÓN ............................................... 42

4.3.4. UBICACIÓN DE SENSORES EN EL VEHÍCULO ..................... 43

4.3.4.1. Sensor de velocidad ............................................................ 43

4.3.4.2. Sensor de temperatura del refrigerante del motor ............... 44

4.4. ANÁLISIS DE ELEMENTOS A MODIFICAR EN EL

SISTEMA ELÉCTRICO DEL CHEVROLET CORSA....................... 45

4.4.1. ANÁLISIS DE UN SWITCH MASTER ....................................... 45

4.4.2. ANÁLISIS DEL TACÓMETRO CON SHIFTLIGTH .................... 46

4.4.3. ANÁLISIS DEL MEDIDOR DE PRESIÓN DE

ACEITE .................................................................................... 48

4.4.4. ANÁLISIS DEL MEDIDOR DE PRESIÓN DE

TEMPERATURA DEL REFRIGERANTE DEL

MOTOR ................................................................................... 48

4.4.5. VOLTÍMETRO ........................................................................... 49

4.4.6. CABLES DE BUJÍA ................................................................... 49

4.4.7. BOBINA DE ENCENDIDO ........................................................ 50

4.4.8. ANÁLISIS DE SWITCH TIPO AVIÓN ........................................ 50

4.5. MODIFICACIÓN DEL TABLERO DE INSTRUMENTOS .................. 51

Page 16: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

v

4.6. ANÁLISIS DE ELEMENTOS A MODIFICAR EN EL

SISTEMA ELECTRÓNICO DEL CHEVROLET CORSA 3

PUERTAS ........................................................................................ 51

4.6.1. UNIDAD DE CONTROL DEL CHEVROLET

CORSA 1300CC. ..................................................................... 51

4.6.2. MAPEO DE LA UNIDAD DE CONTROL ................................... 52

4.6.2.1. Memoria flash programable para modificación de la

unidad de control ................................................................. 52

4.7. IMPLEMENTACIÓN DE LOS SISTEMAS ELÉCTRICOS-

ELECTRÓNICOS EN EL AUTOMÓVIL ............................................ 53

4.7.1. IMPLEMENTACIÓN DEL SWITCH MASTER ........................... 53

4.7.2. IMPLEMENTACIÓN TACÓMETRO CON SHIFT

LIGHT ...................................................................................... 54

4.7.3. IMPLEMENTACIÓN MEDIDOR DE PRESIÓN DE

ACEITE DE MOTOR................................................................ 55

4.7.4. IMPLEMENTACIÓN DE MANÓMETRO DE

TEMPERATURA DE REFRIGERANTE DEL

MOTOR ................................................................................... 56

4.7.5. IMPLEMENTACIÓN DEL MANÓMETRO DE

VOLTAJE DE LA BATERÍA .................................................... 57

4.7.6. IMPLEMENTACIÓN DEL MÓDULO DE

ARRANQUE ............................................................................ 57

4.7.7. IMPLEMENTACIÓN DEL SWITCH PARA LAS

LUCES DE LOS MANÓMETROS ............................................ 58

4.7.8. IMPLEMENTACIÓN DE CABLES DE BUJÍA ............................ 59

4.7.9. IMPLEMENTACIÓN DE BOBINA .............................................. 60

4.7.10. IMPLEMENTACIÓN DEL PANEL DE

INSTRUMENTOS .................................................................... 61

Page 17: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

vi

4.7.11. IMPLEMENTACIÓN DE LA MEMORIA FLASH

PROGRAMABLE ..................................................................... 63

4.8. ANÁLISIS DE VELOCIDAD DEL CHEVROLET CORSA 3

PUERTAS ESTÁNDAR ................................................................... 65

4.8.1. PRUEBAS DE VELOCIDAD EN CARRETERA del

CHEVROLET CORSA 1300cc ESTÁNDAR ............................ 65

4.8.1.1. Prueba de 0Km/h a 60Km/h y 100 Km/h ............................. 65

4.8.1.2. Cálculo para aceleración y distancia recorrida, de

0Km/h a 60Km/h .................................................................. 66

4.8.1.3. Cálculo para aceleración y distancia recorrida, de

0Km/h a 100Km/h ................................................................ 67

4.8.1.4. Pruebas de velocidad en el autódromo internacional

de Yahuarcocha .................................................................. 68

4.8.2. ANÁLISIS DE VELOCIDAD DEL CHEVROLET

CORSA 3 PUERTAS MODIFICADO ....................................... 70

4.8.2.1. Cálculo para aceleración y distancia recorrida de

0km/h a 60km/h modificado ................................................. 70

4.8.2.2. Cálculo para aceleración y distancia recorrida de

0km/h a 100km/h modificado ............................................... 71

4.9. COMPARACIÓN DE LOS RESULTADOS DEL

CHEVROLET CORSA 1300CC. ESTÁNDAR Y

MODIFICADO. ................................................................................. 72

4.10. COMPARACIÓN DE LOS RESULTADOS DEL

DINAMOMETRO. ............................................................................. 73

5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ......................................... 74

5.1. CONCLUSIONES............................................................................. 74

5.2. RECOMENDACIONES .................................................................... 75

Page 18: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

vii

BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................ 76

ANEXOS ....................................................................................................... 79

Page 19: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

viii

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 1. Código de colores fusibles ........................................................... 15

Tabla 2. Requisitos de TN ......................................................................... 33

Tabla 3. Matricula Chevrolet Corsa 3 Puertas ........................................... 36

Tabla 4. Descripción mazo de conductores del motor/

inyección electrónica .................................................................... 38

Tabla 5. Descripción 1 del mazo de conductores del tablero de

instrumentos ................................................................................ 40

Tabla 6. Descripción 2 del mazo de conductores del tablero de

instrumentos ................................................................................ 40

Tabla 7. Rendimiento del vehículo estándar y con RaceChip One ............ 52

Tabla 8. Datos de La carretera de prueba ................................................. 65

Tabla 9. Prueba inicial de velocidad final y tiempo .................................... 66

Tabla 10. Descripción técnica del Autódromo Internacional de

Yahuarcocha ................................................................................ 68

Tabla 11. Tiempo en recorrer el Autódromo de Yahuarcocha ..................... 69

Tabla 12. Velocidad del Chevrolet Corsa en el Autódromo de

Yahuarcocha. ............................................................................... 70

Tabla 13. Prueba inicial de velocidad final y tiempo .................................... 70

Tabla 14. Comparación de los resultados del Chevrolet Corsa

1300cc estándar y modificado ..................................................... 73

PÁGINA

Page 20: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

ix

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1. Flujo de electrones ..................................................................... 9

Figura 2. Corriente Continua ................................................................... 10

Figura 3. Corriente alterna ...................................................................... 10

Figura 4. Circuito eléctrico....................................................................... 13

Figura 5. Circuito en serie ....................................................................... 13

Figura 6. Circuito en paralelo .................................................................. 14

Figura 7. Conjunto de arneses de alambres eléctricos del vehículo ....... 14

Figura 8. Fusible ..................................................................................... 15

Figura 9. Fotografía de la caja de Fusibles ............................................. 16

Figura 10. Relé .......................................................................................... 16

Figura 11. Conexión de Relevador ............................................................ 17

Figura 12. Partes de un cable ................................................................... 18

Figura 13. Partes de la Bujía ..................................................................... 18

Figura 14. Partes del Cable de bujía ......................................................... 19

Figura 15. Sistema de Arranque del vehículo ........................................... 20

Figura 16. Diagrama eléctrico de un motor de arranque. .......................... 21

Figura 17. Sistema de iluminación del vehículo ........................................ 21

Figura 18. Fotografía de Unidad de Control .............................................. 22

Figura 19. Fotografía de placa de La unidad de control ............................ 23

Figura 20. Encendido DIS ......................................................................... 25

Figura 21. Esquema de un sistema de encendido sin distribuidor

para un motor de 4 tiempos ..................................................... 25

Figura 22. Inyección electrónica Multipunto ............................................. 26

Figura 23. Gestión de información de la unidad de control ....................... 27

Figura 24. Sensor de oxígeno ................................................................... 28

Figura 25. Sensor MAF ............................................................................. 29

Figura 26. Sensor de ECT ........................................................................ 29

Figura 27. Sensor de posición de árbol de levas ...................................... 30

Figura 28. Sensor de posición de aleta de aceleración ............................. 31

Figura 29. Fotografía de mazos de cables del motor ................................ 37

PÁGINA

Page 21: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

x

Figura 30. Mazo de conductores del motor/ inyección electrónica ............ 37

Figura 31. Tablero de instrumentos .......................................................... 39

Figura 32. Mazo de conductores del tablero de instrumentos ................... 39

Figura 33. Especificaciones de la unidad de control ................................. 41

Figura 34. Comunicación sensores- unidad de control- actuadores ......... 42

Figura 35. Sistema de alimentación .......................................................... 42

Figura 36. Ubicación de sensores en el vehículo ...................................... 43

Figura 37. Sensor de velocidad ................................................................. 44

Figura 38. Sensor de temperatura ............................................................ 44

Figura 39. Switch master .......................................................................... 45

Figura 40. Esquema eléctrico del vehículo con switch master .................. 46

Figura 41. Tacómetro ................................................................................ 46

Figura 42. Luz del tacómetro para cambio de marcha. ............................. 47

Figura 43. Esquema Eléctrico de instalacion del Tacometro .................... 47

Figura 44. Esquema del medidor de presión de aceite ............................. 48

Figura 45. Esquema eléctrico del manómetro de temperatura del

refrigerante del motor.............................................................. 48

Figura 46. Esquema eléctrico del voltímetro ............................................. 49

Figura 47. Cables de bujía de competencia .............................................. 49

Figura 48. Bobina de encendido del Chevrolet Aveo ................................ 50

Figura 49. Switch tipo avión ...................................................................... 50

Figura 50. Ejemplo de tablero de instrumentos ......................................... 51

Figura 51. Pines de la unidad de control ................................................... 51

Figura 52. Ejemplo de curva de potencia y torque con chip ..................... 53

Figura 53. Switch master, parte posterior ................................................. 53

Figura 54. Manómetro con cables de conexión ......................................... 54

Figura 55. Cable de señal del Tacómetro ................................................. 54

Figura 56. Tacómetro Instalado en el tablero ............................................ 55

Figura 57. Medidor de presión de aceite del motor, parte posterior. ......... 55

Figura 58. Manómetro de temperatura del refrigerante del motor,

parte posterior ............................................................................ 56

Figura 59. Conexión al motor del manómetro del refrigerante .................. 56

Page 22: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

xi

Figura 60. Voltímetro, parte posterior. ....................................................... 57

Figura 61. Conexión del módulo de contacto de ignición .......................... 58

Figura 62. Módulo de contacto de ignición ................................................ 58

Figura 63. Switch tipo avión. ..................................................................... 59

Figura 64. Cambio de cables de bujías ..................................................... 59

Figura 65. Cables de bujía instaladas ....................................................... 60

Figura 66. Bobina original del Chevrolet Corsa 1300cc ............................ 60

Figura 67. Bobina nueva para el Chevrolet Corsa 1300cc ........................ 61

Figura 68. Vehículo sin panel de control ................................................... 61

Figura 69. Panel de instrumentos desmontado ......................................... 62

Figura 70. Corte al panel de instrumentos ................................................ 62

Figura 71. Panel de instrumentos modificado ........................................... 63

Figura 72. EPROM original ....................................................................... 63

Figura 73. Vista frontal de la memoria flash .............................................. 64

Figura 74. Vista superior de la memoria flash ........................................... 64

Figura 75. Vista lateral de la memoria flash .............................................. 64

Figura 76. Autódromo Internacional de Yahuarcocha ............................... 69

Page 23: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

xii

ÍNDICE DE ANEXOS

ANEXO 1 Reglamento técnico de circuitos FEDAK 2015 ............................ 79

ANEXO 2 Instalación de memorias flash ..................................................... 81

ANEXO 3 Manual de taller del Chevrolet Corsa, páginas de interés ........... 87

ANEXO 4 Diagrama eléctrico ...................................................................... 96

ANEXO 5 Curva de torque y potencia antes de las modificaciones ............ 98

ANEXO 6 Curva de torque y potencia despues de las modificaciones ........ 99

PÁGINA

Page 24: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

1

RESUMEN

El presente proyecto tuvo la finalidad de analizar, implementar y modificar el

sistema eléctrico - electrónico de una vehículo marca Chevrolet Corsa 3

puertas cilindrada 1300cc, además este proyecto busca compartir con los

alumnos de Facultad de Ingeniería Automotriz información sobre las

modificaciones para competencia automovilísticas. Se investigó sobre el

funcionamiento de los sistemas eléctricos y electrónicos para obtener

conceptos y emitir un criterio sobre los cambios y mejoras a realizarse en el

automóvil, además se consultó el reglamento de la Federación de

Automovilismo y Kartismo del Ecuador, las exigencias mínimas en el área

de electricidad para calificar como competidor y la categoría a la que

calificaría el Chevrolet Corsa fue a la de Turismo Nacional. Se realizaron

pruebas del desempeño del vehículo antes de las modificaciones, en el

dinamómetro se obtenía una potencia de 35.57 hp a 6200 rpm, en las

pruebas de carretera el auto tardaba 21.26 segundos en llegar de 0km/h a

100km/h. y en el Autódromo Internacional de Yahuarcocha el auto tardo 3

minutos y 50 segundos. Durante las modificaciones del sistema eléctrico se

instalaron instrumentos que proporcionan información del vehículo al

conductor, se modificó el tablero de instrumentos, se reemplazó piezas por

su desgaste. En el sistema electrónico se instaló una memoria flash que

modificó la cartografía de la unidad de control para mejorar el desempeño

del vehículo, se calculó la aceleración y la distancia recorrida por el vehículo

en un determinado tramo para conocer las mejorías producto de las

modificaciones del vehículo. Después de las modificaciones en el sistema

eléctrico electrónico, en el dinamómetro se obtenía una potencia de 45.17 hp

a 5700 rpm, y el auto tardaba 13.6 segundos en llegar de 0km/h a 100km/h,

esto representa un aumento del 26.98% en la potencia del automóvil y una

disminución de 7.66 segundos en llegar de 0km/h a 100km/h.

Palabras clave

Modificaciones eléctricas.

Modificaciones electrónicas.

Page 25: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

2

Mapeo Unidad de control.

Mejorar rendimiento del automóvil.

Preparar auto para competencias.

Page 26: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

3

ABSTRACT

The present project had the purpose of analyzing, of helping and modifying

the electrical system - electronic with one vehicle marks Chevrolet Corsa 3

doors cylinder capacity 1300cc, in addition this project seeks to share with

the pupils of Faculty of Self-propelling Engineering information about the

modifications for competition car. It was investigated on the functioning of the

electrical and electronic systems to obtain concepts and to issue a criterion

on the changes and improvements to realize in the car, in addition there

consulted the regulation of the Federation of Driving and Kartismo of the

Ecuador, the minimal requirements in the area of electricity to qualify as

competitor and the category to the one that would qualify the Chevrolet

Corsa went to that of National Tourism. There were realized tests of the

performance of the vehicle before the modifications, in the dynamometer a

power of 35.57 was obtained hp to 6200 rpm, in the tests of road the car was

late 21.26 seconds in coming of 0km/h to 100km/h. And in Yahuarcocha's

International Car-racing track the slow car 3 minutes and 50 seconds.

Durante las modificaciones del sistema eléctrico se instalaron instrumentos

que proporcionan información del vehículo al conductor, se modificó el

tablero de instrumentos, se reemplazó piezas por su desgaste. In the

electronic system one installed a flash memory that modified the cartography

of the unit of control to improve the performance of the vehicle, there was

calculated the acceleration and the distance crossed by the vehicle in a

certain section to know the improvements product of the modifications of the

vehicle. After the modifications in the electrical electronic system, in the

dynamometer a power of 45.17 was obtained hp to 5700 rpm, and the car

was late 13.6 seconds in coming of 0km/h to 100km/h, this represents an

increase of 26.98 % in the power of the car and a decrease of 7.66 seconds

in coming of 0km/h to 100km/h.

Key words

Electrical modifications.

Electronic modifications.

Page 27: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

4

Unit of control mapping.

To improve performance of the car.

To prepare car for competitions.

Page 28: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

5

1. INTRODUCCIÓN

El automovilismo es un deporte que tiene muchos aficionados en la

sociedad, el sistema eléctrico electrónico es una parte del vehículo y

necesita ser modificado al igual que el resto de sistemas ya que todos los

sistemas trabajan conjuntamente para que el automóvil funciones. Los

estudiantes de la Facultad de Ingeniería Automotriz de la Universidad

Tecnológica Equinoccial tenemos gran interés en entender los conceptos

eléctricos y electrónicos de un automóvil de competencia. Se busca conocer

que mejorías presenta el vehículo si se modifica el sistema eléctrico-

electrónico, se ha puesto énfasis en los sensores, actuadores, señales que

recibe y envía la unidad de control, y adaptaciones que necesitaría el

vehículo para un mejor desempeño, se trataran a fondo los sistemas

eléctricos- electrónicos de un automóvil porque en la actualidad la unidad de

control es la encargada de procesar toda la información del vehículo y

ejecutar una acción, puede provocar una menor o mayor potencia en el

automóvil. Al mejorar el sistema eléctrico y electrónico se busca mejorar la

potencia del vehículo y comprender su importancia en los vehículos

convencionales. El vehículo escogido para estas modificaciones es un

Chevrolet Corsa 1300cc del año 1996 de 3 puertas, se realizaran pruebas

con el automóvil estándar para conocer el desempeño inicial. Las unidades

de control de los vehículos estándar están programados para disminuir las

emisiones de gases contaminantes, disminuir el consumo de combustible y

tener una mayor vida útil de sus piezas pero en el automovilismo los

parámetros de la unidad de control deben ser modificados aunque esto

implique un mayor consumo de combustible mayor contaminación y menor

vida útil de sus piezas. Esta investigación aportara varias pruebas

comparativas en el dinamómetro, en carretera y en circuito, antes y después

de las modificaciones. El reglamento de Federación de Automovilismo y

Kartismo del Ecuador, FEDAK, muestra las exigencias mínimas para

competir, a partir de esto se busca modificaciones en el tablero de

instrumentos, conexiones eléctricas y la unidad de control para mejorar el

Page 29: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

6

desempeño del vehículo. Al terminar la investigación se tendrá claro todos

los conceptos eléctricos- electrónicos de una vehículo.

El objetivo general del presente proyecto de titulación es analizar,

implementar y modificar el sistema eléctrico - electrónico, para un vehículo

de competencia en circuito, con el fin de mejorar la potencia y el torque a

través de cambios y mejoras en su unidad de control y elementos eléctricos.

A continuación se tallan los objetivos específicos.

Analizar los sistemas eléctrico – electrónicos del vehículo Chevrolet Corsa

1300cc 3 puertas año 1996 para plantear posibles cambios con los pueden

mejorar su desempeño.

Determinar los reglamentos de la Federación de Automovilismo y Kartismo

del Ecuador, FEDAK, referente a los sistemas eléctricos – electrónicos

para que el vehículo Chevrolet Corsa 3 puertas año 1996 pueda competir

en este campeonato.

Realizar pruebas de desempeño de aceleración y velocidad del Chevrolet

Corsa antes y después de las modificaciones para comparar los resultados.

.

Page 30: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

7

2. MARCO TEÓRICO

2.1. AUTOMOVIL

Los automóviles son vehículos que se mueven por sí mismo y no necesitan

de fuerza humana, pueden ser propulsados por un motor de combustión

interna o un motor eléctrico. El automóvil es el medio de transporte más

popular en el mundo.

2.2. SISTEMAS DEL AUTOMOVIL

El automóvil de combustión interna consta de varios sistemas para su

funcionamiento.

2.2.1. SISTEMA DE SUSPENSIÓN

La función del sistema de suspensión es reducir las vibraciones producto de

las irregularidades del camino, evitando que las oscilaciones de transmita

hacia los pasajeros o la carga, aumenta la adherencia de las ruedas y

disminuye las distancias de frenado.

2.2.2. SISTEMA DE DIRECCIÓN

El sistema de dirección es un conjunto de mecanismos que permiten guiar y

orientar las ruedas del vehículo a voluntad del conductor.

2.2.3. SISTEMA DE FRENOS

El sistema de frenos es el encargado de disminuir la velocidad del vehículo

cuando este en movimiento o mantener el vehículo detenido. El sistema de

frenos mejora su eficiencia cuando el sistema de suspensión está en buen

estado disminuyendo el tiempo de frenado.

Page 31: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

8

2.2.4. SISTEMA DE INYECCIÓN

El sistema de inyección es el encargado de dosificar y mantener presurizado

el combustible para que llegue al cilindro.

2.2.5. SISTEMA ELÉCTRICO

El sistema eléctrico es el encargado de entregar energía a todos los

componentes eléctricos o electrónicos.

El sistema eléctrico suministra energía al sistema de arranque desde la

batería para iniciar su funcionamiento y distribuye energía desde el

alternador cuando el vehículo está encendido.

2.2.6. SISTEMA DE LUBRICACIÓN

Es el sistema encargado de lubricar las partes móviles del motor como las

paredes del cilindro, rines del pistón, bancadas de cigüeñal, árboles de

levas, ejes de balancines.

2.2.7. SISTEMA DE REFRIGERACIÓN

El sistema de refrigeración es el encargado de disminuir y mantener una

temperatura ideal en el motor, evita que los lubricantes y metales pierdan

sus propiedades.

2.2.8. SISTEMA DE ESCAPE

E sistema de escape es el encargado de llevar los gases desde la cámara

de combustión hacia el exterior, ayuda a disminuir el ruido causado por el

motor.

En el sistema de escape se encuentra el catalizador que ayuda a disminuir

los elementos contaminantes mediante una técnica de catálisis.

Page 32: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

9

2.3. AUTOMOVILES DE COMPETENCIA

El automovilismo es un deporte que consiste en recorrer un determinado

tramo de carretera en el menor tiempo posible, los autos son modificados de

acuerdo a la modalidad.

2.4. ELECTRICIDAD

Es una forma de energía que se debe al movimiento de electrones, se sabe

que la electricidad tiene cargas positivas y negativas, es invisible,

controlable, y puede fluir por circuitos completos y puede ser almacenada.

A continuación se detalla los principales conceptos de electricidad para

entender el funcionamiento de los circuitos del automóvil.

2.4.1. FLUJO DE CORRIENTE

El flujo de corriente se produce cuando los electrones circulan por un

conductor, los electrones se transportan a la velocidad de la luz, a

continuación se detalla los tipos de corriente, las unidades de medida de la

energía, y el funcionamiento de los circuitos. En la figura 1 se muestra el

flujo de un electro por un conductor alimentado por una batería, esto es un

circuito básico de electricidad.

Figura 1.Flujo de electrones (Artinaid, 2013)

Page 33: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

10

2.4.1.1. Corriente continua (DC)

La corriente continua se produce en pilas, baterías o dinamos y tiene una

tensión constante que no varía con el tiempo en los extremos de los

generadores.

La corriente continua puede ser rectificada a partir de la corriente alterna,

que es generada en el alternador de un vehículo.

La corriente continua tiene como característica que no genera una onda, en

el osciloscopio se muestra como una línea continua, ver figura 2, y no

cambia su sentido de circulación.

Figura 2. Corriente Continua

2.4.1.2. Corriente alterna (AC)

La corriente continua se produce en alternadores o centrales eléctricas y

tiene una intensidad que varía con el tiempo.

La corriente alterna tiene como característica que cambia su sentido de

circulación y tiene una onda senoidal.

En la figura 3 se muestra la onda senoidal de la corriente alterna

Figura 3. Corriente alterna

Page 34: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

11

2.4.1.3. Tensión

La tensión es la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos.

También es conocido como diferencia de potencial.

Su unidad de medida es el voltio y se representa con la letra V.

En la ecuación [1] se muestra la fórmula de la tensión según la ley de Ohm

V=I.R [1]

Donde

R: Resistencia (Ω)

V: Voltaje (V)

I: Intensidad (I)

2.4.1.4. Intensidad

La intensidad es el flujo de carga eléctrica por unidad de tiempo, se mide en

Amperios y se representa con la letra A.

En la ecuación [2] se muestra la fórmula de la intensidad según la ley de

Ohm

I=

[2]

Donde

R: Resistencia (Ω)

V: Voltaje (V)

I: Intensidad (I)

2.4.1.5. Resistencia

La resistencia es la oposición que presenta un conductor al paso de la

corriente, mientras más tensión se suministre a un material conductor de

energía, mayor será la corriente que pasara (Haynes, 2000).

Page 35: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

12

En la ecuación [3] se muestra la fórmula de la resistencia según la ley de

Ohm

R=

[3]

Donde

R: Resistencia (Ω)

V: Voltaje (V)

I: Intensidad (I)

2.4.1.6. Aisladores

Los aisladores son materiales que no permiten el desplazamiento de

electrones, también es conocido como materiales dieléctricos, generalmente

son materiales no metálicos como el aire, el caucho, la madera etc.

2.4.1.7. Semiconductores

Los semiconductores están hechos generalmente de silicón y pueden

comportarse como un conductor o un aislante según diversos factores como

el campo eléctrico, la presión o la radiación.

2.4.2. CIRCUITOS ELÉCTRICOS

Los circuitos eléctricos tienen las siguientes características

Debe fluir de una fuente de voltaje por todos los componentes del circuito y

volver a la fuente de voltaje

Debe existir una diferencia de voltajes entre dos puntos del circuito, en los

vehículos esta diferencia se produce en los bornes de la batería.

En la figura 4 se muestra un circuito eléctrico básico con sus partes, consta

de una batería, cable conductor, carga y la línea de regreso o tierra.

Page 36: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

13

Figura 4. Circuito eléctrico (Haynes, 2000)

2.4.2.1. Circuito en serie

Los circuitos en serie tienen las siguientes características

La corriente que circula es la misma para todo el circuito.

La caída de voltaje varia en proporción a la resistencia

La resistencia del circuito es la sumatoria de todas las resistencia

individuales

En la figura 5 se muestra un circuito en serie

Figura 5. Circuito en serie (Laura Hild, 2013 )

2.4.2.2. Circuito en paralelo

El voltaje que fluye en el circuito es igual en todos sus puntos.

La resistencia total del circuito es menor que cualquier resistencia del

mismo sistema.

Page 37: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

14

En la figura 6 se muestra un circuito en paralelo, consta de 3 resistencias y

una fuente de alimentación.

Figura 6. Circuito en paralelo (Laura Hild, 2013 )

2.5. SISTEMA ELÉCTRICO DEL VEHÍCULO

El sistema eléctrico del vehículo se compone principalmente de cinco

sistemas, estos son: sistema de encendido electrónico, sistema de energía

de carga del vehículo, sistema de arranque, sistema de iluminación y

sistema de alarma (Villafuerte, 2014).

2.5.1. ELEMENTOS ELÉCTRICOS DEL VEHÍCULO

Se sabe que la electricidad tiene cargas positivas y negativas, es invisible,

controlable, puede fluir por circuitos completos y puede ser almacenada.

Los sistemas eléctricos son los encargados de arrancar el vehículo, cargar la

batería, poner en funcionamiento el ventilador, el motor, la iluminación,

encender los testigos del tablero, la radio etc.

En la figura 7 se muestra los arneses de cables de un vehículo estándar.

Figura 7. Conjunto de arneses de alambres eléctricos del vehículo (Haynes, 2000)

Page 38: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

15

2.5.1.1. Fusibles

Es un dispositivo de seguridad que protege a los sistemas eléctricos el

automóvil, al pasar más corriente de la que soporta el filamento se corta

protegiendo todo el circuito. Cada fusible tiene un límite de amperios que

soporta, según el sistema eléctrico puede ser un valor mayor o menos.

Existen dos tipos de fusibles, de tipo hoja y de tipo tubo de vidrio, en la

actualidad se utilizan los de tipo hoja para el campo automotriz, ver figura 8.

Figura 8. Fusible

(Electronica Aranda, 2006)

Los colores de los fusibles ayudan a identificarlos rápidamente, en un

automóvil se debe verificar que los fusibles no estén quemados, es muy

común que sistemas eléctricos no funcionen y se deba a que un fusible se

haya cortado. Para comprobar que el fusible funciona o no es suficiente

sácalo y ver si el filamento está cortado o no.

En las cajas de Fusibles de los autos exiten diversos colores, la tabla 1

muestra la relación color- amperaje

Tabla 1. Código de colores fusibles

Corriente Nominal Color

40 A Naranja

30 A Verde

25 A Blanco

20 A Amarillo

15 A Azul

10 A Rojo

7.5 A Marron

5 A Beige

3 A Lila

(Celis, 2014 )

Page 39: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

16

2.5.1.2. Caja de fusibles

Lugar donde se alojan todos los fusibles y relevadores de un automóvil. En

la figura 9 se muestra la caja de fusibles del Chevrolet Corsa 3 puertas.

Figura 9. Fotografía de la caja de Fusibles

2.5.1.3. Relevador

El relevador es un dispositivo electromagnético que consta de una bobina y

un electroimán que al energizarse crean el campo magnético, se estimula

por corriente muy débil y permite abrir o cerrar un circuito con corriente muy

alta (Caicedo, 2007).

En los automóviles los relés permiten accionar dispositivos que necesitan

todo el voltaje de la batería, pero solo con la señal de la computadora de

manera automática o por medio de un botón accionado por el usuario.

En la figura 10 se observa un relé, sus partes internas y externas.

Figura 10. Relé (Garbero, 2010)

Page 40: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

17

El relevador consta de 4 o 5 patas y cada pata tiene una función:

Pata 30, Conecta el cable de alto amperaje que viene directo de la batería.

Pata 85 va conectado la masa, la tierra o el negativo

Pata 86 va conectado el positivo y es accionado por un interruptor o la

unidad de control

Pata 87 circula la corriente con alto amperajes que proviene de la pata 30

una vez que el bobinado se activa (Romero, 2012).

En la figura 11 se muestra un diagrama eléctrico de las conexiones de un

relé.

Figura 11. Conexión de Relevador

(Via 4x4, 2008)

2.5.1.4. Batería

La batería es una pila acumuladora de energía que tiene varias celdas

electroquímicas que se encarga de almacenar y proporcionar corriente al

sistema de arranque del vehículo.

2.5.1.5. Cables

Los cables son conductores eléctricos que permiten que la energía fluya por

un circuito, generalmente su materia es de cobre cubierto por un aislante.

Page 41: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

18

En la figura 12 se muestra las partes de un cable.

Figura 12. Partes de un cable (Faradayos, 2015)

2.5.1.6. Bujía

Las bujías son las encargadas del encendido de la mezcla comprimida de

aire y combustible en los motores Otto por medio de la chispa (Robert Bosch

Argentina Industrial , 2013).

La figura 13 muestra las partes de la bujía.

Figura 13.Partes de la Bujía (Pasion por volar, 2012)

Page 42: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

19

2.5.1.7. Cables de bujía

Los cables de bujía tienen la función de unir las bobinas de encendido o el

distribuidor con las bujías para que circule la corriente eléctrica y se

produzca la chispa en el electrodo.

Los cables de bujía deben ser capaces de soportar altas temperaturas,

alrededor de 200 ºC, resistente a las vibraciones del vehículo y variaciones

de humedad.

En la figura 14 se muestra las partes de un cable de bujía.

Figura 14. Partes del Cable de bujía (NGK México, 2013)

2.5.1.8. Relevador de la bomba

Es el actuador encargado de hacer funcionar a la bomba de combustible,

debido a que la bomba de combustible utiliza corrientes muy altas y la

computadora no puede suministrarla directamente es necesario un

relevador, que active y desactive el paso de corriente para el funcionamiento

de la bomba de combustible (Orozco, 2006).

Page 43: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

20

2.5.1.9. Bomba de gasolina

Encargada de suministrar presión y mantener siempre con caudal las líneas

de alimentación de combustible, se encuentra ubicada dentro de tanque de

combustible y es controlada por la unidad de control (Orozco, 2006).

2.5.1.10. Relevador del moto ventilador

Por medio de este relevador, la ECU activa o desactiva el funcionamiento del

ventilador localizado en el radiador, este depende de la señal enviada a la

computadora por el sensor de temperatura (Garbero, 2010).

2.5.2. SISTEMA DE ARRANQUE

La función del sistema de arranque es hacer girar el cigüeñal del motor. En

la figura 15 se muestra un sistema estándar de arranque de un vehículo

Figura 15. Sistema de Arranque del vehículo (Haynes, 2000)

El Sistema de Arranque de un vehículo estándar tiene las siguientes

partes:

Cables de bujía

Motor de Arranque

Solenoide del motor de arranque

Interruptor de ignición

Page 44: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

21

En la figura 16 se muestra un diagrama eléctrico del sistema de arranque.

Figura 16.Diagrama eléctrico de un motor de arranque. (UNAD, 2010)

2.5.3. SISTEMA DE ILUMINACIÓN

Al momento de la conducción de un automóvil en la noche o neblina es

necesario iluminar el camino, para esto, se dispone del sistema de

iluminación del vehículo, las luces se encuentran conectadas a la batería y al

alternador.

Las lámparas en el automóvil pueden clasificarse básicamente en tres tipos:

Lámparas de gran potencia para iluminar el camino.

Lámparas de media potencia para visualización del automóvil.

Lámparas de pequeña potencia para señalización de control e iluminación.

La figura 17 muestra los sistemas de iluminación de un vehículo

Figura 17. Sistema de iluminación del vehículo (Mecanico Automotriz, 2015)

Page 45: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

22

2.5.4. SISTEMA DE ALARMA

La función de la alarma del vehículo es generar un ruido si las puertas son

abiertas sin el control de alarma, inmovilizar el volante del automóvil cuando

no se encuentre conectada las llaves en el cilindro de encendido, y bloquear

la unidad de control (Villafuerte, 2014).

2.6. SISTEMA ELECTRÓNICO DEL VEHÍCULO

El sistema electrónico ayuda a transportar, recibir y procesar datos de los

sensores para accionar un actuador con una señal eléctrica creada a partir

de una base de datos que tiene la unidad de control.

El sistema eléctrico comprende de cables, actuadores, sensores,

relevadores, fusible por donde pasa corriente eléctrica, a continuación se

detalla cada uno de estos componentes.

2.6.1. UNIDAD DE CONTROL

La Unidad de Control o ECU, por sus siglas en inglés en el cerebro del

vehículo en el cual viene programado todos los parámetros de

funcionamiento del mismo, se encarga de recoger los datos que envían los

sensores, procesarlos y compararlos con su base de datos que viene

programada y crear una señal que envía a los actuadores para realizar una

acción. La figura 18 muestra la descripción de la unidad de control del

Chevrolet Corsa 1300cc.

Figura 18. Fotografía de Unidad de Control

Page 46: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

23

Esta Unidad de Control es de marca Delco Electronics, fabricante de

unidades de control para General Motor, una memoria consta de:

Memoria ROM

Memoria RAM

Memoria EPROM

La figura 19 muestra la placa de la unidad de control.

Figura 19. Fotografía de placa de La unidad de control

2.6.1.1. Memoria RAM

La memoria RAM, es una memoria de acceso aleatorio, RedomAcces

Memory por sus siglas en inglés, es la memoria que almacena

temporalmente los datos del vehículo, tales como temperatura del motor,

rpm, señal de presión del múltiple de admisión entre otros.

Estos datos son usados por el microprocesador para tomar diferentes

decisiones y enviar señales para cumplir con una función.

La memoria RAM es la memoria volátil, para retener su información necesita

una alimentación de voltaje constante.

2.6.1.2. Memoria ROM

La memoria ROM, es una memoria solo de lectura, ReadOnly Memory por

sus siglas en inglés, esta memoria es utilizada para almacenar información

Page 47: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

24

de forma permanente, la información es cargada en la memoria ROM

cuando la computadora es construida. El microprocesador puede leer la

información de la memoria ROM pero no puede escribir sobre la misma, esa

memoria no es volátil y no necesita ce voltaje para retener su información.

2.6.1.3. Memoria EPROM

La memoria EPROM, es una memoria ROM Programable borrable, Erasable

Programable Read-Only Memory por sus siglas en inglés, puede

programarse solo si se borra la información con luz ultravioleta.

2.6.2. SISTEMA DE ENCENDIDO DEL VEHÍCULO

El sistema de encendido de un vehículo se encarga de proporcionar energía

a la bujía para producir una chispa, para esto, es necesaria una bobina para

que el voltaje de la batería aumente. Los cables de bujía son los encargados

de transportar la tensión desde la bobina las bujías.

2.6.2.1. Bobina de encendido

Las Bobinas de encendido son dispositivos de inducción electromagnética

que se encargan de elevar los 6 voltios, 12 voltios o 24 voltios de un

vehículo que hasta en 100 veces. Es importante la sincronización perfecta

de las bobinas de encendido con el sistema de encendido en cualquier

condición de funcionamiento. Las bobinas se encargan de proporcionar

energía para la chispa que se produce en la bujía, generando tensiones de

hasta 45 000 voltios por lo cual es crucial evitar fallos en el encendido.

2.6.2.2. Encendido DIS

El sistema de encendido directo, Direct Ignition System por sus siglas en

inglés, se encuentra sincronizado por la unidad de control, también se lo

Page 48: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

25

denomina de chispa perdida ya que envía energía por dos cables al mismo

tiempo, encendiendo dos chispas en dos bujías, uno de los cilindros estará

en compresión y otro no.

En la figura 20 se muestra las partes de un sistema de encendido DIS

Figura 20. Encendido DIS (Meganeboy, 2014)

En la figura 21 se muestra un esquema de la bobina de encendido de

chispa perdida DIS con la conexión de 4 pines, a la batería y a los cables de

bujía.

Figura 21. Esquema de un sistema de encendido sin distribuidor para un motor de 4 tiempos

(Meganeboy, 2014)

2.6.3. SISTEMA DE INYECCIÓN DEL VEHÍCULO

La función más importante del sistema de inyección del vehículo es

introducir en el cilindro una dosificación exacta de combustible según las

necesidades del motor.

Page 49: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

26

La inyección del combustible en los cilindros del motor depende de los datos

recogidos por la unidad de control.

2.6.3.1. INYECTOR

Es un solenoide localizado en el riel de inyectores, abre o cierra una válvula

que permite salir el combustible presurizado presente en el riel, se encarga

de entregar la cantidad suficiente de combustible en controlado por la Ecu

que a su vez recibe toda la información de los sensores (Garbero, 2010).

El inyector es uno de los componentes del sistema de inyección de

combustible que tiene el objetivo de introducir una cantidad determinada de

combustible a presión por medio del efecto Venturi en la cámara de

combustión.

La dosificación de combustible que introduce en la cámara debe ser lo más

homogéneamente posible.

En la figura 22 se muestra el esquema del sistema de inyección multipunto

de un auto Chevrolet Corsa.

Figura 22. Inyección electrónica Multipunto (Mecanica Automotriz, 2012)

Page 50: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

27

2.6.4. SENSORES

Los sensores son los dispositivos encargados de recoger datos para

enviarla a la computadora, esta información y procesada e interpretada para

activar un actuador. La figura 23 muestra la gestión de información de la

unidad de control.

Figura 23. Gestión de información de la unidad de control (Mecanico Automotriz, 2015)

2.6.4.1. Sensor de detonación

El sensor de detonación o también llamado KS por sus siglas en inglés, es

sensor de tipo cristal piezoeléctrico que se encarga de monitorear las

vibraciones del motor, con la señal enviada a la ECU esta realiza

modificaciones en el tiempo de encendido (Orozco, 2006).

2.6.4.2. Sensor de oxígeno

El sensor de oxígeno o también llamado lambda es el sensor encargado de

monitorear la relación de la mezcla aire combustible para mantener o

Page 51: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

28

modificar dicha mezcla, el sensor lambda está localizado en el escape y es

un sensor tipo iónico (Rueda, 2003).

La figura 24 muestra el sensor de oxígeno.

Figura 24.Sensor de oxígeno (Autobody Magazine, 2016)

2.6.4.3. Sensor de posición de árbol de levas

El sensor de posición del árbol de levas también llamado CAM o CMP es el

encargado de verificar si el árbol de levas se encuentra girando y envía la

información a la computadora para que esta realice modificaciones en la

mezcla aire-combustible según sea necesario (Rueda, 2003).

2.6.4.4. Sensor de la masa del aire

El sensor de la masa del aire sensor MAF por sus siglas en inglés, es un

sensor que se basa en el uso de una o varias resistencias que detectan la

variación de temperatura del aire que ingresa en el motor con la cual calcula

la masa de aire que ingresa al mismo, esta señal es enviada a la

computadora del vehículo para realizar modificaciones en la mezcla aire

combustible(Orozco, 2006).

El sensor MAF posee tres terminales o cuatro terminales

-Alimentación

-Señal

-Tierra

-Alimentación extra para calentar la resistencia

Page 52: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

29

La figura 25 muestra un filtro de aire de competencia seguido del sensor

MAF

Figura 25. Sensor MAF (Mecánica Automotriz, 2011)

2.6.4.5. Sensor de temperatura del refrigerante del motor

El sensor de temperatura de refrigerante del motor también llamado ECT por

sus siglas en ingles es el sensor encargado de monitorear la temperatura a

la que se encuentra el motor.

El sensor ECT está localizado a la entrada de la manguera del refrigerante

del motor, envía la señal la computadora y está activa o desactiva el

ventilador según la temperatura del motor o modifica el tiempo de encendido

del motor para mejorar la mezcla aire combustible y esta sea más eficiente

(Orozco, 2006).

La figura 26 muestra el sensor ECT

Figura 26. Sensor de ECT (Fraber, 2013)

Page 53: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

30

2.6.4.6. Sensor de posición del cigüeñal

El sensor de posición del cigüeñal o también llamado CKP por sus siglas en

inglés. El sensor CKP monitorea la posición del cigüeñal y las RPM y es un

sensor tipo captador magnético (Orozco, 2006).

2.6.4.7. Sensor de temperatura del aire de admisión

El sensor e temperatura el aire de admisión también llamado IAT por sus

siglas en inglés, monitorea la temperatura a la que se encuentra el aire de

entrada, envía una señal a la computadora para que la ecu realice

modificaciones en la mezcla aire combustible (Aloson, 2004).

El sensor IAT posee dos terminales:

-Alimentación

-Regreso de la alimentación

La figura 27 muestra el sensor de posición del árbol de levas.

Figura 27. Sensor de posición de árbol de levas (Fraber, 2013)

2.6.4.8. Sensor de posición de la aleta de aceleración

El Sensor de posición de la aleta de aceleración también denominado sensor

TPS por sus siglas en inglés, es el sensor encargado de monitorear el

ángulo de apertura o cierre de la aleta de aceleración para trasmitir la

información a la ECU y realizar los ajustes necesarios en la mezcla aire-

Page 54: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

31

combustible, calcule la curva de avance de encendido y calcule los pulsos de

inyección (Orozco, 2006).

El sensor TPS posee tres terminales:

-Alimentación de 5 voltios

-Tierra

-Señal variable que depende de la abertura del acelerador

La figura 28 muestra el sensor de posición de la aleta de aceleración.

Figura 28. Sensor de posición de aleta de aceleración (Fraber, 2013)

2.7. MODIFICACIÓN DEL SISTEMA ELECTRÓNICO.

La principal modificación del sistema electrónico se lo denomina mapeo de la

unidad de control. Consiste en modificar los parámetros de la computadora

para aumentar las revoluciones por minuto, la inyección de combustible,

elimina el corte de combustible a altas revoluciones, para esto se utiliza una

memoria flash programable que se inserta en el circuito impreso.

Se modifica la EPROM, que es la memoria programable de la computadora.

Page 55: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

32

2.8. REGLAMENTO DE LA FEDAK EN EL ÁREA ELÉCTRICO

ELECTRÓNICA

2.8.1. FEDAK

La Federación de Automovilismo y Kartismo del Ecuador o es una

organización creada para incentivar el deporte del automovilismo,

reglamentar y dar soluciones a los campeonatos en competiciones en el

Ecuador (Fedak, 2015).

La Federación de Automovilismo y Kartismo del Ecuador, FEDAK, ha

normado un reglamento técnico de circuitos con el fin de establecer los

requisitos mínimos de seguridad de los pilotos y limitaciones técnicas del

rendimiento de los vehículos de competición con el fin de dar las mismas

oportunidades de competitividad a los equipos, el anexo 1 muestra el

reglamento de la FEDAK.

Cuenta con las siguientes categorías:

TP - Turismo Promocional

TN - Turismo Nacional

TE – Turismo Especial

P - Prototipos

2.8.2. TURISMO NACIONAL (TN)

La Categoría de Turismo Nacional, TN, indica que pueden competir

vehículos de fabricación en serie sin limitaciones a su preparación, salvo lo

establecido expresamente en el reglamento de la Federación de

Automovilismo y Kartismo del Ecuador. (Fedak, 2014).

Page 56: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

33

La tabla 2 muestra los requisitos del campeonato Turismo Nacional

Tabla 2. Requisitos de TN

Requisitos de la Categoría de Turismo Nacional

Carrocería Proveer confort y seguridad al piloto

Materiales de la Carrocería Acero, aluminio, fibra de vidrio, fibra de carbón, mixto

Sistema Eléctrico

Interruptor Master

Mínimo dos luces de freno

Limpiaparabrisas

Batería aislada

Luces para carretera

Sistema de escape Libre

Suspensión Debe conservar el diseño original

Caja de cambios No se permite el uso de caja secuencial

Frenos Doble circuito hidráulico de frenos

Aerodinámica Libre

Combustible Gasolina comercial Súper o Extra

Chasis Libre

Rall Bar Parte estructural agregada al chasis original

Motor De Aspiración natural o Turbo cargados

Seguridad Extintores

(Fedak, 2014)

Page 57: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

34

3. METODOLOGÍA

La revisión de las especificaciones técnicas del vehículo permiten definir el

punto de partida para la investigación, el análisis del sistema eléctrico

permite conocer las conexiones y mazos de cables presentes en el interior

del automóvil, cada elemento eléctrico es analizado antes de ser instalado o

modificado. El análisis el sistema electrónico, permite conocer las partes de

la unidad de control, y su funcionamiento, la memoria flash es analizada para

modificar sus parámetros de funcionamiento. Luego del análisis del sistema

eléctrico y electrónico se procede con la instalación de los nuevos

elementos, el análisis inicial cuenta con las conexiones eléctricas, de tal

manera que se realiza según estas especificaciones, una vez concluida las

instalaciones eléctricas se procede con la instalación de la memoria flash

que cambiaría los parámetros de la unidad de control. Se instala el panel con

instrumentos adicionales según las modificaciones realizas. Una vez

concluida las modificaciones e implementaciones del sistema eléctrico

electrónico se busca mediante fórmulas, información que no ha sido

obtenida directamente en las pruebas, se utiliza la fórmula de la distancia

para determinar cuánto recorre el vehículo de 0km/h a 100 km/h, se utiliza la

fórmula de la aceleración para determinar con qué rapidez llega de 0km/h a

100 km/h. Finalmente se realiza una tabla comparativa de los valores

encontrados antes y después de las modificaciones en el sistema eléctrico

electrónico se hace una comparación de los datos obtenidos en el

dinamómetro.

Las herramientas y materiales utilizados en el presente proyecto se detallan

a continuación.

Estaño

Cortafrío

Multímetro

Cronómetro

Page 58: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

35

Cables

Alicate

Desarmadores plano

Desarmadores estrella

Juego de dados

Juego de llaves

Los elementos para la modificación del vehículo Chevrolet Corsa con

cilindraje de 1300cc. Se detallan a continuación.

Interruptor de master switch

Bobina

Cables de bujía de 9.8mm

Tacómetro

Manómetro presión de combustible

Manómetro de temperatura del refrigerante del motor

Manómetro de voltaje de la batería

Bales de batería

Page 59: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

36

4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN

4.1. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DEL VEHÍCULO

CHEVROLET CORSA 3 PUERTAS AÑO 1996

EL automóvil Chevrolet Corsa 3 Puertas del año 1996 al momento de ser

analizado, no tiene modificaciones de ningún tipo, es un vehículo estándar.

En la tabla 3 se muestra las especificaciones técnicas del vehículo.

Tabla 3. Matricula Chevrolet Corsa 3 Puertas

Placa PSF 0432

Marca Chevrolet

Clase Automóvil

Tipo Cupé

Año 1996

Modelo Corsa 3 puertas

Cilindraje 1300cc

Peso 0.75t

Color Plateado

No Motor B13NE31001934

No Chasis S08136f0054

Color Plateado

Estos datos fueron obtenidos de la matrícula del automóvil, es importante

mencionar que todos los sistemas eléctricos, y electrónicos funcionaban

perfectamente al momento de ser analizado.

4.2. ANÁLISIS ELÉCTRICO DEL CHEVROLET CORSA 3

PUERTAS.

4.2.1. SISTEMA ELÉCTRICO DEL MOTOR

Page 60: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

37

Para conocer el circuito eléctrico con el que cuenta el Chevrolet Corsa 3

Puertas, se realizó un chequeo minucioso del sistema, se observó el estado

de los cables y sus recubrimientos.

En la figura 29 se muestra una fotografía de la parte superior del motor

donde se puede observar los cables que conectan los diferentes sistemas

del vehículo.

Figura 29. Fotografía de mazos de cables del motor

En la figura 30 se observa los mazos de cables que conectan los sensores,

el sistema de inyección, sistema de encendido, unidad de control, en el

Motor

Figura 30. Mazo de conductores del motor/ inyección electrónica (Opel, 2000)

Page 61: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

38

En la tabla 4 se muestra la descripción de mazos de cables de la figura 30.

Tabla 4. Descripción mazo de conductores del motor/ inyección electrónica

(Opel, 2000)

4.2.2. SISTEMA ELÉCTRICO DEL TABLERO DE INSTRUMENTOS

El tablero original del Chevrolet Corsa 3 Puertas cuenta con radio, sistema

de calefacción, botón de parqueo, manómetro de velocidad, medidor de nivel

de aceite y temperatura del motor, interruptor de luces y limpiaparabrisas.

Un automóvil de competencias cuenta con varios manómetros que permiten

la rápida lectura de información como la temperatura del refrigerante, el

voltaje de carga de la batería, las revoluciones por minuto del motor, la

presión del aceite, por estas razones es necesario modificar el sistema

eléctrico del tablero.

Page 62: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

39

En la figura 31 se muestra el tablero de instrumentos original de Chevrolet

Corsa 3 Puertas.

Figura 31. Tablero de instrumentos

En la figura 32 se muestra los mazos de cables que van desde el tablero de

instrumentos hasta los diferentes circuitos electros de todo el vehiculo.

Figura 32.Mazo de conductores del tablero de instrumentos

(Opel, 2000)

Page 63: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

40

En la tabla 5 se muestra la descripción de mazos de cables de la figura 32.

Tabla 5. Descripción 1 del mazo de conductores del tablero de instrumentos

(Opel, 2000)

En la tabla 6 se muestra la descripción de mazos de cables de la figura 32.

Tabla 6. Descripción 2 del mazo de conductores del tablero de instrumentos

(Opel, 2000)

El tablero de instrumentos cuenta con 26 conexiones, en el Chevrolet Corsa

3 Puertas no todos los mazos de cables son utilizados.

Page 64: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

41

4.3. ANÁLISIS ELECTRÓNICO DEL CHEVROLET CORSA 3

PUERTAS

4.3.1. ESPECIFICACIONES DE LA UNIDAD DE CONTROL

La unidad de control del el Chevrolet Corsa 3 Puertas año 1996 de marca

Delco Electronic Corporation, fue hecha en Singapur por una fábrica

subsidiaria de General Motor., ver figura 33.

Figura 33. Especificaciones de la unidad de control

Los circuitos y memorias de la unidad de control vienen protegidos por una

carcasa metálica, al remover los tornillos se puede acceder al circuito

impreso de la computadora donde se encuentra las memorias RAM, ROM

EPROM.

4.3.2. COMUNICACIÓN DE SENSORES-UNIDAD DE CONTROL-

ACTUADORES

Los sensores envían la información a la unidad de control para ser

procesada y comparada con la base de datos de la memoria ROM a su vez,

a unidad de control envía información a los actuadores.

Page 65: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

42

En la figura 34 se muestra la comunicación entre sensores- unidad de

control y actuadores.

Figura 34. Comunicación sensores- unidad de control- actuadores (Meganeboy, 2014)

4.3.3. CIRCUITO DE ALIMENTACIÓN

El circuito de alimentación está formado por todos los circuitos eléctricos por

los que fluye la energía como la llave de contacto, el relé principal el sistema

de inyección electrónica, el sistema de encendido.

En la figura 35 se muestra un diagrama del circuito de alimentación que es

controlado electrónicamente.

Figura 35. Sistema de alimentación

Page 66: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

43

Una vez que la llave de encendido del vehículo es colocada en posición On,

la computadora recibe esta señal y activa el relé del sistema de inyección

electrónica para suministrar combustible al motor.

La llave en posición On también activa el sistema inmovilizador del motor por

medio de la señal de la unidad de control para el respectivo relé.

4.3.4. UBICACIÓN DE SENSORES EN EL VEHÍCULO

Los sensores recopilan informacion para enviarla a la unidad de control. En

la figura 36 se muestra la ubicación comun de los sensores en un automovil.

Figura 36. Ubicación de sensores en el vehículo (Mecanica Automotriz, 2012)

El automóvil Chevrolet Corsa 3 Puertas año 1996 cuenta con sensores como

sensor de velocidad, sensor de temperatura del refrigerante, sensor de

presión de aceite, sensor revoluciones, sensor de posición de árbol de levas,

sensor de posición de la mariposa de aceleración.

4.3.4.1. Sensor de velocidad

En sensor de velocidad el vehículo se encuentra entre el eje de salida de la

transición y el engranaje conducido.

En la figura 37 se muestra la ubicación del sensor de velocidad.

Page 67: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

44

Figura 37. Sensor de velocidad (Mecanica Automotriz, 2012)

El sensor de velocidad funciona perfectamente, el velocímetro del Chevrolet

Corsa 3 Puertas año 1996 se mantendrá sin modificaciones ya que se ha

evaluado que no se mejoraría el desempeño eléctrico electrónico del

vehículo si se lo cambia.

4.3.4.2. Sensor de temperatura del refrigerante del motor

El sensor de temperatura del refrigerante del motor es una resistencia

cambian con la temperatura, en la figura 38 se muestra una plano con la

variación de la resistencia versus la temperatura.

Figura 38. Sensor de temperatura

Page 68: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

45

Para la instalación de un manómetro de temperatura del refrigerante del

motor es necesario colocar sensor adicional que va directo al manómetro.

4.4. ANÁLISIS DE ELEMENTOS A MODIFICAR EN EL

SISTEMA ELÉCTRICO DEL CHEVROLET CORSA

4.4.1. ANÁLISIS DE UN SWITCH MASTER

Todos los sistemas eléctricos y electrónicos se encuentran conectados a la

batería.

En el momento de arranque del vehículo, la misma que suministra energía

para su funcionamiento luego de accionar el solenoide de ignición.

Como norma de seguridad por parte del reglamento de la Federación de

Automovilismo y Kartismo del Ecuador, se requiere la instalación de un

switch master que es un interruptor ubicado entre el borne positivo de la

batería y el mazo de cables que suministra energía al vehículo en el

momento de arranque.

En la figura 39 se muestra una fotografía del switch master

Figura 39. Switch master

El switch master consta de dos terminales, y una llave roja.

Mientras la llave roja no se instale los dos terminales no tiene continuidad.

Cuando la llave roja se instale los dos terminales tendrán continuidad.

Page 69: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

46

El esquema eléctrico del vehículo con el switch master se muestra en la

figura 40.

Figura 40. Esquema eléctrico del vehículo con switch master (Mechanical, 2016)

4.4.2. ANÁLISIS DEL TACÓMETRO CON SHIFTLIGTH

El tacómetro es un manómetro que permite ver las revoluciones por minuto a

las que gira el cigüeñal del motor.

En la figura 41 se observa un tacómetro, cada número debe ser multiplicado

por 1000, por ejemplo si la aguja marca 1 significa que el motor gira a 1000

revoluciones por minuto.

Figura 41. Tacómetro

Page 70: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

47

Este modelo de tacómetro cuenta con un shiftligth que es una luz que se

enciende cuando es necesario realizar el cambio de marcha.

El shiftligth es programable, se puede establecer las revoluciones por minuto

a las que se desea que el foco se encienda, es utilizado para no sobre

revolucionar los motores y tener una señal que se está atravesando ese

límite.

En la figura 42 se muestra el shiftligth del tacómetro.

Figura 42. Luz del tacómetro para cambio de marcha.

Los tacómetros cuentan con varios cables que deben ser conectados al

sistema eléctrico del vehículo, el tacómetro recibe los pulsos eléctricos, del

sistema de encendido o bobina, los interpreta y transforma en revoluciones

por minuto, ver anexo 4.

El esquema eléctrico de conexión del tacómetro se muestra en la figura 43.

Figura 43. Esquema Eléctrico de instalacion del Tacometro

(Vega, 2009)

Page 71: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

48

4.4.3. ANÁLISIS DEL MEDIDOR DE PRESIÓN DE ACEITE

En una competencia automotriz es importante conocer la presión de aceite

que ejerce sobre el motor, para esto existe un manómetro que realiza esta

función, ver anexo 4.

En la figura 44 se muestra la conexión del medidor de presión de aceite en

el motor

Figura 44. Esquema del medidor de presión de aceite (Mechanical, 2016)

4.4.4. ANÁLISIS DEL MEDIDOR DE PRESIÓN DE TEMPERATURA DEL

REFRIGERANTE DEL MOTOR

Los vehículos cuentan con un medidor de temperatura del refrigerante, esta

temperatura es monitoreada constantemente por la unidad de control, cuanto

la temperatura del refrigerante supera los 100ºC el electro ventilador se

enciende para aumentar el ingreso de aire en el motor. El Chevrolet Corsa 3

Puertas 1300cc cuenta con el sensor de temperatura del refrigerante, pero

es necesario aumentar un manómetro en el tablero de instrumentos que

muestre en tiempo real, la temperatura a la que se encuentra el motor. La

figura 45 muestra el esquema eléctrico del manómetro de temperatura

Figura 45. Esquema eléctrico del manómetro de temperatura del refrigerante del motor (Meganeboy, 2014)

Page 72: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

49

4.4.5. VOLTÍMETRO

Se le denomina voltímetro al manómetro que mide los voltios de la batería,

este instrumento importante en el tablero del vehículo de competencia.

El voltímetro permite ver los voltios que tiene la batería, antes de una

competencia es necesario saber que la batería está en buen estado y el auto

encenderá al momento de la largada inicial.

La figura 46 muestra el esquema de la conexión eléctrica del voltímetro

Figura 46. Esquema eléctrico del voltímetro (Tunig mix, 2016 )

4.4.6. CABLES DE BUJÍA

Se sabe que todos los cables tiene una resistencia al paso de corriente, lo

cables de bujía m son la excepción, los cables de bujía estándar tienen una

resistencia de 5 ohm a 6 ohm. Es necesario mejorar el paso de corriente

por los cables de bujía, por lo tanto se necesita cabes de bujías con menor

resistencia eléctrica. Es la se muestra cables de competencia marca Taylor.

La figura 47 muestra los cables de bujía.

Figura 47. Cables de bujía de competencia (Bovmex, 2016)

Page 73: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

50

4.4.7. BOBINA DE ENCENDIDO

La bobina de encendido original del Chevrolet Corsa 1300cc entrega 12 000

voltios, para un vehículo de competencia es necesario aumentar el voltaje

que entrega la batería, por esto, es necesario cambiar la bobina a una de

mejor desempeños. En la figura 48 se muestra una bobina de 4 pines, esta

bobina es utilizada en el Chevrolet Aveo

Figura 48. Bobina de encendido del Chevrolet Aveo

4.4.8. ANÁLISIS DE SWITCH TIPO AVIÓN

Para una mayor rapidez al momento de accionar dispositivos se utiliza los

switch tipo avión que son interruptores de corriente con una carcasa

protectora. Su funcionamiento consiste en alzar la tapa protectora y poner en

ON el interruptor, para poner el interruptor en off solo es necesario bajar la

carcasa protectora y automáticamente el interruptor se mueve a posición

OFF. La figura 49 muestra un switch tipo avión.

Figura 49. Switch tipo avión

Page 74: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

51

4.5. MODIFICACIÓN DEL TABLERO DE INSTRUMENTOS

Existen diversos criterios para modificar un tablero, se ha considerado los

requisitos que exige la Federación de Automovilismo y Kartismo de Ecuador

como una base para la modificación del tablero.

En la figura 50 se muestra un ejemplo de tablero de instrumentos de un auto

de competencia.

Figura 50. Ejemplo de tablero de instrumentos (Enfierrados.com, 2015)

4.6. ANÁLISIS DE ELEMENTOS A MODIFICAR EN EL

SISTEMA ELECTRÓNICO DEL CHEVROLET CORSA 3

PUERTAS

4.6.1. UNIDAD DE CONTROL DEL CHEVROLET CORSA 1300CC.

Para la modificación del sistema electrónico del vehículo es necesario

conocer la nomenclatura de pines que tiene la computadora.

En la figura 51 se muestra la nomenclatura de pines de la unidad de control

Figura 51. Pines de la unidad de control (Mecanica Automotriz, 2012)

Page 75: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

52

4.6.2. MAPEO DE LA UNIDAD DE CONTROL

Para el mapeo de la unidad de control se ha elegido una memoria flash

programable. Ver anexos 2

La tabla 7 muestra el rendimiento del vehículo estándar y el vehículo con la

memoria flash programable

Tabla 7 Rendimiento del vehículo estándar y con memoria flash programable

Rendimiento en

Serie

Rendimiento con

memoria flash Modificación (%)

Potencia (kW) 51 kW 62kw +22%

Potencia HP 69HP 84HP +22%

Torque 170Nm 204Nm +20%

(RaceChip, 2016 )

4.6.2.1. Memoria flash programable para modificación de la unidad de

control

La memoria flash programable se coloca en la memoria para aumentar la

potencia del automóvil, es una memoria similar a la EEPROM que contiene

nueva información y puede mejorar el rendimiento de 10% a 35% del

vehículo, la memoria viene programada con información específica para

cada modelo de automóvil.

Al instalar la memoria no se genera ningún código de falla debido que el

software instalado es reprogramado tal como lo haría el fabricante y tiene la

opción de volver a los parámetros iniciales solo retirando la memoria flash.

(ChipRacing, 2006)

La figura 52 muestra un ejemplo de la curva de potencia y torque.

Page 76: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

53

Figura 52. Ejemplo de curva de potencia y torque con chip (ChipRacing, 2006)

4.7. IMPLEMENTACIÓN DE LOS SISTEMAS ELÉCTRICOS-

ELECTRÓNICOS EN EL AUTOMÓVIL

4.7.1. IMPLEMENTACIÓN DEL SWITCH MASTER

Para la implementación del switch master se realizó una conexión en serie.

Se desconectó de borne positivo de la batería.

El borne positivo de la batería se conector a un terminal del interruptor switch

master, ver figura 53, por medio de un cable de 5.8 mm. de diámetro.

Figura 53. Switch master, parte posterior

Page 77: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

54

El otro terminal del interruptor switch master se conectó con los cables del

borne positivo de la batería.

4.7.2. IMPLEMENTACIÓN TACÓMETRO CON SHIFT LIGHT

Para la instalación del tacómetro se siguió las instrucciones del fabricante.

Se conecta el cable verde del tacómetro con el cable de pin c2 de la unidad

e control. Es necesario hacer un puente eléctrico, pelando el cable de la

unidad e control y empalmándolo con el cable del tacómetro, este cable es

de la señal.

La figura 54 muestra un tacómetro con los cables de conexión.

Figura 54. Manómetro con cables de conexión

El cable rojo del tacómetro se conectó al interruptor de ignición

El cable negro se conectó al borne negativo de la batería

Ver anexo 4

La figura 55 muestra el cable de señal del tacómetro conectado al pin c2 de

la unidad de control

Figura 55. Cable de señal del Tacómetro

Page 78: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

55

La figura 56 muestra el tacómetro instalado

Figura 56. Tacómetro Instalado en el tablero

4.7.3. IMPLEMENTACIÓN MEDIDOR DE PRESIÓN DE ACEITE DE

MOTOR

Para la implementación del medidor de aceite en necesario identificar los

cables con los que viene el manómetro.

El manómetro tiene 3 cables

Sonda directa al cabezote

Positivo al contacto del switch

Negativo

La figura 57 muestra los cables del medidor de presión de aceite.

Figura 57. Medidor de presión de aceite del motor, parte posterior.

Page 79: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

56

.El cable de sonda para medir la presión de aceite debe ir acoplado directo al

cabezote

El cable (-) va conectado al negativo

El cable (+) va conectado al contacto del switch

4.7.4. IMPLEMENTACIÓN DE MANÓMETRO DE TEMPERATURA DE

REFRIGERANTE DEL MOTOR

Para implementar un tacómetro medidor de temperatura del refrigerante del

motor se realizó lo siguiente

Se conectó el cable rojo y negro a cada lado del manómetro como se

muestra en la figura 58

La figura 58 muestra la parte posterior de manómetro de temperatura.

Figura 58. Manómetro de temperatura del refrigerante del motor, parte posterior

cable azul se conectó a un sensor acoplado a la salida del refrigerante del

motor como se muestra en la figura 59.

Figura 59. Conexión al motor del manómetro del refrigerante

Page 80: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

57

El cable rojo se conectó al negativo y el cable amarillo al switch de

encendido.

4.7.5. IMPLEMENTACIÓN DEL MANÓMETRO DE VOLTAJE DE LA

BATERÍA

Para la implementación del manómetro de voltaje de batería se conectó los

dos terminales, positivo y negativo en serie a cada respectivo borne de la

batería, el tercer cable del manómetro se conectó al switch tipo piloto, este

cable sirve para encender la luz del manómetro.

En la figura 60 se muestra la parte posterior del manómetro del voltaje de la

batería.

Figura 60.Voltímetro, parte posterior.

4.7.6. IMPLEMENTACIÓN DEL MÓDULO DE ARRANQUE

Para la implementación del módulo de arranque por botón fue necesario

conectar el switch de la izquierda a la batería para activar todo el sistema.

El switch ACC 1 se conectó al contacto del borne 15 del swicth de

encendido.

El switch ACC2 se conectó a contacto del borne 30 del switch de encendido.

Se realizó una instalación de todo el modulo en el panel de instrumentos de

tal manera que este anclado, ver anexo 4.

Page 81: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

58

Es necesario girar la llave en el cilindro de encendido debido a que no se

pudo eliminar el seguro que bloquea el volante.

La figura 61 muestra la instalación eléctrica del módulo de contacto de

ignición.

Figura 61. Conexión del módulo de contacto de ignición

En la figura 62 se muestra el módulo de contacto de ignición instalado.

Figura 62. Módulo de contacto de ignición

4.7.7. IMPLEMENTACIÓN DEL SWITCH PARA LAS LUCES DE LOS

MANÓMETROS

Para la implementación del switch tipo avión para encender la luz de los

manómetros de temperatura, voltaje y presión de combustible es necesario

una conexión en serie entre el positivo de la batería y el positivo de la luz de

Page 82: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

59

los manómetros, el negativo es el metal del manómetro que está anclado al

panel de instrumentos.

En la figura 63 se muestra un los Switch tipo avión instalados en el panel de

control.

Figura 63. Switch tipo avión.

4.7.8. IMPLEMENTACIÓN DE CABLES DE BUJÍA

Para instalar los cables de bujía de competencia es necesario quitar los

cables antiguos, se debe ver el orden de encendido, es decir cual cable va

en cada cilindro y en la bobina, luego se reemplaza por los nuevos cables.

En la figura 64 se muestra el primer paso del cambio de cables de bujía,

quitar los cables antiguos y poner los cables nuevos en la bobina según el

orden anterior.

Figura 64. Cambio de cables de bujías

En al figura 65 se muestra los cables de competencia instalados

Page 83: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

60

Figura 65. Cables de bujía instaladas

4.7.9. IMPLEMENTACIÓN DE BOBINA

Para la implementación de una nueva bobina de encendido se necesita otra

bobina de similares características y con el mismo conector de 4 pines. Para

el reemplazo es necesario desconectar el socket de 4 cables y remover los

tornillos que sujeta la bobina al motor.

La figura 66 muestra la bobina original del Chevrolet Corsa

Figura 66. Bobina original del Chevrolet Corsa 1300cc

La figura 67 muestra la bobina del Chevrolet Aveo

Page 84: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

61

Figura 67. Bobina nueva para el Chevrolet Corsa 1300cc

4.7.10. IMPLEMENTACIÓN DEL PANEL DE INSTRUMENTOS

Para la implementación de un nuevo panel de instrumentos se llevó el

siguiente procedimiento

Se aflojó los pernos que sujetan el panel de control con la carrocería y se

sacó el panel de instrumentos. La figura 68 muestra el auto sin panel de

instrumentos.

Figura 68. Vehículo sin panel de control

Page 85: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

62

Una vez el panel de instrumentos fuera, se procedió a la limpieza y remoción

de la mascarilla plástica en la parte central, donde se instalara los

manómetros y switch. La figura 69 muestra el panel de instrumentos fuera de

la carrocería.

La figura 69 muestra el panel de control desmontado.

Figura 69. Panel de instrumentos desmontado

Se realizó un corte en los bordes del panel de instrumentos para adaptarlo al

rollbar.

La figura 70 muestra e corte que se realizó al panel de instrumentos

Figura 70. Corte al panel de instrumentos

Page 86: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

63

El diseño final del panel de instrumentos se muestra en la figura 71.

Figura 71. Panel de instrumentos modificado

4.7.11. IMPLEMENTACIÓN DE LA MEMORIA FLASH

PROGRAMABLE

Para la implementación de la memoria flash se realizó el siguiente

procedimiento.

Se retiró la eprom, la figura 72 muestra la EPROM original de la unidad de

control.

Figura 72. EPROM original

Page 87: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

64

Se instaló la memoria flash programada para el vehículo Corsa 1300cc. ver

anexos 2. La figura 73 muestra una vista frontal de la memoria flash.

Figura 73. Vista frontal de la memoria flash

La figura 74 muestra una vista superior de la memoria flash.

Figura 74. Vista superior de la memoria flash

La figura 75 muestra una vista lateral de la memoria flash instalada.

Figura 75. Vista lateral de la memoria flash

Page 88: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

65

4.8. ANÁLISIS DE VELOCIDAD DEL CHEVROLET CORSA 3

PUERTAS ESTÁNDAR

Al vehículo Chevrolet Corsa 3 Puertas año 1996 se le realizaron pruebas sin

ninguna modificación para conocer la velocidad y aceleración que tiene el

vehículo. Las pruebas se realizaron en carretera y en la pista del Autódromo

Internacional de Yahuarcocha.

4.8.1. PRUEBAS DE VELOCIDAD EN CARRETERA del CHEVROLET

CORSA 1300cc ESTÁNDAR

Las pruebas de desempeño del vehículo se realizaron el sector del Parque

Recreación y Bosque Protector Jerusalem Ubicado en el Cantón Pedro

Moncayo a 40 Km de la ciudad de Quito.

La tabla 8 muestra datos referentes a la carretera utilizada para las pruebas

de velocidad y aceleración del vehículo.

Tabla 8. Datos de La carretera de prueba

Tipo de carretera Inter cantonal

Altura sobre el nivel del mar 2000 msnm

Ubicación Cantón Pedro Moncayo

Referencia Parque Protector Jerusalem

Distancia de la largada de la carretera 2.4km

Estado de la carretera Bueno

Temperatura promedio 17 ºC

La carretera es plana y sin curvas que permite realizar pruebas sin pérdida

de velocidad por frenados.

4.8.1.1. Prueba de 0Km/h a 60Km/h y 100 Km/h

La prueba inicial que se realizó en el vehículo Chevrolet Corsa 3 puertas año

1996 se muestran en la tabla 9.

Page 89: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

66

Tabla 9. Prueba inicial de velocidad final y tiempo

Velocidad inicial Velocidad final tiempo

0 100 21.26

0 60 8.2

Los datos obtenidos en las pruebas iniciales corresponden a tiempo y

velocidad inicial y final del vehículo ahora se necesita conocer la aceleración

y la distancia recorrida del vehículo para lo cual, se utilizará las fórmulas de

movimiento rectilíneo uniformemente variado.

La fórmula de la velocidad final se muestra en la ecuación [4]

[4]

Despejando la ecuación [4] se obtiene la ecuación [5]

[5]

La fórmula de la distancia se muestra en la ecuación [6]

[6]

4.8.1.2. Cálculo para aceleración y distancia recorrida, de 0Km/h a

60Km/h

Datos

: 60Km/h = 16.66m/s

: 0Km/h = 0m/s

: ?

: 8,2 s

: ?

En la ecuación [5] muestra la aceleración del vehículo de 0Km/h a 60Km/h

Page 90: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

67

La aceleración de vehículo de 0Km/h a 60Km/h fue de 2,03

En la ecuación [6] se busca la distancia recorrida por el vehículo de 0Km/h a

60Km/h

La distancia que recorre el vehículo para alcanzar los 60 km/h desde el

reposo es de 68.24 metros

4.8.1.3. Cálculo para aceleración y distancia recorrida, de 0Km/h a

100Km/h

Datos

: 100Km/h = 27.77m/s

: 0Km/h = 0m/s

: ?

: 21.26s

: ?

En la ecuación [5] se busca la aceleración del vehículo de 0Km/h a 100Km/h

Page 91: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

68

La aceleración de vehículo 0Km/h a 100Km/h fue de 1.31

En la ecuación [6] se busca la distancia recorrida por el vehículo de 0Km/h a

100Km/h

La distancia que recorre el vehículo para alcanzar los 100 km/h desde el

reposos es de 296.05 metros

4.8.1.4. Pruebas de velocidad en el autódromo internacional de

Yahuarcocha

En la ciudad de Ibarra se encuentra el Autódromo Internacional José Tobar

Tobar, Yahuarcocha, ver tabla 10, es una pista de ensayo y competencia.

Se realizan periódicamente competencias nacionales e internacionales

avaladas por la Federación Internacional de Automovilismo.

Tabla 10. Descripción técnica del Autódromo Internacional de Yahuarcocha

Descripción

Tipo de pista Autódromo

Longitud de la pista 3650 metros

Ubicación Ibarra- Imbabura Ecuador

Ancho de la vía 14 metros constantes

Longitud de la recta 770 metros

Curvas 9 curvas, 3 izquierdas, 6 derechas

Temperatura promedio 18 ºC

Altura sobre el nivel del mar 2200msnm

Page 92: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

69

La figura 76 muestra el circuito del Autódromo internación de Yahuarcocha.

Figura 76. Autódromo Internacional de Yahuarcocha Fuente: (Mundo Motorizado, 2005)

El tiempo que el Chevrolet Corsa 3 puertas año 1996 se demoró en recorrer

los 3650 m de pista esta dados en la tabla 11.

Tabla 11. Tiempo en recorrer el Autódromo de Yahuarcocha

Vuelta Tiempo(min)(s) Tiempo (s)

Vuelta 1 3 min 47 s 227 s

Vuelta 2 3 min 50 s 230 s

Vuelta 3 3 min 30 s 210 s

Vuelta 4 3 min 38 s 218 s

Para calcular la velocidad promedio del Chevrolet Corsa 1300cc en el

Autodromo Internacional de Yahuarcocha se utulizará la siguiente fórmula [7]

[7]

Page 93: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

70

La tabla 12 muestra la velocidad promedio del Chevrolet Corsa 1300cc. En

el Autódromo internacional de Yahuarcocha.

Tabla 12. Velocidad del Chevrolet Corsa en el Autódromo de Yahuarcocha.

Vuelta Velocidad (m/s) Velocidad (Km/h)

Vuelta 1 16.08 m/s 57.88 Km/h

Vuelta 2 15.86m/s 57.09 Km/h

Vuelta 3 17.38 m/s 62.56 Km/h

Vuelta 4 16.74m 7s 60.26 Km/h

Velocidad Promedio 16.52m/s 59.47 Km/h

4.8.2. ANÁLISIS DE VELOCIDAD DEL CHEVROLET CORSA 3 PUERTAS

MODIFICADO

Una vez realizadas las modificaciones en el sistema eléctrico electrónico del

vehículo Chevrolet Corsa 1300cc., se realizaron unas pruebas para conocer

los nuevos tiempos que demoraba el vehículo en llegar de 0Kmh a 60Km/h y

0Kmh a 100Km/h respectivamente.

Las pruebas finales que se realizaron en el vehículo Chevrolet Corsa 3

puertas año 1996 modificado se muestran en la tabla 13.

Tabla 13. Prueba inicial de velocidad final y tiempo

Velocidad inicial Velocidad final Tiempo

0 100 13.6

0 60 5.2

4.8.2.1. Cálculo para aceleración y distancia recorrida de 0km/h a

60km/h modificado

Datos

: 60Km/h = 16.66m/s

: 0Km/h = 0m/s

: ?

: 5,2 s

: ?

Page 94: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

71

En la ecuación [5] se busca la aceleración del vehículo de 0Km/h a 60Km/h

La aceleración de vehículo de 0Km/h a 100Km/h fue de 3.2

En la ecuación [6] se busca la distancia recorrida por el vehículo de 0Km/h a

60Km/h

La distancia que recorre el vehículo para alcanzar los 100 km/h desde el

reposos es de 43.26 metros

4.8.2.2. Cálculo para aceleración y distancia recorrida de 0km/h a

100km/h modificado

Datos.

: 100Km/h = 27.77m/s

: 0Km/h = 0m/s

: ?

: 13.6s

: ?

En la ecuación [5] se busca la aceleración del vehículo de 0Km/h a 100Km/h

luego de las modificaciones en el sistema eléctrico-electrónico.

Page 95: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

72

La aceleración de vehículo 0Km/h a 100Km/h fue de 2.042

En la ecuación [6] se busca la distancia recorrida por el vehículo de 0Km/h a

100Km/h

La distancia que recorre el vehículo para alcanzar los 100 km/h desde el

reposo es de 188.84 metros.

4.9. COMPARACIÓN DE LOS RESULTADOS DEL

CHEVROLET CORSA 1300CC. ESTÁNDAR Y

MODIFICADO.

Para una comparación del desempeño del Chevrolet Corsa 1300cc 3 puertas

año 1996 es necesario hacer una tabla comparativa con los resultados

obtenidos.

En la tabla 14 se muestra una tabla comparativa del Chevrolet Corsa 1300cc

estándar y modificado.

Se detalla el tiempo, la aceleración, la distancia recorrida para alcanzar las

dos velocidades de prueba.

Page 96: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

73

Tabla 14. Comparación de los resultados del Chevrolet Corsa 1300cc estándar y modificado

Vehículo sin modificaciones eléctrico-

electrónicas

Vehículo con

modificaciones eléctrico-

electrónicas

De 0 km/h

a 60 km/h

De 0 km/h

a 100 km/h

De 0 km/h

a 60 km/h

De 0

km/h

a 100

km/h

Tiempo 8.2 s 21.26s 5.2s 13.6s

Aceleración 2.03

1.31

3.02

2.042

Distancia 68.24m 296.05m 43.26m 188.84m

Es importante mencionar que el mejor desempeño del vehículo también se

debe a las modificaciones en la suspensión, el motor y la aerodinámica del

Chevrolet Corsa 1300cc, los cambios en el sistema eléctrico electrónico

ayudaron a mejorar las revoluciones por minuto y la inyección de

combustible pero por tratarse de una vehículo que funciona en conjunto es

complicado establecer cuál fue el porcentaje de mejoría exclusivo del

sistema eléctrico electrónico.

Se puede observar que la aceleración de 0 km/h a 60 km/h mejoró en 3

segundos.

Se puede observar que la aceleración de 0 km/h a 100 km/h mejoró en 7,66

segundos.

4.10. COMPARACIÓN DE LOS RESULTADOS DEL

DINAMOMETRO.

Al vehículo se le realizaron pruebas de potencia en el dinamómetro y se

encontró que antes de las modificaciones el Chevrolet Corsa 130cc. Año

1996 entregaba 35.37hp a 6200 rpm, y después de las modificaciones

entregaba 45.17 hp a 5700 rpm, lo cual es una mejoría de 9.8 hp. Para

obtener esta mejoría se hizo modificaciones en todos los sistemas del

automóvil.

Page 97: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

74

5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

5.1. CONCLUSIONES

Se concluye que:

Analizar cada elemento eléctrico y electrónico antes de ser modificado

ayuda a establecer cambios viables y ordenados.

Es necesario leer el diagrama eléctrico del vehículo Chevrolet Corsa antes

de realizar las modificaciones y cambios.

Se debe consultar el reglamento de la Federación de Automovilismo y

Kartismo del Ecuador, FEDAK, para conocer los requisitos eléctricos-

electrónicos mínimos para calificar en una competencia automovilística.

Las pruebas de velocidad del Chevrolet Corsa 1300cc deben ejecutarse en

el mismo circuito establecido y con similares condiciones meteorológicas

para evitar alteraciones en los resultados, de tal manera que las

comparaciones de datos sean fiables.

Es necesario complementar las modificaciones eléctrico-electrónicas con

otras modificaciones en el resto de sistemas del vehículo.

Los instrumentos de medición instalados en el tablero deben ser colocados

de tal manera que el piloto pueda leerlos y manipularlos con facilidad.

El aumento de potencia del vehículo Chevrolet Corsa 1300cc por las

modificaciones eléctrico-electrónicas implica un mayor consumo de

combustible.

Page 98: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

75

5.2. RECOMENDACIONES

Se recomienda que:

Todas las modificaciones se apeguen al reglamento de la Federación de

Automovilismo y Kartismo del Ecuador, FEDAK.

Se instale un switch para encender el electro ventilado manualmente ya

que después de la pruebas se comprobó que el motor debe ser refrigerado

desde el inicio.

Instalar un medidor de presión de gasolina para controlar la presión con la

que llega el combustible desde la bomba de gasolina.

Instalar un cronometro para controlar el tiempo que tarda el vehículo en

recorrer el circuito, esto ayudara al piloto durante los entrenamientos.

Instalar ventanas eléctricas para que el piloto puede subir y bajar con

facilidad los vidrios, ya que el roll bar no permite mover los vidrios cuando

la puerta está cerrada.

Instalar un radio de comunicación para que el piloto se comunique con su

equipo de apoyo en los pits.

Page 99: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

76

BIBLIOGRAFÍA

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Page 102: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

79

ANEXOS

ANEXO 1 Reglamento técnico de circuitos FEDAK 2015 (eléctrico)

La comisión de circuitos de la FEDAK ha establecido cambios en el

reglamento para el torneo 2015 con el fin de realizar mejoras en el sistema

de seguridad de los autos y hacer más competitiva la competencia. A

continuación el reglamento completo.

REGLAMENTO TÉCNICO DE CIRCUITOS

FEDAK 2015

1. OBJETIVO:

El presente reglamento técnico ha sido desarrollado con el propósito de

establecer requisitos mínimos de seguridad y límites técnicos al rendimiento

de los vehículos de competición admitidos, para que la competición ofrezca

a los pilotos y equipos las mismas oportunidades de competitividad y

un buen espectáculo para el público asistente.

3. GENERALIDADES:

4.

Se establecen las siguientes categorías:

· TP - TURISMO PROMOCIONAL: Son vehículos de fabricación de

serie con limitaciones en cuanto a su preparación.

· TN – TURISMO NACIONAL: son vehículos de fabricación de serie sin

limitaciones a su preparación, salvo las establecidas expresamente en este

reglamento.

· TE – TURISMO ESPECIAL: son vehículos de fabricación de serie sin

limitaciones a su preparación, salvo las establecidas expresamente en este

reglamento

· P – PROTOTIPOS: son vehículos exclusivamente fabricados para uso

en competencias automovilísticas.

Page 103: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

80

SISTEMA ELECTRICO: para todas las categorías.

Será Obligatorio:

Interruptor Master (Switch Master) que al ser desconectado apague el motor

del vehículo instalado en un lugar accesible para el piloto cuando este

puesto el cinturón de seguridad y de fácil acceso desde el exterior del

vehículo. Deberá estar perfectamente identificado. En los casos que no son

de fácil acceso desde el exterior será obligatorio la instalación de un

segundo interruptor master de accesibilidad exterior.

Luces de freno, como mínimo deberán tener 2 luces de freno (stop). La

activación de las luces de freno, únicamente está permitido a través del

funcionamiento de los frenos del vehículo, los cuales cuando se aplican

permiten activar las luces a través de un interruptor mecánico o

hidráulico. Está prohibido incorporar interruptores adicionales de acción

manual que apaguen o enciendan dichas luces de frenos sin que actúen los

frenos.

Limpia brisas, donde aplique deberán funcionar adecuadamente.

Batería, la cual en caso de estar en el habitáculo, deberá estar aislada

para evitar derrames o emanaciones de ácidos que afecten al piloto.

Luces, para carreras nocturnas están permitidas hasta un máximo de 4 faros

de iluminación incluyendo los originales, debiendo siempre tener un número

de luces par. También será obligatorio el correcto funcionamiento de las

luces de posición (medias) posteriores en un mínimo de dos y la iluminación

de los dos números laterales de identificación del vehículo.

Luces Leds de color blanco para los prototipos P, deberán ser incorporados

en la parte superior del rollbar apuntando hacia adelante con la finalidad de

permitir su identificación por parte de los vehículos que son alcanzados.

Page 104: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

81

ANEXO 2 Instalación de memoria flash

Si la idea que tenemos es probar varias modificaciones, lo que podemos

usar que está a nuestro alcance son memorias FLASH.

Las memorias Flash nos permiten borrar modificar y hacer cuanta cosa

queramos.

AT29C010A-12PI

Esta memoria FLASH es de 1Mbit. es decir 4 veces una 27c256 o 2 veces

una 27c512.

Esta memoria la podemos conseguir en encapsulado DIP-32, lo que nos da

que tiene 4 pines más que las EEPROMS que veníamos hablando.

Por suerte la compatibilidad llega a tal punto que haremos un zócalo el cual

la transformara de tal manera que la ECU la tomará como si fuese una

EEPROM.

NOTA IMPORTANTE: para grabar esta memoria vamos a usar archivos

de128kb. con lo que si estábamos trabajando como yo recomendé con

archivos de 32kb, así como para las 27c512 había que duplicarlos en este

caso tendremos que cuadriplicarlos.

Voy a proseguir entonces a armar el zócalo , iniciando por el zócalo para la

EEPROM 27C256 o 27C512.

Materiales:

* Plaqueta perforada genérica. * Zócalo DIP28 (14x2) o DIP32 (16x2)

* 2 tiras de pines hembras de 14 pines. (conector SIL14, o peine hembra)

* Estaño

* Soldador

Paso 1

Page 106: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

83

Paso 4

Acondicionamos las patas del zócalo a utilizar ya sea el DIP28 o el DIP32.

Con este tipo de zócalos hay que tener mucha delicadeza ya que las patas

son muy frágiles.

Paso 5

Colocamos el zócalo acondicionado procurando insertar las patas como lo

indica la imagen. Presionamos bien para que no se mueva y verificamos que

todas las patas estén en su correcta posición y alineadas con la tira de

pines.

Page 107: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

84

Paso 6

Comenzamos a soldar con estaño. Cada pata del zócalo tiene que quedar

bien soldada con el pad de cobre y el pin correspondiente de la tira de pines,

evitando que se toquen pines contiguos.

Es importante tras soldar, tomarse un tiempo para verificar la continuidad de

cada pin y su pata de zócalo y garantizar que no se toca con otro pin, para

seguridad tanto de la memoria como de la ECU

Paso Final

Una vez terminado y verificado el paso 6, colocamos el chip alineando la

marca del mismo con la indicación del marcador.

Esto es importante tener en cuenta ya que nuestro zócalo puede ser

colocado en dos posiciones, una de ellas es errónea y puede provocar

roturas en la ECU.

¿Y el zócalo para la FLASH?

bueno. para la FLASH partimos del paso 4 pero utilizamos el zócalo DIP32

en lugar del DIP28

Page 108: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

85

Paso 5 ( AT29C010A )

En la imagen se puede ver que éste zócalo llega hasta el borde de la

plaqueta que antes nos sobraba.

Paso 6 ( AT29C010A )

Es necesario eliminar algunos pines de la AT29C010A (el 1 y el 30 ver hoja

de datos - datashet).

Luego se sueldan cada pata con cada pin tal como el zócalo anterior.

Al terminar de soldar los 32 pines, necesitamos hacer un último ajuste para

que la FLASH funcione correctamente.

Paso Final (AT29C010A )

Page 109: TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO

86

Es indispensable soldar los 3 pines de la punta izquierda juntos al igual que

los 3 pines de la punta derecha, tal como se ve en la imagen.

Si quieren ver porque motivo se realiza esto, descarguen los Datashets u

hojas de datos de cada integrado y van a poder ver que es lo que estamos

haciendo en este caso.

Para grabar las memorias hay que sacarlas del zócalo, esto nos va a

garantizar estar haciendo las cosas bien.

Para grabar cada memoria según el programador que se use, ésta debe ser

colocada sin zócalo cuidadosamente y siguiendo las especificaciones de

cada lector/grabadora.

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87

ANEXO 3 Manual de taller del Chevrolet Corsa, páginas de interés

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ANEXO 4 Diagrama eléctrico

Descripción

W21 Conector de codificación de octanaje

31 Batería –

30 Batería +

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T1 Bobina de encendido

M12 Bomba de combustible

x79 Conector de transmisión- cambio automático

X1 Conector de transmisión de datos

X88 Conector de aire acondicionado

A166 Distribuidor

F Fusible

15 Interruptor de encendido-contacto dado

50 Interruptor de encendido-señal de arranque

Y3 Inyector

A35 Módulo de control del motor

K20 Relé de la bomba de combustible

B72 Sensor de oxigeno

B147 Sensor de posición de la mariposa

B54 Sensor de posición del cigüeñal

B83 Sensor de presión absoluta del colecto

B33 Sensor de velocidad del vehículo

H63 Testigo de avería

Y99 Válvula de control de aire de ralentí

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ANEXO 5 Curva de torque y potencia antes de las modificaciones.

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ANEXO 6 Curva de torque y potencia después de las modificaciones.