Sistema de inyección D-Jetronic de Bosch Este sistema apareció en el mercado en 1967, la ventaja de este sistema no fue grande respeto de los sistemas de carburación por lo que se sustituyo rápidamente, la determinación del volumen de aire (sensor de presión) que utilizaba el D-Jetronic se cambio por un medidor de caudal de aire naciendo el sistema de inyección L-jetronic.
El D-Jetronic supuso el primer sistema de inyección electrónico de combustible del fabricante Bosch. La inyección de combustible en se hace mediante unos inyectores electromagnéticos accionados directamente por la centralita o unidad de control (ECU) que es otra de las novedades de este sistema de inyección. Esta se encargara de recibir señales de los distintos sensores y actuará sobre los inyectores mediante una solenoide en los mismos, los cuales abrirán dejando salir la gasolina pulverizada por la presión de suministro cercana a los 2 kg/cm2 , el tiempo de apertura oscila entre 0.002 sg a 0.01 seg. Los inyectores se componen de una aguja que se desplaza (accionada por un electroimán) una cantidad fija de 0.15 mm, permitiendo el paso de combustible, dependiendo la cantidad de gasolina inyectada del tiempo de apertura. Al ser eléctricos los inyectores la alimentación no va a ser continua, si no que se realizará de forma intermitente. El captador en el distribuidor de encendido, informa de cuando se produce un ciclo, para que las inyecciones se realicen cada vuelta, inyectándose en cada una la mitad de la gasolina necesaria en una explosión La ECU recibe información de: El volumen de aire que aspiran los cilindros se medirá mediante un "sensor de presión" en el colector, calculándose en función de este la cantidad de aire que entra en cada momento. Se usarán además captadores para informar de : Temperatura del aire para corregir la densidad del mismo. Temperatura del agua del motor que indica el modo de funcionamiento en frío, este recoge una señal de temperatura, informando a la ECU del valor de temperatura en que se encuentra el bloque. Termocontanto temporizado que evita el enriquecimiento con el motor caliente, este es un elemento que deja pasar o no corriente situado en el bloque motor , y que consta de una lamina bimetal que aprovecha el distinto coeficiente de dilatación para curvarse en un calentamiento abriendo o cerrando un contacto
Sensor de posición de la mariposa, que indica el grado de apertura de la misma El sensor de posición de la mariposa cobra otra importancia, a aparte de generar la posición de mínima y máxima carga genera la señal para enriquecimiento en aceleración. Como la presión de suministro ahora se va a mantener estable, no precisa de un regulador que aumente esta en función de temperatura de motor al igual que las K o KE, ya que el grado de dosado se hace mediante tiempo de apertura de los inyectores , no obstante existirá un regulador que se encarga de mantener la presión en la rampa de inyectores en un valor preciso y estable, de forma que se recircule el exceso de combustible al tanque de esta manera se evita el calentamiento de la gasolina y su posible vaporización. Este regulador va a precisar de una corrección por la depresión del colector, para evitar que en cargas muy bajas el gran vacío en el colector genere una diferencia de presión en los inyectores casi un Kg/cm2 mayor, y por lo tanto un mayor caudal de gasolina a través de ellos.
Sensor de presión El sensor de presión proporciona una señal eléctrica a la unidad de control (ECU) en función de la depresión que existe en el colector de admisión del motor. Para cargas parciales cuando la presión en el colector de admisión es mayor que la presión atmosférica, el diafragma (1) es presionado contra el tope de carga parcial (4), en este caso solo los elementos de diafragma (1 y 2) actúan sobre el diafragma haciendo que la armadura adopte una posición relativa con respecto a la bobina que generara una determinada tensión que informara a la unidad de control de la presión en el colector de admisión. Para plenas cargas, la presión en el colector de admisión es igual a la presión atmosférica por lo que solo actúa el muelle (6) moviendo la armadura y haciendo que el diafragma presione contra el tope de plena carga.(5). El sensor de presión manda permanentemente información eléctrica a la unidad de control (ECU) del estado de depresión reinante en el colector, y la ECU es capaz de interpretar las más ligeras variaciones como diferentes estados de llenado de aire en el colector. A una alta depresión se corresponde un pequeño volumen de aire mientras ocurre lo contrario cuando la depresión es muy
pequeña. Con este dato básico la ECU elabora el tiempo básico de inyección, que después será corregido por la aportación de datos procedentes de otros sensores.
También hay sensores de presión que tienen en cuenta la altitud para dosificar la mezcla en función de esta, teniendo en cuenta que a mayor altitud la presión atmosférica disminuye. La presión atmosférica se utiliza para determinar la densidad del aire a diferentes altitudes. Como el motor requiere menos carburante a altitudes elevadas, el sensor transmite una señal a la ECU para reducir el tiempo de apertura de los inyectores.
Sensor de posición de aceleración Este sensor sirve para informar en todo momento a la unidad de control (ECU) de la posición de la mariposa de gases y así la intención del conductor. Cuando se mueve la mariposa de gases tanto para abrir como para cerrarse, el sensor de presión no da una medida exacta de la cantidad de aire que entra en los cilindros del motor, en fuertes aceleraciones o deceleraciones por lo que en unos instantes la unidad de control no se da cuenta de los cambios que esta sufriendo el motor en su funcionamiento. Para compensar este inconveniente se usa el sensor de posición de mariposa que
informa en todo momento a la unidad de control del estado de funcionamiento del motor: ralentí, aceleración, plena carga.
FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA DE INYECCIÓN RENIX ELECTRONIC La unidad de control gobierna inyección y encendido para un mejor aprovechamiento del motor en cualquier régimen de r.p.m. y en c ualquier condición de carga. La UCE elabora las señales de acuerdo a la información que recibe de: - Batería - Interruptor de encendido, posición de arranque - Medición de aire aspirado por sensor de presión absoluta (MAP) - Régimen de motor y PMS por captador inductivo - Temperatura de agua por resiste ncia PTC - Temperatura de aire por resistencia PTC - Picado de los cilindros por sensor de detonaciones - Posición de la mariposa por interruptores o c aja de contactos - Regulación de CO por potenciómetro - Aire acondicionado
Una vez elaboradas las señales la UCE gobierna: - Relé de inyección - Relé de electrobomba - Amplificador de encendido - Electroválvulas de inyección - Válvula de regulación de ralentí Otros sistemas que reciben señales de la UC E son: - Ordenador de a bordo - Enchufe de diagnosis (lámpara de avería) El sistema es de tipo Presion-Velocidad, las funciones las realiza bajo una cartografía pregrabada en la memoria. El funcionamiento del sistema de inyección Renix Electronic comienza al accionar la llave de contacto. La bobina del relé de inyección recibe señal de positivo de contacto, la UCE envía una se ñal de mando con tensión negativa al otro extremo de la bobina del relé cuando es accionada la llave en posición de arranque, cierra los contactos y pone en comunicación el positivo de batería y la salida, alimentando a la UCE y al positivo de la bobina del re lé de la bomba. El relé de bomba actúa cuando la UCE envía una señal de mando al negativo de la bobina, si la UCE no recibe señal de r.p.m. abre el circuito quedando sin tensión los elementos que gobierna este relé. Cuando la UCE recibe señal de r.p.m. a través del captador inductivo, envía la señal de mando al relé de bomba y este cierra el circuito, alimentando la bomba de combustible, las elect roválvulas de inyección y la válvula de ralentí. La pre sión atmosférica se mide y memoriza en la U CE al poner contacto, sin que gire el arranque, en cada puesta en marcha se actualiza y cada vez que la pre sión es superior a la atmosférica. La UCE determina el tiempo básico de inyección en función de la presión en el colector de admisión y las revoluciones del motor, estas informaciones se las suministran el sensor de presión absoluta (MAP) y el captador de R.P.M. Este tiempo básico es cor regido en función del llenado de los cilindros y de la riqueza de mezcla deseada en cualquier punto de funcionamiento del motor.
La UCE analiza las informaciones de temperatura de agua, t emperatura de aire, tensión de bat ería y de presión atmosférica, con esto hace las correcciones oportunas y elabora las señales de inyección y de encendido. En el momento del arranque y en función de la temperatura de motor, la UCE alarga los tiempos de inyección, haciendo trabajar a los inyectores cada media vuelta de motor, al sobrepasar las 1000 r.p.m. o dejar de accionar la llave de contacto, se normaliza la situación gobernando los cuatro inyectores una vez cada vuelta de motor, además determina el tiempo de co nducción de la bobina para obtener el mejor punto de encendido en el momento de arranque. Conforme va calentándose el motor la unidad va corrigiendo el e ncendido y estabilizando el ralentí a unas 800 r.p.m. a través de la válvula de regulación de ralentí. En marcha normal al pisar el acelerador, de splazamos la mariposa y salimos del régimen de ralentí, dejando pasar más cantidad de aire a los c ilindros y por lo tanto variando la depresión en el colector de admisión. La UCE analiza las señales provenientes del sensor de presión absoluta y en función del régimen de revoluciones, de la temperatura de motor y de la temperatura de aire aspirado calcula el tiempo de inyección, el ángulo de cierre y el ángulo de avance idóneo para ese m omento. Si baja la temperatura del aire, su densidad aumenta y el calculador enriquece la mezcla. El captador de tipo inductivo determina las posiciones de P.M.S. y P.M.I. e informa de la posición del volante. Para un motor de 4 cilindros el volante lleva 44 dientes espaciados regularmente, suprimidos dos en cada semivuelta, manda una señal 90º antes de los puntos muertos superiores e inferiores. El contactor Pie Levantado-Plena Carga informa al calculador de la plena apertura y pleno cierre de la mariposa, esta información se da 10º antes de la total apertura y 2º antes del cierre completo, así los inyectores suministran más caudal de gasolina, necesario para el aumento del caudal de aire. El cierre completo del contactor y si el régimen es superior a 2000 r.p.m. se produce el corte de alimentación en deceleración y los inyectores dejan de trabajar, la alimentación se restablece por debajo de las 1000 r.p.m. Puede incorporar caja de contactos de m ariposa con un funcionamiento similar al contactor Pie Levantado-Plena Carga. Si se produce el picado de algún c ilindro la UCE a través del sensor de detonaciones reconoce en cual se ha producido y corrige e l ángulo de avance independientemente en cada cilindro, retrasando el punto de encendido.
En la zona no crítica (cargas reducidas y r egímenes bajos de motor) retrasa el e ncendido 7º y vuelve progresivamente al valor normal al cabo de 10 segundos. En la zona crítica (cargas parciales y regímenes elevados) se retrasa 7º y progresivamente vuelve hasta -1º, en una segunda fase llamada corrección lenta en la que se tiene en cuenta el avance para cada cilindro, no se recupera hasta pasados unos minutos tras el síntoma de picado. En caso de fallo del captador de picado, la UCE adopta un retraso de encendido de 3º con respecto a los valores pregrabados en el mapa car tográfico. El amplificador del encendido situado fuera de la UCE recibe una señal de mando y la amplifica para abrir o cerrar el circuito primario de la bobina de alta te nsión colocada encima del amplificador. El amplificador recibe el positivo de la llave de c ontacto y el negativo a través de uno de los terminales y da salida al cuentarrevoluciones en el cuadro de instrumentos, la señal de mando que llega de la UCE es amplificada y realiza el corte en el borne 1 de la bobina de alta tensión. La UCE gobierna las electroválvulas de inyección con tensión neg ativa, inicialmente de forma continua y posteriormente con un tren de impulsos de onda cuadrada, cuya finalidad es la de refrigerar la electroválvula por falta de alimentación, el motor de ralentí también es gobernado por impulsos negativos y consta de dos bobinados gobernados por la UCE. La unidad de control es de las llamadas "inteligentes", ya que incorpora lámpara de aviso de fallo en el sistema de inyección o encendido, memorización de averías, autodiagnóstico y función de marcha de emergencia, tomando unos valores prefijados en caso de fallo de alguno de los captadores principales. Algunos motores con el sistema de inyección Renix Electronic tienen pequeñas variaciones como: Sustitución de la caja de contactos por un potenciómetro en la mariposa Incorporación de sonda Lambda en lugar del potenciómetro de CO Información de velocidad del vehículo Control del aire acondicionado Salida a lámpara de diagnosis Control de la válvula Overboost Valores para el sistema de inyección Renix Electronic Régimen de ralentí: 750 - 850 r.p.m.
Contenido de CO: 1.0 - 2.0 % Bomba de gasolina: Tensión 12 V Resistencia 0.7 - 1.4 Ohm. Caudal 2.0 litros/minuto Presión 5.0 bar mínimo Presión de gasolina: Presión regulada 1.8 - 2.2 bar (con depresión) 2.3 - 2.7 bar (sin depresión) Sonda de temperatura de agua: Resistencia 20ºC...............…….282-300 Ohm. 80ºC.......………….382-400 Ohm.
Sonda de temperatura de aire: Resistencia 20ºC.............……..282-300 Ohm. 40ºC......………….310-328 Ohm.
Válvula de regulación de ralentí: Tensión 11 - 14 V Electroválvulas de inyección: Tensión 12 V Resistencia 2 - 3 Ohm. Interruptor de Mariposa:
Weber Contacto de ralentí: (bornes 2 - 18) reposo................….máx. 1 Ohm. abierto...............…..infinito
Contacto plena carga: (bornes 3 - 18) reposo......................infinito abierto................…..máx. 1 Ohm.
Solex Contacto de ralentí: (bornes A - B) reposo......................máx. 1 Ohm. abierto.....................infinito Contacto plena carga: (bornes B- C) reposo......................infinito abierto......................máx. 1 Ohm. Sensor de RPM y PMS: Resistencia Aprox. 200 Ohm. Entrehierro 0.5-1.5 mm Sensor de Presión Absoluta (MAP): Tensión de alimentación bornes C -A...........……..4.8 - 5.1 V Tensión de salida (variable) bornes B - Masa..............4.9 - 0.3 V Surtidor calibrado 1.2 mm de diámetro Potenciómetro de CO: Resistencia tope izdo. 200 Ohm. Resistencia tope dcho. 10000 Ohm. CONEXIONES DE LA UCE DEL SISTEMA RENIX ELECTRONIC PARA R21 2.0
1 . Masa
19. Alimentación (+ relé de inyección)
2 . Masa
20. Inyectores (señal de mando)
3 . Libre/Ocupado
21. Inyectores (señal de mando)
4 . Alimentacion (+batería) 5 . Libre/Ocupado
22. Ordenador de a bordo
23. Motor de Ralentí (señal de mando)
6 . Relé de bomba (señal de mando)
24. Motor de Ralentí (señal de mando)
7 . Relé de inyección (señal de mando) 25. Interruptor de mariposa (contacto de ralentí) 8 . Interruptor de mariposa (contacto a plena carga) 9 . Amplificador (según modelos) 10.Masa (según modelos)
26. Libre/ocupado
27. Amplificador (señal de mando)
28. Sensor RPM-PMS
11.Sensor RPM-PMS
29. Llave de contacto (+ arranque)
12.Libre/Ocupado
30. Información A/C
13.Libre/Ocupado
31. Sensor de detonaciones (señal)
14.Sonda de temperatura de aire
32. Masa eléctrica (aire, agua, picado)
15.Sonda de temperatura de agua
33. Sensor de presión absoluta (señal)
16.Sensor de presión absoluta (+ alimentación) 34. Libre/Ocupado 17. Masa Eléctrica (sensor MAP, pot. CO)
35. Potenciómetro de CO (señal)
18. Autodiagnosis
MOTRONIC
La mejora en la gestión electrónica, conlleva un aumento de capacidad de calculo, por lo que se incluye en la misma centralita el trabajo de encendido, usándose el momento de este relacionado con la riqueza de la mezcla para un funcionamiento mas perfecto y armónico.
Básicamente se resume a una inyección L-Jetronic a la que se le ha integrado el sistema de encendido, por lo que se requiere de un captador de posición en el volante de inercia del moto r
para saber cuando se alcanza el punto Muerto S uperior, así como un captador que gener a la señal de vueltas del motor para la gener ación de la chispa de encendido, ambos dos se encuentran e n el volante motor, funcionando como sensores de inducción, donde una rebaje en e l volante de inercia modifica el campo inducido por el sensor, de igual modo que funcionan los sensores de ABS en cada rueda.
El encendido se realiza mediante un mapa, para avanzar el mismo en función de la carga ( demanda al acelerador) y las revoluciones del motor.
Existe otro añadido, consiste en un amortiguador de vibraciones en e l caudal de retorno del regulador de presión de la rampa de inyectores, esto evita la formación de burbujas de vapor manteniendo la presión mas estable.
En el mercado existen variantes de to dos los tipos, donde el encendido puede ser estático, (sin distribuidor) o con delco, aunque la chispa y los adelantos los lleve la centralita.
La gestión en una motronic a diferenc ia de las primeras jetronic, es totalmente informatizada, con conversores analógico digitales en las señales eléctricas, encargándose de la gestión del proceso una CPU y un modelo de memoria ROM y RAM, esta etapa de gestión electrónica e informática, ya aparece en algunos modelos de L-Jetronic, siendo e n el caso de las motronic un fenómeno generalizado, de esta manera, la sustitución de un chips aporta valore de programa a la CPU, que modifican la cantidad de combustible y momento de la inyección.
SENSORES DE PICADO, la presencia del c ircuito de encendido íntimamente relacionado con la inyección permite la presencia de sensores de picado, los cuales detectan la presencia de e ste fenómeno en alguno de los cilindros, detectando la vibración que el picado pro duce (se suelen montar uno o dos en un bloque de 4 cilindros), actuándose sobre el encendido en una primera instancia o modificando la riqueza de la mezcla en una instancia superior, para evitar este problema tan dañino.
La presencia de una centralita electrónica, puede limitar el limite de giro de un motor eliminando la inyección por encima de determinados valores de revoluciones.
Las señales que recibe la centralita, también pueden incluir información de presión en el colector de admisión así como de presión absoluta atmosférica. Puede asumir la gestión del t urbo en un motor sobrealimentado, limitando la presión del mismo cuando se observen condiciones que así lo aconsejen.
La gestión del control de tracción también puede actuar sobre la centralita de inyección modificando el aporte de par que el motor proporciona, al considerar este superior al que pueda transferir el tren motor.
Entre otro de los trabajos de la inyección se le suele encargar reducción de la emisión de Oxidos Nítricos, actuando sobre la válvula de recirculación de gases de escape EGR, permitiéndolo solo en determinadas circunstancias.
En aras de un medio ambiente mas limpio, también suele encargarse de la regeneración del canister, el cual es un bote que recoge los vapores de gasolina que se desplazan del tanque en el momento de repostar, absorbiendo y devolviéndolos al colector en determinadas circunstancias de carga en el motor, con el fin de dejarlo adaptado para re coger los mismos en el próximo llenado del tanque.
La aparición de la gestión informatizada, genera una capacidad de calculo, que permite el tratamiento de muchas señales, complicando en exceso e l funcionamiento de la inyección, pero el tratamiento digital de las mismas permite un chequeo continuo reduciendo las posibilidades de fallo, será importante prestar atención a aquellos elementos mecánicos o eléctricos que puedan generar una información errónea, la cual no es fácilmente identificable como tal por la UCE, dejando los fallos completos de sensores a la propia memoria de la centralita.
Otros fabricantes mantienen un sensor de captación de presión en el colector de admisión como elemento para determinar el caudal de entrada al estilo que las D-jetronic. I nyecciones como la Renix de renault, Fenix de citroen, Magneti-marelli, Multec-S, Lucas P,Wewber IAW,etc
Estos sistemas no son equivalentes a los D-jetronic, ya que aunque usan el parámetro de la presión en el colector para estimar el volumen de aire que entra al motor, la gestión mas elaborada e integrada con el encendido así como la cantidad de sensores que usan, la equiparan mas a una motronic.
Es necesario decir,que el sensor imprescindible para el funcionamiento en una inyección es el que se usa para determinar la cantidad de aire que entra en el motor, siendo los demás sensores para funcionar en determinados momentos o para un dosado mas preciso, por lo tanto permite el funcionamiento en caso de fallo, no así el de caudal de aire o captador de presión ( según el sistema) los cuales son imprescindibles para el funcionamiento del motor.
SISTEMAS MULTIPUNTO CON GESTIÓN COMBINADA DEL ENCENDIDO Y LA INYECCIÓN Sistema Motrónic El sistema Motronic combina, en una única unidad de mando electrónica, la gestión del encendido y la inyección. Según la evolución que ha ido adquiriendo este sistema y su adaptación en los diferentes fabricantes de automóviles, ha adoptado para la medida del aire de admisión de un caudalímetro de compuerta un medidor másico o un sensor de presión absoluta según las necesidades de diseño del fabricante. La electrónica ha permitido incorporar la posibilidad de autodiagnosis en caso de averías y sustituir mediante parámetros de valor medio, los valores de señal de algunos sensores en caso de fallo. También el equipamiento de sistemas anticontaminantes: catalizador, control de vapores de gasolina, válvula RGE, le ha permitido adaptarse a la evolución a lo largo de l os años y ser controlador por la unidad Motronic.
Sistema Rénix Sistema de inyección controlado electrónicamente. La característica principal de este sistema en comparación con las anteriores (LELH) está en la forma de determinar la cantidad de aire aspirado por el motor. En el sistema Rénix utiliza la medida indirecta de la cantidad de aire, mediante un sensor que mide la presión absoluta del aire y el número de revoluciones del motor (sistema velocidadpresión).
Sistema Ford EEC V Este sistema exclusivo de la marca Ford, es una evolución del anterior sistema ECC IV, y es lo último de la marca en cuanto a gestión combinada de la i nyección y el encendido (ver apartado práctico donde se describe este sistema) para los automóviles Ford de última generación. La medición de la cantidad de aire aspirada se realiza mediante un medidor másico a hilo caliente. Incorpora función autodiagnosis, funcionamiento en fase degradada (fallo de algún sensor) y control del sistema anticontaminante.
Sistema TCCS de Toyota El sistema Toyota TCCS (Toyota Computer Control System) controla el sistema electrónico de inyección de gasolina y el avance de encendido. Para la inyección utiliza el sistema de medida del aire de admisión mediante un sensor que mide la presión absoluta del aire (sensor MAP).
Otras variantes ECCS de Nissan, PGMEFI de Honda Los sistemas utilizados por los fabricantes japoneses, Nissan y Honda, en la actualidad, utilizan los sistemas de gestión combinada inyección y encendido, como l os descritos hasta ahora. En el caso de Nissan, la fomra en que realiza el control de la cantidad de aire aspirado es mediante un medidor másico de hilo caliente y en el caso de Honda, mediante un sensor de presión absoluta (sistema velocidadpresión).
SISTEMA DE INYECCIÓN ELECTRÓNICA RENIX Este sistema de inyección electrónica proporciona una inyección intermitente de carburante en el colector de admisión. El principio de funcionamiento se basa en l a presión existente en el colector de admisión y el régimen de giro del motor La inyección se hace en modo simultáneo, o sea que, se da mando a todos los inyectores al mismo tiempo. La central de inyección controla al mismo tiempo el sistema de encendido. Para realizar toda esta gestión la central electrónica necesita información de otros parámetros del estado de funcionamiento del motor como la temperatura motor, temperatura del aire, posición de la mariposa, etc.
SISTEMA DE INYECCIÓN ELECTRÓNICA MOTRONIC Este sistema de inyección multipunto utiliza una central electrónica para realizar tanto la gestión del sistema de inyección como la de encendido El sistema Motronic permite numerosas ventajas debido al mejoramiento de la regularidad de funcionamiento del motor, un menor consumo de carburante, una mayor fiabilidad y una reducción sensible de la cantidad de sustancias contaminantes contenidas en los gases de escape. Una combinación de encendido electrónico con cartografía e inyección de mando electrónico realizada con alta tecnología aseguran la optimización del sistema.
